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Jumo hat drei seiner Sensoren mit SPE-Schnitstelle ausgestattet.
Foto: Jumo
Jumo hat drei seiner Sensoren mit SPE-Schnittstelle ausgestattet.

Kommunikation

Vom Sensor direkt in die Cloud

Jumo hat erste Sensoren mit Single Pair Ethernet (SPE) ausgestattet. Das soll eine schnellere Kommunikation und bessere Analyse ermöglichen. Eine Frage dazu: Braucht’s hier noch eine Steuerung?

Jumo rüstet seine jüngsten Sensoren mit Single Pair Ethernet (SPE) auf. Bei SPE werden auf wenigen Kupferkabeln sowohl Daten per Ethernet als auch Energie an Endgeräte per PoDL (Power over Data Line) übertragen. Für seine Sensoren hat Jumo den SPE-Standard 10BASE-T1L gewählt. Aus 4- oder 8-Draht-Leitungen bei klassischen Ethernet-Verbindungen werden Single-Pair- also Ein-Paar-Leitungen. Außerdem kann Jumo einen Datendurchsatz von 10 Mbit erreichen. „Dadurch können wir mehr Funktionalität in die Sensoren einbauen“, sagt Dirk Schmitt, Entwicklungsleiter Software bei Jumo. Gleichzeitig bietet Ethernet den Entwicklern die Möglichkeiten, auf viele Software-Stacks und damit Funktionen zurückzugreifen, die auf ausgereiften Algorithmen beruhen. Das erleichtert Anwendern die Integration der Sensoren, aber auch viele Diagnosewerkzeuge bringt Ethernet mit sich. Dazu kommen Kabellängen bis 1.000 m. Der SPE-Stecker ist als M12-Ausführung realisiert.

Da der Datenverkehr Ethernet-basiert abläuft, können die Sensoren sowohl direkt mit der Steuerung als auch mit der Cloud in Kommunikation treten. „Bei der Inbetriebnahme können wir die Sensoren leicht mit der Steuerungsebene vernetzen. SPE ermöglicht uns, Gerätescans und -identifikationen durchzuführen“, erklärt Schmitt einen weiteren Vorteil. Auch Wartungsmitarbeiter können direkt mit Geräten kommunizieren, ohne die Geräte ausbauen oder auch nur anschließen zu müssen.

Der Aufbau einer typischen Ethernet-Topologie besteht aus folgenden drei Komponenten: mindestens ein SPE-fähiger Sensor, ein Ethernet-fähiger Switch, der die Umsetzung zwischen SPE und 4-Draht-Technik erledigt, und eine Steuerung. „Damit die Steuerung direkt mit dem Sensor kommunizieren kann, haben wir Modbus-TCP eingeführt. So kann die Steuerung beispielsweise Diagnosedaten auslesen, auf die Prozessdaten des Sensors zugreifen und diesen konfigurieren“, berichtet Schmitt. Zusätzlich können die SPE-Sensoren mit der Cloud von Jumo kommunizieren. Dazu wird ein Software-Gateway zwischengeschaltet und ist laut Jumo mit wenigen Klicks in der App „Jumo Smartconnect“ des Sensors verbunden.

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Da eine Steuerung der Sensoren auch direkt über die Cloud möglich ist, stellt sich die Frage: Ist eine Steuerung überhaupt noch notwendig? Darüber nachgedacht, die Sensorsteuerung direkt aus der Cloud heraus zu regeln, hat man laut Jumo schon, aber es sei noch ein langer Weg bis dahin. Außerdem: Als redundante Maßnahme ist eine Steuerung der Sensoren über eine SPS weiterhin sinnvoll, etwa bei einem Netzwerkausfall.

Für den SPE-Anschluss gibt es derzeit zwei gängige Steckervarianten, eine Phoenix Contact und eine von Harting. Jumo favorisiert zwar einen Stecker, tauscht aber auf Kundenwunsch.

 Temperatur, Durchfluss, Druck – diese Sensoren haben SPE

Der Hydrotrans misst die Raumtemperatur, Luftfeuchte sowie die CO2-Konzentration. Da er diese Werte über die SPE-Schnittstelle direkt in die Cloud sendet, ist ein zentrales Alarmmanagement möglich. Die Geräteserie ist in vier Varianten als Wand-, Kanal-, Stab- oder Raumausführung lieferbar. Die Ausführungen sind mit Schutzarten zwischen IP20 und IP65 erhältlich und bei Temperaturen von –40 bis +80 °C einsetzbar. Der Messbereich umfasst 0 bis 100 % rF, die Genauigkeit liegt bei 2 % rF bei 23 °C.

Das magnetisch-induktive Durchflussgerät Flowtrans MAG H20 misst leitfähige Medien, auch tröpfchenweise. Die Genauigkeit liegt bei ± 0,5 % vom Messwert, ein zusätzlicher Temperatursensor ist bereits integriert. Durch sein Metallgehäuse und die Tri-Clamp-Prozessverbindung in den Nennweiten von DN 06 bis DN 25 kann der Sensor besonders in lebensmittelnahen Bereichen eingesetzt werden. Für andere Anwendungen wird der Flowtrans mit einem G-Außengewinde versehen. Die Nenndrücke können bis PN 16 betragen und die Mediumstemperatur bis 90 °C. Er ist in der Schutzart IP65 / IP67 erhältlich.

Mit dem Druckmessumformer Delos S02 werden Relativ- und Absolutdrücken in flüssigen und gasförmigen Medien erfasst. Er bietet hohe Prozesssicherheit durch hohe Genauigkeit und Langzeitstabilität. Die Messbereiche liegen zwischen 0,1 bis 60 bar rel. oder 0,4 bis 60 bar abs. Neben SPE kann er auch über IO-Link konfiguriert werden.

Über die SPE-Schnittstelle melden die Sensoren zusätzlich ihre Statuswerte direkt in die Cloud, so ist eine Wartung auch planbar. Zudem werden die Sensoren künftig auch mit IO-Link-Schnittstelle ausgestattet.

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