DE102017112422A1 - Gatewayeinheit zur datenübertragenden Verbindung mit einem Netzwerk - Google Patents

Gatewayeinheit zur datenübertragenden Verbindung mit einem Netzwerk Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gatewayeinheit (210) mit einer ersten, bidirektionalen Schnittstelle (211) zur datenübertragenden Verbindung mit einem Netzwerk (150) und mit einer zweiten, unidirektionalen Schnittstelle (212) zur Verbindung mit einer Datenempfangseinheit (220), wobei die Gatewayeinheit (210) dazu eingerichtet ist, Daten aus dem Netzwerk (150) an die Datenempfangseinheit (220) zu übermitteln und Daten von der Datenempfangseinheit (220) nicht an das Netzwerk (150) zu übermitteln.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gatewayeinheit zur datenübertragenden Verbindung mit einem Netzwerk sowie eine Netzwerkeinheit mit einer derartigen Gatewayeinheit.
  • Stand der Technik
  • Maschinen bzw. Automatisierungsanlagen zur Herstellung oder Bearbeitung von Werkstücken, z.B. Werkzeugmaschinen oder Bahnbearbeitungsmaschinen, weisen zumeist eine Vielzahl unterschiedlicher Maschinenkomponenten (Manipulatoren, Motoren, Regler, Aktoren, Steuereinheiten, etc.) auf, welche mittels eines Netzwerks wie Ethernet miteinander vernetzt sein können. Aus Sicherheitsgründen soll auf derartige Netzwerke von außen nicht zugegriffen werden können, beispielweise um einen Angriff auf das Netzwerk, etwa durch das Einbringen von schädlicher Software, zu verhindern.
  • Es kann oftmals aber gewünscht sein, Netzwerkteilnehmer in derartige gesicherte Netzwerke einzubringen, welche eine Verbindung nach außen besitzen, beispielsweise eine Internetverbindung. Beispielsweise kann mittels derartiger Netzwerkteilnehmer eine Zustandsüberwachung der Maschine durch eine externe IT-Komponente, z.B. durch eine Cloud oder einen Server, über das Internet durchgeführt werden. Dabei ist es von Bedeutung, dass Angriffe auf das Netzwerk weiterhin verhindert werden können.
  • In der DE 10 2014 208 839 A1 wird eine unidirektionale Datenschnittstelle zwischen einer Anlage und einer externen IT-Komponente beschrieben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden eine Gatewayeinheit und eine Netzwerkeinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Gatewayeinheit weist eine erste Schnittstelle zur datenübertragenden Verbindung mit einem Netzwerk auf. Diese erste Schnittstelle ist eine bidirektionale Schnittstelle, so dass eine bidirektionale Verbindung mit dem Netzwerk ermöglicht wird. An der ersten Schnittstelle ist somit von der Gatewayeinheit sowohl ein Senden als auch ein Empfangen von Daten durchführbar ist. Weiterhin weist die Gatewayeinheit eine zweite, unidirektionale Schnittstelle zur Verbindung mit einer Datenempfangseinheit auf. Die Gatewayeinheit ist dazu eingerichtet, Daten aus dem Netzwerk an die Datenempfangseinheit zu übermitteln, jedoch Daten von der Datenempfangseinheit nicht an das Netzwerk zu übermitteln.
  • Die Verbindung zwischen Gatewayeinheit und Datenempfangseinheit ist unidirektional, so dass die Datenempfangseinheit keine Daten an die Gatewayeinheit übermitteln kann. Die Verbindung ist vorzugsweise auf physikalischer Ebene unidirektional. Beispielsweise fehlt eine entsprechende physikalische Verbindung, bei Ethernet bspw. ein Adernpaar bzw. die zugehörige Kontaktierung in der Buchse.
  • Um dennoch eine Übertragung von Daten ausgehend von der Gatewayeinheit zur Datenempfangseinheit zu bewerkstelligen, werden aus dem Netzwerk empfangene Daten von der Gatewayeinheit an die Datenempfangseinheit übermittelt, ohne dass die Datenempfangseinheit diese Daten anfordert (sog. Push von Daten). Beispielsweise kann diese Übermittlung der Daten von der Gatewayeinheit an die Datenempfangseinheit mittels des sog. User Datagram Protocols (UDP) erfolgen.
  • Die Gatewayeinheit fungiert insbesondere als ein Vermittler zwischen dem Netzwerk und der Datenempfangseinheit und eignet sich insbesondere für ein gesichertes Netzwerk, auf welches aus Sicherheitsgründen von außen nicht zugegriffen werden darf, beispielweise um einen Angriff auf das Netzwerk, etwa durch das Einbringen von schädlicher Software, zu verhindern. Es kann gewünscht sein, dass dieses gesicherte Netzwerk mit einer Datenempfangseinheit verbunden werden soll, welche eine Verbindung nach außen besitzt, beispielsweise weil die Datenempfangseinheit mit dem Internet verbunden ist, was jedoch ein potentielles Gefahrenrisiko für Angriffe mit sich bringt. Durch die Gatewayeinheit kann eine derartige Datenempfangseinheit sicher in das Netzwerk eingebunden werden und Daten aus diesem Netzwerk einlesen, ohne dass die Gefahr besteht, dass über die Datenempfangseinheit ein Angriff auf das Netzwerk erfolgen kann, da die Gatewayeinheit keinen schreibenden Zugriff der Datenempfangseinheit auf das Netzwerk zulässt. Durch die Gatewayeinheit kann somit eine unidirektionale Kommunikationsanbindung der Datenempfangseinheit an das Netzwerk ermöglicht werden.
  • Die Netzwerkeinheit umfasst eine derartige Gatewayeinheit sowie eine über die zweite Schnittstelle mit dieser verbundenen Datenempfangseinheit. Die Netzwerkeinheit stellt insbesondere eine Vorrichtung dar, welche an ein Netzwerk angebunden werden kann und Daten aus diesem Netzwerk erfassen bzw. auslesen kann, ohne dabei unerwünschte Rückwirkung auf das Netzwerk auszuüben. Vorteile und bevorzugte Ausgestaltungen der Gatewayeinheit sowie der Netzwerkeinheit ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung in analoger Art und Weise.
  • Vorzugsweise weist die Datenempfangseinheit eine dritte Schnittstelle zur Verbindung mit einer IT-Komponente auf. Diese IT-Komponente kann ein oder mehrere Computer, wie z.B. Engineering-Laptop, Server, sog. Cloud usw., umfassen und ist insbesondere eine externe, nicht mit dem Netzwerk verbundene Komponente. Insbesondere kann die Datenempfangseinheit über das Internet mit der IT-Komponente bidirektional datenübertragend verbunden sein. Durch die Anbindung der Datenempfangseinheit an das Netzwerk über die Gatewayeinheit kann ein Angriff über das Internet auf das Netzwerk verhindert werden.
  • Vorteilhafterweise ist die Gatewayeinheit dazu eingerichtet, spezielle Signale, welche zum fehlerfreien Betrieb des Netzwerks benötigt werden, an das Netzwerk zu übermitteln. Zum fehlerfreien Betrieb kann es nötig sein, dass sich jeder Netzwerkteilnehmer aktiv durch Übermittlung spezieller Signale an dem Netzwerk beteiligt, beispielsweise bei einem ringförmigen Netzwerk, in welchem Daten jeweils von benachbarten Netzwerkteilnehmern ausgetauscht werden, bis die Daten von einem entsprechenden als Empfänger vorgesehenen Netzwerkteilnehmer empfangen wurden. Eine unidirektionale Verbindung, also eine nur lesende Anbindung, der Datenempfangseinheit an das Netzwerk ist somit zumeist technisch nicht ohne weiteres zu realisieren, da das Netzwerk in diesem Fall gegebenenfalls nicht mehr fehlerfrei funktionieren kann. Beispielsweise führt das einfache Kappen des Tx-Adernpaares bei einer Ethernetverbindung ohne weitere Maßnahmen nicht zu einer unidirektionalen, sondern zu einer funktionslosen Verbindung. Diese weiteren Maßnahmen können in der Gatewayeinheit und der Datenempfangseinheit verwirklicht werden, wobei das eigentliche Netzwerk in besonders vorteilhafter Weise unverändert bleiben kann.
  • Wie bereits erläutert, kann eine bidirektionale Verbindung der Datenempfangseinheit jedoch aus Sicherheitsgründen nicht gewünscht sein, um Angriffe auf das Netzwerk zu vermeiden. Durch die Verwendung der Gatewayeinheit wird eine technische Möglichkeit bereitgestellt, um die Datenempfangseinheit dennoch unidirektional mit dem Netzwerk zu verbinden und das Netzwerk fehlerfrei betreiben zu können. Durch Aussenden der speziellen Signale der Gatewayeinheit wird der fehlerfreie Betrieb des Netzwerks gewährleistet, aber der Datenempfangseinheit wird dennoch kein schreibender Zugriff auf das Netzwerk erlaubt. Insbesondere kann durch Aussenden der speziellen Signale eine schreibende Beteiligung der Datenempfangseinheit an dem Netzwerk emuliert werden.
  • Vorteilhafterweise ist die Gatewayeinheit zum Übermitteln von Idle-Signalen an das Netzwerk eingerichtet. Die Gatewayeinheit kann dem Netzwerk somit beispielsweise mitteilen, dass sie noch als Teilnehmer im Netzwerk vorhanden ist, sich jedoch in einem Ruhemodus befindet. insbesondere sind derartige Idle-Signale ausreichend, um den oben erläuterten fehlerfreien Betrieb des Netzwerks zu gewährleisten, vorzugsweise eines Ethernet-Netzwerks. Alternativ ist die Gatewayeinheit eingerichtet, ein Signal RX des Netzwerks als Signal TX an das Netzwerk zu übermitteln.
  • Vorzugsweise ist die erste Schnittstelle als eine Ethernet-Schnittstelle zur Verbindung mit einem Ethernet-Netzwerk ausgebildet. Die Gatewayeinheit ermöglicht somit besonders vorteilhaft eine unidirektionale Anbindung der Datenempfangseinheit an ein Ethernet-Netzwerk, welche auf herkömmliche Weise nicht ohne weiteres realisierbar ist.
  • Die Gatewayeinheit eignet sich besonders bevorzugt zur Verbindung mit einem Netzwerk einer Maschine bzw. Anlage, insbesondere zur Herstellung oder Bearbeitung von Werkstücken. Eine derartige Maschine kann insbesondere als eine Werkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Schweißsystem, ein Schraubsystem, eine Drahtsäge oder eine Fräsmaschine, oder als eine Bahnbearbeitungsmaschine, wie z.B. eine Druckmaschine, eine Zeitungsdruckmaschine, eine Tiefdruck-, Siebdruckmaschine, eine Inline-Flexodruckmaschine oder eine Verpackungsmaschine ausgebildet sein. Die Maschine umfasst insbesondere mehrere Maschinenkomponenten, wie beispielsweise Manipulatoren, Motoren, Aktoren und/oder Steuereinheiten. Steuereinheiten können beispielsweise als eine CNC-Steuerung (Computerized Numerical Control), eine NC-Steuerung (Numerical Control), eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und/oder eine Motion-Logic-Steuerung (MC – Motion Control) ausgebildet sein.
  • Über das Netzwerk können unterschiedliche Maschinenkomponenten miteinander vernetzt sein und Daten, z.B. Sensor- und/oder Steuerungsdaten, können ausgetauscht werden, beispielsweise zwischen Feldgeräten (z.B. Aktoren, Sensoren, etc.) und einer Steuereinheit. Die Gatewayeinheit ermöglicht die sichere Anbindung der Datenempfangseinheit an das Netzwerk der Maschine, so dass die Datenempfangseinheit derartige Daten auslesen und beispielsweise weiterverarbeiten und/oder analysieren kann.
  • Derartige Sensordaten werden insbesondere von Sensoren der Maschine erfasst. Beispielsweise kann es sich bei den Sensordaten um spezielle Messgrößen bzw. Messwerte handeln, welche an speziellen Maschinenkomponenten gemessen werden, beispielsweise Messwerte für Beschleunigung, Temperatur und/oder Körperschall von Maschinenkomponenten. Bei den Sensoren kann es sich, je nach zu erfassender Größe, bspw. um einen Schwingungssensor, einen Temperatursensor, einen Luftdrucksensor und/oder um einen Luftfeuchtigkeitssensor handeln. Insbesondere kann es sich um einen MEMS-Sensor, d.h. einen mikroelektromechanischen Sensor handeln. Die Ausgestaltung der Sensoren als MEMS-Sensoren ermöglicht dabei eine besonders kompakte Bauform und eine kostengünstige Fertigung, insbesondere im Vergleich zu bspw. Piezosensoren.
  • Unter derartigen Steuerungsdaten sind beispielsweise Ist- und/oder Soll-Werte zur Steuerung von Maschinenkomponenten zu verstehen, insbesondere Daten zur Steuerung von geräteinternen Zustandsmaschinen und Prozessdaten, wie ein Lagesollwert, und Daten zur Anzeige des Status der geräteinternen Zustandsmaschinen und Prozessdaten, wie ein Drehmoment-Ist-Wert oder eine Motortemperatur eines Servoantriebs. Insbesondere werden diese Steuerungsdaten zwischen einer Steuereinheit und der entsprechenden Maschinenkomponente über das Netzwerk ausgetauscht.
  • Besonders vorteilhaft eignet sich die Erfindung für eine Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) der Maschine. Im Zuge einer derartigen Zustandsüberwachung werden die Maschine bzw. deren Maschinenkomponenten auf Fehler und Verschleiß hin überwacht. Vorzugsweise ist die Datenempfangseinheit zu diesem Zweck als eine Zustandsüberwachungseinheit (Condition Monitoring Box) zum Durchführen einer derartigen Zustandsüberwachung ausgebildet.
  • Im Zuge der Zustandsüberwachung werden mit Hilfe von Steuerungsdaten zur Steuerung speziellen Maschinenkomponenten erfasste Sensordaten interpretiert bzw. in Zusammenhang gebracht. Insbesondere kann somit ein (aktueller) Zustand der Maschine bzw. Maschinenkomponente bestimmt werden. Als Zustand der Maschine wird insbesondere bestimmt, welche Bewegung einzelne Maschinenkomponenten ausführen bzw. ausführen sollen (ausgedrückt durch die Steuerungsdaten) und welche konkreten Messwerte spezielle Messgrößen im Zuge dieser Bewegung annehmen (ausgedrückt durch die Sensordaten).
  • Vorzugsweise werden der Datenempfangseinheit Steuerungsdaten von der Gatewayeinheit übermittelt, welche diese Steuerungsdaten aus dem Netzwerk der Maschine empfängt. Die Datenempfangseinheit kann vorzugsweise über eine vierte Schnittstelle mit Sensoren der Maschine verbunden sein und kann über diese vierte Schnittstelle von den Sensoren erfasste Sensordaten selbst auslesen. Es ist aber auch denkbar, dass bevorzugt sowohl Sensor- als auch Steuerungsdaten von der Gatewayeinheit aus dem Netzwerk empfangen und an die Datenempfangseinheit übermitteltet werden.
  • Basierend auf diesen Sensor- und Steuerungsdaten kann die Datenempfangseinheit insbesondere die Zustandsüberwachung der Maschine selbst durchführen. Ergebnisse dieser Zustandsüberwachung können von der Datenempfangseinheit an die IT-Komponente, z.B. an eine externe Recheneinheit oder eine Cloud, übermittelt und in dieser gespeichert werden. Es ist auch denkbar, dass die Datenempfangseinheit die Sensor- und Steuerungsdaten sammelt und an die IT-Komponente übermittelt, von welcher die Zustandsüberwachung durchgeführt wird. Zu derartigen Zwecken kann die Datenempfangseinheit wie weiter oben erläutert über die dritte Schnittstelle mit der IT-Komponente verbunden werden, beispielsweise über das Internet.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt schematisch eine Maschine mit einem Netzwerk, an welches eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkeinheit gemäß einer ersten Ausführungsvariante angeschlossen ist; und
  • 2 zeigt schematisch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsvariante.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
  • In 1 ist schematisch eine Maschine dargestellt und mit 100 bezeichnet. Die Maschine ist beispielsweise als eine Handlingsmaschine bzw. als ein Roboter ausgebildet.
  • Die Maschine 100 weist beispielsweise drei Motoren, z.B. Synchronmotoren, 121, 122 und 123 auf, welche jeweils einen Aktor, beispielsweise eine sog. "Achse" (z.B. Linear- oder Rotationsaktoren) antreiben. Eine Gesamtheit von Achsen ist mit 110 bezeichnet.
  • Weiterhin sind in der Maschine 100 Sensoren 111, 112 und 113 angeordnet, welche beispielsweise als Beschleunigungssensor, Temperatursensor und/oder Körperschallsensor ausgebildet sein können und Messwerte für Temperatur, Vibrationsamplitude und Körperschall als Sensordaten messtechnisch erfassen können.
  • Für jeden der drei Motoren 121, 122 und 123 ist jeweils ein Regelgerät (Antriebsregler) 131, 132 bzw. 133 zur Ansteuerung bzw. Regelung mit entsprechenden Steuerungsdaten vorgesehen. Beispielsweise werden durch das jeweilige Regelgerät die Ist-Drehzahl des jeweiligen Motors auf eine Soll-Drehzahl und/oder die Ist-Position auf eine Soll-Position geregelt.
  • Weiterhin ist eine Steuereinheit 140 zum Steuern der Maschine 100 vorgesehen, welche beispielsweise als Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet sein kann. Die Regelgeräte 131, 132 bzw. 133 und die Steuereinheit 140 stehen über ein Steuerungsnetzwerk, beispielsweise über ein Ethernet-Netzwerk 150, insbesondere sog. Industrial Ethernet, in Kommunikationsverbindung und tauschen über das Ethernet-Netzwerk 150 die jeweiligen Steuerungsdaten aus.
  • Es soll eine Zustandsüberwachung der Maschine 100 durchgeführt werden, beispielsweise um zu überwachen, ob die Motoren 121, 122, 123 korrekt funktionieren oder eine Fehlfunktion aufweisen. Zu diesem Zweck ist eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkeinheit 200 vorgesehen.
  • Die Netzwerkeinheit 200 umfasst eine Datenempfangseinheit 220, welche vorzugsweise als eine Zustandsüberwachungseinheit (Condition Monitoring Box) ausgebildet ist. Über einen Anschluss 224 als dritte Schnittstelle ist die Datenempfangseinheit 220 über das Internet 225 mit einer IT-Komponente 300 verbunden, beispielsweise mit einer Cloud.
  • Zur Durchführung der Zustandsüberwachung benötigt die Datenempfangseinheit 220 sowohl die Steuerungsdaten als auch die Sensordaten. Im gezeigten Beispiel ist die Datenempfangseinheit 220 über einen Anschluss 223 als vierte Schnittstelle mit den Sensoren 111, 112, 113 verbunden und kann die von diesen Sensoren erfassten Sensordaten auslesen. Um die Steuerungsdaten zu empfangen, soll die Datenempfangseinheit 220 an das Ethernet-Netzwerk 150 angebunden werden. Durch die Verbindung zum Internet 225 besteht jedoch die Gefahr, dass sich ein Angreifer Zugriff auf das Ethernet-Netzwerk 150 verschaffen kann und beispielsweise schädliche Software in die Maschine 100 einbringen kann oder einzelne Komponenten der Maschine 100 manipulieren kann.
  • Daher soll die Datenempfangseinheit 220 nur unidirektional, also nur lesend an das Ethernet-Netzwerk 150 angebunden werden. Dies ist auf herkömmliche Weise jedoch nicht ohne weiteres möglich. Ein Ethernet-Anschluss der Datenempfangseinheit 220 umfasst einen Leseanschluss 221 für lesende Zugriffe (Rx) auf das Ethernet 150, optional auch einen Schreibanschluss 222 für schreibende Zugriffe (Tx), was die Einsatzmöglichkeiten der Datenempfangseinheit 220 über die hier gezeigte hinaus erweitert. Herkömmlicherweise ist es zumeist nicht möglich, die Datenempfangseinheit 220 nur über den Leseanschluss 221 mit dem Ethernet zu verbinden, da dies dazu führt, dass das Ethernet-Netzwerk 150 nicht mehr fehlerfrei funktioniert.
  • Die Netzwerkeinheit 200 umfasst daher weiterhin eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Gatewayeinheit 210, welche als Vermittler zwischen dem Ethernet-Netzwerk 150 und der Datenempfangseinheit 220 fungiert.
  • Über einen ersten Anschluss 211 als erste, bidirektionale Schnittstelle ist die Gatewayeinheit 210 mit dem Ethernet-Netzwerk 150 verbunden. Dieser erste Anschluss 211 ist insbesondere ein herkömmlicher Ethernet-Anschluss, welcher sowohl Schreib- als auch Lesezugriff (Tx/Rx) auf das Ethernet 150 ermöglicht. Über einen zweiten Anschluss 212 als zweite, unidirektionale Schnittstelle ist die Gatewayeinheit 210 mit der Datenempfangseinheit 220 verbunden. Beispielsweise kann die Gatewayeinheit 210 dabei nur mit dem Leseanschluss 221 der Datenempfangseinheit 220 verbunden sein. Die Verbindung ist somit auf physikalischer Ebene unidirektional. Dies kann beispielsweise durch Kappen des zugehörigen Adernpaars im Ethernetkabel bzw. Fehlen der zugehörigen Kontaktierung in der Buchse bewerkstelligt werden.
  • Die Gatewayeinheit 210 übermittelt Daten, insbesondere die Steuerungsdaten, aus dem Ethernet-Netzwerk 150 an die Datenempfangseinheit 220. Jedoch übermittelt die Gatewayeinheit 210 keine Daten von der Datenempfangseinheit 220 an das Ethernet-Netzwerk 150.
  • Durch die Gatewayeinheit 210 wird somit eine unidirektionale Verbindung der Datenempfangseinheit 220 an das Ethernet-Netzwerk 150 ermöglicht. Die Gatewayeinheit 210 übermittelt jedoch spezielle Signale an das Ethernet-Netzwerk 150, welche zum fehlerfreien Betrieb des Ethernets 150 benötigt werden. Insbesondere übermittelt die Gatewayeinheit 210 Idle-Signale an das Ethernet-Netzwerk 150. Somit kann von der Gatewayeinheit 210 eine Kommunikation der Datenempfangseinheit 220 in Gegenrichtung emuliert werden.
  • In Abhängigkeit von den Steuerungs- und den Sensordaten kann die Zustandsüberwachung der Maschine 100 durchgeführt werden. Beispielsweise können im Zuge dessen die Sensordaten, also die aktuellen Messwerte für Temperatur, Vibrationsamplitude und Körperschall der Maschine 100, mit Schwellwerten verglichen werden, wobei diese Schwellwerte charakteristisch für die zugehörigen Steuerungsdaten, also für die aktuellen Ist- und Soll-Werte der Drehzahlen der Motoren, sind. Es kann beispielsweise überprüft werden, ob Temperatur, Vibrationsamplitude und Körperschall jeweils einen Grenzwert überschreiten, der jeweils einen zulässigen Maximalwert für den Betrieb der Motoren bei den zugehörigen Ist- und Soll-Werten darstellt.
  • Die als Zustandsüberwachungseinheit ausgebildete Datenempfangseinheit 220 kann eine derartige Zustandsüberwachung beispielsweise selbst durchführen. Es ist aber auch denkbar, dass die Zustandsüberwachung von der externen IT-Komponente, beispielsweise der Cloud 300 durchgeführt wird. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Steuerungs- und Sensordaten von der Datenempfangseinheit 220 über das Internet 225 an die Cloud 300 übertagen, dort gespeichert und weiterverarbeitet.
  • Wie in 2 veranschaulicht, wird gemäß einer zweiten Ausführungsvariante als spezielles Signal ein Signal RX, das an dem ersten Anschluss 211 der Gatewayeinheit 210 von dem Netzwerk 150 empfangen wird, wieder von dem ersten Anschluss 211 als Signal TX zurück an die Steuereinheit 140 gesendet. Das Signal RX kann auch als Empfangssignal RX bezeichnet werden. Das Signal TX kann auch als Sendesignal TX bezeichnet werden. Hierbei erfolgt bei dem ersten Anschluss 211 eine sehr schematisch dargestellte Brückung oder Verbindung von der Empfangsrichtung zu der Senderichtung auf der Seite der physischen Schnittstelle des ersten Anschlusses 211, welche auch als PHY-Seite des ersten Anschlusses 211 bezeichnet wird. Bei Bedarf, also optional, kann ein Verstärker 2110 vorgesehen sein, der das Signal RX von der Empfangsrichtung verstärkt, so dass das Signal TX in der Senderichtung des ersten Anschlusses 211 gleich dem verstärkten Signal RX des ersten Anschlusses 211 ist.
  • Gemäß der weiteren Ausführungsvariante wird also, anstelle des Sendens von Idle-Signalen, von der Gatewayeinheit 210 als spezielles Signal ein vom Netzwerk 150 empfangenes Signal RX an das Netzwerk 150 übermittelt. Auch auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein Netzwerkanschluss für die Steuereinheit 140 nur sendet und nicht empfängt und weiter funktionstüchtig bleibt.
  • Als Modifikation dieser Variante ist es denkbar, dass bereits bei der Steuereinheit 140 das Sendesignal RX mit dem Empfangssignal TX gebrückt wird. In diesem Fall empfängt die Steuereinheit 140 das von ihr selbst gesendete Signal TX. Eine derartige Variante ist möglich, wenn das Brücken des Sendesignals RX mit dem Empfangssignal TX die Abschlussimpedanz für das Kabel des Netzwerks 150 nicht unzulässig verändert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014208839 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Gatewayeinheit (210) mit einer ersten, bidirektionalen Schnittstelle (211) zur datenübertragenden Verbindung mit einem Netzwerk (150) und mit einer zweiten, unidirektionalen Schnittstelle (212) zur Verbindung mit einer Datenempfangseinheit (220), wobei die Gatewayeinheit (210) dazu eingerichtet ist, Daten aus dem Netzwerk (150) an die Datenempfangseinheit (220) zu übermitteln und Daten von der Datenempfangseinheit (220) nicht an das Netzwerk (150) zu übermitteln.
  2. Gatewayeinheit (210) nach Anspruch 1, die dazu eingerichtet ist, spezielle Signale, welche zum fehlerfreien Betrieb des Netzwerks (150) benötigt werden, an das Netzwerk (150) zu übermitteln.
  3. Gatewayeinheit (210) nach Anspruch 2, die dazu eingerichtet ist, Idle-Signale als spezielle Signale an das Netzwerk (150) zu übermitteln oder ein vom Netzwerk (150) empfangenes Signal (RX) als spezielles Signal an das Netzwerk (150) zu übermitteln.
  4. Gatewayeinheit (210) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste, bidirektionale Schnittstelle (211) als ein Ethernet-Anschluss zur Verbindung mit einem Ethernet-Netzwerk (150) ausgebildet ist.
  5. Gatewayeinheit (210) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, über die erste, bidirektionale Schnittstelle (211) mit einem Steuerungsnetzwerk einer Maschine (100) verbunden zu werden.
  6. Gatewayeinheit (210) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, Sensor- und/oder Steuerungsdaten einer Maschine (100) aus dem Netzwerk (150) an die Datenempfangseinheit (220) zu übermitteln.
  7. Netzwerkeinheit (200) mit einer Gatewayeinheit (210) nach einem der vorstehenden Ansprüche und mit einer Datenempfangseinheit (220), welche über die zweite, unidirektionale Schnittstelle (212) mit der Gatewayeinheit (210) verbunden ist.
  8. Netzwerkeinheit (200) nach Anspruch 7, wobei die Datenempfangseinheit (220) als eine Zustandsüberwachungseinheit ausgebildet ist.
  9. Netzwerkeinheit (200) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Datenempfangseinheit (220) eine dritte Schnittstelle (225) zur Verbindung mit einer IT-Komponente (300) aufweist.
  10. Netzwerkeinheit (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Datenempfangseinheit (220) eine vierte Schnittstelle (223) zur Verbindung mit Sensoren (111, 112, 113) einer Maschine (100) aufweist.
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