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Industrielle Automation 2/2018

Industrielle Automation 2/2018

02 01 03

02 01 03 Schlüsseltechnologie der Industrie 4.0 Safety-to-Cloud – durchgängig kommunizieren vom Sensor bis zur Cloud Zustands- und Leistungsdaten von Maschinen und Anlagen liefern wichtige Informationen für Prozessoptimierungsmaßnahmen. Das hohe Datenaufkommen sowie standort-übergreifende Produktionsstätten erfordern cloud-basierte Lösungskonzepte. Eine neue Safety-to-Cloud-Lösung zeigt, wie es gelingen kann, auch Sicherheitstechnologien in derartige Konzepte einzubeziehen. Wann müssen Verschleißteile ausgetauscht werden, bevor sie in einer Anlage oder Maschine zu Ausfällen führen? Wie ist die Auslastung einer Maschine? In welchen Produktionslinien sind noch Kapazitäten verfügbar? Ein umfassendes Monitoring der Maschinen und Prozesse liefert auf derartige Fragen die entscheidenden Antworten und Informationen. Dazu müssen kontinuierlich umfangreiche Maschinendaten erfasst, gespeichert und analysiert werden. Hinzu kommt, dass „intelligente Fabriken“ zumeist aus dezentralen, vernetzten Produktionseinheiten bestehen, mit unterschiedlichen Komponenten und jeweils eigenen Datenquellen. Im Zuge der zunehmenden Globalisierung verteilen sich Produktionsstandorte zudem überregional Mithilfe des sogenannten Cloud Computing können Unternehmen die wachsenden Datenmengen aus verschiedenen Quellen zusammenführen und verarbeiten. Die Auswertung von Monitoring-Informationen in der Cloud wird heute bereits vielfach erfolgreich praktiziert. Jetzt können Monitoring-Informationen auch von Sicherheitskomponenten geliefert und in einer Cloud-Umgebung ausgewertet werden. Im Kontext von Industrie 4.0 gewährleistet die Sicherheitstechnologie damit nicht nur die Einhaltung von Sicherheitsstandards, sondern trägt gleichzeitig zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit bei. Herstellerunabhängig: freie Wahl der Cloud Eine solche Lösung bietet die Smart Safety Solution von Schmersal, die das Unternehmen erstmals auf der SPS IPC Drives 2017 vorstellte: Alle Sicherheitszuhaltungen und Sicherheitssensoren sowie einige Sicherheitslichtgitter von Schmersal, die mit einem SD-Interface ausgestattet sind, können über die Sicherheitssteuerung PSC1 oder ein SD-Gateway sowie über ein separates Edge-Gateway zyklischen Daten in eine beliebige Cloud übertragen. Eine Verknüpfung dieser zyklischen SD- Daten innerhalb der Cloud bietet dem Anwender umfangreiche Diagnosemöglichkeiten, dazu zählen z. B. Schaltzyklen, die Zustandssituation der Sicherheit, Grenzbereichswarnungen, Abstandswarnungen und vieles mehr. Diese neue Lösung von Schmersal ist herstellerund systemunabhängig. Sie lässt dem Anwender die freie Wahl bei der Entscheidung, welche Cloud er nutzen möchte. Für die Übertragung von Monitoringund Zustandsdaten an die Cloud zur kundenindividuellen Auswertung bieten sich systemunabhängige Formate wie OPC UA, MQTT oder AMQP an. Bei der Smart Safety Lösung leitet das Edge-Gateway die Daten im MQTT-Format weiter. Es handelt sich dabei um ein offenes Kommunikationsprotokoll, das sich inzwischen zu einem populären IoT-Standards entwickelt hat. Es ist zudem eine schlanke, kosteneffiziente Lösung, die einfach zu implementieren ist. Prinzipiell sind jedoch auch Safety-to-Cloud- Lösungen möglich, bei denen OPC UA genutzt wird. Bei Open Platform Communications – Unified Architecture (OPC UA) handelt es sich um ein offenes, plattformunabhängiges, industrielles Kommunikationsprotokoll zum Datenaustausch zwischen Komponenten, Maschinen und Betriebs- und Informationssystemen und der Cloud. Dabei werden Maschinendaten nicht nur transportiert, sondern auch maschinenlesbar semantisch beschrieben. OPC UA erfüllt viele Voraussetzungen einer Industrie-4.0-konformen Siegfried Rüttger, Projektleiter Industrie 4.0 bei der Schmersal Gruppe in Wuppertal 68 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2018

SPECIAL I KOMMUNIKATION 4.0 01 Bei der Smart Safety Solution können Monitoring-Informationen auch von Sicherheitskomponenten geliefert und in einer Cloud-Umgebung analysiert werden 02 Das SD-Gateway stellt eine bewährte proprietäre Lösung zur Umsetzung serieller Diagnosesignale dar 03 Die Sicherheitssteuerung gewährleistet schnelle Reaktionszeiten Kommunikation, u. a. die Hersteller- und Plattformunabhängigkeit, die sich aus der offenen Standardisierung (IEC 62541) ergibt. OPC UA ist weder an eine Programmiersprache noch an ein Betriebssystem gebunden. So lassen sich Anwendungen auf Windows oder Linux ebenso realisieren, wie auf Android oder Apple Smartphones. Visualisierung und Dashboards Prinzipiell kann der Anwender der Smart Safety Solution von Schmersal jede beliebige Cloud-Plattform nutzen. Die Diagnoseinformationen können auf Bildschirmen visualisiert werden. Dashboards bieten eine Vielzahl von nützlichen Funktionalitäten für die Darstellung der Daten, z. B. in Form von Tabellen, Diagrammen oder Grafiken. Der Anwender kann damit ganz einfach per Drag & Drop diejenigen Daten auswählen, die er für die Analyse seiner individuellen Prozesse benötigt. Er kann sich z. B. anzeigen lassen, wie häufig eine Maschine angelaufen ist und die Anzahl der Betriebsstunden und den voraussichtlichen Verschleiß von Komponenten errechnen. An den Daten über die Betriebsspannung lässt sich zum Beispiel erkennen, ob ein Netzteil ausgefallen ist, und auch anhand von Informationen über die Häufigkeit des Öffnens und Schließens einer Schutztür können Rückschlüsse auf mögliche Probleme an einer Maschine gezogen werden. Diese Diagnoseinformationen können auch über mobile Endgeräte wie Tablets abgerufen werden. Damit wird eine standortunabhängige Kontrolle von Fertigungsprozessen ermöglicht und darüber hinaus der proaktive Einsatz von Servicekräften. Sicherheitssteuerung wertet sichere Signale aus Ein weitere Vorteil der Smart Safety Solution ist, dass die Diagnoseinformation parallel zu den Sicherheitsfunktionen an die Cloud weitergeleitet werden. Die sicheren Signale werden in der Sicherheitssteuerung PSC1 ausgewertet, sodass damit auch die erforderlichen schnellen Reaktionszeiten gewährleistet sind und die Sicherheitsfunktionen bei Fehlern in der Maschine zu verlässig ausgeführt werden. Die nichtsicheren Diagnoseinformationen werden dagegen nicht über die Steuerung, sondern Wissenstransfer sicherstellen über das SD-Gateway sowie das Edge- Gateway direkt an die Cloud übermittelt. Das bedeutet, dass ein zusätzlicher Entwicklungsaufwand für die Steuerung nicht erforderlich ist. Bei dem SD-Gateway von Schmersal handelt es sich um eine bewährte proprietäre Lösung, mit der umfangreiche Status- und Diagnosedaten von Sicherheitsschaltgeräten mit SD-Interface übertragen werden können. Ein großer Pluspunkt der SD-Lösung ist, dass bis zu Sicherheitssensoren und Sicherheitszuhaltungen in Reihe geschaltet werden können. Auf diese Weise können auch komplexe Anlagen mit einem erheblich reduzierten Verdrahtungsaufwand abgesichert werden. Auch Alt- und Bestandsmaschinen (Braunfield), die mit einer SD-Lösung abgesichert sind, können nachgerüstet und bestehende Anlagen nachträglich mit der Safety-to-Cloud- Lösung von Schmersal ausgestattet werden. Fotos: Schmuckbild Fotolia, sonstige Schmersal www.schmersal.com Die Smart Safety Solution zeigt, dass auch unter den Bedingungen der Industrie 4.0 der Schutz der Mitarbeiter in der Produktion nicht im Gegensatz zur Produktivität der Anlagen stehen muss. In jedem Fall ist im Hinblick auf das Thema Maschinensicherheit und Industrie 4.0 ein verstärkter Wissenstransfer notwendig. Dieser Entwicklung hat die Schmersal Gruppe mit der Gründung ihres Geschäftsbereichs für Dienstleistungen Rechnung getragen: das Tec.nicum bietet für Maschinenbauer und -betreiber nicht nur Schulung und herstellerneutrale Beratung, sondern auch die Programmierung von Sicherheitssoftware und viele weitere Safety Services – bis hin zur Konzeption individueller Systemlösungen. : Sicherheit für Software, Firmware und Daten PC- und Embedded-Anwendungen sicher geschützt mit CodeMeter ■ Technisch-präventiver Schutz der Software ■ Schutz von Produktions- und Technologie-Daten ■ Bedarfsgerechte Wartungs- und Pay-per-Use-Modelle ■ Integrierbar in zentrale ERP- und CRM-Systeme ■ Neue Geschäftschancen durch Lizenzierung Halle 6 - C15 s.wibu.com/hm Bestellen Sie Ihr CodeMeter SDK s.wibu.com/sdk +49 721 931720 sales@wibu.com Kontinuität in Produkt und Team, Innovation und Partnerschaft seit 1989