Die drei industriellen Netzwerkebenen im IIoT

Eine industrielle Anlage kommuniziert nicht über ein einzelnes Netzwerk, sondern über mehrere klar voneinander abgegrenzte Ebenen. Im Industrial Internet of Things (IIoT) lässt sich diese Architektur auf drei Schichten reduzieren: das Gerätenetzwerk, das Steuerungsnetzwerk und das Informationsnetzwerk. Jede Ebene hat eine eigene Aufgabe und eigene technische Schnittstellen. Wer diese Trennung versteht, plant Vernetzung, Diagnose und Datenfluss deutlich gezielter.

Netzwerk 1: Das Gerätenetzwerk

Die unterste Ebene ist das Netzwerk für Sensoren und Aktoren. Hier werden sämtliche Feldgeräte integriert, also alle Komponenten, die physikalische Grössen erfassen oder Aktionen ausführen. Als Schnittstellen kommen in der Regel RS485 und Ethernet zum Einsatz.

RS485. Bewährter serieller Bus für die robuste Anbindung von Sensoren und Aktoren über grössere Distanzen im Feld.

Ethernet. Standardschnittstelle für höhere Datenraten und die direkte Einbindung moderner, netzwerkfähiger Geräte.

Netzwerk 2: Das Steuerungsnetzwerk

Auf der mittleren Ebene verbindet das Steuerungsnetzwerk die aktiven Komponenten der Anlage. Über dieses Netzwerk kommunizieren verschiedene Steuerungen, Industriecomputer (IPC) sowie IoT-Gateways miteinander. Es bildet das Bindeglied zwischen den Feldgeräten der untersten Ebene und der übergeordneten Informationsschicht.

Für den Aufbau dieser Ebene bietet Weidmüller eine breite Auswahl an aktiven Ethernet-Komponenten, mit denen sich das Steuerungsnetzwerk zuverlässig realisieren lässt.

Netzwerk 3: Das Informationsnetzwerk

Die Informationsschicht ist die oberste Ebene. Sie nimmt Informationen entgegen und stellt sie dar. Zugleich ist sie in der Lage, auf Informationsänderungen zu reagieren und entsprechende Impulse an die Steuerungsschicht weiterzugeben.

Über diesen Weg übermittelt das Steuerungsnetzwerk anschliessend Informationen beziehungsweise Anweisungen an die jeweiligen Geräte im Gerätenetzwerk. So schliesst sich der Kreis von der Datenerfassung im Feld bis zur Reaktion auf der obersten Ebene.

Fazit

Industrielle Vernetzung im IIoT folgt einer klaren Drei-Schichten-Logik: Das Gerätenetzwerk bindet Sensoren und Aktoren über RS485 und Ethernet an, das Steuerungsnetzwerk verbindet Steuerungen, IPC und IoT-Gateways, und das Informationsnetzwerk verarbeitet die Daten und steuert über Impulse zurück bis ins Feld. Diese saubere Trennung der Ebenen ist die Grundlage für eine wartbare und erweiterbare Anlagenarchitektur.