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Sensor-Kommunikation: Das Prinzip des zweiten Kanals

Daten und deren Austausch über alle Systemgrenzen hinweg bis in die Cloud zu standardisieren, ist eines der Anliegen von Industrie 4.0. Ein möglicher Ansatz, die von Sensoren generierten Daten effizient zu übertragen, ist das 'Dual-Channel-Prinzip'.

Produktionshalle Bildquelle: © Shutterstock

Ein Großteil der für Industrie 4.0 oder IIoT nötigen Daten wird mit Hilfe von Sensoren generiert. Ihre Aufgabe ist es, Prozessgrößen zu erfassen und in Form von Daten über Schnittstellen an abnehmende Systeme zu übertragen. Diese Prozessdaten sind im Grunde die originären Daten zur Lösung der eigentlichen Automatisierungsaufgabe. Je nach Sensortyp steht eine unterschiedliche Menge an Daten zur Verfügung. Als Schnittstellen werden solche eingesetzt, die der Komplexität der Datenübertragung am besten angepasst sind: Einfache binär schaltende Sensoren übertragen den Prozesswert sowie Status- und Diagnosemeldungen über die IO-Link-Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsschnittstelle. Komplexere Sensoren mit einer höheren Funktionalität sind häufig in echtzeitfähige Feldbus-Netzwerke integriert. Sie übertragen auch mehrere Prozess- und Alarmwerte sowie Status- und Diagnosemeldungen und lassen sich über die Steuerung vollständig parametrieren.

Das Dual-Channel-Prinzip Bildquelle: © Leuze electronic

Das Dual-Channel-Prinzip: Über Kanal 1 laufen Daten zur Prozesssteuerung, über den Kanal 2 Informationen für Monitoring und Maschinen-Analyse.

Durch Industrie 4.0 rücken Themen wie beispielsweise Rezepturwechsel und Formatumstellung sowie Zustandsüberwachung und vorausschauende Wartung stärker in den Fokus. Die dort erforderlichen Daten sind häufig nicht zwingend für die Automatisierungsaufgabe notwendig, helfen dem Anwender aber mit planbaren präventiven Wartungsintervallen dabei, die Verfügbarkeit seiner Anlage zu erhöhen. Die Daten werden hierbei aus unterschiedlichsten Quellen an einer zentralen Stelle zusammengeführt, zum Beispiel in einer Cloud. Da sich trotz geringeren Aktualisierungsraten durchaus höhere Datenvolumina ergeben, entsteht ein anderer Kommunikations-Charakter.

Diesen unterschiedlichen Kommunikations-Charakter unterstützt Leuze electronic mit dem ‚Dual-Channel-Prinzip‘: Während über den ersten Sensorkanal die Daten zur Prozesssteuerung in Echtzeit übertragen werden, laufen über den zweiten Sensorkanal die Informationen für das Monitoring und die Analyse der Maschine. Das Prinzip ist bei allen Sensoren mit Schnittstellen dasselbe, unabhängig von deren Komplexität.