IIoT-Zustandsüberwachung und wie sie Ihrer Anlage helfen kann

Viele Anlagen sind pluralistische Umgebungen, in denen die Geräte vieler verschiedener Marken in ein System integriert sind. Aber können Sie auch in einer solchen pluralistischen Umgebung einen IIoT Service einsetzen?

Ich bin sicher, wenn Sie sich einmal so in Ihrer Anlage umsehen, dann werden Sie feststellen, dass Sie Geräte von mehr als nur einer Marke installiert haben.  Und obwohl die Standardisierung den Endbenutzern zahlreiche Vorteile bringt, sind doch noch nicht viele Beispiele dafür zu finden.

Den Zustand Ihrer Geräte und Prozesse zu überwachen, kann sich also in einer pluralistischen Umgebung mit zahlreichen Marken als echte Herausforderung erweisen. Die fehlende Standardisierung in manchen Protokollen, die zum Auslesen der Diagnose dienen, macht es schwierig, eine Lösung für Ihre gesamte Instrumentierung zu finden.

Die gute Nachricht ist jedoch, dass es IIoT-Systeme zur Zustandsüberwachung gibt, die zahlreiche Marken unterstützen. Besser noch: Die Zahl der von ihnen unterstützten Geräte nimmt dazu mit jedem Update weiter zu.

Stellen wir uns zuerst die Frage, weshalb Zustandsüberwachungsservices entscheidend sind und was Sie wissen sollten, bevor Sie einen vorausschauenden IIoT-Service einrichten. Klingt das gut?

Was ist eigentlich ein Zustandsüberwachungsservice?

Die Mehrzahl der Feldgeräte kann tonnenweise relevante Zustandsinformationen bereitstellen. Trotzdem nutzen bisher nur sehr wenige Anlagen diese Funktion, und das, obwohl sie den Anlagenbetrieb und die Produktionsleistung verbessern kann.

Die Überwachung des Gerätezustands gibt es in der Automatisierungstechnik schon seit einer geraumen Weile, weshalb Sie dafür also zahlreiche Software-Lösungen auf dem Markt finden können, so beispielsweise auch FieldCare von Endress+Hauser. Die Überwachung verläuft in der Regel jedoch lokal, und in den meisten Fällen werden Standalone-Lösungen verwendet oder ein Offline-Netzwerk mit einem Server und mehreren Clients.

Manchmal findet man auch Unternehmen, die den remoten Zugriff auf den Server zulassen, aber das sind wirklich ganz seltene Fälle. Und meistens scheitert es dann an einer langsamen Verbindung.

Ich erinnere mich noch daran, wie ich vor Jahren eine Chemieanlage besucht und dort mit der Steuerung gearbeitet habe, um auf den Server zuzugreifen. Glauben Sie, wir hätten High-Speed-Internet gehabt? Weit gefehlt! Ich wäre beinahe in Ohnmacht gefallen, als ich vor dem Wählmodem stand.

Ich bin sicher, einige von Ihnen da draußen haben noch nie ein Modem gesehen. Sie können sich glücklich schätzen. Diejenigen von Ihnen, die bei der bloßen Erwähnung schon gleich das typische Verbindungsgeräusch im Kopf haben, können bestätigen, dass der Verbindungsaufbau über diese Geräte Eeeeeewigkeiten dauerte. Also, ja, einige ältere Anlagen haben zwar Fernzugriff über PAM (Plant Asset Management)-Lösungen, aber auf diese Art tut es fast schon weh.

Wie also funktionieren IIoT-Systeme, und weshalb sind sie besser als PAM-Systeme? Gute Frage. Die Zustandsüberwachung Ihrer Anlagenbestandteile ist heute so einfach wie nie. Lassen Sie uns nun also ins Detail gehen.

Traditionelle Architektur zur Überwachung des Gerätezustands

Sie müssen verstehen, wie die traditionelle Zustandsüberwachung funktioniert, um erkennen zu können, wie die IIoT-Zustandsüberwachung alles vereinfacht und wesentlich mehr Vorteile bringt.

Eine standardmäßige Lösung zur Zustandsüberwachung folgt den fünf Stufen der guten alten Automatisierungspyramide, die Sie hier sehen:

In einer standardmäßigen Lösung zur Zustandsüberwachung verbindet diese Struktur die Feldgeräte mit der Steuerung. Sie verfügen über eine HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle), um die Prozessinformationen auf der Workstation anzuzeigen, und eine PAM-Installation, um auf die Daten aus dem Feld zuzugreifen.

In vielen Fällen greifen die PAM-Lösungen über das Steuerungssystem auf die Feldgeräte zu. Einige Kunden sind mit diesem Aufbau zufrieden, und diejenigen, die es nicht sind, würden Alternativen wie Gateways oder WirelessHART-Netzwerke verwenden.

Mit einem PAM-System können Sie auch Daten lesen und schreiben, aber Sie riskieren wirklich viel, wenn Sie einen Fehler machen, der sich auf das Steuerungssystem auswirkt. Sie könnten sogar – auch wenn das ein eher seltener Fall wäre – ein ungeplantes Herunterfahren verursachen.

Mit dem IIoT-Konzept hat sich dieses Panorama allerdings etwas verändert.

IIoT-Architektur zur Überwachung des Gerätezustands

Nehmen Sie z. B. die NOA (NAMUR Open Architecture). Sie wurde spezifisch für das Steuerungssystem entwickelt, und ihre solide Struktur sorgt für jahrzehntelangen robusten Betrieb und hohe Datenverfügbarkeit.

Das zentrale Konzept der NOA ist, eine Schnittstelle zwischen der zentralen Prozessregelung und der M+O-Domäne (Monitoring und Optimierung) zu erzeugen, ohne die Anlagensicherheit zu gefährden. Gleichzeitig eignet sich dieses Konzept für die meisten Lösungen, die bereits in Anlagen laufen ohne eine Schnittstelle herzustellen.

Im Gegensatz zu vielen anlageninternen Lösungen folgen die meisten IIoT-Services dem Konzept der Einweg-Datenerfassung. Das mag zwar restriktiv klingen, bedeutet aber, dass Sie auf Informationen und Einblicke zugreifen können, ohne dabei die Feldgeräte zu behindern.

Hinsichtlich der von der zentralen Prozessregelung erfassten Daten bedeutet das, dass Sie die "NOA-Diode" zwischen den Geräten und der M+O-Domäne haben. Sie bietet eine Einweg-Kommunikation von der zentralen Prozessregelung ohne Remote-Beeinflussung durch die Cloud-Services.

Services zur Zustandsüberwachung von Drittanbietergeräten

Einigen Protokollen fehlt es an Standardisierung für das Auslesen der Diagnosedaten aus den Feldgeräten. Dadurch wird die Aktualisierung der Statusdaten durch einen einzigen Service zur echten Herausforderung. Wir müssen daher Lösungen finden, die es Ihnen ermöglichen, Ihre Datenbank konstant zu aktualisieren, und die eine Vielzahl von Marken und Geräten in geeigneter Weise unterstützen.

Da die Mehrzahl der Anlagen eine pluralistische Umgebung aufweist, ist es entscheidend, über IIoT-Services zu verfügen, die die Möglichkeit bieten, so viele Marken und Geräte wie möglich zu integrieren. Netilion Health von Endress+Hauser ist beispielsweise mit einer umfangreichten Liste von Geräten an den Start gegangen, die unterstützt werden. Und mit jedem Update wird diese Liste erweitert, um noch mehr Marken und Gerätemodelle abzudecken.

Zustandsüberwachungsservices, die über konstante Datenbankaktualisierungen verfügen, erlauben es Ihnen, sämtliche benötigten Daten von all Ihren Feldgeräten zu beziehen. Natürlich kann eine Anlage, die strikt mit nur einer Marke arbeitet, die Serviceintegration vereinfachen, aber das ist ein Thema für einen anderen Artikel.

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