Um das Produktionssignal aus mehreren Einzelsignalen zu ermitteln, wurden von Schmid Engineering Steuerungen von 55 Werkzeugmaschinen umprogrammiert und Signale elektrisch abgegriffen. Der Großteil der Maschinen wurde aber über vorhandene Schnittstellen oder über zusätzliche Hardware wie Buskoppler und LAN-Module an das Netzwerk angebunden, um dann direkt auf die Steuerungen zuzugreifen.

Um das Produktionssignal aus mehreren Einzelsignalen zu ermitteln, wurden von Schmid Engineering Steuerungen von 55 Werkzeugmaschinen umprogrammiert und Signale elektrisch abgegriffen. Der Großteil der Maschinen wurde aber über vorhandene Schnittstellen oder über zusätzliche Hardware wie Buskoppler und LAN-Module an das Netzwerk angebunden, um dann direkt auf die Steuerungen zuzugreifen. SMS group

Die SMS group mit Hauptsitz in Düsseldorf ist ein international tätiges Unternehmen auf dem Gebiet des metallurgischen Maschinen- und Anlagenbaus. Das Produktprogramm für Neuanlagen, Modernisierungen und Turnkey-Projekte entlang der gesamten Prozesskette umfasst Anlagen für die Stahl-, Aluminium- und Nichteisenmetall (NE)-Metallindustrie einschließlich der passenden Wärmetechnik, dem Technischen Service, der Elektrik und Automation sowie digitaler Anwendungen.

Am Standort Hilchenbach der SMS group, dem auch eine große Fertigungswerkstatt angeschlossen ist, gab es im Rahmen eines MES-Projekts die Anforderung, die Maschinenanbindung von 55 Werkzeugmaschinen zeitnah umzusetzen, um damit Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und darauf reagieren zu können.

Am Standort Hilchenbach der SMS group, dem auch eine große Fertigungswerkstatt angeschlossen ist, gab es im Rahmen eines MES-Projekts die Anforderung, die Maschinenanbindung von 55 Werkzeugmaschinen zeitnah umzusetzen, um damit Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und darauf reagieren zu können. SMS group

Am Standort Hilchenbach gab es im Rahmen eines MES-Projekts (Manufacturing Execution System) die Anforderung, 55 Werkzeugmaschinen zeitnah an das MES anzubinden, um damit Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und darauf reagieren zu können. Eine Realisierung mit dem eigenen Instandhaltungspersonal wäre technisch möglich gewesen, jedoch weder zeitnah noch kapazitiv zu lösen.

Fündig wurden die Verantwortlichen der SMS group bei Schmid Engineering, einem Ingenieurdienstleister und Spezialisten für Produktionsdatenmanagement und MES. Dazu Björn Schutte, Vorbeugende Instandhaltung sowie Instandhaltung Elektrik und Elektronik, SMS group: „Die Suche nach einem passenden Dienstleister hatte sich zuerst als schwierig erwiesen. Es war kein Anbieter dabei, der alle Maschinen anbinden konnte. Zum Glück wurden wir dann noch auf das Unternehmen Schmid Engineering aufmerksam, das mit dem DataSErver sämtliche Fabrikate und Steuerungstypen anbinden konnte.“ Bei den Steuerungen handelt es sich in der Mehrzahl um Siemens Sinumerik 840D-Steuerungen. „Es sind jedoch auch noch ältere Siemens-Steuerungen wie Sinumerik 880M, Simatic S5, Simatic S7 sowie Liebherr-, Heidenhain TNC430-, Heidenhain iTNC530- sowie R&D-Steuerungen im Einsatz“, sagt Schutte.

Von der Verdrahtung bis zur Implementierung

Zu den Projektanforderungen gehörte neben einer schnellen Umsetzung der Maschinenanbindung mit wenig Aufwand auch minimaler Regieaufwand für das eigene Instandhaltungspersonal. „Wir wollten eine nachhaltige technische und standardisierte Lösung über alle Steuerungen hinweg. Zudem die Sicherstellung der Zukunftssicherheit durch erweiterbare Signalgewinnung, etwa durch weitere Sensoren oder zusätzliche Maschinensignale sowie die Möglichkeit, weitere Systeme wie ein CAQ mit Daten zu versorgen“, erläutert Schutte die Ausgangssituation. „Ausschlaggebend war schlussendlich, dass Schmid Engineering die komplette Anbindung – von der Verdrahtung im Schaltschrank bis zur Implementierung der Software in unser MES – umsetzen konnte.“ Ebenfalls entscheidend sei das Preis- und Leistungsverhältnis im Vergleich zu individuellen, maschinenspezifischen Lösungen gewesen.

Björn Schutte, SMS group

„Mit der Schaffung von Voraussetzungen zur Nutzung des MES mit BDE und MDE können wir neben Kosteneffekten auch eine hohe Fertigungskostentransparenz erzielen.“ Björn Schutte, SMS group SMS group

Um das Produktionssignal aus mehreren Einzelsignalen zu ermitteln, programmiert SE teilweise S5- und Heidenhain- Steuerungen um und griff Signale elektrisch ab. Der Großteil der Maschinen wurde aber über vorhandene Schnittstellen, zum Beispiel Heidenhain oder über zusätzliche Hardware wie Buskoppler und LAN-Module (für Profibus) an das Netzwerk angebunden, um dann direkt auf die Steuerungen zugreifen zu können. Somit hat SMS heute einheitliche und vergleichbare Maschinendaten für alle Anlagen: mindestens eine Achse läuft, Vorschubbearbeitung aktiv, keine Störung anstehend. Aus diesen Teilinformationen wird dann im DataSErver ein Produktionssignal gebildet.

Was ist der DataSErver?

Der DataSErver verbindet per OPC-UA-Server die Steuerungsebene mit der Leitebene.

Der DataSErver verbindet per OPC-UA-Server die Steuerungsebene mit der Leitebene. Schmid Engineering

Die DataSErver-Software führt bidirektional Daten und Informationen aus verschiedenen Automations- und Informationssystemen zusammen und verteilt die Daten mittels OPC-UA-Server an weitere Systeme:

  • MES, MDE/BDE Systeme
  • SQL-Datenbanken
  • Webservices
  • Schnittstellendateien
  • CAQ-Systeme

Auch die Verknüpfung einzelner Eingangssignale wird im DataSErver logisch verknüpft um zusätzliche Informationen bereitzustellen. Beispielsweise werden einzelnen Achsen einer CNC-Maschine abgefragt und daraus das Signal „Maschine in Bewegung“ generiert.

Eine einzige, leicht zu verwaltende und frei skalierbare Plattform bündelt die gesamte Kommunikation in der Automation. Für die Endanwendungen reduziert sich die Zahl externer Kommunikationsverbindungen; die Zuverlässigkeit erhöht sich. Die vorhandenen Protokolle und Schnittstellen, etwa ProfiBus, Profinet, Euromap63, Heidenhain, Fanuc, ermöglichen bei dieser OPC-Lösung für einen durchgehenden Informationsfluss.

Alle Steuerungsarten nach 10 Tagen angebunden

Auf dem mobilen Endgerät sieht der Bediener auf einen Blick alle Maschinen und kann sich für einzelne Maschinen die wichtigsten Parameter anzeigen lassen.

Auf dem mobilen Endgerät sieht der Bediener auf einen Blick alle Maschinen und kann sich für einzelne Maschinen die wichtigsten Parameter anzeigen lassen. SMS group

„Die Planung und die Bereitstellung der benötigten Informationen für Schmid Engineering war in kurzer Zeit abgeschlossen“, bilanziert Schutte das Projekt. Die Anbindung der Maschinen selbst war aufgrund der DataSErver-Komplettlösung von SE für alle Steuerungsarten nach 10 Tagen erledigt. Derzeit werden Signale zum Erfassen des Anlagenzustandes abgegriffen. „Aus mehreren Signalen wird der Status ‚Anlage in Produktion’ oder ‚Anlage nicht in Produktion’ generiert. Dieses Signal wird zur Erstellung von Kennzahlen sowie zur automatischen Generierung von Fertigungsstörungen im MES genutzt“, so Instandhalter Schutte weiter. „Die gestellten Anforderungen aus dem Projekt werden somit zu 100 Prozent abgedeckt.“ Derzeit prüfe man noch etwaige Erweiterungsmöglichkeiten, etwa die gewonnenen Daten an zusätzliche Systeme weiterzugeben.

Auch die SMS group als ‚Leading Partner in the World of Metals’ setzt auf die Digitalisierung der Produktionsprozesse.

Auch die SMS group als ‚Leading Partner in the World of Metals’ setzt auf die Digitalisierung der Produktionsprozesse. SMS group

Zu den großen Vorteilen der DataSErver-Lösung für die SMS group in Hilchenbach zählen laut Björn Schutte die flächendeckende Nutzung der MDE (Maschinendatenerfassung) an sämtlichen Werkzeugmaschinen, Transparenz über die reellen Produktionsdaten, die automatische Generierung von Kennzahlen sowie die Zukunftssicherheit durch die erweiterbaren Anbindungsoptionen. „Mit dem Schaffen von Voraussetzungen zur Nutzung des MES mit Betriebsdatenerfassung und MDE können wir jetzt neben Kosteneffekten auch eine hohe Fertigungskostentransparenz erzielen. Störgründe können zeitnah erfasst, bewertet und abgestellt werden“, kommentiert Schutte die Situation heute in Hilchenbach. Dank eines in 2020 ebenfalls von SE umgesetzten Visualisierungsprojekts sind die Instandhalter der SMS Group in Hilchenbach in der Lage – ohne tiefere Kenntnisse der verschiedenen Schnittstellen – Fehler in der MDE-Anbindung oder Maschinenstillstände auf einem Dashboard schnell und zuverlässig zu erkennen.

 Schmid Engineering: Industrie 4.0, Vernetzung und Digitalisierung

Die 2009 gegründete und inhabergeführte Schmid Engineering GmbH mit Sitz in Freudenstadt ist mit über 20 Mitarbeitern Partner für die Bereiche Software-, Elektronik- und Elektrik-Entwicklung, Produktionsdatenmanagement und MES sowie Testautomatisierung. Schmid Engineering bietet als Ingenieurdienstleister und Systemhaus maßgeschneiderte Lösungen und unterstützt die Kunden beratend und begleitend bei ihren Entwicklungsherausforderungen. So betreuen Ingenieure aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik heute noch aktive Projekte mit Kunden ‚der ersten Stunde’.