Geräte auf Feldebene am Netzwerkrand: Verschaffen Sie sich einen vollständigen Überblick über die Produktion

In den meisten der heutigen industriellen Netzwerke arbeiten Tausende von Feldgeräten intensiv an der Erfassung großer Datenmengen.

Diese Feldgeräte befinden sich überall dort, wo etwas erfasst werden kann, und umfassen Sensoren, Switches und Instrumente, die bestimmte Parameter wie Temperatur, Druck, Durchfluss und Anwesenheit messen. Anschließend wandeln sie diese Informationen in Signale um und übermitteln diese Signale zu Steuerungs-, Überwachungs- und Analysezwecken an Produktionsmaschinen.

Herkömmlicherweise werden Geräte auf Feldebene mit einer Prozesssteuerung, z. B. einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), verbunden, um Daten auszutauschen. Die Steuerungen empfangen Daten über ihre Eingänge und senden Betriebsanweisungen über ihre Ausgänge. Sie fungieren als Gehirn einer Maschine, steuern ihre Funktionalität und koordinieren die Intelligenz zwischen Maschinen und Backend-Systemen.

Da Anlagen immer intelligenter und vernetzter werden, müssen zusätzliche Geräte auf Feldebene angeschlossen werden, um neue Datenpunkte zu erfassen. Diese Änderung erfordert das Herunterfahren der SPS des Geräts, um neue Sensoren hinzuzufügen, Daten abzubilden und das geänderte Programm zu testen. In einigen Umgebungen kann dies zu Ausfallzeiten von Tagen, wenn nicht sogar Wochen führen und die Kosten selbst der kleinsten Änderung drastisch erhöhen.

Darüber hinaus verfügen bestehende Maschinen über eine begrenzte Anzahl von freien Ein- und Ausgängen in ihren SPS-Racks. Sobald die I/O-Racks einer SPS „voll“ sind, kann sie keine zusätzlichen Sensoren zur Informationsbeschaffung mehr aufnehmen. Die Erweiterung der I/O-Kapazität erschwert die Initiative zusätzlich, wenn Sie inkrementell Feldgeräte hinzufügen möchten.

Verbindung von Geräten auf Feldebene am Netzwerkrand

In einer Edge-Umgebung, in der Anwendungen näher an die Datenquellen (IoT-Geräte und Edge-Server) herangeführt werden, ist die SPS nicht mehr der einzige Erfassungsgeber von Daten. Stattdessen kann ein Edge-Prozessor einspringen, mit dessen Hilfe Sie wichtige Einblicke in Prozesse und Leistung gewinnen und gleichzeitig die Betriebszeit aufrechterhalten können – ein kritischer KPI für Industrieanlagen.

Anstatt eine Verbindung zu einer SPS herzustellen, werden Geräte auf Feldebene direkt mit einem separaten Prozessor am Netzwerkrand verbunden, um Daten zu erfassen und entsprechend weiterzuleiten.

Diese Informationen werden nicht erfasst, um die Maschinenfunktionalität zu verwalten, sondern um neue Einblicke in die Maschinenleistung zu gewinnen. Zusätzliche Geräte auf Feldebene können jederzeit an einen Edge-Prozessor angeschlossen werden, ohne dass es zu Ausfallzeiten kommt, ein SPS-Prozessor blockiert oder die Produktionsumgebung beeinträchtigt wird.

Neben der Verbesserung der Betriebszeit können Geräte auf Feldebene am Netzwerkrand ein besseres Bild der Produktion zeichnen. Anstatt beispielsweise wöchentliche Berichte zu erhalten, in denen die abgeschlossene Arbeit detailliert beschrieben und die Leistung mit den Produktionszielen verglichen wird, können Manager auf Echtzeitansichten mit detaillierten Details zugreifen. Sie können die Produktion jederzeit verfolgen und Anpassungen vornehmen, um die Ziele zu erreichen. Anstatt im Nachhinein herauszufinden, dass eine bestimmte Fertigungslinie letzte Woche nur 1.000 Geräte produziert hat, obwohl sie 1.500 hätte produzieren sollen, kann der Produktionsfortschritt rund um die Uhr in Echtzeit verfolgt werden. Auf dieser Grundlage können entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden, bevor es zu spät ist.

Änderungen des Gerätestatus, wie z. B. Temperatur, Medienfluss, Druck und Vibration, können ebenfalls in Echtzeit überwacht werden, sodass Sie sehen können, was mit Ihren Anlagen in der Fertigung passiert. Geräte auf Feldebene liefern Echtzeitdaten, um Probleme sofort zu diagnostizieren, sobald sie auftreten, und ermöglichen es Ihnen, auf der Grundlage dieser Informationen viel schneller Entscheidungen zu treffen. Die bereitgestellten Daten können auch verwendet werden, um zu berechnen, wann eine Maschine gewartet, repariert oder ausgetauscht werden muss, um Geräteausfälle und teure Ausfallzeiten zu vermeiden.

3 Fragen, die Sie zu Ihren Feldgeräten berücksichtigen sollten 

Bei der Bereitstellung von Geräten auf Feldebene in Ihrer Edge-Umgebung sollten bestimmte Faktoren berücksichtigt werden:

• Sind die Geräte für Ihre Umgebung geeignet? Jedes industrielle Umfeld ist einzigartig. Einige Geräte müssen möglicherweise Waschvorgängen und Feuchtigkeit standhalten, während andere bei viel Staub und Temperaturschwankungen oder in Gefahrenbereichen betrieben werden müssen.

• Was werden die Daten für Sie tun? Wenn die vom Gerät auf Feldebene erfassten Daten für die Gerätefunktionalität erforderlich sind, sollten sie mit Ihrer SPS verbunden werden. Wenn nicht, können sie stattdessen zu einem Edge-Prozessor geleitet werden.

• Wie sieht der Plan für die Bereitstellung neuer Feldgeräte aus? Einige Initiativen (z. B. OEE) werden ständig verbessert, indem Geräte inkrementell hinzugefügt werden, während andere sofort eine große E/A-Kapazität erfordern. Die aktuellen Anforderungen an die E/A-Infrastruktur müssen berücksichtigt werden, damit Sie die erforderliche Kapazität dann hinzufügen können, wenn Sie diese benötigen. 

Ein Plan für die Verbindung Ihrer Daten und Geräte 

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Wir sind Experten für Datenerfassung, -übertragung, -orchestrierung und -verwaltung und unterstützen Sie bei Folgendem:

• Verbinden von Geräten mit Netzwerken
  
  
• Sichere Übertragung kritischer Daten von Punkt A nach Punkt B
  
  
• Systeme und Prozesse zusammenführen
  
  
• Daten den Personen und Geräten zur Verfügung stellen, die diese benötigen
  
  
• Gewährleistung der ordnungsgemäßen Administration und Strukturierung von Geräten und Daten 

Unsere Edge-Geräte und Protokollkonverter erleichtern die Kommunikation mit jedem Feldgerät oder Gerät in der Fabrikhalle – unabhängig von Alter, Hersteller und Kommunikationsprotokoll –, sodass Daten mit kritischen Enterprise-Resource-Planning- und Fertigungsausführungssystemen gemeinsam genutzt werden können.

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