Mitarbeiter entlasten, Prozesssicherheit erhöhen

Maschinen- und Prozessdaten abspeichern

Wie können Maschinen- und Prozessdaten zentral abgespeichert und ausgewertet werden? In diesem Beitrag zeigen wir, mit welchen Schritten ein Maschinennetzwerk aufgebaut und Schnittstellen konfiguriert werden können.

Maschinen- und Prozessdaten abspeichern - Warum?

Produktionsmaschinen erfassen eine Vielzahl von Sensordaten und visualisieren diese häufig direkt an der Anlage auf einem Display. Je nach Zertifizierung der Produktion speichern Sie bestimmte Datenpunkte zu Dokumentationszwecken. Oft zeichnen Sie diese Daten direkt an der Steuerung mit einem Datenlogger auf. Für die Auswertung und Analyse holen Sie die Daten anschließend direkt an der Anlage ab.
Dies macht eine zeitnahe Auswertung nahezu unmöglich. Was typische Prozessdaten in der Produktion sind, haben wir hier beschrieben.

Einige Anlagenhersteller bieten eine Webvisualisierung an, deren Funktionsumfang jedoch häufig begrenzt ist und wenig Schnittstellen zu weiteren Anlagen oder Systemen bietet. Zusätzlich erfordert jede Anlage eine separate Applikation, was die Kosten erhöht und die Übersicht erschwert.

Wie können Maschinen- und Prozessdaten abgespeichert werden?

Als Übersicht bieten sich vier Schritte an:

  1. Anbindung an ein Maschinennetzwerk
  2. Definition der Schnittstelle
  3. Anbindung an zentrales Monitoringsystem (z.B. smartPLAZA)
  4. Festlegung des Monitoring und Analyse der Daten

Um eine einheitliche Konnektivität zu schaffen, werden in einem ersten Schritt die relevanten Maschinen zu einem sogenannten „Maschinennetzwerk“ verbunden. Damit ist die physikalische Verbindung bereits hergestellt. Anschließend evaluieren Sie für jede Anlage, welche Schnittstelle zur Verfügung steht.
Neuere Anlagen sind häufig mit der Standardschnittstelle OPC UA ausgestattet. Damit können Parameter abgefragt und auch zurückgeschrieben werden. Ist bereits eine Webvisualisierung vorhanden, können die Daten oft auch hier abgerufen werden. Mit der DatenBerg smartPLAZA werden verschiedene Standardschnittstellen mitgeliefert, die einen schnellen Zugriff auf Maschinensteuerungen ermöglichen.

Nach Auswahl der Schnittstelle fragen Sie die Daten in festen Intervallen ab. Für kritische Prozesse wählen Sie typischerweise ein Zeit Intervall zwischen einer Sekunde und mehreren Minuten. Alternativ zeichnen Sie nur bei veränderlichen Signalen auf.

Sie speichern alle ausgewählten Parameter in einer Datenbank. Anschließend visualisieren und monitoren Sie die Daten. Außerdem analysieren Sie die Daten über einen historischen Zeitraum und verknüpfen sie mit anderen Tabellen.

Was ist der Mehrwert der zentralen Speicherung?

Durch die zentrale Speicherung stehen alle relevanten Informationen zentral zur Verfügung - egal ob auf dem Laptop oder dem Tablet. Dadurch ist die Informationen ortsunabhängig zugreifbar. Die Datenpunkte sind dauerhaft und sicher gespeichert. Das manuelle Sammeln der Daten auf einem USB-Stick entfällt.

Auch anlagenübergreifende Analysen lassen sich mit einem zentralen System wie dem DatenBerg smartPLAZA durchführen. Auf diese Weise können Engpässe einfacher erkannt und die Planung von Verbesserungsmaßnahmen gezielter durchgeführt werden.

Aber nicht nur Analysen und Monitoring sind möglich. Definierte Abläufe können auch per Fernzugriff an der Maschine eingestellt werden. Beispielsweise können über OPC UA Fehlermeldungen quittiert oder Sollparameter neu eingestellt werden.

Ebenfalls kann so eine Betriebsdatenerfassung (hier mehr zum Thema BDE lesen) realisiert werden.

Bausteine für das Speichern von Maschinen- und Prozessdaten

Reales Fallbeispiel: Füllstandsmessung von Rohstoffen

Reales Beispiel: Füllstandsmessung von Rohstoffen

In einer Lebensmittelproduktion werden Rohstoffe als Schüttgut in Silos gelagert. Der Füllstand wird über Sensoren gemessen und über eine SPS (Siemens S7-1200) abgefragt. Diese stellt den Füllstand auf einem Display direkt an den Silos zur Verfügung. Unser Kunde wollte den Füllstand aber auch aus der Ferne visualisieren können.

Als Lösung haben wir den OPC UA Server auf der S7-1200 aktiviert und die Steuerung über ein LAN-Kabel in das Maschinennetzwerk eingebunden. Dadurch werden die Füllstände freigegeben. Mit Hilfe des DatenBerg Gateways können die Sensordaten dann sicher abgerufen werden. Unsere Software smartPLAZA speichert diese und visualisiert die Werte auf einem Dashboard. Ergänzend werten die Nutzer die Füllstanddaten einmal wöchentlich mit unserer Reportfunktion aus, welche den Wochenverbrauch pro Silo berechnet. Anschließend vergleichen Sie diese mit den berechneten Verbräuchen aus dem ERP-System, um Ausschuss sichtbar zu machen.



Sie möchten Maschinen- und Prozessdaten abspeichern ebenfalls in Ihrer Produktion einsetzen?

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