Warum ein industrielles Seriell-zu-Ethernet-Gateway?
Serielle Industriegeräte (RS232, RS485) sind für direkte Verbindungen über kurze Entfernungen mit lokaler Software ausgelegt. In modernen Architekturen befindet sich die Überwachungssoftware häufig auf einem zentralen Server, einem Remote-PC oder in der Cloud. Das seriell-Ethernet-Gateway ist die Brücke, die diese Weiterentwicklung ermöglicht, ohne dass die Feldgeräte ausgetauscht werden müssen.
Typische Anwendungsbereiche:
- Ein RS485-Gerät vom Schaltschrank ins LAN verlegen (bis zu 100 m über Ethernet gegenüber maximal 1.200 m über RS485, jedoch mit vollständiger Netzwerkkonnektivität)
- Zentralisierung mehrerer RS485-Busse aus verschiedenen Gebäuden in einem einzigen IP-Netzwerk
- Modernisierung eines SCADA-PCs durch den Austausch der seriellen PCI-Karten gegen Netzwerk-Gateways
- Migration einer RS232-Anwendung auf eine Client-Server-Architektur ohne Änderung der Software
Betriebsarten
Ein industrielles Seriell-zu-Ethernet-Gateway unterstützt je nach Anwendung verschiedene Betriebsmodi:
Virtual-COM-Port-Modus (VCP)
Der auf dem PC installierte VCP-Treiber erstellt einen virtuellen COM-Port. Die Anwendung wird nicht verändert; sie glaubt weiterhin, mit einem physischen seriellen Port zu kommunizieren.
SCADA-Anwendung, VCP-Treiber, Netzwerk, RS485-Gateway
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COM5-Schreiben ──► TCP-Kapselung ──► Ethernet ──► Entkapselung ──► RS485-Bus
COM5-Lesen ◄── Entkapselung ◄── Ethernet ◄── Kapselung ◄── RS485-Bus
Modbus-RTU-Modus → TCP (Gateway)
Das Gateway empfängt Modbus-TCP-Anfragen (Port 502) und wandelt diese in serielles Modbus-RTU-Protokoll um. Die Software nutzt Modbus-TCP direkt, ohne zusätzlichen Treiber.
Transparenter Modus (TCP raw)
Das Gateway öffnet einen TCP-Socket auf einem konfigurierten Port. Alle über den Socket empfangenen Daten werden an den seriellen Port weitergeleitet und umgekehrt. Der flexibelste Modus für proprietäre Protokolle.
UDP-Modus
Für Anwendungen, die eine Rundsendung oder einen geringen Overhead erfordern, kann das Gateway im UDP-Modus betrieben werden. Keine Zustellungsgarantie, aber minimale Latenz.
Zu überprüfende technische Daten
| Kriterium | Standard | Verstärkte Industrieausführung |
|---|---|---|
| Stromversorgung | 5–12 VDC | 9–48 VDC oder 100–240 VAC |
| Temperatur | 0 °C bis +55 °C | -40 °C bis +75 °C |
| Montage | Schreibtisch oder Rack | 35-mm-DIN-Schiene |
| Anschlüsse | Sub-D9 (DB9) | Abnehmbare Schraubklemmen |
| Galvanische Trennung | Nein | Ja (2.500 VDC) |
| ESD-Schutz | Grundlegend | ±15 kV |
| MTBF | ~50.000 h | >100.000 h |
| Zertifizierungen | CE | CE, UL, ATEX (Ex-Bereiche) |
Beispiele für kompatible Geräte
Mit den Seriell-zu-Ethernet-Gateways lässt sich eine Vielzahl von Geräten anschließen:
Zähler und Messgeräte
- Stromzähler (Eastron SDM, Janitza, SOCOMEC) über RS485 Modbus
- Gasanalysatoren (Vaisala, Drager) über RS232
- Industrielle Wasserzähler (Zenner, Sensus) über RS485
Steuerungen und Regler
- Temperaturregler (Eurotherm, Jumo) über RS485 Modbus
- Kompaktsteuerungen (Siemens LOGO!, Schneider Zelio) über RS232
- Frequenzumrichter (Danfoss, SEW Eurodrive) über RS485 Modbus
Messgeräte
- Industriewaagen (Mettler-Toledo, ADAM) über RS232
- Druck- und Temperatursensoren mit seriellem Ausgang
- Coriolis-Durchflussmesser (Endress+Hauser) über RS485
Integration in eine IIoT-Architektur
Das Seriell-zu-Ethernet-Gateway lässt sich als lokale Konvertierungsschicht in moderne IIoT-Architekturen integrieren:
Geräte der Serie „Industrial LAN Cloud“
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RS485-Bus A ──► Gateway ──► Dashboard
RS485-Bus B ──► Gateway ──► Switch ──► Gateway ──► Warnmeldungen
RS232-Anschluss ──► Gateway ──► Ethernet IIoT 4G LTE API
Für Standorte mit bestehender Ethernet-Infrastruktur ist das Seriell-zu-Ethernet-Gateway der erste Schritt zur Modernisierung. Es lässt sich in das Eziwan-IIoT-Gateway integrieren, das anschließend für die sichere Cloud-Verbindung sorgt.