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Die Daten der Sensoren und Aktoren von Maschinen und Anlagen sind eine enorme Wissensgrundlage: Sie bilden die Grundlage für neue Geschäftsmodelle und damit für die Zukunft des Maschinenbaus.

Bild: Gregor Schuster Fotografie
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Ohne Daten keine IoT-Auswertung Endlich Gewissheit: Wie geht es meiner Maschine?

18.09.2020

Wenn die Produktionsmaschine vermehrt beginnt, einfach stehenzubleiben, ist der Ausfall nur noch eine Frage der Zeit. Doch welche Komponenten wirklich getauscht werden müssen, lässt sich mit einem Blick in die Glaskugel vergleichen. Mit einem neuen Lösungsansatz wird dieser Blick in die Zukunft nun konkret.

Die umfassende und intelligente Vernetzung aller Komponenten im Maschinenbau ist heutzutage leider noch nicht komplett in vollem Gange. Dabei stellen die Daten der Sensoren und Aktoren von den Maschinen und Anlagen eine enorme Wissensgrundlage dar. Sie bilden die Grundlage für neue Geschäftsmodelle und damit einen enormen Wirtschaftsfaktor für die Zukunft des Maschinenbaus

Daten als Fundament

Grundsätzlich geht der Trend immer mehr in Richtung Datensammlung aus der Maschine und dem Produktionsprozess. So lassen sich mittels einer ständigen Überwachung Instandhaltungsbedarfe schneller erkennen und Stillstandszeiten minimieren. Dazu werden natürlich viele Daten aus der Feldebene benötigt.

Einige Sensoren sind oft schon mit verbaut, dienen meist aber eher der Ablaufkontrolle innerhalb der Maschine und sind daher in deren Logik eingebunden, statt Daten für die übergeordnete Überwachung zu sammeln. Für die Überprüfung des Zustandes der Komponenten braucht es daher weitere Sensorik. Maschinen, in denen diese Informationen erhoben und zur Analyse genommen werden, verbessern deren Produktivität und Effizienz.

Zustandserkennung am pneumatischen Zylinder

Zu wissen und zu verstehen, wie es der Maschine gerade geht, ist eine der Kernthemen von Industrie 4.0 in der Produktionsumgebung. Dazu hat SMC an einem pneumatischen Zylinder die Höhe des Luftdruckes an beiden Anschlüssen des Zylinders aufgenommen. Ebenso wird noch in der Zylindernut ein Längenmesssystem installiert, mit dem die Fahrbewegung des Zylinders aufgenommen werden kann.

Mit dieser Sensorik lässt sich der Zylinder genau auf Leckagen im Druckluftsystem sowie Verschmutzungen an den Führungen überwachen. Leckagen sind für Kraftverlust verantwortlich, wobei dann zum Beispiel das Aufrichten eines Kartons innerhalb einer Verpackungsmaschine gestört werden kann. Verschmutzungen der Führungen lassen die Bewegungen des Zylinders verlangsamen, was sich mitunter negativ auf die Taktzeit oder auf synchrone Bewegungen innerhalb der Maschine auswirkt.

Die verwendeten Sensoren transportieren die Werte zunächst über den gängigen Industriestandard IO-Link zur Ventil- und Elektronikeinheit EX600. Von dort werden die Daten per Modbus TCP oder OPC UA zu einem Edge-Computer weitergeleitet, auf dem ein Teil der Cumulocity-IoT-Plattform läuft.

Diese Software analysiert in Echtzeit die Daten, die im Millisekunden Takt angeliefert werden. Wird eine Abweichung vom Standard, also zum Beispiel den eingelernten Soll-Kurven, erkannt, werden diese Daten per Internet-Protokoll in die Cloud-Plattform weitergeleitet. Dort kann dann etwa ein Ticket für das Instandhaltungspersonal eröffnet werden.

Wissensgrundlage für die vernetzte OT/IT-Welt

Ohne Daten keine IoT-Auswertung: Was so simpel klingt, trifft den Kern. SMC als Hersteller, Partner und Lösungsanbieter für pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik hat sich der Aufgabe verschrieben, dieser Datenlieferant zu sein. Mit den verfügbaren Sensoren und Aktoren lässt sich ein solides Fundament an Daten erzeugen.

Aber auch mit den besten Daten lässt sich ohne Erfahrung und Wissen nur ganz schwer eine verlässliche vorausschauende Wartung aufbauen. Die SMC-Experten bringen deshalb ihr Wissen in die Auswertung der Daten mit ein, was sich in dem Projekt „Smart Field Analytics“ widerspiegelt

Mehr zu diesem Projekt und zur Partnerschaft zwischen SMC, der Software AG und Dell Technologies erfahren Sie hier.

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