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Sm a r t e Se n s o r e n 3 2 | w w w c o m p u t e r - a u t o m a t i o n d e · 0 4 -24 Produktionsdaten direkt in die IT von Dr Karsten Walther Eine Prozessautomatisierung im Umfeld von Industrie 4 0 benötigt zeitnah alle wichtigen Informationen über den Produktionsprozess Smarte Sensoren ermöglichen eine direkte ‚Online‘-Verbindung von OT und IT auch im Brownfield Neu geplante Anlagen – Greenfield – in der Automationsund Produktionstechnik sind im Zeitalter von Industrie 4 0 leicht an die IT anzubinden Sie kommunizieren in serviceorientierten Architekturen SOA wie OPC UA mit leistungsfähigen Schnittstellen über Intraoder Internet aus der Kontrollebene PLC direkt mit den oberen Ebenen der Informationstechnik IT Diese drei oberen Ebenen der Informationspyramide umfassen Enterprise Resource Planning ERP Manufacturing Execution System MES und Prozessvisualisierung Steuerung HMI SCADA Schon seit Jahren kommunizieren die Systeme dieser Ebenen untereinander über das Internet-Protokoll IP das Bestandteil des klassischen Ethernets beziehungsweise Internets zur internen und externen Firmenvernetzung ist Detaillierte Nachbildungen der Maschinen in Software als Digitaler Zwilling können über diese Schnittstellen direkt bedient beziehungsweise mit Daten direkt aus den Anlagen heraus versorgt werden Herausforderung Bestandssysteme Der überwiegende Teil der Anlagen im Feld besteht jedoch aus Altsystemen Brownfield die über diese Fähigkeiten noch nicht verfügen Aber Auch diese Anlagen benötigen für den optimalen Betrieb umfangreiche Daten über Betriebszustände und Materialflüsse Mit einem kontinuierlichen Monitoring der entsprechenden Maschinendaten lassen sich zusätzlich noch Mehrwertfunktionen wie vorbeugende Wartung Predictive Maintenance oder spezifische Abrechnungsmodelle Payper-Use realisieren Hierzu ist nur selten ein kompletter aufwendig zu erstellender Digitaler Zwilling nötig in vielen Fällen genügt es die wesentlichen Informationen über Betriebszustände und Fertigungsfortschritte zeitgerecht an die jeweilige Planungsund Steuerungssoftware zurückzumelden Im Idealfall existieren die hierzu erforderlichen Sensoren Aktoren und Baugruppen bereits Andernfalls können – und müssen – sie nachgerüstet werden Doch selbst wenn bereits geeignete Sensorelemente existieren können deren Messwerte selten direkt ausgelesen werden Vielmehr müssen die Daten mittels Gateways nicht nur physikalisch sondern auch auf Protokollebene konvertiert werden Die Nutzung bestehender Bussysteme für den Anschluss zusätzlicher Sensoren scheitert oft an fehlenden Anschlussmöglichkeiten zu geringen maximalen Buslängen oder zu niedrigen Datenraten Abhilfe kann die Installation zusätzlicher smarter Sensoren schaffen ‚Smarte Sensoren‘ sind komplette Mikrosysteme ‚Sensor-Bilder Perinet Im Fokus IT meets OT