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Hardware: Mit dem PHYTEC Gateway phyGATE-Tauri ins Industrial Internet of Things

30. August 2021 16:46:48 MESZ / von Julia Philipp

Mit dem PHYTEC phyGATE-Tauri ins Industrial Internet of Things

Beim Einsatz einer IIoT-Platform wie da³vid in Kombination mit einem IIoT-Gateway der neusten Generation profitieren Sie von einer Vielzahl an Faktoren um Ihr Digitalisierungs-Projekt schnell und kostengünstig zum Erfolg zu bringen: 

  • Erkenntnisse können direkt an der Anlage ohne Latenz gewonnen werden, auch ohne aktive Netzwerkverbindung und Cloud 
  • Die Daten werden an der Anlage verarbeitet, große Datenvolumen können intelligent vorverdichtet werden  
  • Der Einsatz kostengünstiger A/D Sensoren wird ermöglicht 
  • uvm 

Julia Philipp von unserem Partner PHYTEC Messtechnik stellt Ihnen in diesem Gastbeitrag die Eigenschaften und Vorteile eines solchen IIoT-Gateways vor. 

Das phyGATE-Tauri bringt Industrieanlagen ins Internet der Dinge. So können auch ältere Anlagen wertvolle Rohdaten liefern: Das Stichwort heißt Retrofitting. Von der Temperatur bestimmter Komponenten über den Bauteildurchsatz von Produktionslinien bis hin zu vollständigen, digitalen Schichtbüchern können Sie in Zukunft viel mehr aus Ihren Anlagen herausholen. Retrofitting bedeutet mehr Produktivität und mehr Sicherheit bei gleichzeitigem Bestandsschutz und geringeren Investitionskosten. 

Im Schaubild sehen Sie, wie eine solche Retrofitting Infrastruktur aussehen könnte:  

 Schaubild Retrofitting Infrastruktur

Das phyGATE-Tauri ist dank einer großen Zahl an Schnittstellen sehr einfach in bestehende Anlagen zu integrieren. Je nach Komplexität und Datenmenge kann zwischen zwei Prozessoren gewählt werden: 

  • Dem NXP i.MX 8M Mini auf Basis eines 4-Kern Cortex-A53-Systems (phyGATE-Tauri-L) mit 2 GB Arbeitsspeicher und 
  • dem kostengünstigeren NXP i.MX 6UL auf Basis eines 1-Kern Cortex-A7 (phyGATE-Tauri-S) mit 512 MB Arbeitsspeicher. 

Bei Bedarf sind auch andere Konfigurationen erhältlich. Welche Version für Sie die richtige ist, finden wir bei der Projektplanung gemeinsam heraus. In jedem Fall kann Ihr Digitalisierungsprojekt mit geringem Kosten- und Zeiteinsatz umgesetzt werden. 

 

Erweiterbare Konnektivität für ein vollumfängliches Retrofitting 

Das phyGATE-Tauri kommt in einem platzsparenden Industrial Case System (ICS) Gehäuse für die Hutschieneninstallation. Es hat sowohl LAN-Anschlüsse und USB als auch mehrere serielle Anschlüsse sowie eine CAN Verbindung. 

Für ein lückenloses Retrofitting müssen in der Regel eine Vielzahl verschiedener Geräte angebunden werden. Diese liefern ihre Daten in den unterschiedlichsten Formaten aus. Daher ist das phyGATE-Tauri über einen internen Erweiterungsbus sowie extern um zusätzliche Anschlussmöglichkeiten erweiterbar. Besonders die externe Erweiterung ist in kürzester Zeit realisierbar. Die Entwicklung solcher Erweiterungskarten kann vom Kunden oder vom PHYTEC Design Service übernommen werden.  

Bereits in der Umsetzung sind die folgenden externen Erweiterungen (Stand 08/2021): 

  • Analoge Inputs mit NTC, PT100, 0…10 V, 0…20 mA und 4…20 mA aufgeteilt in 8 Kanäle  
  • Digital IO mit je 8 digitalen Ein- und Ausgängen 

Die Erweiterungskarten befinden sich ebenfalls in ICS-Gehäusen und werden über einen DIN-Schienen-Fußkontakt (phyRAIL) mit dem Gateway verbunden. phyRAIL ist ein achtpoliger Hutschienen-Busverbinder und verfügt über verschiedene Schnittstellen zur Kommunikation mit dem Gateway. Hierbei ist die Kaskadierung mehrerer Erweiterungskarten möglich. Die Stromversorgung erfolgt für jede Karte über ein passendes Netzteil. 

Das Gateway selbst kann über verschiedene Industrieprotokolle kommunizieren, beispielsweise: 

  • OPC UA 
  • MQTT 
  • CAN 
  • Modbus 

 

Betriebssystem Linux Yocto 

Für das phyGATE-Tauri bietet PHYTEC ein Board Support Package an. Es basiert auf dem Linux Yocto Projekt und ist auf die Hardware angepasst. Yocto ist ein Open-Source-Projekt, das bei der Erstellung individueller Linux Systeme, vor allem für den Embedded Bereich, unterstützt. 

Kunden erhalten von PHYTEC regelmäßig Updates des Board Support Packages. Dank der Mainline-Strategie und der Pflege des Linux Kernels mit Long Term Support können Sie auch neue Kernel und Yocto-Version einsetzen.  

 

Sicherheit 

Mit der Bereitstellung von aktuellen Linux-Versionen sinkt auch die Gefahr, dass eventuelle Sicherheitslücken ausgenutzt werden könnten. Weitere Sicherheitsfeatures des phyGATE-Tauri sind die Verwendung des Secure Boot Verfahrens sowie der CAAM-fähige Prozessor für die Verschlüsselung des Filesystems. 

Das phyGATE-Tauri ist mit einem Trusted Platform Module (TPM-Chip) ausgestattet, in dem Sie sicher Ihre Zertifikate und generierten Schlüssel ablegen können. Dies ermöglicht u.a. die sichere Kommunikation mit einer Cloud. 

 

Weltweiter Zugriff auf jedes einzelne phyGATE-Tauri im Feld 

PHYTEC kooperiert mit verschiedenen Remote Device Update Service Anbietern. Möglich ist beispielsweise eine selbst gehostete Lösung mit RAUC und Hawkbit. Ebenfalls unterstützen kann PHYTEC bei der Einrichtung des IoT Device Managers des Anbieters The Embedded Security Experts (OSB connagtive). 

 

Investition in die Zukunft 

PHYTEC ist bekannt für sehr lange Produktlebenszyklen. Der im Gateway verbaute Prozessor von NXP hat beispielsweise eine gesicherte Verfügbarkeit von 15 Jahren. Daher können Sie sicher sein, dass die phyGATE-Tauri Produktlinie viele Jahre verfügbar sein wird. Durch regelmäßige Updates bleiben die Gateways funktional und sicher. Besonders der variable Ansatz, das Gateway über externe Module zu erweitern, sorgt für dauerhafte Einsatzfähigkeit, selbst wenn sich Ihre Anlagen weiterentwickeln oder wachsen. 

 

Einen aktuellen und sehr detaillierten Beitrag über die Software da³vid finden im Blog unseres Partners PHYTEC. 

Haben Sie Interesse an einer Retrofit-Lösung mit PHYTEC und embedded data? 

Mehr Informationen zur Hardware und Kontakt: www.phytec.de 

Tags: phytec

Julia Philipp

Verfasst von Julia Philipp