IoT Use Case

IoT-Adapter und Komponenten zum Nachrüsten von Feldgeräten

Komponenten und Adapter sind kompakte Hardwarebausteine, die vorhandene Sensoren, Aktoren und Feldgeräte IoT-fähig machen. Sie wandeln Signale wie 4–20 mA, Schaltausgänge oder Modbus in Formate wie IO-Link, Ethernet oder MQTT um. So lassen sich Bestandsanlagen nachrüsten, ohne Geräte zu tauschen oder in das Steuerungsprogramm einzugreifen.

  • Salzgitter Flachstahl
  • Co-Founder & CTO/CPO, Greenlyte Carbon Technologies
  • CEO, inray Industriesoftware GmbH
  • Magna Exteriors (Meerane) GmbH, Leiter Automatisierung, Magna
  • PLM-Innovation-Consultant, Liebherr-IT Services GmbH

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Wofür es eingesetzt wird

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Ausgewertet aus den Lösungsbeispielen dieser Hersteller: die häufigsten Use Cases und die Technologien, die ihre Lösungen sprechen.

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Was Komponenten und Adapter leisten

Komponenten und Adapter machen vorhandene Sensoren, Aktoren und Feldgeräte IoT-fähig, ohne dass das Gerät selbst getauscht werden muss. Ein Adapter nimmt ein klassisches Signal auf, etwa einen 4–20-mA-Analogwert, einen Schaltausgang oder eine serielle Modbus-Schnittstelle, und setzt es in ein Format um, das sich über ein IP-Netzwerk oder ein IoT-Protokoll wie MQTT weiterleiten lässt. Dazu zählen auch IO-Link-Adapter, die Analogsignale in IO-Link-Prozessdaten wandeln, sowie modulare Steckverbinder- und Elektronikbausteine, die die Signalwandlung direkt in die Verkabelung integrieren.

Damit sind Adapter oft der einfachste Weg, Bestandsanlagen zu vernetzen. Ein einzelner Messwert lässt sich nachrüsten, ohne in die Steuerung oder das SPS-Programm einzugreifen. Gerade bei älteren Maschinen, deren Sensoren noch gut funktionieren, spart das Aufwand und Stillstandszeit.

Abgrenzung zu Edge-Geräten und Routern

Ein Adapter übersetzt ein einzelnes Signal oder wenige Kanäle direkt an der Quelle. Er hat kaum Rechenleistung und führt keine eigenen Anwendungen aus. Edge-Geräte bündeln dagegen viele Datenquellen, verarbeiten Daten vor und führen lokale Logik oder Container aus. Router stellen die Netzwerkverbindung zwischen Maschinennetz und Mobilfunk oder Internet her. In einer typischen Architektur liefern Adapter die Daten, Edge-Gerät oder Router bringen sie weiter in Plattform und IT. Bei vielen Signalen an einem Ort kann ein Edge-Gerät mit passenden Eingängen wirtschaftlicher sein, bei wenigen verteilten Messstellen ist der Adapter meist die schlankere Lösung.

Worauf es bei der Auswahl ankommt

Am Anfang steht die Frage, welches Signal vorliegt und wohin es soll: analog, digital oder seriell auf der einen Seite, Ethernet, Single Pair Ethernet, IO-Link oder Funk auf der anderen. Wichtig sind außerdem die Stromversorgung, etwa über das Datenkabel, die Schutzart, die Montage auf der Hutschiene oder direkt im Feld sowie die unterstützten Protokolle wie MQTT, OPC UA oder HTTP. Ein Beispiel sind die periNode-Adapter von Perinet, die vorhandene Modbus- und 4–20-mA-Geräte ohne Austausch IoT-fähig machen und sich damit gut für die schrittweise Nachrüstung eignen.

Häufige Fragen zu Komponenten & Adaptern

Was ist ein Modbus-Adapter und wofür braucht man ihn?

Ein Modbus-Adapter verbindet Geräte mit serieller Modbus-RTU-Schnittstelle mit einem Ethernet-Netzwerk oder einem IoT-Protokoll wie MQTT. Man braucht ihn, um Zähler, Frequenzumrichter, Sensoren oder ältere Steuerungen anzubinden, die nur Modbus RTU über RS-485 sprechen. Der Adapter fragt die Register des Geräts ab und stellt die Werte im Netzwerk bereit, ohne dass das Gerät selbst verändert wird.

Was macht ein IO-Link-Adapter?

Ein IO-Link-Adapter wandelt das Signal eines herkömmlichen Sensors, etwa 4–20 mA, 0–10 V oder einen Schaltausgang, in IO-Link-Prozessdaten um. Er wird zwischen Sensor und IO-Link-Master gesteckt. So lassen sich auch Sensoren ohne eigene IO-Link-Schnittstelle in eine IO-Link-Architektur einbinden und ihre Messwerte digital an Steuerung und IT weitergeben.

Was ist der Unterschied zwischen Signalwandler und IoT-Adapter?

Ein Signalwandler setzt ein analoges Signal in ein anderes analoges Signal um, ein IoT-Adapter digitalisiert es und stellt es im Netzwerk bereit. Klassische Signalwandler wandeln etwa 0–10 V in 4–20 mA oder trennen Stromkreise galvanisch. Ein IoT-Adapter gibt den Messwert dagegen über ein Protokoll wie MQTT, OPC UA oder IO-Link aus. Damit wird er direkt für Plattformen und Software nutzbar.

Wofür braucht man einen RS485-Ethernet-Adapter?

Ein RS485-Ethernet-Adapter bringt Geräte mit serieller RS-485-Schnittstelle ins Ethernet-Netzwerk. Typisch sind Energiezähler, Frequenzumrichter, Klimageräte oder ältere Steuerungen, die über Modbus RTU kommunizieren. Der Adapter macht die Daten über das Netzwerk erreichbar, oft auch als Modbus TCP. Damit lassen sich verteilte Altgeräte zentral auslesen, ohne neue serielle Leitungen zu ziehen.

Was bringt ein Single-Pair-Ethernet-Adapter?

Ein Single-Pair-Ethernet-Adapter verbindet Sensoren und Feldgeräte über ein einzelnes Adernpaar mit dem Ethernet-Netzwerk. Daten und Stromversorgung können über dasselbe schlanke Kabel laufen. Damit wird IP-Kommunikation bis direkt zum Sensor möglich, ohne zusätzliches Gateway. Adapter für Single Pair Ethernet binden auch vorhandene Analog- oder Modbus-Geräte ein und eignen sich besonders für die Nachrüstung.

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