Wie man Maschinen die Kommunikation beibringt

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Mehrere Linien innerhalb der Produktion können über einen einzelnen Daten-Sammelpunkt, einem Server mit einer Netzwerk-Masterhardware, per Funk (selbstentwickeltes Protokoll) mit ähnlichen „Slave“-Modulen der zu überwachenden Maschinen kommunizieren (Bild 1).

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Mehrere Produktionen können über das WAN-Netz miteinander verbunden werden und alle durch die Master-Module erfassten Daten werden dann im Hauptserver gespeichert und den Anwendern zur Verfügung gestellt, sodass sie Zugriff auf die Makro-Informationen haben. Anwender in jedem Teil der Erde können über das Internet auf die Daten zugreifen, sie überprüfen und verarbeiten.

Aufgrund der Analyse der Daten sind sie dann in der Lage, angemessene Maßnahmen zu ergreifen – unbeschadet der Tatsache, dass durch die Anwendung der Richtlinien für die Industrie 4.0-Protokolle die Maschinen bereits miteinander kommunizieren und Entscheidungen treffen können, um bestimmte Ereignisse zu verhindern.

Bild 2 illustriert ein Netzwerk, das die unterschiedlichen Systeme untereinander verbindet. Die Modularität und Skalierbarkeit dieses Überwachungssystems prädestiniert es für die Wachstums­anforderungen und jeweiligen Randbedingungen beliebiger, industrieller Produktions­einrichtungen. So können beispielsweise die Modifikationen an Produktionslinien wegen sich ändernder Produktionsszenarien oder deren Rekonfigurierung zur Minimierung des Platzbedarfs sehr einfach berücksichtigt werden.

Die Bedienoberfläche der Management-Software ist so gestaltet, dass der Benutzer auf einen Blick die wichtigsten Informationen erfasst. Bei sehr guter Lesbarkeit erhält er einen Überblick über den gesamten zu überwachenden Produktionsprozess und/oder einzelne Systeme mit deren wichtigsten Parametern in Text- oder Diagrammdarstellung (siehe Bilder 3 und 4).

Die wichtigsten, vom System überwachten, Parameter sind folgende: Versorgungsspannung, Stromaufnahme, interne Temperatur und der Status der Signalampeln (3, 4 oder 5 Leuchten) der Maschinen. Die fortwährende Überwachung dieser Parameter ermöglicht es zum Beispiel, Spannungsspitzen in der elektrischen Versorgung zu erkennen, die den ordnungsgemäßen Betrieb stören könnten.

Ungewöhnlich hohe Leistungsaufnahmen können drohende Ausfälle ankündigen und gefährliche Übertemperaturen könnten auf vorliegende Fehler hinweisen oder sogar einen möglichen Brand ankündigen. Es geht vor allem um sofortiges Erkennen anormaler Betriebszustände oder den „Standby“-Zustand unbeaufsichtigter Maschinen. Alles wird sofort an den Linienverantwortlichen gemeldet, der dann umgehend eingreifen kann, um Störungen zu minimieren oder ein Verschlechtern der Anlagenzustände zu verhindern.

Zusätzlich zu den oben genannten Parametern können weitere physikalische oder produktionstechnische Größen (Druck, Feuchte, Anzahl gefertigter Produkte, usw.) erfasst bzw. überwacht werden, sodass sich insgesamt ein umfassendes Bild der Gesamtsituation ergibt. Darüber hinaus unterstützt das System für den Fall anormer Zustände die Rekonfigurierung der Produktionslinie, um längere Stillstandszeiten der gesamten Linie zu verhindern und die Produktion in einem eingeschränkten Modus fortzuführen.

Die Bedeutung der Prozessdaten

Die Verfügbarkeit automatisiert erfasster Prozessdaten erleichtert die Bezifferung verdeckter Produktionskosten, die Optimierung des Lagerbestands, die Abfallminimierung durch Prozesskontrolle sowie die exakte Kostenberechnung. Ineffizienz wird durch geeignete Planung von Produktion und Lieferung minimiert. Zurzeit stellen die meisten Produktionspläne Prozessdaten zur Verfügung, die sich auf isolierte Überwachungssysteme beziehen. Ihre Auswirkung auf andere Prozesse der Produktionskette (Beschaffung, Produktion, Logistik, Wartung, Umwelt usw.) wird häufig unterschätzt.

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