Wolf Gerecke, Aventics, zu Datennutzung in der Pneumatik

Pneumatiksysteme

Wolf Gerecke, Aventics, zum Thema Datennutzung in Pneumatiksystemen

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Mit dem Modul Smart Pneumatics Monitor von Aventics bekommen Endanwender zuverlässige Aussagen zum Verschleißzustand und wertvolle Hinweise zur Energieeffizienz von Pneumatiksystemen Bild: Aventics
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Den Wunsch, auf einen Blick Aussagen zum Verschleißzustand und Hinweise zur Energieeffizienz von Pneumatiksystemen zu erhalten und so rechtzeitig auf mögliche Leckagen oder drohende Maschinenstillstände reagieren zu können, hegen viele Anwender. Wolf Gerecke, Director Strategic Product Management von Aventics, spricht über die Möglichkeiten von Pneumatik und elektrischer Steuerungstechnik.

Interview: Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion

KEM Konstruktion: Welche Chancen ergeben sich für die Pneumatik durch die Digitalisierung – konkreter Industrie 4.0?

Wolf Gerecke:Für die Pneumatik ergeben sich wie für viele andere Fachgebiete auch viele interessante Chancen. Drei Aspekte sehe ich hier im Vordergrund: Optimierungen im Planungs- und Entwicklungsprozess, Prozessoptimierungen und letztendlich auch neue Geschäftsmodelle. Der digitale Zwilling wird die Simulation und Modifikation der virtuellen Produkte erleichtern und hinsichtlich der Prozessoptimierung ergeben sich hohe Potentiale bei der Anlagenverfügbarkeit und -effizienz.

KEM Konstruktion: Dank Industrie 4.0 lassen sich Maschinen und Anlagen flexibler an neue Produkte oder Aufgaben anpassen. Können Sie Unterstützung bei der Umsetzung solcher Aspekte bieten?

Gerecke: Auch in der Pneumatik werden heute bei gleicher Hardware immer mehr Funktionen über Software abgedeckt. Moderne Kommunikationsmethoden wie IO-Link und integrierte Webserver – aber auch direkt am Gerät vorzunehmende Einstellungen – ermöglichen dann eine Anpassung der Funktionalität an die Anwendungen. Beispiele hierfür aus unserem Portfolio sind Druck-, Durchfluss- und Wegmesssensoren sowie elektropneumatische Druckregelventile oder dezentrale parametrierbare PID-Regler.

Durch die im Rahmen unseres IoT-Konzeptes mögliche Dokumentation der Nutzungsdauer und daraus resultierend der Abschätzung der Restlebensdauer einzelner Komponenten wie Zylinder und Ventile unterstützen wir auch eine mögliche Weiterverwendung unserer klassischen Produkte in neuen oder umgebauten Anlagen.

KEM Konstruktion: Auf der Ebene der Kommunikationsmethoden – Welche Möglichkeiten der steuerungsseitigen Integration Ihres Pneumatik-Angebots in die Welt der elektrischen Automatisierung bieten Sie an, beziehungsweise wie unterstützen Sie einen ganzheitlichen, disziplinübergreifenden Entwurf von Maschinen und Anlagen?

Gerecke: Grundsätzlich bieten wir alle marktüblichen Feldbusprotokolle für die relevanten Produkte an. Dies stellt bei mittlerweile mindestens acht Protokollen einen erheblichen Aufwand dar. Wir hoffen, dass diese Vielfalt zumindest im Bereich IoT in Zukunft durch eine vermehrte Verbreitung von offenen und standardisierten Kommunikationsmethoden eingedämmt werden kann. Daher setzen wir stark auf eine Etablierung von OPC UA als den primären Kommunikationsstandard im Bereich IoT. Dies unterstützen wir durch eine bevorzugte Implementierung in unseren IoT-Produkten. Darüber hinaus sind wir auch gemeinsam mit anderen Vertretern der Branche in gemeinsamen Gremien engagiert, wie beim VDMA oder bei e-Cl@ss, um hier eine Standardisierung auch der kommunizierten Inhalte voranzubringen.

KEM Konstruktion: Setzen Sie selbst künftig deutlich mehr Sensorik ein, um den Zustand des Pneumatiksystems in der Anwendung immer genauer erfassen zu können? Ist dafür zwingend mehr Sensorik, beziehungsweise Sekundärsensorik, erforderlich oder lassen sich viele Zustände auch errechnen?

Gerecke: Unsere Zielsetzung ist, für den Anwender relevante Informationen mit so wenig Sensorik wie möglich zu generieren. In den Maschinen und Anlagen werden bereits heute viele Sensoren zur Prozesskontrolle und zur Steuerung der Maschine eingesetzt. Die Daten dieser Sensoren wollen wir nutzen, um genauere Informationen über den Zustand der Maschine und insbesondere des Pneumatiksystems zu bekommen. In der Verknüpfung der vorhandenen Sensordaten untereinander und insbesondere mit unserem Pneumatik-Know-how lassen sich sehr viele Informationen über den Zustand des Pneumatiksystems ermitteln.

KEM Konstruktion: Eine der vielen theoretischen Vorteile von Industrie 4.0 ist die vorausschauende Wartung, für die sich die Betriebsdaten verwenden lassen – bieten Sie selbst entsprechende Lösungen an und welche Möglichkeiten bieten sich dadurch?

Gerecke: Wir bieten den Smart Pneumatics Monitor (SPM) an. Das Industrie-4.0-Gateway SPM wertet, verbunden mit unserer Feldbus-Lösung AES, bereits vorhandene Sensorsignale aus und leitet daraus zuverlässig Zustandsinformationen ab. Um beispielsweise den Verschleiß eines Stoßdämpfers zu überwachen, misst der SPM anhand der Endschaltersignale den zeitlichen Verlauf der Dämpfung. Von Aventics auf Basis der Anwendungserfahrung geschriebene Algorithmen werten diese Daten intern aus und senden die Informationen entweder an definierte Personen – oder über die OPC-UA-Schnittstelle an übergeordnete MES- oder ERP-Systeme. Mit dem SPM werden per Drag&drop die zu beobachtenden Komponenten zusammengefügt und miteinander verknüpft.

KEM Konstruktion: Erklären Sie das bitte genauer: Werden die Daten eher vor Ort ausgewertet (Edge-Computing) oder in die Cloud geschickt? Welche Rolle spielen dabei die Schnittstellen/Kommunikationsprotokolle, insbesondere beispielsweise IO-Link?

Gerecke: Unsere feste Überzeugung ist, dass die Datenvorverarbeitung nahe an der Applikation unvermeidbar ist. Diese Vorverarbeitung kann entweder in den Komponenten selbst, in entsprechenden IoT-Gateways oder in den lokalen Steuerungen erfolgen. Für die vorverarbeiteten Daten spielen moderne Kommunikationsstandards wie etwa OPC UA eine maßgebliche Rolle, da diese eine hohe Flexibilität insbesondere hinsichtlich semantisch aufgewerteter Daten in der M2M-Kommunikation bieten. IO-Link bietet schon die Möglichkeit, vorverarbeitete Daten intelligenter Sensoren zu kommunizieren. Aufgrund der Punkt-zu-Punkt-Kommunikation wird aber auch hier noch ein Gateway in die IoT-Infrastruktur benötigt.

KEM Konstruktion: Sie erwähnten, dass die Daten an das übergeordnete ERP- oder MES-System übermittelt werden. Welche Rolle kommt der Anbindung an übergeordnete Lösungen zu und welche Aspekte, wie zum Beispiel Energie- und Ressourceneffizienz, stehen dabei im Vordergrund?

Gerecke: Die Anbindung an übergeordnete Lösungen stellt genau eine der Kernfunktionalitäten in unserem Industrie-4.0-Konzept dar, Informationen direkt allen ‚interessierten‘ Instanzen verfügbar zu machen. Treiber sind hier im ersten Schritt Anlagenverfügbarkeit und die Effizienzsteigerung. So kann beispielweise die Information zur voraussichtlichen Lebensdauer einer Komponente der Software zur Wartungsplanung und zur Beschaffung bereitgestellt werden. Informationen zum Energieverbrauch eines Fertigungsprozesses können in die Stückkostenrechnung integriert werden.

www.aventics.de


„Die Anbindung an übergeordnete Lösungen stellt genau eine der Kernfunktionalitäten in unserem Industrie-4.0-Konzept dar, Informationen direkt allen ‚interessierten‘ Instanzen verfügbar zu machen.“

Wolf Gerecke, Director Strategic Product Management, Aventics
Bild: Aventics
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