Netzwerkmanagement Monitoring- und Frühwarnsystem für den gesamten Lebenszyklus

Autor / Redakteur: Sabrina Hein / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Profinet-Netzwerke müssen in jeder Lebensphase von Maschinen und Anlagen immer wieder an neue Randbedingungen und neue Geräte im Netzwerk angepasst werden. Dabei kann ein Netzwerkmanagement-System unterstützen.

Firmen zum Thema

Das Netzwerkmanagement- und Frühwarn-System Herakles von AIT Solutions unterstützt Planer, Monteure, Betreiber und Servicekräfte in allen Phasen des Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage und ist besonders wertvoll im Umgang mit Assets, Anlagendokumentation und Predictive Maintenance.
Das Netzwerkmanagement- und Frühwarn-System Herakles von AIT Solutions unterstützt Planer, Monteure, Betreiber und Servicekräfte in allen Phasen des Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage und ist besonders wertvoll im Umgang mit Assets, Anlagendokumentation und Predictive Maintenance.
(Bild: AIT Solutions)

Von der Inbetriebnahme mit notwendigen Validierungen über den Betrieb mit unterstützender Diagnosemöglichkeit und Überwachungsfunktionen bis hin zum Auf-, Um- und Abbau von Anlagen liefern Netzwerkmanagementsysteme die passende Funktionalität. Kurz: Sie richten ihre Funktionalität am Gesamtsystem und Lebenszyklus der Maschinen und Anlagen aus.

Messwerte, Diagnoseinformationen, Gerätedaten, IP-Adressen – die Auswahl an Informationen in einer Produktionsanlage ist groß und die dazugehörige Datenmenge noch größer. Hier die richtigen Informationen zu erhalten und diese so zu strukturieren, dass sie in einen praktischen Nutzen umgewandelt werden können, ist keine leichte Aufgabe. Viele Anwender operieren dabei mit mehreren Systemen, um einen Überblick über ihre eingesetzten Anlagen, Maschinen und Geräte zu erhalten.

Das Monitoring- und Asset Managementsystem Herakles von AIT Solutions schafft Abhilfe, indem es Informationen sammelt und anwenderorientiert strukturiert. Die Softwarelösung und wurde zur Überwachung und Analyse von Automatisierungsanlagen, die Profinet als Kommunikationsprotokoll einsetzen, konzipiert. Interessant für den Einsatz in der Praxis: sie ist skalierbar und leicht integrierbar. Das Allroundsystem bildet dabei das ganze Werk mit all seinen Aufgabenfacetten entlang des Lebenszyklus ab, von der Inbetriebnahme über den laufenden Betrieb bis hin zur Wiederverwendung bereits ausgebauter Komponenten. Es unterstützt Aufgaben wie Instandhaltung, Diagnose, Predictive Maintenance, Lagerlisten oder Asset Management und hält die Netzwerkdokumentation auf dem aktuellen Stand.

Entwickelt für intuitives Arbeiten

Oberstes Ziel bei der Entwicklung war die einfache Handhabung für den Benutzer. Über sogenannte Software-Sensoren werden relevante Daten wie Zustände von Geräten, Diagnosemeldungen von Profinet oder grundlegende Gerätedaten eingesammelt und in einer Datenbank gespeichert. Damit stehen sie für einen breiten Bereich von Anwendungen zur Verfügung, wie Dokumentation, Reporting, Trendanalyse oder die Verfolgung von Veränderungen im Netzwerk. Zum Beispiel kann man sich alle Profinet-Geräte im gesamten Werk anzeigen lassen, auch gefiltert etwa nach einem Hersteller oder nach einer Firmware-Version. Letzteres ist beispielsweise bei einem großflächigen Firmware-Update von Vorteil.

Aufgaben wie das Beobachten von windowsbasierten Geräten mit ihren grundlegenden Parametern wie Festplattenkapazitäten oder einer Lagerliste wird zur Unterstützung der alltäglichen Arbeit in Produktionsanlagen abgedeckt. Herakles geht aber noch einen Schritt weiter und analysiert diese Daten. AIT Solutions entwickelte hierfür eigene Analysemethoden; dazu zählt neben der Schwellwertanalyse auch eine Ursachenanalyse. Da im Fall von Störungen und Alarmen alarmspezifische Meldungssequenzen auftreten, werden Event-Reduzierungs-Strategien verwendet, um die Anzahl der Einträge zu reduzieren. Für den Benutzer werden dadurch die erfassten Meldungen zu sogenannten High-Level-Meldungen verdichtet. Damit gewinnt die Übersichtlichkeit und Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung lassen sich zielgerichteter durchführen.

Klare Visualisierung für die schnelle Analyse

Auch die Visualisierung ist praxisnah, indem das Automatisierungsnetzwerk topologisch dargestellt wird. Die Geräte werden kategorisiert. So kann der Anwender schnell und einfach die Verkabelung nachvollziehen. Die farblich gekennzeichneten Geräteklassen wie IO-Controller (SPS), IO-Device, Switche oder IP-basierte Geräte sowie die Zugehörigkeit der IO-Devices zu ihren Controllern durch die sogenannten Controller-Domänen lassen sich auf einen Blick erfassen. Auch den Werkzeugwechsel unterstützt Herakles. Dadurch erhält der Anwender eine vollständige Übersicht aller Geräte mit nur einem Tool.

Der hierarchische Zusammenhang, der auf realen Gegebenheiten basiert und vom Benutzer selbst definierbar ist, lässt sich intuitiv erlernen. Er findet sich leicht auf der Visualisierungsoberfläche zurecht. Zur Informationsverarbeitung wird dabei die Struktur „Bereich – Anlage – Station“ benutzt. Eine Station beschreibt dabei einen IO-Controller mit all seinen Profinet-Devices inklusive unterlagerten Steuerungen. Die Geräte schließlich, als kleinste Einheit, sind die Teilnehmer des Profinet-Netzwerkes. Hier kann der Benutzer Informationen bis auf Submodulebene einsehen.

Akzeptanz unter allen Blickwinkeln

Ein wichtiger Schritt für die Akzeptanz des Systems ist, dass es unterschiedliche Sichtweisen abdeckt. Während für einen Bereichsleiter wichtig ist, einen schnellen Überblick über den Gesundheitszustand oder den Fortschritt zu erhalten, möchte ein Projektverantwortlicher den Verlauf der letzten zwei Wochen einsehen. Planer können Konfigurationseigenschaften an einer zentralen Stelle hinterlegen, und dadurch eine permanente und automatische Systemvalidierung durchführen lassen. Ein Linienverantwortlicher benötigt dagegen detailliertere Informationen über eine Anlage und deren Zustände und der Instandhalter möchten bei der Fehlerfindung unterstützt werden.

Dank der Speicherung historischer Daten wird der Anlagenfahrer unterstützt. Nicht nur durch eine Schwellwertanalyse, etwa bei Netzwerkauslastung oder CRC-Fehlern, sondern auch durch eine Verlaufsansicht für die Entwicklung der Zustände. Mittels umfangreicher Analyse bestimmter Schwellwerte lassen sich Ausfälle vermeiden. Über die integrierte Reportingfunktion kann sich der Nutzer beispielsweise einfach eine Liste darüber erstellen lassen, welche Kabelabschnitte bereits leichte Probleme aufweisen. Dies können vermehrte CRC-Fehler oder eine zu geringe Systemreserve bei Fibre Optic-Kabeln sein. Diese Listen lassen sich dann als To-Do-Listen für vorbeugende Wartungsarbeiten verwenden.

Fazit und Ausblick: Neben den unterschiedlichen Blickwinkeln bzw. den unterschiedlichen Lebenszyklen von Produktionsanlagen bietet Herakles vielfältige Möglichkeiten, sich über den Gesundheitszustand der einzelnen Bereiche zu informieren und im Fehlerfall diese schnell zu lokalisieren und zu beheben. Vorteil: Die Hauptsteuerung ist dabei genauso im Blick wie die unterlagerten Komponenten, beispielsweise Werkzeuge in Roboterzellen. Herakles deckt also die vollständige Topologie ab.

Da es sich um eine Softwarelösung handelt, die über Updates installiert wird, ist keine zusätzliche Hardware nötig, die installiert und integriert werden muss. Dies ist nicht nur kostengünstiger, sondern auch flexibler: Ergänzungen und Änderungen sind schnell umgesetzt.

Die bisherigen Anwender schätzen vor allem die Praxisnähe – Bedienung und Handhabbarkeit sind die ausschlaggebenden Argumente für die Akzeptanz des Systems. Aus der Erfahrung an unterschiedlichen Einsatzfällen wurde und wird das System immer wieder feinjustiert. Weil die Aufgaben im Hinblick auf Diagnose, Asset Management, Systemvalidierung und Instandhaltung eng zusammenhängen, richtet sich der Blick auf das ganze System.

* Sabrina Hein, Geschäftsführerin, AIT Solutions

(ID:47121980)