Nutzen Sie Ihre Modbus-Daten mit Digi Modbus Sparkplug

Modbus in die moderne IIoT-Welt integrieren

Wenn Sie vor Ort mit Industrieanlagen arbeiten, ist Modbus wahrscheinlich bereits fester Bestandteil Ihrer Arbeitswelt. Von SPSen über Antriebe bis hin zu Messgeräten und Durchflussreglern – die Liste der Modbus-fähigen Geräte in jeder Industrieanlage ist lang. Das Protokoll funktioniert. Es hat sich bewährt. Doch es wurde nie für die vernetzte, datenhungrige Welt konzipiert, in der sich moderne Betriebsteams heute zurechtfinden müssen.

Und genau hier kommt Digi Modbus Sparkplug ins Spiel.

Was ist Digi Modbus Sparkplug?

Digi Modbus Sparkplug ist eine Python-basierte Anwendung, mit der Benutzer Modbus-Register von Geräten abfragen können, die an Digi-Hardware angeschlossen sind, und diese Modbus-Daten im Sparkplug-Format an einen bestimmten MQTT-Broker senden können. Die Anwendung läuft als abonnementbasierter Mehrwertdienst (SKU: DG-PSPY-MBSP) direkt auf jedem Digi-DAL-OS-Gerät und erweitert diese um eine Funktion, die auf keiner dieser Plattformen standardmäßig vorhanden ist. Es sind keine zusätzlichen Server, keine Middleware und keine benutzerdefinierten Skripte erforderlich.

Die Hardware, für die es entwickelt wurde

Digi Modbus Sparkplug läuft auf jedem Gerät mit Digi DAL OS, doch drei Produktfamilien decken die gängigsten Einsatzszenarien in industriellen Umgebungen ab.

Digi IX25 – Industrieller 5G-Router der nächsten Generation

Der Digi IX25 ist eine speziell entwickelte industrielle Router-Lösung für Unternehmen und kritische Infrastrukturen, die eine sichere, zuverlässige und stets verfügbare Konnektivität benötigen. Der IX25 wurde in erster Linie für Versorgungsunternehmen, die Energiebranche, die Fertigungsindustrie, den Transportsektor und dezentrale Einzelhandelsnetzwerke konzipiert. Der IX25 wird über Digi Remote Manager nach SOC 2, Typ 2 verifizierten Digi Remote Manager DRM) verwaltet und lässt sich auch in großem Maßstab einfach verwalten.

Zu den physikalischen Schnittstellen gehören vier Gigabit-Ethernet-Anschlüsse, ein serieller RS-232/485-Anschluss sowie ein USB-C-Anschluss; das Gerät ist für die Montage auf einer DIN-Schiene ausgelegt und verfügt über die Schutzart IP30. Der IX25 ist bei Temperaturen von -40 °C bis +75 °C einsetzbar und verfügt über Zertifizierungen wie C1D2, ATEX, E-Mark und MIL-STD-810H. Für Ingenieure, die in anspruchsvollen Umgebungen arbeiten, in denen Modbus-Geräte über eine schnelle, ausfallsichere WAN-Verbindung in moderne IIoT-Plattformen eingebunden werden müssen, bietet der IX25 diese Konnektivität sowie die erforderliche Rechenleistung am Netzwerkrand, um Modbus Sparkplug nativ auszuführen.

Digi IX30 – Bewährter 4G-LTE-Industrierouter

Der Digi IX30 ist ein intelligenter 4G-LTE-Router mit integrierten Ethernet-, seriellen E/A- und Modbus-Bridging-Funktionen sowie der patentierten Digi SureLink-Technologie, VRRP+ und zwei SIM-Kartensteckplätzen für eine äußerst ausfallsichere Mobilfunk . Wie alle Mobilfunk Digi bietet auch der IX30 eine vollständige Integration von Fernüberwachung, -verwaltung und schnellen Firmware-Updates über DRM.

Darüber hinaus verfügt der Digi IX30 über zwei Ethernet-Anschlüsse, eine serielle RS-232/422/485-Schnittstelle, digitale und analoge Ein- und Ausgänge, ein robustes Aluminiumgehäuse der Schutzklasse IP30 sowie integriertes industrielles Edge-Computing für die Ausführung containerisierter Anwendungen und kundenspezifischer Lösungen. Der IX30 ist bereits weltweit in kritischen Infrastrukturen weit verbreitet und eignet sich daher ideal, um bestehende Installationen um Modbus-Sparkplug-Fähigkeiten zu erweitern, ohne die zugrunde liegende Hardware zu verändern.

Digi Connect EZ – Spezielle serielle Geräteserver

Für Standorte, an denen es in erster Linie darum geht, serielle Modbus-Geräte an das Netzwerk anzubinden, ohne dabei den Platzbedarf oder die Kosten eines vollwertigen Mobilfunk in Kauf nehmen zu müssen, ist die Digi Connect EZ-Produktfamilie die maßgeschneiderte Lösung. Digi Connect EZ ist eine „Click-to-Connect“-Lösung, die Digi Remote Manager eine schnelle Konfiguration und die laufende Verwaltung integriert.

Digi Connect EZ ist mit 1, 2 oder 4 seriellen Schnittstellen erhältlich, die per Software für die Kommunikation über RS-232, RS-422 und RS-485 ausgewählt werden können, sowie mit optionalem LTE, WLAN und industriellen Spezifikationen, einschließlich erweiterter Temperaturbereiche und C1D2-Zertifizierung. Durch den Einsatz von Digi Modbus Sparkplug auf einem Connect EZ-Server wird dieser von einer Seriell-zu-Netzwerk-Brücke zu einem aktiven IIoT-Datenpublisher – er übermittelt Sparkplug-B-Nutzdaten direkt vom Gerät an Ihren MQTT-Broker, ohne dass zusätzliche Infrastruktur erforderlich ist.

Flexible Anbindungsmöglichkeiten: TCP und serieller Modbus

In der Praxis ist die Modbus-Infrastruktur selten einheitlich. Einige Geräte kommunizieren über Ethernet mittels Modbus TCP. Andere sind an serielle RS-232- oder RS-485-Busse angeschlossen, auf denen Modbus RTU oder ASCII läuft. Digi Modbus Sparkplug unterstützt beide Protokolle, sodass ein einziges Gerät Register in Ihrer gemischten Modbus-Umgebung abfragen und alle Daten über einen einheitlichen MQTT-Stream veröffentlichen kann.

Das spielt in der Praxis eine Rolle. In einer einzelnen Installation kann eine über TCP verbundene SPS neben seriellen RS-485-Geräten an einem oder mehreren Bussen vorhanden sein. Modbus Sparkplug verbindet all diese Komponenten über denselben Broker unter demselben strukturierten Sparkplug-Namensraum.

Warum Sparkplug B? Weil nicht alle MQTT-Lösungen gleich sind.

Das Veröffentlichen von Daten über MQTT ist einfach. Die Herausforderung, die Sparkplug B löst, besteht darin, diese Daten so zu veröffentlichen, dass nachgelagerte Systeme sie zuverlässig und in großem Maßstab verarbeiten können, ohne dass für jeden neuen Abonnenten eine individuelle Integration erforderlich ist.

Sparkplug B basiert auf MQTT und definiert einen standardisierten Topic-Namensraum, die Verwaltung des Lebenszyklus von Gerätesitzungen mittels „Geburts- und Sterbeurkunden“ sowie eine effiziente binäre Kodierung mithilfe von Protocol Buffers. Was das in der Praxis bedeutet: Ihr Broker empfängt strukturierte, selbstbeschreibende Nutzdaten, die jede Sparkplug-fähige Plattform sofort verarbeiten kann – sei es Ignition SCADA, AWS IoT, Azure IoT , ein benutzerdefinierter Historian oder Ihre eigene Analyse-Pipeline. Die Integrationsarbeit muss nur einmal durchgeführt werden. Neue Abonnenten verbinden sich ohne zusätzlichen Aufwand mit demselben Stream.

Die Anwendung unterstützt eine erweiterte Datenverarbeitung im Sparkplug-Format und ermöglicht die Visualisierung Ihrer Daten, indem diese an Sparkplug-MQTT-Server gesendet werden.

Lesen und Schreiben: Bidirektionale Modbus-Steuerung

Die meisten Edge-Datenlösungen beschränken sich auf eine schreibgeschützte Anzeige. Digi Modbus Sparkplug unterstützt das Zurückschreiben von Werten an angeschlossene Modbus-Geräte über dieselbe MQTT-Schnittstelle und ermöglicht so Closed-Loop-Workflows und die Fernsteuerung durch übergeordnete Systeme.

Für OT-Ingenieure eröffnen sich dadurch praktische Anwendungsfälle, die weit über die reine Überwachung hinausgehen:

• Übertragung von Sollwertänderungen an Antriebe und Steuerungen über ein Cloud-basiertes SCADA- oder Fertigungssteuerungssystem
• Ferninbetriebnahme und Parametrierung, ohne dass ein Techniker vor Ort entsandt werden muss
• Automatisierte Steuerungsreaktionen, die durch vorgelagerte Analyse- oder Alarmmanagementsysteme ausgelöst werden
• Flottenweite Konfigurationsaktualisierungen an verteilten Standorten von einer zentralen Leitstelle aus

Intelligentere Daten, geringere Bandbreitenkosten

Bei Einsätzen über Mobilfunk – ein häufiges Szenario sowohl bei Digi IX25 als auch bei IX30 – wirkt sich die Bandbreiteneffizienz direkt auf die Betriebskosten aus. Die Anwendung ermöglicht eine Berichterstellung auf Basis von Ereignissen und Ausnahmen anstelle von Heartbeat-Meldungen, wodurch die Datenkosten niedrig gehalten werden, da nur wichtige Daten gesendet werden. Anstatt Ihren MQTT-Broker mit ständigen Abfragen in festen Intervallen zu überfluten, profitieren Sie von einer intelligenten, änderungsgesteuerten Datenveröffentlichung: relevante Daten, wenn sie wichtig sind, statt ständiger Datenflut.

Das Fazit

Digi Modbus Sparkplug bietet OT-Ingenieuren eine produktionsreife, unterstützte Lösung, um die Daten in ihren Modbus-Geräten zu erschließen und diese in einem modernen, standardbasierten Format an jedes System zu liefern, das sie benötigt – ohne Hardware austauschen, benutzerdefinierten Code schreiben oder sich an eine proprietäre Plattform binden zu müssen. Ganz gleich, ob Sie ein neues IX25-Gerät in Ihr Netzwerk integrieren und Daten über 5G aus einem Umspannwerk eines Energieversorgers übertragen, ein praxiserprobtes IX30-Gerät in einem Industrieschrank mit einer Mischung aus seriellen und vernetzten Modbus-Geräten einsetzen oder ein Connect EZ verwenden, um serielle RS-485-Geräte direkt an Ihr Netzwerk anzubinden – Modbus Sparkplug läuft nativ und übernimmt automatisch die Übersetzung in das Sparkplug-B-Format.