Beim Retrofit von Bestandsanlagen kommt der Datenkommunikation im heterogenen Maschinenpark eine Schlüsselfunktion zu. HMS stellt mit dem IIoT-Gateway eWON Flexy 205 eine passende Lösung vor. HMS

Beim Retrofit von Bestandsanlagen kommt der Datenkommunikation im heterogenen Maschinenpark eine Schlüsselfunktion zu. HMS stellt mit dem IIoT-Gateway eWON Flexy 205 eine passende Lösung vor. HMS

Vor der Aufgabe schrecken viel Pragmatiker zurück: Diverse Steuerungstypen oder auch nur mehrere Generationen eines Herstellers ohne Eingriffe in den Systemen an übergeordnete Systeme anzubinden, ist nicht trivial. Aber es gibt Hilfsmittel und Technologien, die das Unterfangen deutlich leichter und effizienter machen. Das IIoT-Gateway eWON Flexy 205 ist so ein intelligentes Bindeglied, mit dem sich sowohl Neuanlagen (Greenfields) als auch Bestandsanlagen (Brownfields) in moderne automatisierte Prozesse einbinden lassen. Ohne die existierende Steuerungshardware oder Software ändern zu müssen, können auch ältere Maschinen und Anlagen mit modernen industriellen IT-Systemen kommunizieren. Zusammen mit einem Netzwerk von qualifizierten Partnern bietet HMS eine Komplett­lösung an, die Maschinen und Anlagenbetreiber die Erfassung und Analyse von Maschinendaten zur Erschließung zusätzlicher Wertschöpfungspotenziale für Neu- und Bestandsanlagen ermöglicht. Das Optimierungspotenzial einer Produktionsinfrastruktur durch Nutzung intelligenter Automatisierung ist groß, denn: durch einen höheren Automatisierungsgrad können oft zusätzliche Wertschöpfungspotenziale aus den Bestandsanlagen generiert werden. Da ältere Maschinen bereits komplett abgeschrieben sind, ist der wirtschaftliche Effekt einer gesteigerten Produktivität – ohne größere Investitionen – besonders interessant und sehr hilfreich, um im internationalen Wettbewerb zu bestehen.

Auf die schnelle

  • Durch Retrofit von Bestandsanlagen lassen sich mit wenig Aufwand neue Wertschöpfungspotenziale erzielen
  • Vernetzung und Digitalisierung kommt beim Retrofit ­eine Schlüsselrolle zu
  • IIoT-Gateway eWON Flexy 205 ermöglicht Anbindung von Altsystemen
  • Installierte Basis von 140 000 M2M-Routern sind nachrüstbar
  • Diverse Cloudanbindungen bereits realisiert

Dreh- und Angelpunkt jeder Verbesserungsmaßnahme sind die Betriebsdaten der Maschinen; sie gilt es möglichst exakt zu erfassen und auszuwerten. Zudem müssen die Rückschlüsse dieser Auswertungen auch auf andere Produktionsstandorte übertragbar sein – unabhängig davon, ob es sich um neue Anlagen oder um Bestandsanlagen handelt.

Heterogene Schnittstellenlandschaft

Bei der Umsetzung gibt es in der Realität einige Hürden: In vielen Produktionsstätten arbeiten Geräte, Maschinen und Anlagen nicht selten aus drei oder vier unterschiedlichen Jahrzehnten autark und bis dato noch ohne Anbindung an ein übergeordnetes Produktionssystem an einem Auftrag. Und so heterogen wie der Maschinenpark ist auch die Schnittstellenlandschaft. Um hier die notwendige Übersicht zu erhalten, bedeutet für die Werker auch heute noch viel manuelle Arbeit: Daten müssen abgelesen, notiert und schließlich in Excel-Listen oder Produktionssysteme eingetragen werden. Dies ist zeitraubend, fehleranfällig, teuer und ineffizient. Zudem geht damit immer ein Informationsverlust einher. Dabei ist es in vielen Fällen einfach, die wichtigsten Informationen aus einer bestehenden Maschine für Online-Auswertungen zu gewinnen und für Optimierungszwecke zu nutzen.

IIoT-Retrofit verlangt Flexibilität

Für die Kopplung an die Steuerungen unterstützt das IIoT-Gateway eWON Flexy 205 eine Vielzahl von seriellen, Feldbus- und SPS-Protokollen. So lassen sich auch ältere Steuerungen in moderne Automatisierungssysteme einbinden.

Für die Kopplung an die Steuerungen unterstützt das IIoT-Gateway eWON Flexy 205 eine Vielzahl von seriellen, Feldbus- und SPS-Protokollen. So lassen sich auch ältere Steuerungen in moderne Automatisierungssysteme einbinden. HMS

Damit sich die Modernisierung von Bestandsanlagen möglichst schnell amortisiert und das Risiko von Produktionsstörungen durch Modifikationen minimiert werden kann, ist es sinnvoll, die Maschinensteuerung nicht anzufassen. Der Grund: Oft zeigt sich, dass die Dokumentation deutlich von der aktuellen Version des SPS-Programms abweicht. Ebenso kommt es vor, dass das Konfigurationsprogramm gar nicht mehr auf den aktuellen Windows-Versionen läuft. Getreu dem Motto ‚Never touch a running system‘ gilt es bei der Modernisierung nur mit den Möglichkeiten auszukommen, die von der jeweiligen Steuerung unterstützt werden. Diese Herausforderung lässt sich durch den Einsatz eines Gateways lösen, das einerseits möglichst viele verschiedene SPS- und Feldbusprotokolle beherrscht und andererseits für die Kopplung mit den modernen IT-Systemen gerüstet ist – das heißt die aktuellen Kommunikationsstandards wie OPC UA und MQTT unterstützt. Genau an dieser Stelle setzt das IIoT-Gateway Flexy 205 an.

Das Industrial-IoT-Upgrade für Bestandsanlagen

Schritt für Schritt zur Steigerung der Wertschöpfung aus Bestandsanlagen

Schritt für Schritt zur Steigerung der Wertschöpfung aus Bestandsanlagen HMS

Das IIoT-Gateway von HMS ist ein modularer M2M-Router für Fernwartung und Datendienste. Für die Kopplung an Maschinensteuerungen steht eine Vielzahl von seriellen, Feldbus- und SPS-Protokollen zur Verfügung – ein Ergebnis von mehreren Jahrzehnten Erfahrung in der industriellen Kommunikationstechnik. Das Gateway kann daher aus fast allen aktuellen und vielen älteren Steuerungen Daten auslesen. Unterstützt werden unter anderem Steuerungen von ABB, Siemens, Rockwell/Allen Bradley, Schneider, Mitsubishi, Omron und Hitachi. Auch proprietäre Protokolle, etwa Siemens MPI, werden unterstützt. Das Gateway hat über den Konfigurationsport der Steuerung Zugriff auf die Programm- und Datenbereiche der Steuerung – ohne dass dazu das SPS-Programm oder die Konfiguration der Steuerung geändert werden muss. Die Kopplung an die IT-Systeme erfolgt entweder lokal über Ethernet oder remote über eine sichere VPN-Verbindung und standardisierte Protokolle wie OPC UA oder MQTT.

Eine strukturierte Vorgehensweise hat sich in der Praxis bewährt. Je nachdem welcher Automatisierungsgrad in der Bestandsanlage tatsächlich vorliegt, sind die ersten Maßnahmen wie Fernzugriff, Security und Monitoring in fast allen Fällen sinnvoll und mit überschaubarem Aufwand zu realisieren. Big Data, VR-Apps und ein voll digitalisierter Geschäftsprozess kommen dagegen meist nur für Neuanlagen in Frage. In jedem Fall ist es aber sinnvoll, zunächst einmal ein Augenmerk auf die Maschinenverfügbarkeit und die tatsächliche Auslastung zu legen. Gibt es mehrere gleiche Maschinen in der Anlage, macht ein Benchmarking der einzelnen Maschinen und der jeweiligen Vorgehensweise bei der Bedienung natürlich Sinn. In der Praxis hat es sich bewährt, zunächst einmal mit kleinen Schritten anzufangen und Erfahrungen zu sammeln, bevor man anlagenweite oder gar standortübergreifende Maßnahmen einleitet. Oft resultieren allein durch einfache Maßnahmen, wie das Einrichten des Fernzugriffs zur Unterstützung im Fehlerfall durch den Maschinenhersteller, beachtliche Verbesserungen. Denn dadurch entstehen automatisch auch Möglichkeiten für eine vorausschauende Wartung. Folgende Herangehensweise hat sich in der Praxis bewährt:

Schritt 1: Fernzugriff einrichten

Im ersten Schritt wird der Fernzugriff auf die jeweilige Steuerung an der Maschine vor Ort durch den Anschluss des eWON Flexy-Gateways hergestellt, das als
VPN-Router fungiert. Über das Talk2M-Vermittlungsportal erfolgt der sichere remote Zugriff auf die Steuerung vor Ort über VPN. Und sicher bedeutet sicher, denn die eWON-Technologie ist entsprechend der Guidelines für Cyber Security in industriellen Anwendungen gemäß ISA62443 und NIST SP800 nach dem „Defence in Depth“-Prinzip konzipiert und wendet die gestaffelte Verteidigung konsequent an – erfüllt somit höchste Sicherheitsanforderungen.

Schritt 2: Überwachen, Daten sammeln, Monitoring

Über den sicheren Fernzugriff werden wichtige produktions- und qualitätsrelevante Maschinendaten wie Betriebszustände, Maschinenauslastung und -output kontinuierlich erfasst, visualisiert und für die Auswertung an über­geordnete Systeme, Analysetools und Datenbanken bereitgestellt. Über die VPN-Verbindung können sowohl der Anlagenbetreiber als auch der Hersteller der Maschine die Maschinendaten analysieren und überwachen. Oft ist es sinnvoll, zunächst einmal wenige Datenpunkte über einen längeren Zeitraum aufzuzeichnen und relevante Ereignisse (Störung, Pause, Qualitätsproblem) im Datenstrom zu kennzeichnen.

Schritt 3: Zusammenhänge erkennen und Maßnahmen einleiten

Schritt für Schritt lassen sich so Zusammenhänge erkennen und Maßnahmen zur Optimierung der Produktivität ableiten. Zum Beispiel können mit vorausschauender Instandhaltung die Verfügbarkeit erhöht und Kosten reduziert werden. Typische Ansatzpunkte sind beispielsweise der Energie- und Ressourcenverbrauch. Ebenso bilden die Maschinendaten die Grundlage, um die Auslastung zu verbessern und den Durchsatz zu erhöhen.

Über dieselbe VPN-Verbindung sind weitere Anwendungen realisierbar (Remote Services), die Mehrwerte schaffen und die Integration der einzelnen Anlagenteile zu einem aufeinander abgestimmten Gesamtsystem optimieren. Remote Services sind Basis für intelligentere und flexiblere Fabriken und ermöglichen neue digitale Geschäftsmodelle mit Fokus auf einer Lebenszyklus- und Serviceoptimierung. Unternehmen können unter den Rahmenbedingungen von Industrie 4.0 ihre Produkte auf ganz neue Weise anbieten oder zusätzlichen Kundennutzen durch Mehrwertservices über den Produktlebenszyklus hinweg erzeugen.

Partnerschaftlich zur Komplettlösung

Zusammen mit dem umfangreichen Netzwerk spezialisierter IoT-Partnerfirmen, bietet HMS eine Komplettlösung, mit der Anlagenbetreiber neue Wertschöpfungspotenziale mit Bestandsanlagen realisieren können.

Zusammen mit dem umfangreichen Netzwerk spezialisierter IoT-Partnerfirmen, bietet HMS eine Komplettlösung, mit der Anlagenbetreiber neue Wertschöpfungspotenziale mit Bestandsanlagen realisieren können. HMS

HMS versteht sich als Spezialist für die industrielle Kommunikation mit Feldbussen und Industrial Ethernet sowie für die industrielle Fernwartung. Für die Bereiche Datenvisualisierung, Datenanalyse und der datenbasierten Optimierung von Geschäftsprozessen hat HMS ein umfangreiches Netzwerk spezialisierter Partner aufgebaut, Vertriebspartner in Deutschland ist beispielsweise die Firma Wachendorff Prozesstechnik. Die HMS IIoT-Partner bieten aufbauend auf der HMS-Kommunikationstechnik spezialisierte Lösungen an, mit denen sich zum Beispiel vorausschauende Wartung, Berichterstellung, Mustererkennung, Energiemanagement, Gebäude-, Wasser- und Prozessautomatisierung sowie Big-Data-Anwendungen und Retrofit-Applikationen realisieren lassen.

Weitere Informationen zu den IoT-Partner gibt es unter: https://ewon.biz/partners/iiot-partners