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INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2020

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2020

Auf dem Weg in die

Auf dem Weg in die digitale Zukunft Wie sich mechanische Messgeräte in das Internet of Things (IIoT) einbinden lassen Alles ist vernetzt. Konnektivität bildet das Gerüst des IIoT. Die standardisierte Kommunikation aller Geräte und Anlagensysteme liefert den Input für den eigentlichen Mehrwert digitalisierter Prozesse. Dass sich auf diesem Weg auch mechanische Messgeräte in die digitale Welt integrieren lassen, zeigt ein Hersteller von Druck- und Temperaturmesstechnik. A n der digitalisierten Fabrik führt kein Weg vorbei. Die größte Herausforderung besteht dabei in der Transformation bestehender Anlagen und Prozesse im Rahmen des Industrial Internet of Things. Betreiber können anhand der Daten und mithilfe von Analysetools die Verfahren hinsichtlich Qualität, Produktivität und Kosten optimieren. Das funktioniert aber nur, wenn alle Prozessdaten herstellerunabhängig abrufbar sind. Hersteller von Roland Hart ist Head of Corporate Infrastucture IT bei der Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG in Klingenberg Messtechnik müssen daher plattformübergreifend Daten standardisiert zum Austausch bereitstellen. Das betrifft neben den Messwerten alle spezifischen Informationen der angebundenen Geräte, um daraus deren Digitalen Zwilling für weiterreichende Planungen und Analysen zu generieren. Zentrale Plattform mit offenen Standards Um Anwendern künftig eine Systemlösung anbieten zu können, entwickelt Wika neben IIoT-kompatiblen Messgeräten eine zentrale Plattform mit offenen Standards, um den bidirektionalen Datenaustausch sowohl mit der Sensorebene (Messgeräte) als auch mit Anwendersystemen sicherzustellen. Diese Plattform wird auch das Erdölunternehmen nutzen, dessen Bohrlochüberwachung durch Wika an einem Standort in Norddeutschland digitalisiert wird. Das Unternehmen hatte sich zu diesem Projekt aufgrund einer Änderung des Bergbaugesetzes entschlossen. Dessen Neufassung schreibt eine permanente Datenerfassung an den Förderstellen vor. Bislang ist es üblich, dass Mitarbeiter in Intervallen einzeln liegende Förderstellen zur Kontrolle anfahren und die Werte der Messgeräte sowie den Wasserstand im Bohrloch notieren; das ist kosten- und zeitaufwändig. In Ölfeldern mit mehreren Bohrlöchern werden Sicherheitsfunktionen über ein Prozessleitsystem gesteuert, eine lokale Lösung ohne Anbindung nach außen. Auch hier ist eine regelmäßige Vor- Ort-Kontrolle notwendig. Konzept erfüllt alle Auflagen Das von Wika entwickelte und für alle Förderstellen einheitliche Konzept erfüllt alle Auflagen, ohne dass die Betriebserlaubnis geändert werden muss. Für den Auftraggeber ist es zugleich eine wirtschaftliche Lösung: Etliche Ölfelder haben nur noch eine begrenzte Laufzeit, das Budget für Investitionen muss im entsprechenden Verhältnis stehen. Das digitalisierte System der Bohrlochüberwachung lässt sich auch in dem engeren Finanzrahmen realisieren. An den Förderstellen werden bisher ausschließlich mechanische Messgeräte eingesetzt, anhand deren Messwerte die Anlage überwacht wird. Der Betreiber möchte eine solche Vor-Ort-Anzeige als zusätzliche hilfsenergiefreie Kontrollmöglichkeit neben dem Online-Monitoring aufrechterhalten, vor allem bei den entscheidenden Mess - größen Druck und Temperatur. Beim Aufbau der digitalisierten Überwachung werden daher die bisherigen Geräte durch Typen der „Intelligauge“- und „Intellitherm“-Serie von Wika ersetzt. Diese verfügen sowohl über einen elektrischem Ausgang (4–20 mA) als auch eine Vor-Ort-Anzeige. Der Füllstand des Tankspeichers am Bohrloch hingegen wird künftig über einen Schwimmerschalter mit 4–20-mA-Signal erfasst. 8 INDUSTRIELLE AUTOMATION 02/2020 www.industrielle-automation.net

SENSORIK UND MESSTECHNIK Manometer mit integriertem Lora-Modul Manometer mit integriertem Lora-Modul vom Typ PGW23 unternehmen einen der ersten Feldeinsätze bestreitet. Der vom Fraunhofer- Institut für integrierte Schaltsysteme ent wickelte Mioty-Standard arbeitet mit dem Telegramm- Splitting-Verfahren, das eine stabile Datenübertragung mit kleiner Fehlerrate ermöglicht. Mioty ist zugleich extrem skalierbar. Netzwerke mit einer großen Zahl von Endgeräten und nur einem Empfänger können ohne Qualitätsverlust betrieben werden. Die Betreiberfirma der Ölförderanlagen hatte sich in erster Linie wegen der ausgeprägten Netzwerksstabilität für den neuen Low-Power-Standard entschieden. Dieser sorgt für einen stetigen Datenfluss auf die Plattform, wo sich aus Messwerten, Geräteinformationen und Analysen ein komplexes Bild über den Ist-Zustand der Anlagen zusammenfügt und sich Trends ableiten lassen. Alle Zustandsmeldungen können darüber hinaus über SMS oder E-Mail im Bereitschaftsfall auf ein mobiles Endgerät, z. B. Smartphone über- Beim Funkstandard für seine IIoT- Geräte konzentriert sich Wika u. a. auf Lorawan und Mioty. Beide senden auf einem öffentlichen Band (868 MHz), das von zugelassenen Geräten lizenzfrei genutzt werden kann. Abhängig von der Topographie, lassen sich mit ihnen Distanzen von 30 km und mehr überbrücken. Diese erweisen sich daher auch ideal für Einsatzgebiete mit schwachem Mobilfunknetz. Auf dem Markt ist Lorawan bereits etabliert. Wika nutzt den Standard auch, um klassische Anzeigegeräte in digitalisierte Abläufe einzubinden. Als erstes einer neuen Reihe von mechanischen LPWAN-Geräten hat der Hersteller ein Manometer mit integriertem Lora-Modul, Typ PGW23, im Portfolio. Bei diesem Typ wandelt ein Mikroprozessor den von der Rohrfeder übertragenen Messwert in ein Funksignal um. Beim Funkstandard für das beschriebene Bohrloch-Projekt fiel die Wahl auf Mioty, der als nächste Generation der LPWAN- Technologie gilt und bei dem das Erdöltragen werden, um unmittelbar auf eine mögliche Störung reagieren zu können. Die Weichen neu gestellt Eine digitale Infrastruktur mit offenen Standards muss nicht auf den firmeneigenen Nutzen beschränkt sein. Das Erdölunternehmen kann seine Plattform wegen der hohen Skalierbarkeit von Mioty auch für externe Anwendungen zur Verfügung stellen, zum Beispiel im Bereich der Landund Forstwirtschaft oder bei kommunalen Einrichtungen. Diese Geschäftsfelderweiterung kann sogar zu einer Änderung des Kern geschäfts führen – wenn aus dem Betreiber des Ölfelds nach Ende von dessen Laufzeit ein Anbieter von IIoT-Infrastruktur und entsprechenden Services wird. Angesichts der zunehmenden Prozessdigitalisierung im Rahmen des IIoT und der damit verknüpften datengestützten Verfahrensoptimierung haben Hersteller von Messtechnik die Weichen neu gestellt, hin zu smarten Produkten mit wahlweisem Funkmodul und Datenschnittstelle nach außen. Bilder: Aufmacher iStock+Wika, sonstige Wika www.wika.de DIGITALISIERUNG BRAUCHT DATEN Sensorik und Automationslösungen von Balluff Besuchen Sie uns unter www.balluff.com

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