Wie können Automatisierer KI-Modelle intuitiv entwickeln und in die Steuerung integrieren? Wie lässt sich überschüssige Energie im Antriebsverbund wieder...
Inhaltsverzeichnis
1. Intuitives Ökosystem
2. Stillstände vermeiden und die Qualität verbessern
3. Sichere Software-Container
Das IoT-Einsteiger-Kit besteht aus einer Mica mit USB- und Ethernet-Schnittstelle sowie einem Sensor von Bosch. Dieser Ciss-Sensor verfügt ebenfalls über eine USB-Schnittstelle und erfüllt alle Anforderungen des rauen Industrieumfelds gemäß IP67. Jedem Sensor liegen zwei Magneten bei, die eine einfache Installation ermöglichen. Mithilfe der Magneten kann der Sensor an jeder beliebigen Maschine befestigt werden. Der Ciss-Sensor kommuniziert Standardwerte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Orientierung und Vibrationen. Damit ist es möglich, auf unkomplizierte Weise ein Kondition-Monitoring aufzubauen. Auf der Mica ist eine APP installiert, die die Parameter und die Daten vom Sensor direkt entgegennimmt und auf einem Dashboard visualisiert.
Für viele Unternehmen ist es aktuell wichtig, erste Erfahrungen mit der Thematik Industrie 4.0 zu sammeln. Das Einsteiger-Kit wurde speziell für Endanwender im Maschinenbau konzipiert, für Anwender, die vor dem Einstieg in das Thema stehen und sich einen ersten Eindruck über den Zustand ihrer Maschinen verschaffen möchten. Die Lösung ist in etwa 15 Minuten betriebsbereit und liefert dann Daten. Neben der Visualisierung ist es auch möglich, Daten aus der App an MES und Cloud zu senden. In kürzester Zeit lässt sich so Kondition-Monitoring einfach nachrüsten. Die vorinstallierte und vorkonfigurierte Software muss nur einmal in Betrieb genommen werden. Zur Visualisierung kann sich der Anwender mit dem Tablett auf der Mica anmelden und die entsprechende Webseite mit dem Dashboard aufrufen.
Intuitives Ökosystem
Die intuitiv zu bedienenden Apps eignen sich auch für die Auswertung weiterer Sensoren. Da im Markt zunehmend mehr USB-Sensorik verfügbar ist, lassen sich weitere Sensoren am zweiten USB-Port anschließen. Später kann auf Modbus-Sensorik umgestiegen werden, sodass sich ein deutlich breiteres Sensorik-Angebot erschließen lässt. Ziel war es, einen möglichst einfachen Startpunkt für viele Maschinenbetreiber zu schaffen. Die Mica basiert aktuell auf einem ARM-Singlecore-1-GHz-Prozessor bzw. einem Dualcore-Prozessor mit 3-GHz-Takt. Möglich ist die Kommunikation über Ethernet, über WLAN oder LTE.
Wer mit der Bosch-Ciss-App-gearbeitet hat, kommt auch mit der Modbus-Sensorik gut zurecht. Bei der Entwicklung der Lösung wurde darauf geachtet, dass die Usability einheitlich ist. Es müssen lediglich die Modbus-spezifischen Parameter eingestellt werden. Mit der Mica wurde ein Ökosystem geschaffen, in das sich der Kunde einfach einarbeiten kann. Alle Sensoren sind ähnlich zu bedienen. Wachsen die Aufgaben, lassen sich weitere Micas hinzufügen. Durch den einfachen Datenaustausch untereinander ist die Visualisierung auf einem Gerät möglich.
Daten können auch aus bestehenden SPS-Systemen gewonnen werden. Bei den Simatic-Steuerungen beispielsweise ist eine Funktion verfügbar, um den Inhalt definierter Register als Funktionsblock über Modbus TCP auszugeben. Mit Hilfe des Modbus-TCP-Gateways lassen sich die Daten dann in die Mica laden. Dass ist der Weg, der von Harting aktuell empfohlen wird. Das hat sich sowohl bei Siemens-, Rockwell- und Beckhoff-Steuerungen bewährt. Die sich zurzeit in der Erprobung befindliche Mica für IO-Link erschließt darüber hinaus einen weiteren Sensorik-Bereich. Als Schnittstellen werden aktuell Modbus TCP, Modbus RTU, IO-Link. Ziel ist es, zukünftig auch drahtlose Sensorik einzubinden.
Stillstände vermeiden und die Qualität verbessern
Den Maschinenanwender geht es in erster Linie darum, Stillstände zu vermeiden und die Qualität ihrer Produkte zu verbessern. Oft reicht es zu erkennen, wie sich die Betriebszustände der Maschinen verändern. Mithilfe des Einsteiger-Kits können ungeplante Stillstände in zeitlich geplante Stillstände umgewandelt werden. Auf dieser sehr einfachen Ebene lassen sich bereits erhebliche Verbesserungen erzielen.
Bei Harting selbst kommt die Mica zur Überwachung von Kunststoffspritzgießmaschinen zum Einsatz, die dazu permanent überwacht werden. Dazu wurden die Maschinen mit zusätzlicher Sensorik ausgestattet, beispielsweise für die Überwachung des Kühlöls. Dabei fragt die Mica sowohl die Prozessdaten der Maschine ab als auch die Informationen aus den zusätzlichen Sensoren. So stehen sowohl die Maschinen- als auch die Umgebungsdaten zur Verfügung. Die Hersteller von Kunststoffspritzgießmaschinen nutzen das Euromap-Protokoll, dass auch von der Mica unterstützt wird. Ziel ist es, zukünftig weitere Anwendungsbereiche zu erschließen. Aktuell laufen dazu verschiedene Projekte.
Für die Mica sind Standard-Webschnittstellen für ERP oder MES verfügbar. Die Software unterstützt alle gängigen IT-Standards wie https, JSON RPC oder MQTT. In jeder App lässt sich das gewünschte Ausgangsformat einstellen. Harting bietet außerdem Apps, mit denen die Connectivity zu Microsoft Azure oder Amazon Webservice sichergestellt ist. Weitere Kunden haben Azure-On-Premise im Einsatz. Dafür wurde ebenfalls eine APP entwickelt.
Sichere Software-Container
Die Software der Mica basiert auf Linux-Containern und LXC, einem Verfahren zur Virtualisierung auf Betriebssystemebene, das mehrere voneinander isoliert laufende Linux-Systeme auf einem einzigen Host ermöglicht. Wird eine neue App benötigt, lässt sich diese einfach auf das Gerät laden; beispielsweise für Modbus oder IO-Link. So ist es möglich, jeden Container in einer anderen Programmiersprache oder mit einem anderen Werkzeug zu programmieren. Jeder Anwender oder Projektpartner kann eigene Container entwickeln, die mit den Basis-Apps kommunizieren.
Harting bietet auf einer speziellen Downloadseite alle erforderliche und verfügbare Software. Während die Open-Source-Container grundsätzlich frei nutzbar sind, müssen andere Tools lizensiert werden. Apps wie die RFID-Middleware laufen nur begrenzt und müssen mittels Code freigeschaltet werden. Alle Kunden haben die Möglichkeit, benötigte Apps so einfach wie möglich auszuprobieren.
Die Apps sind in drei Qualitätsstufen verfügbar. Mit Mica-Play kann jeder ausprobieren, was für ihn möglicherweise interessant aber nicht geprüft ist. Oft handelt es sich um gute Beispiele aus der Praxis. Unter Mica-Pro verfügbare Software hat einen Qualifizierungsprozess durchlaufen, ist dokumentiert und auf Zuverlässigkeit geprüft. Unter Mica Prime sind Tools zusammengefasst, die über Softwareschnittstellen auch aus der Ferne verwaltet werden können. Das Mica Device Management ermöglicht es darüber hinaus, bis zu 50 Geräte aus der Ferne zu verwalten. Zu den Prime-Apps gehören beispielsweise der MQTT-Broker, die OPC-UA-Tools sowie eine Datenbank. ge
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