SPS-Störmeldungen per SMS: Siemens S7, Beckhoff TwinCAT und Wago anbinden

SPS-Störmeldungen gelangen per SMS aufs Handy der Bereitschaft, indem das SMS-Gateway die Signalkette zwischen Steuerung und Mobilfunknetz schließt. Für Siemens S7-1200 und S7-1500 ist der TMAIL_C-Funktionsbaustein in TIA Portal der schnellste Weg, für Beckhoff TwinCAT empfiehlt sich IotHttpRequest als aktiver HTTP-Push, und für Wago 750 Feldbuscontroller genügt ein einziger Konfigurationsschritt am SMSEagle, weil der Modbus-TCP-Slave bereits werksseitig aktiv ist.

Warum SMS für SPS-Störmeldungen der zuverlässigste Alarmkanal ist

Eine Hebeanlage fällt nachts aus, eine Kompressorsteuerung meldet Druckverlust, eine Abwasserpumpe steht still. Ob jemand die Meldung sieht, hängt davon ab, wie der Alarmweg aufgebaut ist. E-Mail landet im Posteingang, Scada-Fenster sind nachts unbeobachtet, und App-Benachrichtigungen scheitern, wenn kein Internet im Büro verfügbar ist. SMS kommt auch auf dem Sperrbildschirm an, ohne App und ohne Internetverbindung auf Empfängerseite, solange der Empfänger Mobilfunknetz hat. Laut Branchenerhebungen liegt die Öffnungsrate von SMS-Nachrichten bei über 90 Prozent, weit vor E-Mail. Für industrielle Anwendungen kommt hinzu, dass das SMS-Gateway im eigenen Netz sitzt und nicht von einem externen Clouddienst abhängt.

Vier Wege von der SPS zur SMS: ein Überblick

Zwischen einer SPS und dem SMSEagle-Gateway gibt es vier technische Wege, die je nach vorhandener Hardware und Programmierkenntnissen unterschiedlich gut passen:

Siemens S7-1200 und S7-1500: welcher Weg funktioniert wie?

Die Siemens SIMATIC S7-1200 und S7-1500 sind die aktuellen Baureihen für den Einstiegs- bis Hochleistungsbereich. Beide werden in TIA Portal programmiert und haben eine integrierte PROFINET/Ethernet-Schnittstelle, über die TCP/IP-basierte Kommunikation ohne CP-Modul möglich ist. Drei Wege führen von dort zum SMSEagle:

Weg 1: TMAIL_C sendet E-Mail an SMSEagle

Ab TIA Portal V13 steht der Funktionsbaustein TMAIL_C für S7-1200 (CPU-Firmware V4.0 und höher) und S7-1500 zur Verfügung. TMAIL_C öffnet eine SMTP-Verbindung zum angegebenen Mailserver und versendet eine E-Mail. Der interne SMTP-Server des SMSEagle akzeptiert diese E-Mail und wandelt sie sofort in eine SMS um. Die Empfängeradresse folgt dem Format +4915112345678@IP-DES-SMSEAGLE, also zum Beispiel +491511234@192.168.1.100. So landet die Rufnummer automatisch im Empfängerfeld.

• TMAIL_C im TIA Portal unter Kommunikation, Weitere, E-Mail einbinden
• Verbindungsparameter SMTP_Server auf IP-Adresse des SMSEagle setzen, Port 25 (oder 587 mit TLS)
• SENDER und TO gemäß Format RUFNUMMER@SMSEAGLE-IP befüllen
• Baustein in OB1 oder im Störfall-OB (OB82, OB86) aufrufen
• Flankengetriggert auslösen, damit nicht bei jeder SPS-Zykluszeit eine SMS entsteht

Beispiel: Drucksensor an I 0.3 signalisiert Unterschreitung. OB82 wird ausgelöst, TMAIL_C sendet an +49151@192.168.10.50. SMSEagle sendet binnen Sekunden die SMS.

Weg 2: MB_SERVER macht die S7 zum Modbus-TCP-Slave

Ab TIA Portal V12 steht der Funktionsbaustein MB_SERVER für die S7-1200 bereit, die S7-1500 unterstützt ihn ab TIA Portal V13. MB_SERVER aktiviert einen Modbus-TCP-Listener auf Port 502 und exponiert einen frei definierbaren Datenbereich (MB_HOLD_REG) als Holding-Register. Das SPS-Programm beschreibt diese Register mit Störbits oder Messwerten. SMSEagle fragt die Register ab Version 6.30 direkt ab, ohne Middleware.

• MB_SERVER in OB1 einbinden, PORT auf eine freie TCP-Verbindungsnummer setzen (z. B. 255)
• MB_HOLD_REG zeigt auf einen Datenblock, der die Störbits enthält, z. B. DB10.DBX0.0 für Bit 0
• SMSEagle: unter Network Monitoring neue Modbus-TCP-Probe anlegen, Ziel-IP und Port 502 der S7 eintragen
• Funktionscode 3 (Read Holding Registers) oder 1 (Read Coils) wählen, Registeradresse des Störbits eintragen
• Alarmbedingung festlegen, z. B. Register 0 gleich 1, SMS-Text und Empfängernummer hinterlegen

Beckhoff TwinCAT: aktiver HTTP-Push oder passives Modbus-Polling

Beckhoff TwinCAT läuft auf Windows-basierten Industrial PCs und hat deshalb Zugriff auf den vollen TCP/IP-Stack der Windows-Netzwerkschicht. Das erleichtert den aktiven HTTP-Push erheblich, weil keine serielle oder proprietäre Verbindung nötig ist.

Weg 1: IotHttpRequest sendet HTTP-POST an SMSEagle-API

Mit der Lizenz TF6760 (TC3 IoT Communicator) steht in TwinCAT 3 der Funktionsbaustein FB_IotHttpRequest zur Verfügung. Dieser Baustein baut eine HTTP-Verbindung zum SMSEagle auf und sendet einen HTTP-POST an den API-Endpunkt /api/v1/alarm mit dem Bearer-Token des Gateways. Die Nachricht wird als JSON im Requestbody übergeben. Das Ergebnis ist ein sofortiger Push ohne Polling-Verzögerung.

• TF6760-Lizenz auf dem TwinCAT-Rechner aktivieren, Bibliothek Tc2_IotBase einbinden
• FB_IotHttpRequest-Instanz anlegen, URI auf http://SMSEAGLE-IP/api/v1/alarm setzen
• HTTP-Method auf POST setzen, Authorization-Header mit Bearer-Token befüllen
• RequestBody als JSON: { "to": "+4915112345678", "message": "Störung: Pumpe P1 ausgefallen" }
• Baustein flankengesteuert aus dem Störfall-Taskkontext aufrufen
• Alternativ ohne TF6760: TF6310 (TC3 TCP/IP) und FB_SocketConnect/FB_SocketSend für rohes HTTP, mehr Implementierungsaufwand

Weg 2: Modbus-TCP-Server, passiv von Connect oder SMSEagle gepollt

Wer keine TF6760-Lizenz einsetzen möchte, kann in TwinCAT 3 einen Modbus-TCP-Server aktivieren. Mit der Bibliothek TF6250 (TC3 Modbus TCP) ist das in wenigen Schritten erledigt. TwinCAT exponiert dann Prozessvariablen als Modbus-Register, die SMSEagle oder die smsreach-Plattform zyklisch abfragen. Störbits werden als Coils oder Holding-Register abgebildet.

Wago 750 und PFC: Modbus-TCP-Polling ohne einen Programmierungsschritt

Wago 750 Feldbuscontroller wie der 750-841, 750-880 oder 750-852 bringen Modbus-TCP-Slave-Funktionalität ohne zusätzliche Programmierung mit. Die am I/O-Knoten gesteckten Eingangs- und Ausgangsmodule werden automatisch als Modbus-Register gemappt. Die digitalen Eingänge liegen ab Adresse 0x0000 als Read Discrete Inputs (Funktionscode 2), die Ausgänge ab 0x0200 als Read Coils (Funktionscode 1).

SMSEagle muss nur wissen, an welcher Registeradresse das Störbit liegt. Eine Probe im Webinterface genügt:

• SMSEagle Webinterface öffnen, unter Network Monitoring neue Modbus-TCP-Probe anlegen
• Ziel-IP des Wago-Controllers eintragen, Port 502, Unit ID 1 (Standard bei Wago TCP)
• Funktionscode 2 (Read Discrete Inputs) für digitale Eingänge wählen
• Registeradresse des Störbits eintragen, zum Beispiel 0 für den ersten digitalen Eingang (DI 1)
• Alarmbedingung Wert gleich 1 setzen, SMS-Text und Empfängernummer hinterlegen, Abfrageintervall 10 Sekunden
• Kein einziger Schritt am Wago oder in e!COCKPIT nötig

Die Wago PFC100 und PFC200 (Linux-basiert, CODESYS 3.5) erlauben darüber hinaus einen aktiven E-Mail- oder HTTP-Push aus dem CODESYS-Programm. Die CODESYS-Standardbibliothek bietet SmtpClient-Bausteine, WAGO veröffentlicht auf GitHub unter dem Account WAGO eigene IEC-61131-3-Bibliotheken für E-Mail, HTTP und MQTT, die kostenfrei verfügbar sind.

Einfachester Weg für ältere SPS und LOGO!: Digitaleingang am SMSEagle

Für Siemens LOGO!, S7-300/400 ohne TCP/IP-fähige CPU oder ältere Beckhoff- und Wago-Geräte ohne Ethernet ist ein Netzwerkweg manchmal nicht praktikabel. In solchen Fällen genügt ein potenzialfreier Relaiskontakt: Ein Digitalausgang der SPS schließt bei Störung einen Kontakt, der auf einen der vier Digitaleingänge des SMSEagle-NXS-Gateways geführt wird. Das Gateway erkennt den Pegelwechsel und löst sofort eine SMS aus.

• Zwei Kabeladern von einem DO-Relaisausgang der SPS zum DI-Klemmanschluss des SMSEagle legen
• Im SMSEagle-Webinterface unter I/O Control, Digital Inputs den entsprechenden Eingang auswählen
• Trigger-Bedingung auf steigende Flanke oder High-Pegel setzen
• SMS-Text und Empfängernummern hinterlegen
• Kein Netzwerk, keine IP-Adresse, keine Programmänderung in der SPS nötig

Die vier Digitaleingänge des SMSEagle NXS können vier unabhängige Störquellen abbilden, zum Beispiel Pumpe P1, Pumpe P2, Lüftung und Heizung, jeder mit eigenem SMS-Text und eigener Empfängerliste.

Hersteller und Protokolle im direkten Vergleich

Wann reicht SMSEagle direkt, wann braucht man eine Alarmierungsplattform?

Die direkte Anbindung von SPS an SMSEagle sendet die Störmeldung an eine oder mehrere feste Rufnummern. Was sie nicht leistet: nachprüfen, ob jemand reagiert hat, bei fehlender Reaktion an die nächste Person eskalieren oder einen rotierenden Bereitschaftsplan berücksichtigen. Sobald diese Anforderungen bestehen, schaltet man eine Alarmierungsplattform zwischen SPS und Gateway.

Wie SMS-Alarm und Quittierung in der Praxis aussehen, zeigt die Live-Demo unter smsreach.io/demo: Ein echter Alarm geht aufs Handy, die Quittierung läuft per SMS-Antwort, die Plattform zeigt den Eingang in Echtzeit. Geeignete SMSEagle-Hardware für SPS-Anbindungen, vom NXS-9700 mit vier Digitaleingängen bis zum NXS-9750 mit zwei Mobilfunkmodulen für Redundanz, gibt es mit Beratung vom autorisierten SMSEagle Gold Partner unter smsreach.io/geraete. Was die Plattform hinter dem Gateway für Dienstplan, Eskalation und Protokollierung leistet, beschreibt smsreach.io/plattform.