Datensammler Schneller Abgleich von Ist- und Soll-Daten steuert Prozesse bedarfsgerecht und punktgenau

Plötzliche Störungen können teuer werden. Es ist daher essenziell, Produktionsprozesse laufend zu überwachen und Gegenmaßnahmen rechtzeitig einzuleiten. ifm Consulting und Softing Industrial Automation bieten dafür zusammen eine Komplettlösung aus Soft- und Hardwaremodulen an. Eine wesentliche Komponente ist die zentrale Sammlung und Protokollierung der relevanten Prozessdaten.

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Der ständig wachsende Kostendruck zwingt viele Unternehmen, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Neben einer absoluten Kostensenkung kann dieses Ziel auch über eine Optimierung des Produktionsprozesses erreicht werden. Schritte dazu sind etwa die Verbesserung der Anlagenauslastung, die Vermeidung von Stillstandszeiten, die verbesserte Nutzung von Material- und Personalressourcen oder die Vermeidung kostenträchtiger „Feuerwehraktionen“ in der Instandhaltung. Dabei gilt es, die konkreten Schwachstellen zu lokalisieren um passende Korrekturmaßnahmen zu entwickeln. Eine kontinuierliche Überwachung des Produktionsprozesses ist hierfür Voraussetzung.

Mit Real Time Maintenance gezielt Schwachstellen erkennen

ifm Consulting, Tochterunternehmen der ifm Electronic, agiert als Systemanbieter für die Einbindung von Real Time Maintenance (RTM)-Systemen in bestehende Anlagen. Das Beratungs- und Dienstleistungsangebot fokussiert sich auf die gezielte Erkennung von Schwachstellen mit dem Ziel, das Optimierungspotenzial solcher Systeme voll auszunutzen.

RTM-Systeme überwachen die Anlagenverfügbarkeit und erkennen Schwachstellen im Produktionsprozess durch den Vergleich von aktuellen Anlagenkennzahlen mit den jeweiligen Sollwerten. In Abhängigkeit vom ermittelten Anlagenzustand kann eine vorbeugende, zustandsorientierte oder leistungsbezogene Wartungsmaßnahme angestoßen werden, bevor es zu teuren Anlagenausfällen kommt. Für eine aussagekräftige Beurteilung des aktuellen Zustands eines Produktionsprozesses ist der Zugriff auf Prozessdaten aus dem RTM-System zum Entstehungszeitpunkt essenziell.

Datensammler ist die zentrale Komponente

ifm Consulting hat zu diesem Zweck eine Lösung entwickelt, in der das Softing-Gerät echocollect als zentrale Komponente für die unbegrenzte Datensammlung und -protokollierung zum Einsatz kommt. Dieser Datensammler und -logger ist ein auf eine Hutschiene montierbares Gerät mit zwei Ethernet-Ports und optionalen seriellen Schnittstellen.

Datensammler unterstützt über 50 SPSen

Die beiden Ethernet-Ports lassen sich für den Anschluss an das Produktions- sowie das Büronetzwerk nutzen. Die seriellen Schnittstellen dienen im Bedarfsfall zur Einbindung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen ohne Ethernet-Schnittstelle oder auch von weiteren proprietären Geräten mit einer Send/Receive-Schnittstelle. Das Gerät unterstützt über 50 SPS-Typen und arbeitet in jedem Fall rückwirkungsfrei und ohne Eingriff in die Maschinen oder Programme der existierenden Steuerungen.

Umfassende Funktionalität zur Datensammlung

Über die Ethernet- und seriellen Schnittstellen sammelt echocollect die relevanten Daten aller angeschlossenen Steuerungen und Geräte. Als Ergebnis werden diese in Form eines Prozessabbilds abgelegt und optional für die Weiterverarbeitung in einer Datenbank protokolliert.

Alternativ wird die Datenspeicherung in den Microsoft-Formaten Excel oder Access unterstützt. Auch die Weitergabe der Daten an einen OPC-Client ist möglich. Dabei steht ein integrierter DCOM-Tunnel zur Verfügung.

Zudem lassen sich die gelesenen Daten auf einer Speicherkarte speichern, sodass mögliche Unterbrechungen bei der Weiterverarbeitung überbrückt werden und keine Prozessdaten aus der Anlage verloren gehen.

Außerdem unterstützt echocollect die Übertragung von Daten in umgekehrter Richtung, also das Schreiben von Datenpaketen auf Steuerungen. So lassen sich etwa Rezepturen aus einer Datenbank lesen, die relevanten Variablen extrahieren und dann auf die dafür bestimmten Steuerungen verteilen.

Die Details der Daten-Sammlung und -Weiterverarbeitung werden in einer entsprechenden Konfigurationsoberfläche festgelegt. Diese Konfiguration erlaubt u.a. die Festlegung individueller Triggerbedingungen oder die Zuordnung eines Zeitstempels zu den gesammelten Daten.

Für die zweckgerechte Ablage der Daten in einer Datenbank können in der Konfiguration die entsprechenden Befehle festgelegt und die Abbildung der SPS-Daten auf entsprechende Datenbankfelder sowie die gegebenenfalls erforderliche, automatische Typumwandlung und Normalisierung der Daten definiert werden. Auch die Konfiguration von Lebenstelegrammen wird unterstützt.

RTM-System mit drei Software-Modulen

Auf der echocollect-Funktionalität aufsetzend bietet ifm Consulting ein umfassendes, aus drei Software-Modulen bestehendes RTM-System an.

Das erste Modul besteht aus dem Software-Paket OEEpro (Overall Equipment Effectiveness). Es ermittelt die Effizienz der Gesamtanlage auf Basis der von echocollect in einer SQL-Datenbank abgelegten Daten zur Anlagen- und Produktionsverfügbarkeit. Damit werden aus den Steuerungsinformationen automatisch Kennzahlen generiert und nach VDI dargestellt.

Das zweite Modul und Software-Paket CMSpro (Condition Monitoring System) ist für die Darstellung der Maschinenzustandsdaten verantwortlich. Zum einen werden hier Prozessdaten verarbeitet, die über die OPC-Client-Schnittstelle bereitgestellt werden, zum anderen wird die SQL-Datenbank genutzt.

Das dritte Modul umfasst die Software RTMpro (Real-Time Maintenance), die per OPC-Schnittstelle Daten für die Zustandsüberwachung bezieht, individuelle Instandhaltungsregeln überwacht und bei Bedarf z.B. Instandhaltungsmeldungen per SMS oder E-Mail verschickt oder Instandhaltungsaufträge für die Unternehmens-Ressourcenplanung (etwa im System SAP-PM / ERP) anlegt.

Das gesamte RTM-System wird von ifm Consulting vermarktet. Eine Reihe von Unternehmen setzt das beschriebene RTM-System bereits erfolgreich für die Steigerung der Energieeffizienz, der Qualität und der Produktivität ihrer Maschinen und Anlagen ein - angepasst an die jeweiligen Prozesse und bereits eingesetzten Systeme.

Überzeugende Ergebnisse bei einem Kühlschmiermittel-Verfahren

Der erzielbare Nutzen des RTM-Systems kann am Beispiel der Optimierung des Kühl- und Schmiermittelsystems eines Mehrspindel-Drehautomaten mit vier Drehteilwerkzeugen aufgezeigt werden, wie er in einem Werk der Muttergesellschaft ifm Electronic steht.

Bei einer Fertigungszeit von 8 s pro Stück werden im Jahr zwei Mio. Stück produziert. Das druckgesteuerte Kühl- und Schmiermittelsystem für innengekühlte Werkzeuge sollte optimiert werden.

Mit Hilfe des RTM-Systems erfolgte eine Umrüstung auf ein Verfahren, das den Strom des Kühlschmiermittels nach der tatsächlich benötigten Menge steuert. Mittels der Anbindung an die Maschinensteuerung wird dabei die Kühlschmiermittel-Menge perfekt an den Bearbeitungsprozess angepasst.

Hierfür erfasst das RTM-System den Massestrom des Kühlschmiermittels exakt. Weiterhin steuert und minimiert es die Leistungsaufnahme, überwacht die Leckagen und Filter und erfasst sonstige Betriebs- und Prozessdaten.

SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 580

* Georg Süss, Product Marketing, Softing Industrial Automation

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