IoT Gateways von Automation-One

 

München, 11.06.2021

Bei den IoT Gateways von Automation-One handelt es sich um leistungsstarke und flexible Geräte, die Sie für die Verbindung von Feldgeräten mit dem Internet oder als Protokollumsetzer vor Ort nutzen können. Die Einsatzmöglichkeiten erstrecken sich dabei über verschiedenste Branchen und und Unternehmen hinweg. Dazu zählen bereits führende Hersteller von power-2-heat Anlagen, bei denen überschüssiger PV Strom intelligent nutzbar gemacht wird. Dabei wird mit der PV-Energie zur Erwärmung von Heiz- und Brauchwasser (in Zusammenhang mit Pufferspeichern) beigetragen. Eine weitere, sehr interessante Einsatzmöglichkeit der Automation-One-Lösungen zeigt das E.ON Energy Research Center. Letzteres verbindet mit den IoT Gateways die Klimaanlage mit einer Cloud-basierten Gebäudeautomatisierung. Außerdem werden die Gateways innerhalb eines 5G Campus Netzwerkes zur Anbindung von Feld Equipement eines Forschungsinstituts erfolgreich eingesetzt.

Die Hardware der IoT Gateways

Das A1GW Gateway wurde für die IoT Anbindung Ihrer Maschinen, Geräte und Anlagen (Feldtechnik) an Cloud-basierte Dienste entwickelt. Das bedeutet, dass der aktuelle Zustand der Feldtechnik an eine weiter entfernte Software über eine IP-Verbindung übermittelt wird. Dabei funktioniert der Datenaustausch in beide Richtungen, sodass die weiter entfernte Software auch Befehle an das A1GW übermitteln kann, die in der Folge vom A1GW an die Feldtechnik weitergegeben werden. Die IP-Verbindung zur Cloud kann über das lokale Ethernet Netzwerk (LAN) oder auch über Funktechnologie hergestellt werden. Dabei verfügen die A1GW-Versionen mit Funktechnologie neben LAN auch über Wireless-LAN sowie 4G und 5G. Die Anbindung an die Feldtechnik erfolgt wahlweise über LAN, WLAN, serielle Schnittstellen oder Bluetooth.

 

IoT Gateways von Automation-One

Automation-One Gateways sind der perfekte Vermittler zwischen lokalen Geräten, Anlagen und Netzwerken und Cloud-basierenden Diensten

 

Die Funktions- und Schnittstellenvielfalt des A1GW ermöglichen Ihnen die Kommunikation von Feldtechnik zu Feldtechnik. Außerdem können auch unterschiedliche Protokolle eingesetzt werden und das A1GW kann mit einer weiter entfernten Software (Cloud Service) in Verbindung stehen, die beispielsweise die übermittelten Daten auswertet oder eine Überwachung erlaubt.

 

Gateway A1GW.BASIC

Das Gateway A1GW.BASIC ist eine kompakte Lösung für die kabelgebundene Kommunikation zwischen einem oder mehreren Feldgeräten und einem übergeordneten System und ist nach IP10 zertifiziert. Das Gehäuse des A1GW ist für die Montage auf der DIN-Tragschiene mit 35mm Breite ausgelegt. Damit eignet sich das Gateway vor allem für den Einbau in geschlossenen Elektroverteilerkästen und Schaltschränken. Herzstück des Devices ist dabei ein i.MX 6ULL Prozessor von NXP samt 32-Bit Cortex©-A7 Kern. Mit 800MHz Taktrate ist dieser Prozessor ideal geeignet für die Installation eines embedded-LINUX Betriebssystems und für anspruchsvolle Anwendungsprogramme im Bereich der Datenvorverarbeitung und Edge-Computing (dezentrale Datenverarbeitung am Rand des Netzwerks, der sogenannten Edge). Mit den 512MB RAM stehen dem Prozessor für embedded-Software Anwendungen reichlich Arbeitsspeicher sowie 512MB NAND Flash Programmspeicher zur Verfügung. Außerdem verfügt das A1GW.BASIC über zwei Ethernet Schnittstellen, die jeweils eine eigene MAC Adresse haben.

 

IoT Gateways von Automation-One

 

Es handelt sich also nicht um einen Switch, bei dem sich zwei oder mehrere Ethernet Anschlüsse eine MAC Adresse teilen. Mit dieser Eigenschaft kann das A1GW.BASIC z.B. in einem lokalen LAN-Netzwerk kommunizieren und dort auch die Aufgabe des DHCP Servers, eines NAT Servers oder Firewall übernehmen. Mit der zweiten LAN-Schnittstelle kann das A1GW.BASIC mit einem anderen Netzwerk oder einer weiteren Netzwerk-Domäne verbunden werden. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine Verbindung mit einer übergeordneten Steuerung oder eine Verbindung mit dem Internet über einen Router hergestellt wird. Außerdem können Sie das A1GW.BASIC als “Vermittler” zwischen verschiedenen Protokollen und Schnittstellen einsetzen. Damit gewährleisten Sie die Kommunikation zweier Feldgeräte, die Hardware- bzw. Software-seitig nicht miteinander kompatibel sind (bspw. Master mit BACnet IP-Schnittstelle und Slave mit Modbus RTU Schnittstelle).

 

 

 

Einsatzmöglichkeiten des A1GW.BASIC

Ein hervorragend geeignetes Anwendungsgebiet des A1GW.BASIC ist das Auslesen und Übertragen von Zählerständen oder das Monitoring von Geräten oder Anlagen zur Datenlieferung an einen digitalen Zwilling.

 

IoT Gateways von Automation-One

 

 

Gateway A1GW.PLUS

Das IoT Gateway A1GW.PLUS ist eine vielseitig einsetzbare, robuste (erhältlich bis Schutzklasse IP67) Lösung für die kabelgebundene und drahtlose Kommunikation zwischen einem oder mehreren Feldgeräten und einem übergeordneten System. Dabei setzt das A1GW.PLUS wie der A1GW.BASIC auf einen i.MX 6ULL Prozessor von NXP (32-Bit Cortex©-A7 Kern). Auch die weiteren technischen Fähigkeiten teilt sich das Device mit seinem “kleineren Bruder” und eignet sich ebenso für den Auslesevorgang sowie die Übertragung von Zählerständen respektive für das Device-Monitoring. Zusätzlich zur drahtgebundenen Anbindung an IP-basierende Netzwerke kann das A1GW.PLUS über WLAN-Technologie und mittels einem 4G- oder 5G-Mobilfunk Modem kommunizieren. Dabei ist die WLAN-Funktionalität standardmäßig verbaut und unterstützt die WLAN-Protokolle 802.11 a/b/g/n sowie die Frequenzen 2.4 GHz und 5 GHz. Für die Anbindung an den Mobilfunk können Sie auf zwei Ausstattungsvarianten zurückgreifen. Dabei eignet sich für 4G-Applikationen das A1GW.PLUS.4G (samt integriertem Quectel EM05), bei 5G-Anwendungen ist das A1GW.PLUS.5G (mit dem RM500Q von Quectel) die richtige Wahl.

 

IoT Gateways von Automation-One

A1GW.PLUS eingebaut in Elektroverteiler Gehäuse

 

Mit zwei seriellen RS485 Schnittstelle werden Feldgeräte mit dem A1GW.BASIC verbunden, die z.B. eine Modbus RTU oder eine BACnet MSTP Schnittstelle haben (beide Protokolle üblich in Gebäudeautomation). Die Standardausführung des A1GW.PLUS unterstützt auch eine drahtlose Anbindung von Feldtechnik mittels Dual-mode Bluetooth 4.0. Somit kann das A1GW.PLUS nahezu jede Gateway- oder Überbrückungsaufgabe zwischen lokalen und Cloud-basierenden Netzwerken wahrnehmen.

 

Die Antennentechnik des A1GW.PLUS

 

Gateway A1GW.PLUS.5G mit aufgeschraubten Mobilfunk Antennen und WLAN/Bluetooth Antenne

 

Mobilfunk

Wenn Sie das A1GW.PLUS an den Mobilfunk anbinden möchten, benötigen Sie externe Antennen. Sofern Sie das A1GW.PLUS im 4G-Netz betreiben, müssen Sie auf eine Hauptantenne für die Verbindung mit dem 4G/LTE Netz und optional auf eine Antenne für die GNSS Frequenzen zurückgreifen. Dadurch können Sie mit der Hauptantenne Nutzdaten senden respektive empfangen und mit der GNSS Antenne können Sie die Position des Gateways bestimmen. Bei der 5G-Version benötigen Sie wiederum vier Antennen, um eine ordnungsgemäße Konnektivität mit dem 5G-Netz zu erreichen. Für die optimale Datenübertragung eignet sich hier insbesondere die MIMO-Technologie (Multiple Input, Multiple Output). Außerdem werden allen vier Antennen bestimmte Funktionen und Frequenzbänder zugeordnet (keine zusätzliche, separate GNSS-Antenne – Funktion wird von den übrigen Antennen erfüllt).

 

Einsatzmöglichkeiten des A1GW.PLUS

IoT Gateways von Automation-One

 

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