Messtechnik Mit Multifunktionsgerät MSR-Einheit einfach beherrschen

Autor / Redakteur: Das Interview führte Sariana Kunze / Sariana Kunze

Die Digitalisierung in der industriellen Automatisierung schreitet weiter voran. Eine hohe Verfügbarkeit, Präzision, Transparenz und Individualisierung sind wichtiger denn je. Stefan Langer, Branchenmanager Industrieelektronik bei GHM-Messtechnik, hat elektrotechnik erklärt, warum sich das autark arbeitende Multifunktionsgerät GHM-One für Mess-Steuer- und Regelungsaufgaben in Verbindung mit der Applikationssoftware GHM-Cat für die Aufgaben von Industrie 4.0 eignet.

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Das Multifunktionsgerät GHM-One öffnet einerseits in Verbindung mit der Applikationssoftware GHM-Cat die Tür zu Industrie 4.0, andererseits erfüllt es die Aufgaben des dezentralen Applikationsmanagements.
Das Multifunktionsgerät GHM-One öffnet einerseits in Verbindung mit der Applikationssoftware GHM-Cat die Tür zu Industrie 4.0, andererseits erfüllt es die Aufgaben des dezentralen Applikationsmanagements.
(Bild: www.ghm-group.de)

Sie stellen GHM-One als Automatisierungsgerät für Industrie 4.0 vor. Was unterscheidet GHM-One von gängigen Kompaktreglern am Markt?

Stefan Langer: Im Gegensatz zu herkömmlichen Kompaktreglern, an die man nur ein oder zwei Sensoren pro Regler anschließen kann, gibt es beim GHM-One – ob Ein- oder Ausgänge - keine Limitierung was die Anzahl von erfassbaren Sensoren betrifft. An den Eingängen lassen sich fast alle Typen von Sensoren und Messumformer für Temperatur, Druck, Durchfluss, Feuchte, pH, Leitfähigkeit, Sauerstoff anbinden. Ebenso lassen sich an den Ausgängen unterschiedlichste Aktoren wie Solid-State-Relais, Schütze, Frequenzumrichter, Stellmotoren für Klappen und Ventile, etc. anschließen. Damit lassen sich alle im Prozess anfallenden Ist-Werte-Signale ausnahmslos erfassen und fast ohne Einschränkung alle Aktoren anschließen.

Für GHM-One werden keine Spezialkenntnisse in höheren Programmiersprachen für die Umsetzung von Ideen benötigt. Wie geht das konkret?

Die Konfigurationssoftware GHM-Cat ist im weitesten Sinne ein grafischer Werkzeugkasten, in dem vordefinierte und erprobte Bausteine der MSR-Technik stecken. Ein Block z.B. ist ein kompletter Temperaturregler, den man per Klick beliebig oft auf dem Bildschirm duplizieren kann. Im nächsten Schritt werden dann die gewünschten Eingänge mit den Blöcken „Thermoelementsensor“ und x-beliebigen anderen Sensoren oder Messumformern grafisch verdrahtet, das Gleiche dann auch bei den Ausgängen. Durch einen weiteren Klick in die Tool-Box wählt man aus einer umfangreichen Palette von Reglern den passenden Typ pro Regelkreis und nimmt Vermaschungen vor, wobei Alarmüberwachungen, Trendarchivierungen und modifizierte Prozessgrößen die optimale Steuerung und Kontrolle von Prozessabläufen sichern. Infolge der graphischen Sprache sind Programmierkenntnisse keine Voraussetzung, um den GHM-One zu nutzen.

Funktioniert das in der Realität auf Anhieb?

Durch die integrierte Simulation des GHM-One in der Applikationssoftware GHM-Cat lassen sich Prozesse vorab kontrollieren, z.B. die Wirkungsrichtung der Ausgänge und die einzelnen Signalverknüpfungen miteinander, das Grenzverhalten, etc. Nach möglichen Korrekturen kann anschließend die gesamte Applikation über ein eingebautes Interface – mit USB und Ethernet - auf den GHM-One geladen werden.

Was ist, wenn die direkten Geräteanschlüsse nicht ausreichen?

Diese Frage wurde in der Entwicklungsphase bereits berücksichtigt, in dem mehrere typische Feldbusanschlüsse integriert wurden. Das bedeutet, dass Ein- und Ausgangsmodule und auch intelligente Sensoren und Aktoren jederzeit angeschlossen werden können.

Welche Feldbusanschlüsse bieten Sie an?

Neben einem hauseigenen Bus für die direkte Erweiterung der lokalen I/O’s, bieten wir die gängigen Feldbussysteme Profibus-DP und Modbus RTU als auch die Ethernet basierten Feldbusse Modbus/TCP und Profinet Device.

Ist die Integration von Daten in übergeordnete technische Netzwerke möglich? Falls ja, wie funktioniert der Datenaustausch?

Natürlich ist das möglich; vorausgesetzt es gibt einheitlich definierte Korrespondenztabellen für Prozessgrößen und Fertigungsdaten, auf die der Application-Layer des Leitrechners als auch der autarke GHM-One zugreifen können. Als Transportmedium steht – wie oben bereits erwähnt – ein Ethernet-Anschluss zur Verfügung. Profinet und ModbusTCP ermöglichen einerseits den Zugriff auf alle freigegebenen Prozesswerte und die im GHM-One berechneten Werte, andererseits ist auch der umgekehrte Weg möglich. Was bedeutet, dass die Übermittelung der im übergeordneten MES-System abgelegten Sollwertrezepte für einen neuen Auftrag in den GHM-One möglich sind. Zusammenfassend kann man fest halten, dass rein kommunikationstechnische Fragen im GHM-One bereits gelöst sind.

Wie sieht es mit vorausschauender Wartung aus?

Natürlich kann man anwendungsspezifisch überall Zählerblöcke installieren, um vordefinierte Größen wie beispielsweise max. Schaltspielzahlen, Betriebsstunden, Standzeiten etc. auf individualisierten Seiten zu beobachten. Grundsätzlich ist eine Leichtigkeit, Prozessausgänge bei Über- oder Unterschreitungen mit Warnungen, so z.B. visuellen Warnungen, zu belegen. Ausgangs- und Prozesssignale sind beim GHM-One überall leicht zugänglich. Zählerblöcke lassen sich also an jeder beliebigen Stelle des Funktionsschemas einbauen und über Toleranzbänder lassen sich Wartungsintervalle wie Schaltspielzahlen, Betriebsstunden, Standzeiten, etc. mit aktuellen Istwerten vergleichen und einfach kontrollieren. Mögliche Fehler wie z.B. klemmende Klappen lassen sich so verhindern. Veränderungen im Zeitverhalten von Prozessgrößen sind eine weitere Untersuchungsquelle, die ein erfahrener Anwender auswerten kann, um z.B. Veränderungen von Heizelementen frühzeitig zu erkennen und so einen Stillstand im Produktionsprozess zu vermeiden. Der GHM-One in Kombination mit der Applikationssoftware GHM-Cat ist eben eine Entwicklung von Praktikern für Praktiker.

Warum haben Sie denn eigentlich keine SPS als Basis gewählt?

Einerseits wollten wir in einem einzigen Gerät alle Funktionen für typische Applikationen sowie die Bedienung und Visualisierung vor Ort integrieren. Andererseits sollte die MSR-Einheit bis in die Tiefen ohne Erfahrungen im Bereich von Programmiersprachen beherrschbar sein. Darüber hinaus ist das System über mehrere Kommunikationsschnittstellen in das horizontale Firmennetz integrier- und erweiterbar. Konkret: der GHM-One bietet zusätzlich die Möglichkeit, Daten aus dem Firmennetz, d.h. Daten aus Datenbanken wie der Auftrags-, Maschinenbelegungsplanung, Qualitätsdaten- und Rezeptverwaltung und Auftragsabwicklung zu empfangen und zu integrieren.

Ist das der Schlüssel für ein Industrie 4.0-Konzept?

Ja, der GHM-One ermöglicht die Einbindung in unterschiedlichste Ebenen des Firmennetzwerkes. So wird die Transparenz von Prozess- und Fertigungsdaten im Hinblick auf den aktuellen Status der Produktion gewährleistet. Gleichzeitig geben wir dem Anlagenbetreiber das sichere Gefühl, sollte das übergeordnete Netzwerk ausfallen oder über längere Zeit eingeschränkt funktionieren, dass die Anlage kontrolliert und geregelt weiterläuft, ohne langwierige Anfahrvorgänge wiederholen zu müssen. Das thermische Prozessanlagen-Gleichgewicht bleibt damit erhalten und die aktuelle Charge geht nicht verloren, da der GHM-One als autarke MSR-Einheit agiert. Darüber hinaus ist es Mitarbeitern möglich Daten die z.B. in einer zentralen Cloud archiviert werden, über Apps auf Smartphones und Tablets abzurufen. Das trägt zu der gewünschten firmenübergreifenden Transparenz bei. Ich möchte aber betonen, dass das letztendlich nicht die Aufgabe des GHM-One ist.

Tipp: Am 24. November 2017 können Sie in Stuttgart mehr über Industrie 4.0 aus der 360 Grad Perspektive erfahren: www.b2bseminare.de/1034.

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