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Industrielle Automation 6/2017

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Industrielle Automation 6/2017

STEUERN UND ANTREIBEN

STEUERN UND ANTREIBEN Vernetzte Produktion Edge-Architekturen ebnen den Weg in die Cloud und machen Anlagen fit für das IIoT Ein zentraler Aspekt des Industrial Internet of Things (IIoT) ist die digitale Vernetzung von Anlagen und Produktionsstätten. Maschinenund Anlagenbetreiber erhoffen sich dadurch effizientere und flexiblere Prozesse. Um die Vorteile auch umfänglich nutzen zu können, müssen Maschinen und Anlagen eine Verbindung in die Cloud ermöglichen. Dies geschieht mit sogenannten Edge-Geräten. Carmen Klingler-Deiseroth, freie Fachjournalistin in München Mit Hilfe des Industrial Internet of Things (IIoT) kann der Anwender Informationen aus seinen Maschinen und Anlagen ziehen, die weit über einfache Alarmmeldungen oder Eventinformationen hinausgehen. Beispielsweise „Informationen darüber, ob ein Maschinenteil Verschleißerscheinungen aufweist und wann es zum Ausfall kommen wird“, sagt Ralf Pühler, Produktmanager Industrial IoT bei B&R und hebt hervor: „Derzeit werden nur rund ein Prozent der Daten, die in einer Produktion entstehen, effektiv genutzt.“ Diese Quote möchte der Automatisierungsspezialist mit einem modularen Lösungspaket erhöhen, das aus Hard- und Software-Bausteinen besteht und sich an die Bedürfnisse des Kunden anpassen lässt. So ermöglichen die modularen Software- Bausteine von Mapp Technology, Maschinendaten zu erfassen, auszuwerten und zu visualisieren. Soll zum Beispiel ein Energie- Monitoring-System eingerichtet werden, zieht der Automatisierungstechniker die Komponente Mapp Energy in sein Projekt in Automation Studio. Der Software-Baustein sammelt automatisch die Verbrauchsdaten von allen Achsen in der Maschine, errechnet Kennzahlen und visualisiert diese. „Neben Mapp Energy gibt es zahlreiche weitere Bausteine, darunter einen zum Berechnen der Gesamtanlageneffektivität“, ergänzt Ralf Pühler. Maschinen und Fertigungslinien weltweit vergleichen Bisher werden Daten von Maschinen nur kurze Zeit gespeichert und anschließend gelöscht, um Platz für aktuellere zu schaffen. „Wenn wir diese Daten jedoch weiter nutzen und analysieren wollen, müssen wir einen Platz finden, sie zu speichern“, sagt Pühler. Das kann eine lokale Datenbank sein oder ein Rechenzentrum in der Cloud. In Zeiten des Industrial IoT sind aber nicht nur Daten und die daraus gewonnenen Informationen einzelner Maschinen interessant. „Ich will Maschinen und Linien untereinander vergleichen können, nicht zuletzt unterschiedliche Produktionsstätten auf der ganzen Welt“, betont Pühler. Das dafür entstehende Datenvolumen lässt sich prinzipiell mit lokalen Computern analysieren und auswerten. „Häufig ist es jedoch sinnvoll, dafür die nahezu unbegrenzte Rechen- und Speicherkapazität der Cloud zu nutzen“, sagt der IIoT-Spezialist. Um die aggregierten Daten in die Cloud zu schicken, kommen als Hardware sog. 58 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2017

USB Messtechnik IEC 60381-1 u. IEC 60381-2 DASYLab 2016 Goldammer Messtechnik eine starke Kombination. Edge-Geräte sitzen an der Schnittstelle von der Automatisierung (OT) auf Maschinenebene zur Informationstechnologie (IT) in der Cloud Edge-Geräte zum Einsatz. Edge-Geräte stellen für B&R die letzte physikalische Instanz vor der Cloud dar und bilden die Schnittstelle von der OT (Operational Technology) auf Maschinenebene zur IT in der Cloud. Zur OT gehören Hardware- und Software-Komponenten, die Geräte, Prozesse und Ereignisse in Echtzeit überwachen und steuern. Je nach Anwendung und Datenvolumen werden die auf OT-Ebene gesammelten Daten mit unterschiedlichen Herangehensweisen in die Cloud übertragen. Edge-Varianten, Edge-Connect und Embedded Edge B&R bietet drei Typen von Edge-Geräten an, um für jeden Anwendungsfall eine Lösung zu bieten. Greift etwa ein Sensor stündlich ein Signal ab, kann es zweckmäßig sein, die Daten direkt in die Cloud zu eingesetzt werden“, erwähnt Pühler und erklärt weiter: „Hier sprechen wir von einer Embedded Edge, die gleichzeitig die Maschinenlogik in Echtzeit abarbeitet und Daten in die Cloud schickt.“ Edge-Architekturen auch für Bestandsanlagen Sollen ganze Produktionslinien überwacht und Daten von hunderten I/Os für die Cloud vorverarbeitet werden, reicht eine Steuerung nicht mehr aus. Für solche Anwendungen kommt ein Automation PC kombiniert mit einer vollumfassenden Industrial-IoT-Plattform als sogenannter Edge Controller zum Einsatz. Aufgrund seiner hohen Rechenleistung und Speicherkapazität kann der Industrie-PC, im Gegensatz zu den beiden anderen Edge-Geräten, Daten zu einem wesentlichen Teil vorverarbeiten G0I-1034-6 • Galvanisch entkoppelt • 16/8 analog(AI) 16 Bit 2000kHz • 4 * (AO) 16 Bit • 2 32 Bit Counter • 8 DIN Ue- 2,4-30V. • 8 DOUT UA- max. 30V. Attraktive Buddelrabatte auf unsere Hardware Derzeit werden nur rund 1 % der Daten, die in einer Produktion entstehen, effektiv genutzt. schicken. Ein konkretes Beispiel dafür sind Pipelines, die mit Sensoren auf Leckage überwacht werden. „In so einem Fall ist keine Echtzeitsteuerung notwendig, daher braucht es auch keine Steuerungslogik vor Ort“, sagt Pühler. Zudem reicht es, wenn der Wartungstrupp die Pipeline innerhalb weniger Tage überprüft. Für solche einfachen Anwendungen ist ein B&R-Buscontroller ausreichend, der unverarbeitete I/O- Signale verschlüsselt über OPC UA in die Cloud schickt. Diese Möglichkeit bezeichnet B&R als Edge-Connect. Ist das Volumen an Daten jedoch größer, lohnt es sich, diese schon an der Maschine zu aggregieren. Das hat zwei Vorteile: Zum einen sinken Bandbreitenbedarf und Kosten für die Cloud; zum anderen gehen keine Daten verloren, wenn die Verbindung unterbrochen wird, da ausreichend Speicherplatz zum Puffern vorhanden ist. „In diesem Fall können unsere Standard-Steuerungen und analysieren. Zudem können dort komplexe Algorithmen berechnet werden, wie sie zum Beispiel bei selbstlernenden Systemen eingesetzt werden. Mit den unterschiedlichen Edge-Architekturen können neue Anlagen fit für das Industrial IoT gemacht werden. Edge-Architekturen sind jedoch nicht nur für neue Anlagen und Maschinen interessant, sondern auch für Bestandsanlagen, die bisher unvernetzt in der Fabrikhalle stehen. Mit der Orange Box hat B&R auch eine Lösung für diese sogenannten Brownfield-Anlagen im Portfolio. Die Box mit einer Kombination aus Software und Hardware wird an eine bestehende Maschine angeschlossen und kann in eine Edge-Architektur eingebunden werden. Bilder: Fotolia, B&R www.br-automation.com *649€ iDAS G0I-1034-8 • Galvanisch entkoppelt • 8 analog(AI) 16 Bit 1000kHz • 4 DIN Ue- 2,4-30V. • 4 DOUT UA- max. 30V. Softwarebibliothek: DASYLab, DIAdem, IPE-motion VI Bibliothek für LabVIEW, Assembly + viele Erweiterungen zur Verwendung in .NET (C#,VB.NET, MATLAB, Mathematica, Agilent-VEE, Crossplatform kompatible API für Win32, MacOSX, Linux (Debian/ Android) inklusive Header Wrapper für C/C++,Object Pascal/Delphi, Python, MATLAB. Goldammer.de Telefon (0 53 61) 29 95 - 0

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