INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2023

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION CONDITION MONITORING PROFITABEL UMSETZEN NETZWERK-INSTANDHALTUNG – EIN GLÜCKSSPIEL? Ungeplante Ausfälle von Maschinen und Anlagen können schnell sehr teuer werden. Unternehmen sollten beim Condition Monitoring nicht nur mechanische Komponenten im Auge behalten, sondern vor allem die Netzwerkinfrastruktur wie Datenleitungen und Steckverbindungen, die ebenfalls verschleißen. Ein Condition Monitoring Management System mit intelligenten Managed Switches überwacht dies und ermöglicht einerseits eine vorausschauende Instandhaltung und hilft andererseits, die Gesamtanlageneffektivität zu steigern. Um die Gesamtanlageneffektivität (OEE) zu optimieren, ist es unerlässlich, nicht nur über Stellschrauben zur Prozessoptimierung zu sprechen, sondern eben auch Ursachen für potenzielle Anlagenstillstände proaktiv aufzuzeigen und zu beseitigen. Condition Monitoring ist das Stichwort und dabei muss neben der Überwachung der einzelnen Anlagenkomponenten (wie Sensoren, Aktoren) auch an das Kommunikationsnetzwerk (inklusive Kabel, Stecker und so weiter) gedacht werden. Denn im Netzwerk lassen sich frühzeitig die Ursachen für ungeplante Anlagenstillstände detektieren, die je nach Branche auch fünf- bis siebenstellige Beträge pro Stunde kosten können. Gerade in Bezug auf Brownfield-Anlagen stellt sich die Frage, wie Digitalisierungsprojekte so rea lisiert werden können, dass sich Investitionen fürs Condition Monitoring des Netzwerks möglichst schnell durch eine ausfallfreie Produktion amortisieren. REAKTIVE INSTANDHALTUNG WAR GESTERN Dass diese Investitionen lohnend sein können, wissen die Netzwerk experten von Indu-Sol aufgrund ihrer jahrelangen Tätigkeit. Sie sind jährlich bei circa 400 Netzwerk-Instandhaltungseinsätzen unterwegs. Gut 150 davon sind Notfälle, sprich die Experten werden gerufen, weil eine Anlage ungeplant stillsteht. Dennoch gehen viele Unternehmen täglich die „Wette der reaktiven Instandhaltung“ ein, wie es das Unternehmen gerne nennt. Denn Kosten für die Investition einer Netzwerküberwachung lassen sich der Geschäftsleitung gegenüber nur dann überzeugend kommunizieren, wenn die daraus folgenden Einsparungen oder Gewinne deutlich sichtbar sind. Dabei lässt sich die OEE über eine hohe Anlagenverfügbarkeit am besten positiv beeinflussen. Letzten Endes ist die Investition und die „Ernte“ eines CMMS (Condition Monitoring Management System) eine Erwartungswertrechnung, in die unter anderem die Wahrscheinlichkeit für ungeplante Anlagenstillstände, deren Dauer sowie die Kosten für die Ausfallzeiten, ineffizient genutztes Personal und verlorenes Material eingehen. Da kann der Break-Even für diese Investition schnell erreicht werden: Ein CMMS zahlt sich vor allem deshalb aus, weil es am größten „Angriffsvektor“, nämlich der Anlagenverfügbarkeit, ansetzt. Bleiben die Fragen: Wie funktioniert es und wie zuverlässig werden Anomalien erkannt? VIER SÄULEN FÜR EFFIZIENTES NETZWERK- MONITORING Die OEE einer Produktion setzt sich zusammen aus Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Auf die ersten beiden Parameter hat das CMMS von Indu-Sol direkten Einfluss, weil es hilft, Anlagenstillstände zu vermeiden, Alterungsprozesse frühzeitig sichtbar zu machen und ein präventives Eingreifen zu ermöglichen. Ziel eines CMMS fürs Netzwerk ist es, Anomalien in der Kommunikation aufzuspüren, ehe sie zum echten Problem werden. Oft sind es sporadisch auftretende Ursachen, wie EMV-Einkopplungen durch Schweißanwendungen, Netzlastspitzen durch Backups 32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2023/04 www.industrielle-automation.net

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION SIEDS und D*Bridge erweitern die Leistungsfähigkeit des CMMS und bilden eine wichtige Grundlage, um Instandhaltungstätigkeiten zu automatisieren oder Geräteausfälle durch Wackelkontakte. Nur durch eine konsequente Überwachung lassen sich diese finden, verstehen und beseitigen. Die Thüringer Netzwerkexperten bieten ein CMMS sowohl für Profibus als auch für Profinet beziehungsweise Ethernet IP an. Die Lösung für Profinet/Ethernet IP wird im Folgenden näher beschrieben. Sie besteht aus vier Säulen, die zu einem zuverlässigen Netzwerk-Monitoring beitragen: Erstes Standbein sind die intelligenten Industrial-Switches der PROmesh P-Serie. Mit ihrer integrierten Online-Leitungsdiagnose und Monitoring-Features wie EMV und 24V helfen sie dabei, Probleme in der Netzwerkkommunikation zu erkennen. Circa 40 Prozent aller Anoma lien wie Verschleiß bei Leitungen und Steckern sowie Netzwerk last, Errors, Discards und Jitter lassen sich bereits mit den speziellen Switches auffinden – im Vergleich zu handelsüblichen Switches ist das ein Faktor drei. Die zweite Säule bildet dann der Profinet-Inspektor, der nicht das Netzwerk, sondern die Applikation selbst überwacht und dort circa weitere 50 Prozent der Ursachen für Anomalien auffindet, wie Jitter, Telegrammlücken oder Abmeldungen. Gebündelt und analysiert werden die gesammelten Informationen dann in der Software Promanage NT – die dritte Säule. Die vierte Säule bildet schließlich der Mensch, der anhand der vorhandenen Informationen entsprechende Maßnahmen einleitet. Das kann entweder ein geschulter Instandhaltungsmitarbeiter im Unternehmen sein oder ein Service-Techniker von Indu-Sol. Der zunehmende Fachkräftemangel, der auch vor Instandhaltungsabteilungen nicht haltmacht, hat durchaus Anteil an den Beobachtungen der Netzwerkexperten, die ein Trend werden könnten: das Auslagern der Netzwerkkommunikation an externe Dienstleister. BROWNFIELD-ANLAGEN DIGITALISIEREN – DIE FÜNFTE SÄULE Zuverlässiger Betrieb und Steigerung der OEE ist ein Thema, das gerade auch Brownfield-Anlagen betrifft. In vielen Fällen sind sie wie Black-Boxes, zu deren OEE man wenig Aussagen treffen kann. Stand heute ist es aber schwierig, sie kostengünstig so zu digitalisieren, dass man auf die relevanten Prozessgrößen in der Genauigkeit Zugriff hat, wie es zur Steigerung der Gesamtanlageneffektivität nötig wäre. Das hat einerseits mit fehlenden Sensoren zu tun, die notwendige Prozessgrößen auslesen. Andererseits wären vorhandene Kommunikationsnetze aber auch damit überfordert, diese Daten zusätzlich zu den für die Prozessregelung notwendigen Daten zu übertragen. Dieser Herausforderung begegnet Indu-Sol mit seinen SIEDS Sensoren. Die Multifunktionssensoren erfassen zahlreiche verschiedene instandhaltungsrelevante Größen wie Temperatur, Schwingungen, Helligkeit und Akustik. Um das Kommunikationsnetz zu entlasten, werden diese Daten dann direkt an die IIT-Ebene (Industrial Information Technology) übertragen, in der auch die Netzwerkmanagement-Software Promanage NT arbeitet, die diese Daten bündelt, Anomalien meldet und Optimierungspotenziale aufdeckt. Damit das möglich ist, werden zuvor alle Switches in Reihe geschaltet. Um hier Probleme mit IP-Dopplungen zu vermeiden, haben die Netzwerkexperten eine entsprechende Digitalisation Bridge entwickelt, die die Trennung von Daten für die Prozesssteuerung und für die Instandhaltung ermöglicht. Das Netzwerk bleibt homogen und lässt ausschließlich die Sensordaten durch. Mit diesem Konzept wird die Lösung beiden scheinbar gegensätzlichen Forderungen der Anwender gerecht: Die der Netzwerköffnung durch die Kopplung der Switches und die der Security dank der Bridge. Damit lassen sich Brownfield-Anlagen ohne aufwändige Nachrüstung auf Netzwerkebene kostengünstig digitalisieren. Gleichzeitig kann der Instandhalter die Anlage nun zuverlässiger überwachen und Problemen proaktiv auf den Grund gehen. Mit intelligenten Managed Switches wird die Netzwerksicherheit kosten- und ressourcenschonend verbessert und der Überblick über den Zustand des Netzwerks realisiert. Bilder: Indu-Sol www.indu-sol.com/condition-monitoring UNTERNEHMEN Indu-Sol GmbH Blumenstr. 3 04626 Schmölln Telefon: 034491 580-0 E-Mail: info@indu-sol.com AUTOR Karl-Heinz Richter, Geschäftsführer für Marketing & Vertrieb Indu-Sol GmbH, Schmölln www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 2023/04 33