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Sensorik 4.0 Der Industriesensor im Internet der Dinge

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Sensoren sind wertvolle Informations-Quellen und können auch außerhalb des klassischen Maschinen- und Anlagenbaus zur Optimierung von Abläufen und Einsparung von Ressourcen eingesetzt werden. Mit dem Internet der Dinge entstehen neue Möglichkeiten, auch weit verteilte Sensoren zu vernetzen.

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(Bild: 2005 Mepax SA/Pepperl+Fuchs)

Sensorsignale können genau zum richtigen Zeitpunkt dort zur Verfügung gestellt werden, wo die darin enthaltenen Informationen nutzbringend verwendet werden können. Beispielsweise ist die Erfassung von Füllständen mit moderner Sensorik von Pepperl+Fuchs in den meisten Fällen mehr oder weniger einfach möglich.

Füllstandsdaten von weit verteilten Sensoren bereitstellen

Bei weit verteilt aufgestellten Behältern muss für die Übertragung der Sensor-Signale häufig großer Aufwand getrieben werden, so dass man von automatisierten Lösungen absieht und die Füllstände durch mehr oder weniger regelmäßiges Nachsehen manuell überwacht. Mit einer Vernetzung über das Internet können Füllstandsdaten von vielen weit verteilten Sensoren zentral aufbereitet und zur Weiterverarbeitung bereitgestellt werden.

Sensoranbindungen an Cloud-Plattformen

Mit dem Partner connectavo wurde eine Anwendung entwickelt, die die Füllstände von Vorratsbehältern von mehreren in verschiedenen Produktionsstätten im Einsatz befindlichen Verfüllmaschinen sensorisch erfasst und zentral verwaltet. Die Nachschub-Logistik lässt sich dadurch vereinfachen und Stillstände wegen Materialmangels vermeiden. Zusätzlich wird bei Unterschreiten eines kritischen Füllstandes eine Nachricht auf das Mobiltelefon des Nachschub-Verantwortlichen gesendet.

Eine andere Anwendung wurde zusammen mit SAP umgesetzt. Hier wird ein Sensor zur Typ-Verifikation von Leuchteneinheiten für mobile Kompressoren eingesetzt und die Daten dieses Sensors in der Cloud eines MES-Systems bereitgestellt, welches den Materialfluss für die Gesamtmontage der Kompressoren organisiert.

Während der Hannover Messe 2016 wurden in einem Solutions-Park Anbindungen von Sensoren an verschiedene Cloud-Plattformen gezeigt.

Sensoren kommunizieren bis in MES oder ERP

Die Steigerung der Overall Equipment Effectiveness (OEE) ist ein wichtiger Anwendungsfall von Industrie 4.0. Die Nachrüstung bestehender Produktionsanlagen stellt Anlagenbetreiber vor große Herausforderungen.

Der als Gemeinschaftsprojekt von Pepperl+Fuchs, TE Connectivity und Software AG gezeigte Anwendungsfall greift auf leicht nachtrüstbare Hardware zurück. Das ist auf der Sensorebene das SmartBridge Interface von Pepperl+Fuchs und auf der Steuerungs- bzw. Feldbusebene das Spark Device von TE Connectivity. Diese beiden Daten-Ports übermitteln die extrahierten Performancedaten kabelgebunden oder über eine Funkschnittstelle an die Business-Plattform der Software AG. Diese Plattform ermöglicht durch die Daten-Konsolidierung mit nachgelagerter Analyse drei Mehrwertdienste im Sinne von Industrie 4.0:

1. Prozessoptimierung

Spark greift die Prozessdaten von Sensoren und Aktoren aus der Steuerungsebene ab und zeigt diese auf einem Dashboard an, was auch weniger offensichtliche Verzögerungen oder Mikrostandzeiten mit Hilfe eines historischen Datenschreibers transparent macht.

2. Zustandsüberwachung

Eine Korrelation von historischen Vorkommnissen mit den tatsächlichen Maschinenlaufzeiten und Wartungsempfehlungen der Hersteller liefern ein gutes Bild über den tatsächlichen (Wartungs-)Zustand der Maschine oder Anlage.

3. Service-on-Demand

Lichtschranken von Pepperl+Fuchs informieren selbst über eine nachlassende Detektionsfähigkeit durch Verschmutzung der Austrittsoptik oder des Reflektors. Diese Informationen werden mit Hilfe des SmartBridge-Interface aus dem Maschinenkreis extrahiert und über ein Internetgateway an eine Serviceplattform übertragen. Die Plattform bewertet die Zustandsinformationen aus den Sensoren und löst bei Bedarf einen Serviceauftrag aus, der entweder von betriebsinternen oder auch von externen Wartungsdienstleistern ausgeführt werden kann.

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