Siegfried Rüttger, Branchenmanager Verpackungsindustrie und Projektleiter Industrie 4.0, K.A. Schmersal GmbH & Co. KG, Wuppertal
Vorausschauende Instandhaltung und Condition Monitoring sind aktuelle Schlüsselbegriffe im Maschinen- und Anlagenbau – und auch ein zentrales Thema der IAMD (Industrial Automation, Motion and Drives) auf der Hannover Messe 2018. Ziel ist der „Blick in die Maschine“: Der Betreiber möchte nicht warten, bis ein Teil ausfällt, sondern direkt Komponenten austauschen, wenn sie das Ende ihres Lebenszyklus erreichen. Außerdem möchte er Unregelmäßigkeiten schnell erkennen sowie genau lokalisieren und darüber hinaus noch möglichst viele Maschinendaten sammeln und intelligent auswerten, um eine optimale Fahrweise und damit eine gleichbleibend hohe Produktivität sicherzustellen.
Höchste Verfügbarkeit durch Predicitive Maintenance
Diese Trends haben auf den ersten Blick nichts oder nur wenig mit der funktionalen Sicherheit zu tun. Aber auch bei den Sicherheits-Schaltgeräten können möglichst viele gesammelte Daten erhebliche Vorteile mit sich bringen – sofern man sie zielgerichtet auswertet. Diesen Wunsch haben Anwender insbesondere dann, wenn von den betreffenden Maschinen hohe oder sogar höchste Verfügbarkeit verlangt wird, wie es beispielsweise in der Lebensmittel- und der Verpackungsindustrie häufig der Fall ist. In solchen Fällen trägt es zur Gewährleistung der Produktivität und Ausfallsicherheit bei, wenn der Anwender zum Beispiel darüber informiert ist, wie häufig eine Schutztür geöffnet und geschlossen wurde. Ebenso wichtig ist es, frühzeitig zu erkennen, ob sich bei den Schutztüren ein Versatz abzeichnet, der – wenn nichts unternommen wird – letztlich die Maschine stillsetzen kann, weil der Sicherheitsschalter oder -sensor die Schutztür nicht freigibt.
Genau diese Aufgaben übernimmt das SD-Gateway von Schmersal. Es sammelt die betriebsmäßigen, also die nicht sicherheitsgerichteten Signale von allen Sicherheitszuhaltungen, Sicherheitssensoren und optoelektronischen Schutzeinrichtungen, die mit einem SD-Interface ausgestattet sind. Über eine Feldbusschnittstelle – hier stehen diverse Protokolle zur Auswahl – werden somit umfangreiche Status- und Diagnosedaten der SD-Geräte an die Steuerung übertragen. Dabei lassen sich die Diagnoseleitungen von maximal 31 Sicherheitsschaltgeräten in Reihe schalten und die einzelnen Sicherheitsschaltgeräte können automatisch adressiert werden.
Vom Gateway in die Cloud
Viele Maschinenbauer nutzen das SD-Gateway, damit die Betreiber der Maschinen von der höheren Transparenz profitieren und die instandhaltungsrelevanten Daten der Sicherheitsschaltgeräte auswerten können. In der nächsten Stufe können diese Daten nun auch in die Cloud übermittelt und dort ausgewertet werden. Die Basis dafür bildet das SD-Gateway oder auch die Sicherheitssteuerung PSC1 sowie ein Edge-Gateway. Über diese „Hubs“ können alle zyklischen SD-Interface-Sensordaten in eine beliebige Cloud übertragen werden. Diese von Schmersal entwickelte Lösung steht als Smart Safety Solution zur Verfügung. Sie schafft die Voraussetzung zur Nutzung umfangreicher Diagnosemöglichkeiten. Dazu zählen beispielsweise Schaltzyklen, die Zustandssituation der Sicherheit, Grenzbereichswarnungen, Abstandswarnungen und vieles mehr.
Das Edge-Gateway leitet die Daten im OPC-UA-Format weiter, einem standardisierten Protokoll für die M2M-Kommunikation. Die Diagnoseinformationen können auf Bildschirmen visualisiert und über mobile Endgeräte wie Tablets oder Handys abgerufen werden. Das ermöglicht eine standortunabhängige Kontrolle von Fertigungsprozessen. Für die Visualisierung der Daten über Dashboards kann zum Beispiel die Cloud-Plattform Microsoft Azure eingesetzt werden, die auch von unabhängigen Anbietern von Preventive-Maintenance-Dienstleistungen genutzt wird. Sie bietet eine Vielzahl von nützlichen Funktionalitäten für die Darstellung der Daten zum Beispiel in Form von Tabellen, Diagrammen und Grafiken.
Basis für eine vorausschauende Instandhaltung
Mit der Smart Safety Solution ermöglicht Schmersal eine durchgängige Kommunikation von Diagnoseinformationen, die von der Feldebene, also vom einzelnen Sicherheitsschaltgerät, bis in die Cloud reicht. Damit wird der Weg für eine intelligente, standortunabhängige Auswertung der Daten geebnet, was wiederum die zentrale Voraussetzung für eine datengestützte vorausschauende Wartung und Instandhaltung schafft. Anwender können sich dadurch beispielsweise anzeigen lassen, wie häufig eine Maschine angelaufen ist. Zudem lässt sich die Anzahl der Betriebsstunden und der voraussichtliche Verschleiß von Komponenten errechnen, sodass ein frühzeitiger Austausch möglich ist und ungeplante Stillstandszeiten von Maschinen vermieden werden können. Des Weiteren wird der Schutztürversatz ebenso angezeigt wie diverse Fehlermeldungen und Unregelmäßigkeiten.
Keine Einschränkungen bei der (Maschinen-)Sicherheit
Bei optoelektronischen Schutzeinrichtungen wie Sicherheitslichtgittern kann darüber hinaus eine Warnmeldung übermittelt werden, wenn an der Sensorik Verschmutzungen auftreten und das Signal infolgedessen schwächer wird. Der Anwender kann dann – genau wie beim Schutztürversatz – frühzeitig korrektive Maßnahmen einleiten, bevor das Lichtgitter sicher abschaltet. Genau das ist das Prinzip der modernen, vorausschauenden Instandhaltung, die nun auch bei Sicherheitsschaltgeräten in die Praxis umgesetzt werden kann. Wobei der Anwender keine Sorge haben muss, dass das Sicherheitsniveau der Maschine durch die Cloud beeinträchtigt wird: Übertragen werden ausschließlich diagnoserelevante, nicht sicherheitsgerichtete Daten. ik
Weitere Informationen zu den Sicherheitssystemen und -lösungen von Schmersal finden Sie im PDF: http://hier.pro/DyLzh
