Wer braucht schon BDE? – Warum Betriebsdatenerfassung sinnvoll ist

Quer durch die Unternehmensstruktur sollen oder wollen Betriebsdaten dokumentiert werden. Die Gründe und Motivation dafür sind unterschiedlich. Der Unternehmer und sein Controlling benötigen Leistungskennzahlen. Für den Qualitätsmanager sind Informationen zu Chargen und der Produktqualität entscheidend. Unter Umständen hat er sogar eine Aufzeichnungspflicht von Daten für interne und externe Audits oder übergeordnete Behörden. Die Buchhaltung hat die Kosten richtig und bestenfalls auftragsbezogen zuzuordnen. Mitarbeiter im Unterhalt brauchen Information zu Maschinen und Störungen, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

In Summe sind sie alle auf die Informationen vom Prozess angewiesen, welche aus Maschinen, Anlagen, Steuerungen und letztlich aus Sensoren bereitgestellt werden können.

Leistungsdaten wie Stückzahlen oder Taktzeiten werden auf Maschinenebene durch Abfrage von Stückzählern oder Lichtschranken ermittelt. Qualitätsdaten sind häufig bereits durch Inline- oder Offlineerfassung an der Produktionslinie vorhanden. Verbrauch und Verluste werden oftmals schon digital erfasst. All diese Daten liegen an Ort und Stelle brach. Ein wahrlich ungenutztes Potential!

Maschinenstillstände und Unterbrechungen können ganz einfach über die Betriebsanzeige erfasst werden und dennoch kommt es in der Praxis vor, dass hierüber keine genauen Aussagen und Analysen gemacht werden können.

Datenquellen erschließen
So vielfältig der Maschinenpark oder die Anlagen im Prozess sind, so vielfältig sind die Datenquellen und Datenformate. Maschinen und Anlagen unterschiedlichster Generationen befinden sich kombiniert im Einsatz. Im gewachsenen Maschinen- und Anlagenpark gibt es von relaisgesteuerten Systemen bis hin zu digital vernetzten Sensornetzwerken alle erdenklichen Steuerungseinrichtungen. Und diejenigen, die bereits digital sind, haben oft verschiedenste Datenformate und können nicht auf direktem Wege miteinander kommunizieren.

Im Gesamten stellt dies jedes Unternehmen und jeden Anwender vor die eine Herausforderung: unterschiedlichste Datenquellen anzuzapfen und brauchbar zu machen.

Hier braucht es Schnittstellenmodule mit möglichst großer Vielfalt an Hardwareschnittstellen und den nötigen Treibern für die Datenformate. Mittels IoT Gateway wie jenem von control können unterschiedlichste Systeme und Signale einfach und unkompliziert gekoppelt oder verbunden werden.

Was ist der Informationsbedarf – oder: Worauf kommt es denn eigentlich an?
Bevor eine umfassende Integration aller Sensoren und Signale im Unternehmen gestartet wird, bedarf es einiger Überlegungen: Welche Prozesswerte werden wirklich benötigt? Welches ist die ideale Datenquelle hierfür? Entscheidend dabei ist die Information, die man erhalten möchte. Ein strukturiertes Vorgehen erspart hier unnötig hohe Integrationskosten und verkürzt die Integrationsphasen.

Dabei kann es durchaus sinnvoll sein, auch einmal einen Umweg über zusätzliche Sensorik zu gehen, anstatt eine komplette Steuerungseinheit auszutauschen.

Lokale Datensilos sind oft ungenutzt
Die Praxis zeigt, dass Datenpunkte bereits auf der Maschinenebene aufgezeichnet und lokal gespeichert werden. Ob nun in der Steuerung bzw. SPS oder am lokalen Leitstand – oft schlummert ein gewaltiges Datenarchiv tief versteckt in der Maschinensteuerung. Hier sind Wissen im Datenmanagement, die nötige Hardware und die entsprechende Software für Treiber gefragt, um diese lokalen Datensilos aufzubrechen.

IoT Gateway Edge für die Integration von Datenquellen
Das control IoT Gateway verfügt über unterschiedlichste Hardware-Schnittstellen und Treibersoftware, um diese Datensilos zu erschließen.

Als industrietauglicher Knotenendpunkt sitzt das control IoT Gateway am Schnittpunkt zwischen Edge-Systemen – vernetzte Geräte, Controller und Sensoren – und der IIoT Plattform control. Es gewährleistet die sichere Datenverbindung und wird, wenn erforderlich, remote mit Updates versorgt.

Ausgestattet mit einem internen Edge Device und vielseitigen Schnittstellen für Industrieprotokolle wie Profibus, Profinet, OPC-UA, Modbus TCP/IP sowie analogen und digitalen Eingängen. Letztere ermöglichen auch den direkten Anschluss loser oder im Nachhinein ergänzter Sensoren.

Datenquellen in wenigen Schritten online bringen
Die Verbindung zur IIoT Plattform control stellt das Gateway über LAN, WLAN oder auch im mobilen Einsatz über LTE her. Es ist daher nicht zwingend eine Netzwerkverkabelung an der Datenquelle erforderlich.

Die Installation der Hardware erfolgt direkt vor Ort im Schaltschrank der Steuerung oder in einer mitgelieferten Installationsbox. Nach Installation meldet sich das IoT Gateway selbstständig bei der IIoT Plattform control, so dass die Datenquelle nur noch entsprechend benannt und dem Werk oder der Organisationseinheit zugeordnet werden muss.

Ist das control IoT Gateway einmal fertig eingerichtet, in Betrieb und online, beginnt die Datenerfassung aus der Datenquelle. Im Gateway selbst sind Prozeduren, Einstellungen und Programme integriert, die für die Protokollumsetzung, eine sichere Datenerfassung mit lokaler Datenvorverarbeitung und eine Zwischenpufferung sorgen.

Mit dem control IoT Gateway können nicht nur Daten erfasst, sondern auch remote über Ausgangskontakte Aktionen ausgelöst werden.

Aus klein wird groß – Umsetzung mit Pilotanlagen starten & testen
Mit dem control IoT Gateway sind Datenquellen rasch zu erschließen und einfach in die IIoT Plattform control zu integrieren. Selbst wenn keine Steuerung vorhanden ist oder es zusätzlicher Sensorik bedarf, stellt das Gateway die notwendigen Eingangskanäle zur Verfügung. Um rasch in die digitalisierte Betriebs- bzw. Prozesswerterfassung einzusteigen, empfiehlt es sich, Testinstallationen mit kleineren Pilotanlagen zu starten um den Rollout für die Integration weiterer Datenquellen planbar zu machen.

Somit werden die Art der Datengewinnung und Schnittstellen getestet und liefern einen Anhaltspunkt, welche Datenwerte für die gewünschte Information erforderlich sind.

Praxisbeispiel – so einfach geht’s!

Aus einem Misch- und Abfüllprozess einer Sennerei müssen Temperaturverläufe aufgezeichnet und Betriebsparameter wie die Funktion des Rührwerks und das Niveau kontrolliert werden. Der Prozess ist von Hand gesteuert und es gibt keinerlei digitale Information oder Schnittstellen.

Lösung:

• IoT Gateway mit Spannungsversorgung und LTE Modem
• Temperatursensor
• Niveausensor
• Hilfskontakte für Rührwerk

Nach Inbetriebnahme werden die Daten kontinuierlich erfasst und es ist keine händische Erfassung mehr nötig. Übersteigt die Temperatur oder das Niveau einen Grenzwert wird automatisch über control eine Alarmmeldung generiert.

Maschinendatenerfassung einfach gemacht!