Daten im Griff mit IoT-Gateway und Energie-Effizienz-Modul

Die Vernetzung der Dinge soll das Geschäftsleben der Zukunft vereinfachen. Festo bereitet sich auf diese Zukunft mit verschiedenen Maßnahmen vor. Industrie-4.0-fähige Produkte und Lösungen wie etwa die digitalisierte Pneumatik stehen dabei im Mittelpunkt. Das Thema beschäftigt die Forschung und Entwicklung des Unternehmens – innerhalb der Entwicklungsabteilung, in Forschungsnetzwerken und im Bionic Learning Network.

Trotz der Vorteile, welche die Vernetzung bietet, könnte das Konzept der Industrie 4.0 scheitern, wenn die von der Digitalisierung betroffenen Menschen nicht auf das neue Zeitalter und ihre Aufgaben vorbereitet sind: Daher gilt es, auch sozusagen Qualifikation 4.0 anzustoßen sowie eine Arbeitsumgebungen 4.0 zu schaffen.

Ziel aller Anstrengungen in Richtung Industrie 4.0 ist die Integration vieler Funktionen über Systemgrenzen hinweg. „Deshalb arbeitet Festo intensiv mit anderen Unternehmen im ZVEI sowie bei der Plattform Industrie 4.0 mit, um eine gemeinsame Referenzarchitektur zu schaffen“, erklärt Michael Hoffmeister, Management-Experte im neu gegründeten Geschäftsbereich Digital Business.

Dabei verankert das Unternehmen seine Produkte und Lösungen mit Hilfe digitaler Zwillinge in der gemeinsamen Verwaltungsschale dieser Referenzarchitektur. Alle Produkte des Herstellers sind mit einem Typenschild inklusive eines Data-Matrix-Codes ausgestattet, dem so genannten Product Key, der Zugang zu einer Fülle von Informationen bietet. Das ist der Schlüssel in die Welt der Industrie 4.0.

In Zukunft erhält ein Produkt ständig digitale Upgrades: Der Product Key wird mit der neu geschaffenen App World verlinkt sein. Die World-App ermöglicht den Kauf von Upgrades und Dienstleistungen für ein spezifisches Element. Sie umfasst mobile Apps beispielsweise für das Motion Terminal, Web-Apps für die Cloud, Desktop-Apps, Apps für speicherprogrammierbare Steuerungen sowie Firmware-Apps.

Zurück in die Gegenwart: Aktuell präsentiert der Anbieter die erste schlüsselfertige Lösung für Internet-der-Dinge-fähige Elemente und Dashboards: Das IoT-Gateway CPX-IoT verbindet Komponenten und Module aus der Feldebene wie etwa das Motion Terminal, das Energy-Monitoring-Modul MSE6-E2M oder Handling-Systeme über ihre OPC-UA-Schnittstelle mit der Cloud des Unternehmens.

Die Cloud ermöglicht die Aufbereitung und Überwachung der Daten. Damit können Trendanalysen abgeleitet und Frühwarnsysteme sowie automatische Benachrichtigungen bei Zwischenfällen eingerichtet werden. Das IoT-Gateway sorgt für die Cloud-Anbindung einer Steuerung und die Kommunikation der relevanten Informationen im benötigten Format zum gewünschten Zeitpunkt.

Es ermöglicht vorkonfigurierte Dashboards für jedes Element des Herstellers – mit weiterer Individualisierung. Das Dashboard ist eine Ansicht im Web-Browser mit Diagrammen und Ampelanzeigen. Spezifische Widgets, also Komponenten einer Benutzeroberfläche, und Diagramme für Energieüberwachung, vorbeugende Instandhaltung sowie Leistungskennzahlen für den Prozess und zur Steigerung der Gesamtanlageneffektivität sorgen für Klarheit: Die Condition-Monitoring-Lösung verbessert die Fehler-Diagnose und -Ursachenerkennung, schafft Transparenz über Energieverbräuche, liefert grafisch aufbereitete, übersichtliche Informationen und hält historische Daten bereit.

Eine der ersten Automatisierungskomponenten, die das IoT-Gateway mit der Cloud verknüpfen kann, ist das Energie-Effizienz-Modul MSE6-E2M. Es soll das Energiesparen in Druckluftsystemen vereinfachen. Das intelligente Wartungssystem überwacht und regelt vollautomatisch zentrale Betriebsparameter in Neu- und Bestandsanlagen.

Das Modul kann mehr als ein herkömmliches Wartungsgerät: Durch aktives Eingreifen in die Versorgung, speziell während der Stand-by-Zeiten einer Anlage, wird der Druckluftverbrauch gesenkt. Das automatische Überwachen wichtiger Betriebsparameter der Anlage wie Durchfluss und Druck gewährleistet gleichzeitig eine prozesssichere Produktion im Sinne des Condition Monitoring.

Befindet sich das Modul im abgesperrten Zustand, überprüft es die Druckdichtigkeit der Anlage. Stellt das Energie-Effizienz-Modul einen vorab vom Benutzer als kritisch definierten Druckabfall fest, meldet es dies an die Anlagensteuerung. Das Modul erkennt selbstständig Leckagen im Leitungssystem und erlaubt es, damit Anlagen bedarfsgerecht zu warten. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit, die Druckluftversorgung manuell ein- und auszuschalten. Für besonders komplexe Produktionsabläufe lässt sich die automatische Stand-by-Erkennung deaktivieren, so dass der Betreiber selbst auf der SPS entscheiden kann, wann eine Maschine produziert und wann sie inaktiv ist.

Zum ständigen Abruf bereit stehen die Werte der Durchfluss-, Verbrauchs- und Druckmessung. Anhand der gewonnenen Informationen besteht für Anlagenbetreiber die Möglichkeit, kontinuierlich ein intelligentes Energie-Monitoring an der Maschine durchzuführen. Mit dem Modul kann beispielsweise ermittelt werden, ob eine Anlage heute mehr als noch vor einem Jahr verbraucht, wie viel Druckluft für eine Charge benötigt wird, ob der Druck richtig eingestellt ist oder wie hoch Druck und Durchfluss beim Ausfall einer Maschine waren. Alle gewünschten Daten macht das Dashboard sichtbar.

Das Unternehmen Festo stellt auf der Hannover Messe in Halle 15, Stand D11 aus. do