KEM Konstruktion 11-12.2022

TRENDS » Digitalisierung
verschiedene Protokolle zur Verfügung. Die von der
jeweiligen Maschine benötigte Energie wird direkt
vom eigenen Facility Management über einen CEE-
Stecker durch die Data Collection Box geleitet und
mit einer zweiten CEE-Steckerverbindung an die
Maschine geführt.
Konfiguration einer eigenen IIoT-Lösung
Das Herzstück der Data Collection Box bildet eine
PLCnext-Steuerung, die einen hochperformanten lokalen
Bus beinhaltet. In der Box erfasst ein an die
SPS angereihtes Leistungsmessmodul die verbrauchte
elektrische Energie der Maschine. Des Weiteren
lässt sich über die kompakten Module der Baureihe
Axioline Smart Elements eine individuelle Anzahl unterschiedlicher
Sensoren in die Lösung einbinden. Die
für den Betrieb der Box notwendige Leistung wird
vor dem Messgerät entnommen, um keine Stör -
größen zu generieren.
Die PLCnext Technology schafft die Software-Grundlage
für den Betrieb der Data Collection Box. Das
Ecosystem bietet aufgrund seiner Offenheit eine hohe
Flexibilität und erfüllt gleichzeitig die höchsten
IT-Sicherheitsstandards. Die PLCnext-Steuerungen
umfassen sämtliche Vorteile einer klassischen SPS,
etwa Determinismus und die direkte Integration von
industriellen Bussystemen. Ferner lassen sich parallel
große Datenmengen, wie sie beispielsweise für Anwendungen
der künstlichen Intelligenz (KI) erforderlich
sind, asynchron berechnen.
Auf Basis dieser Technologie hat Phoenix Contact eine
Software entwickelt, mit der der Anwender seine
eigene IIoT-Lösung konfigurieren kann. Das IIoT-Framework
befindet sich auf der PLCnext-Steuerung
und lässt sich über deren Webbrowser einstellen. Zur
Konfiguration einer industriespezifischen, individuellen
IIoT-Lösung benötigt der Anwender somit keine
Programmierkenntnisse. Daten können deterministisch
und in Echtzeit aufgenommen, mit einem auf
Energiemanagement mit
smarten Services
Mit den EMpro-Messgeräten von Phoenix Contact lässt sich das
Energiemanagement der Zukunft gestalten. Die Geräte werden
von jedem Browser aus über die integrierte REST-Schnittstelle
in das lokale Netzwerk eingebunden. Bei REST (Representational
State Transfer) handelt es sich um eine benutzerfreundliche
Software-Architektur, welche die bekannten Internet-Protokolle
nutzt. Spezialkenntnisse der industriellen Kommunikations -
protokolle sind nicht notwendig.
Bild: Phoenix Contact
Schnelle (Energie-)Datenerfassung mit der Data Collection
Box: Die von der Maschine benötigte Energie wird über einen
CEE-Stecker durch die Box geleitet und mit einer zweiten
CEE-Steckerverbindung an die Maschine geführt.
die Millisekunde genauen Zeitstempel versehen und
danach in den verschiedenen Datenbanksystemen archiviert
und weiterverarbeitet werden.
Zu Projektbeginn hat das Team festgelegt, dass zur
Datenspeicherung eine MS-SQL-Datenbank genutzt
wird. Im weiteren Verlauf und mit steigender Anzahl
an Messpunkten stellte sich heraus, dass sich bei der
Datenanalyse eine MQTT-Schnittstelle in Verbindung
mit einer Influx-Datenbank als deutlich leistungsfähiger
erweist. Bei einer durchschnittlichen Fertigungsauslastung
werden pro Data Collection Box in
24 h rund 600.000 Messwerte erzeugt und in der Datenbank
abgelegt. Das bedeutet viele Terrabyte Daten
pro Tag aus nur einem Produk tionsstandort.
Der richtigen Interpretation der Daten kommt anschließend
eine wesentliche Bedeutung zu. Um dies
sicherzustellen, findet bereits im Eingangsprogramm
eine Normalisierung der Datenpunkte statt. Hier
werden dem eigentlichen Messwert Begleitwerte wie
Name, Quelle, Zeitstempel, Einheit und Datentyp als
String hinzugefügt, die im Klartext lesbar sind. Damit
sich die Apps auch für andere IIoT-Lösungen möglichst
einfach wiederverwenden lassen, gibt es neben
der händischen Programmierung ebenfalls die Op -
tion, die Datenpunkte über die Visualisierungsschnittstelle
zur Laufzeit zu konfigurieren. Stehen
bei der Planung der IIoT-Lösung eventuell noch nicht
sämtliche Datenpunkte fest, zeigt sich dieses Vorgehen
als flexibelste Methode. Für wiederkehrende
Schnittstellen mit zahlreichen Datenpunkten gestaltet
sich eine Eingabe der Datenpunkte im Quellcode
respektive eine Konfiguration über den Webserver als
wenig effizient. Zu diesem Zweck erlaubt eine dritte
Möglichkeit die App-Erstellung über eine Code-Generierung.
Alle Verfahren lassen sich ebenfalls kombiniert
in IIoT-Lösungen einsetzen.
(co)
www.phoenixcontact.com
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