Industrie Datenlogger

Ziel der Anwendung:

Ein übergeordnetes System empfängt alle relevanten Maschinendaten von bestehenden und neuen Maschinen zu Überwachungszwecken und soll im Sinne einer „Predictive Maintenance“ auch Auffälligkeiten frühzeitig erkennen, um entsprechende Wartungsarbeiten gut zu planen und keine Ausfälle oder Qualitätsmängel auftreten. Eine Möglichkeit zur Erweiterung des Systems mit AI-Boards ist unbedingt erforderlich.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Integration von alten bestehenden Maschinen ohne vorhandenen Ethernet Anschluss, bei denen die entsprechenden Daten nur vor Ort ausgelesen werden können. Diese müssen so angepasst werden, dass sie im lokalen Netzwerk (Edge) angesprochen werden können.

PowerBridge Computer soll eine Komplettlösung bieten, die sowohl aus der individuellen Hardware für jede Maschine, als auch aus dem Hauptrechner, auf dem alle Daten gesammelt und verarbeitet werden, besteht.

 

Anforderungen an die Anwendung:

  1. Das System sammelt alle relevanten Sensordaten der Automatisierungsmaschinen und stellt sie in einem lokalen System (Edge) zur Verfügung
  2. Das System muss um eine KI für ein vorausschauendes Wartungssystem erweiterbar sein.
  3. Die Lösung muss ältere Maschinen, die keine entsprechende Anbindung/Schnittstelle haben, integrieren.
  4. Bei zukünftigen Erweiterungen sollen die verschiedenen Maschinen über FAST-Ethernet verknüpft werden, so dass von den Statusmeldungen der Vorgängermaschinen abhängige Produktionsschritte gemacht werden.

Lösungen für neue Maschinen:

In einem ersten Schritt wurde eine Bestandsaufnahme der vorhandenen und zukünftig anzuschaffenden Maschinen durchgeführt. Die vorhandenen Parameter und die Schnittstellenmöglichkeiten wurden in einem Matrixdiagramm festgehalten. Je nach Maschine und Standort in der Fabrik wurden die Daten direkt an die zentrale Steuereinheit übertragen. Bei zwei Maschinen musste aufgrund der großen Entfernungen ein Industrie-PC (IPC) installiert werden, der die Werte über Ethernet verteilte.

Bei einer fehleranfälligen Maschine wurden zusätzliche Sensoren und Kamerasysteme zur Überwachung und Kontrolle nachgerüstet. Diese Daten wurden direkt von Mezzanine-Boards erfasst und ausgewertet. Dieses System wurde auf MTCA-Basis konzipiert. Eine alternative Lösung wäre die Erfassung der Daten durch einen Messrechner auf PXIe-Basis, der die Sensorwerte in Echtzeit erfasst und entsprechend auswertet. Das PXIe-basierte System wurde aufgrund der geringeren Flexibilität im Vergleich zu MTCA und der Möglichkeit, 10Gig Vision-Kameras im MTCA-System nachzurüsten, verworfen.

Die zentrale Steuereinheit wurde als MTCA-System konzipiert, da es in Bezug auf Parametrierung, Geschwindigkeit und die Möglichkeiten für zukünftige Erweiterungen die beste Wahl war. Das MTCA-System wurde im zweiten Ausbauschritt komplett redundant ausgebaut.

Lösungen für bestehende Maschinen ohne Netzwerkschnittstellen

Um Maschinen netzwerkfähig zu machen, die keine Schnittstellen nach außen haben, wurde ein Datenlogger-Modul installiert, das zwischen Monitor-, Tastatur- und Mausanschluss geschaltet wird. Der Framegrabber liest den Bildschirminhalt mittels OCR-Software aus und kommuniziert die angezeigten Werte ins Netzwerk, optional über Funk. Über emulierte Maus-/Tastatureingaben kann auf verschiedene Untermenüs zugegriffen werden. Diese Daten werden in Echtzeit dem Netzwerk zur Verfügung gestellt.

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