Ihre seriellen Geräte funktionieren weiterhin einwandfrei.
Sie lesen Sensordaten aus, steuern SPSen und überwachen Druckleitungen. Sie sind seit einem Jahrzehnt – manchmal sogar seit zwei Jahrzehnten – im Einsatz und haben noch nie einen Ausfall gehabt.
Warum reden dann alle davon, sie zu ersetzen?
Die kurze Antwort: Das müssen sie nicht.
Es geht nicht darum, alte Anlagen zu ersetzen. Es geht darum, sie an die moderne Infrastruktur anzuschließen, die mittlerweile um sie herum vorhanden ist – sicher, zuverlässig und zu einem Bruchteil der Kosten, die ein kompletter Austausch verursachen würde.
Genau das ermöglicht die Umwandlung von seriellen Signalen in Ethernet-Signale.
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Das Problem mit veralteter serieller Infrastruktur
In industriellen Umgebungen sind serielle Geräte mit RS-232-, RS-422- und RS-485-Schnittstellen allgegenwärtig – und das aus gutem Grund. Die serielle Kommunikation ist einfach, robust und praxiserprobt. SPSen (speicherprogrammierbare Steuerungen), Messgeräte, Fernwirkgeräte (RTUs) und Sensoren, die auf seriellen Protokollen basieren, haben eine Lebensdauer, die sich in Jahrzehnten und nicht in Produktzyklen misst.
Diese Langlebigkeit geht jedoch mit einer Lücke in der Konnektivität einher.
Seriell angeschlossene Geräte wurden ursprünglich direkt an einen lokalen PC oder Server angeschlossen. Das funktionierte gut, als sich alles vor Ort befand und physischer Zugriff vorausgesetzt wurde. Heute stellt dies ein Problem dar: Diese Geräte sind für moderne Netzwerke praktisch unsichtbar.
Keine Fernzugriffsmöglichkeiten. Keine zentrale Verwaltung. Keine Möglichkeit, ein Problem von einem anderen Ort als direkt am Gerät selbst zu diagnostizieren.
Das bedeutet: Wenn etwas schiefgeht – etwa ein ausgelöster Alarm in einem abgelegenen Umspannwerk oder ein Kommunikationsfehler an einer Fertigungslinie –, muss jemand dorthin fahren. Im industriellen Betrieb ist das nicht nur lästig, sondern auch kostspielig.
Wie die Umwandlung von seriellen Signalen in Ethernet-Signale die Modernisierung unterstützt
Ein Seriell-zu-Ethernet-Konverter ist ein Geräteserver, der die Lücke zwischen älteren seriellen Geräten und modernen IP-Netzwerken überbrückt.
Anstelle eines seriellen Kabels, das an einen lokalen PC angeschlossen wird, wird es an den Geräteserver angeschlossen. Dieser Server kommuniziert dann über Ethernet – oder Mobilfunk mit dem Rest Ihres Netzwerks, mit der Cloud oder mit einer zentralen Verwaltungsplattform.
Aus Sicht des seriellen Geräts hat sich nichts geändert. Das Protokoll, die Kommunikationsparameter, das Verhalten – alles bleibt unverändert.
Aus Sicht Ihres Netzwerks ist dieses Gerät nun wie jeder andere IP-Endpunkt verbunden, adressierbar und verwaltbar.
Das ist der entscheidende Vorteil: Sie erhalten moderne Konnektivität, ohne an den bereits funktionierenden Geräten etwas zu verändern.
Die tatsächlichen Kosten eines Serviceeinsatzes
Bevor man eine Modernisierungslösung in Betracht zieht, sollte man sich zunächst an einer konkreten Zahl orientieren.
Was kostet es eigentlich, wenn an einem entfernten Standort ein Problem auftritt und ein Techniker dorthin fahren muss?
Bei manchen Betrieben belaufen sich die Kosten auf einige hundert Dollar für Arbeits- und Reisezeit. Bei anderen – beispielsweise in der Versorgungswirtschaft, der Öl- und Gasindustrie oder der Großindustrie – können ungeplante Ausfallzeiten Kosten in Höhe von Tausenden oder Zehntausenden von Dollar pro Stunde verursachen. Einige Unternehmen beziffern diese Kosten auf 100.000 Dollar pro Minute, wenn produktionskritische Anlagen ausfallen.
Dieser Kontext spielt bei der Bewertung einer Seriell-zu-Ethernet-Infrastruktur eine wichtige Rolle. Wenn ein Geräteserver für 200 Dollar es einem Techniker ermöglicht, ein serielles Gerät aus der Ferne zu überprüfen, anstatt extra mit dem Dienstwagen anfahren zu müssen, ergibt sich die Rentabilitätsberechnung meist von selbst.
So funktioniert es: Eine praktische Anleitung
Die Implementierung eines Seriell-zu-Ethernet-Konverters ist einfacher, als die meisten Teams erwarten.
Die technischen Änderungen sind minimal. Anstatt das serielle Kabel Ihres Geräts an einen lokalen PC oder Server anzuschließen, wird es an den Geräteserver angeschlossen. Von dort aus verbindet sich der Geräteserver über Ethernet mit Ihrem Netzwerk – oder über Mobilfunk am Standort keine zuverlässige kabelgebundene Verbindung verfügbar ist.
Auf der Host-Seite stehen Ihnen je nach Architektur verschiedene Optionen zur Verfügung:
- Digi RealPort installiert einen Treiber für einen virtuellen COM-Port auf Ihrem Server, sodass vorhandene Software das serielle Gerät genauso wie bisher erkennt. Es sind keine Änderungen an den Anwendungen erforderlich.
- TCP-Socket- oder UDP-Modi eignen sich für Umgebungen, in denen Datenverkehr an einen bestimmten Endpunkt übertragen werden muss.
- Die Modi Modbus und EtherNet/IP unterstützen die native Protokollübersetzung direkt auf dem Gerät, ohne dass ein separates Gateway erforderlich ist.
Mit Tools wie Digi Navigatorerfolgt die Konfiguration automatisch. Die Erkennung, die Geräteeinrichtung und die hostseitige Konfiguration können nach der Verkabelung in 10 bis 15 Minuten pro Gerät abgeschlossen werden. Für Teams, die in großem Maßstab implementieren, ist diese Wiederholbarkeit entscheidend.
Sicherheit: Die Schwachstelle, die die meisten Alt-Systeme aufweisen
Hier ist ein Punkt, der in Diskussionen über die schrittweise Modernisierung oft zu kurz kommt: Ältere serielle Infrastrukturen wurden häufig ohne Verschlüsselung eingesetzt.
Das war keine Nachlässigkeit. Das lag am Kontext. Isolierte Umgebungen mit physischen Sicherheitsmaßnahmen wiesen ein anderes Bedrohungsmodell auf als heute üblich. Netzwerke der Betriebstechnik (OT) sind zunehmend vernetzt – mit Unternehmens-LANs, Cloud-Plattformen und Fernzugriffstools – und die Angriffsfläche ist mit dieser Vernetzung gewachsen.
Wenn serieller Datenverkehr heute über TCP-, UDP- oder virtuelle COM-Port-Verbindungen übertragen wird, sollte er verschlüsselt werden. Moderne serielle Geräteserver unterstützen standardmäßig TLS 1.2 und TLS 1.3 und gewährleisten so, dass die übertragenen Daten geschützt sind, unabhängig davon, ob sie über ein lokales Netzwerk oder durch einen Mobilfunk übertragen werden.
Dies ist einer der wesentlichsten Unterschiede zwischen neueren Geräteservern und den Geräten, die sie ersetzen. Die Verschlüsselung ist standardmäßig aktiviert – und nicht nur ein nachträglicher Einfall.
Redundanz: Was passiert, wenn die primäre Verbindung ausfällt?
Die Netzanbindung an abgelegenen Industriestandorten ist selten einwandfrei. Kabelgebundene Internetverbindungen fallen aus. Mobilfunk schwanken. Und wenn die Hauptverbindung ausfällt, geht der Überblick über diesen Standort verloren.
Moderne serielle Geräteserver lösen dieses Problem durch integrierte Ausfallsicherungsfunktionen.
Digi SureLinküberwacht beispielsweise kontinuierlich die primäre Internetverbindung, indem es ein konfiguriertes Ziel – eine bestimmte IP-Adresse, eine Website oder die Netzwerkschnittstelle selbst – überwacht. Wenn die Verbindung unterbrochen wird, wechselt SureLink automatisch zu einem Backup-Pfad. Dieses Backup kann eine sekundäre Ethernet-Verbindung oder eine Mobilfunk über ein integriertes CORE-Modul sein.
In Umgebungen mit redundanten Netzwerken ermöglicht Ethernet-Bonding ein nahtloses Failover zwischen physischen Schnittstellen, ohne dass es für die von dieser Verbindung abhängigen Geräte oder Anwendungen zu einer sichtbaren Unterbrechung kommt.
Das Ergebnis: Wenn der primäre Pfad ausfällt, läuft der Betrieb weiter – und das Team wird darüber informiert, noch bevor ein Techniker die Ursache untersuchen muss.
Unterstützte Protokolle: Mehr als nur einfache serielle Kommunikation
Ein häufiger Kritikpunkt bei der Bewertung von Seriell-zu-Ethernet-Konvertern ist die Protokollkompatibilität. In industriellen Umgebungen kommen zahlreiche Kommunikationsstandards zum Einsatz, und ein Geräteserver, der lediglich den rohen seriellen Datenverkehr verarbeitet, reicht unter Umständen nicht aus.
Digi Connect EZ Die Produktreihe unterstützt:
- Modbus (native Übersetzung)
- EtherNet/IP (native Übersetzung)
- SPS-Steuerungen von Allen-Bradley
- PROFINET
- DNP3 (als Transportschicht zu einem Endpunkt, der die Übersetzung übernimmt)
Für Unternehmen, die Umgebungen mit gemischten Protokollen betreiben – was in der Fertigungsindustrie und bei Versorgungsunternehmen häufig der Fall ist –, macht diese Flexibilität separate Protokollkonverter an jedem Standort überflüssig.
Cloud oder vor Ort: Sie haben die Wahl
Nicht jede industrielle Umgebung verfügt über eine Internetverbindung. Produktionsstätten mit physischer Isolierung, Umspannwerke sowie Öl- und Gasanlagen unterliegen oft strengen Auflagen, die eine Anbindung an die Cloud verbieten.
Bei der Modernisierung von seriellen auf Ethernet-Verbindungen muss man sich nicht für das eine oder das andere Modell entscheiden.
Digi Remote Manager bietet cloudbasierte, zentralisierte Transparenz, Konfigurationsmanagement und Überwachung für Umgebungen, in denen eine Internetverbindung verfügbar ist.
Für isolierte Umgebungen ist eine lokale Verwaltungsoption bietet dieselbe zentralisierte Transparenz und Kontrolle, ohne dass eine Verbindung nach außen erforderlich ist. Geräte in der Fertigung, in gesicherten OT-Zonen oder hinter strengen Netzwerkgrenzen können weiterhin zentral verwaltet werden – lediglich innerhalb der eigenen Infrastruktur der Anlage.
Erstellung eines stufenweisen Modernisierungsplans
Die erfolgreichsten Modernisierungsmaßnahmen in der Industrie versuchen nicht, alles auf einmal zu erreichen.
Ein schrittweises Vorgehen – beginnend mit einem Proof of Concept an einem Standort, gefolgt von der Validierung des Implementierungsprozesses und schließlich der Skalierung – verringert das Risiko und stärkt das interne Vertrauen, bevor man sich zu einer vollständigen Einführung entschließt.
Ein typischer Stufenplan sieht wie folgt aus:
Phase 1 – Machbarkeitsnachweis:Wählen Sie einen Standort oder eine Geräteklasse aus. Stellen Sie einen seriellen Geräteserver bereit, konfigurieren Sie die Verbindung und überprüfen Sie, ob die Fernüberwachung und -verwaltung wie erwartet funktionieren. Erfassen Sie den Zeit- und Kostenaufwand für die Bereitstellung.
Phase 2 – Ausweitung des Pilotprojekts:Ausweitung auf einige weitere Standorte. Nutzen Sie die Erkenntnisse aus Phase 1, um Konfigurationsvorlagen zu optimieren, die Bereitstellung mit Tools wie Digi Navigator zu rationalisieren und einen wiederholbaren Prozess zu etablieren.
Phase 3 – Vollständige Einführung:Skalierte Bereitstellung unter Verwendung des validierten Prozesses. Zentralisierte Verwaltungsplattformen wie Digi Remote Manager die Überwachung und Verwaltung der gesamten Flotte über eine einzige Benutzeroberfläche.
Das Wichtigste ist, irgendwo anzufangen. Eine Pilotphase, in der die Möglichkeiten der Fern-Triage demonstriert werden – selbst an nur einem Standort –, liefert in der Regel genügend Daten zum Return on Investment, um die Einführung eines umfassenderen Programms zu rechtfertigen.
Was dies für Ihren Betrieb bedeutet
Wenn Sie für den Betrieb der industriellen Infrastruktur verantwortlich sind, müssen Sie drei Aspekte unter einen Hut bringen: Betriebszeit, Budget und den Modernisierungsdruck.
Die Seriell-zu-Ethernet-Umwandlung deckt alle drei Bereiche ab, ohne dass Kompromisse eingegangen werden müssen.
- Die Verfügbarkeit verbessert sich, da der Fernzugriff eine schnellere Fehlerdiagnose, eine schnellere Fehlerbehebung und weniger Vor-Ort-Einsätze ermöglicht.
- Das Budget bleibt geschont, da die vorhandenen Geräte weiterlaufen – ein Austausch wird aufgeschoben oder entfällt ganz.
- Die Modernisierung erfolgt, weil diese seriellen Geräte nun mit dem Rest Ihres Netzwerks verbunden, sichtbar und verwaltbar sind.
Ihre bestehende Ausrüstung muss Sie nicht behindern. Mit der richtigen Konnektivitätsschicht wird sie Teil Ihrer modernen Infrastruktur – und ist kein Hindernis mehr.
Das Fazit
Die Umwandlung von seriellen Signalen in Ethernet-Signale ist eines der praktischsten Werkzeuge, die für die industrielle Modernisierung zur Verfügung stehen.
Es ist kein Austausch der Anlagen erforderlich. Der laufende Betrieb wird nicht beeinträchtigt. Und es bietet die Fernüberwachung, die zentrale Verwaltung und die Sicherheit, die moderne industrielle Umgebungen erfordern.
Die Digi Connect EZ- Produktreihe wurde speziell für genau diese Herausforderung entwickelt – mit Unterstützung für die Protokolle, Konfigurationen und Verwaltungsplattformen, auf die sich Teams in der Industrie verlassen.
Sind Sie bereit, Ihre älteren Geräte anzuschließen?
Wenn Sie serielle Infrastruktur in der Industrie, bei Versorgungsunternehmen, in der Fertigung oder in der Öl- und Gasbranche verwalten, kann Digi Ihnen dabei helfen, einen praktikablen Weg zur Modernisierung zu finden.
FAQ: Modernisierung der Infrastruktur durch Seriell-zu-Ethernet-Konvertierung
Inwiefern trägt ein Seriell-zu-Ethernet-Konverter zur Modernisierung veralteter Infrastruktur bei?
Ein Seriell-zu-Ethernet-Konverter (auch als Geräteserver bezeichnet) ist ein Netzwerkgerät, das ältere serielle Geräte an moderne IP-basierte Netzwerke anschließt.
Damit können Industriegeräte, die über die seriellen Protokolle RS-232, RS-422 oder RS-485 kommunizieren, Daten über Ethernet- oder Mobilfunk senden und empfangen, ohne dass Änderungen an der ursprünglichen Hardware oder Software erforderlich sind.
Dadurch ist es möglich, ältere Infrastrukturen mithilfe moderner Netzwerktools aus der Ferne zu überwachen, zu verwalten und Fehler zu beheben.
Warum sind Ethernet-zu-Seriell-Konverter für die industrielle Modernisierung wichtig?
In vielen industriellen Umgebungen wird nach wie vor auf serielle Infrastrukturen gesetzt, da die Geräte zuverlässig und langlebig sind und deren Austausch mit hohen Kosten verbunden ist. Die Herausforderung besteht darin, dass ältere serielle Geräte nie für den Fernzugriff oder die zentrale Verwaltung konzipiert wurden.
Ethernet-zu-Seriell-Konverter lösen dieses Problem, indem sie eine Brücke zwischen der herkömmlichen seriellen Kommunikation und modernen IP-Netzwerken schlagen.
Anstatt funktionierende SPSen, RTUs, Messgeräte oder Sensoren auszutauschen, können Unternehmen eine schrittweise Modernisierung vornehmen, indem sie die Konnektivität erweitern. Dies ermöglicht:
- Fernüberwachung und Ferndiagnose
- Zentrale Geräteverwaltung
- Transparenz in der Cloud oder vor Ort
- Schnellere Fehlerbehebung
- Weniger Vor-Ort-Einsätze und Ausfallzeiten
- Verbesserte Cybersicherheit durch verschlüsselte Kommunikation
Kurz gesagt: Die Umwandlung von Ethernet in serielle Signale verlängert die Lebensdauer der bestehenden Infrastruktur und ermöglicht gleichzeitig moderne Betriebsfunktionen.
Kann ich ältere serielle Geräte modernisieren, ohne sie auszutauschen?
Ja. In vielen Fällen ist der Austausch veralteter Industrieanlagen unnötig und mit zu hohen Kosten verbunden.
Eine Serial-to-Ethernet-Infrastruktur ermöglicht es Unternehmen, bestehende Geräte weiter zu nutzen und sie gleichzeitig in moderne OT- und IT-Umgebungen zu integrieren. Da die seriellen Protokolle und das Geräteverhalten unverändert bleiben, ist der Modernisierungsprozess mit nur minimalen Beeinträchtigungen verbunden.
Dieser Ansatz ist besonders wertvoll für Versorgungsunternehmen, Produktionsstätten, Öl- und Gasbetriebe sowie die Verkehrsinfrastruktur, wo eine hohe Verfügbarkeit von entscheidender Bedeutung ist.
Welche Arten von Altgeräten können über serielle Geräteserver angeschlossen werden?
Serielle Geräteserver werden häufig eingesetzt bei:
- SPS
- RTUs
- Industriesensoren
- SCADA-Geräte
- Verbrauchsanzeiger
- Barcode-Scanner
- Umweltüberwachungssysteme
- CNC-Maschinen
- Gebäudeautomationssteuerungen
- Alarmzentralen
Jedes Gerät, das RS-232-, RS-422- oder RS-485-Kommunikation nutzt, kommt für eine Modernisierung von seriell auf Ethernet in Frage.
Muss ich meine vorhandenen seriellen Geräte oder meine Software austauschen, wenn ich meine Infrastruktur mit seriellen Servern von Digi modernisiere?
Nein. Bei Digi RealPort wird auf dem Host-Server ein Treiber für einen virtuellen COM-Port installiert, sodass vorhandene Anwendungen das serielle Gerät genau wie zuvor erkennen. Es sind keine Änderungen am Gerät oder an der Anwendung erforderlich.
Welche industriellen Protokolle unterstützt Digi Connect EZ?
Digi Connect EZ unterstützt industrielle serielle Konnektivität unter Verwendung von Protokollen wie Modbus, TCP/UDP-Sockets, RFC-2217, serielles Tunneling und Digi RealPort-COM-Port-Umleitung. Es wurde entwickelt, um serielle Kommunikation sicher über IP-Netzwerke zu übertragen, ohne dass Änderungen an bestehenden Geräten oder Anwendungen erforderlich sind.
Wie wird „Serial-over-IP“ gesichert?
Moderne serielle Geräteserver wie Digi Connect EZ verschlüsseln die Kommunikation mithilfe von TLS 1.2 und modernen verschlüsselten Kommunikationsprotokollen und schützen so den seriellen Datenverkehr, unabhängig davon, ob er über ein lokales Netzwerk oder über ein Mobilfunk übertragen wird.
Funktioniert Digi Connect EZ auch an Standorten ohne zuverlässige Internetverbindung?
Ja. Digi Connect EZ-Geräte können mit einem Mobilfunk ausgestattet werden, um Standorte ohne kabelgebundene Verbindung abzudecken, und Digi SureLink sorgt für eine automatische Ausfallsicherung, falls die primäre Verbindung unterbrochen wird.
Ist für die Modernisierung der seriellen Schnittstelle eine Cloud-Anbindung erforderlich?
Nein, für die Modernisierung der seriellen Infrastruktur ist keine Cloud-Anbindung erforderlich. Die Seriell-zu-Ethernet-Infrastruktur kann je nach Betriebs- und Sicherheitsanforderungen sowohl in Cloud-vernetzten Umgebungen als auch vollständig vor Ort bereitgestellt werden.
Unternehmen, die luftisolierte oder streng regulierte Netzwerke betreiben, können weiterhin zentralisierte lokale Verwaltungsplattformen nutzen, um Seriellgeräte-Server zu überwachen und zu verwalten, ohne ihre Infrastruktur dem öffentlichen Internet auszusetzen.