Bislang verfügen die meisten Maschinen über jeweils herstellergebundene Schnittstellen zur Bereitstellung von Daten und Funktionen. In der smarten Fabrik müssen jedoch alle Komponenten herstellerunabhängig miteinander kommunizieren können. Nur so ist eine intelligente Vernetzung für effizientere Prozesse möglich. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt Boge auf das herstellerübergreifend akzeptierte Kommunikationsprotokoll OPC UA. Im Gegensatz zu den marktüblichen und herstellerspezifischen Busprotokollen entfällt damit die zeitaufwendige Einbindung einer Maschine in das vorhandene Steuerungskonzept. OPC-UA-fähige Maschinen verbinden sich selbstständig und tauschen untereinander Informationen aus. So lassen sich alle bestehenden IT-Umgebungen zusammenfügen und deren Daten transferieren. Ein weiterer Vorteil für Maschinen- und Anlagenbetreiber: Sie begeben sich nicht mehr in die Abhängigkeit von einem einzigen Anbieter.
Intelligente Systemvernetzung
Bisher endet die Kommunikation zwischen den Kompressoren und der angeschlossenen Peripherie am Druckluftbehälter, wenn sie an die übergeordnete Steuerung einer Druckluftstation angeschlossen sind. Eine Verbrauchskomponente entnimmt die benötigte Druckluft. Die verbrauchte Luft wird danach reaktiv vom Druckluftsystem nachproduziert. Wertvolle Optimierungspotenziale werden so nicht ausgeschöpft. Mit dem gemeinsam entwickelten Smart Pneumatic Grid vernetzen Boge und Aventics Drucklufterzeuger und Druckluftverbraucher intelligent miteinander. Durch die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation werden diese Grenzen der Steuerung überwunden. Dabei tauschen Kompressor und Verbraucher mithilfe von OPC UA selbstständig Informationen über den tatsächlichen aktuellen oder künftigen Luftverbrauch in Echtzeit aus. Wenn z. B. feststeht, dass ein bestimmter Druck auf absehbare Zeit für die laufenden Verbraucher ausreicht, kann das Druckniveau entsprechend abgesenkt werden. Die Kompressorenleistung wird so bedarfsgerecht geregelt. Anwender profitieren von einem maximal energieeffizienten Betrieb ihrer Anlage. Das Smart Pneumatic Grid erfasst den Energiebedarf bis auf die Einzelverbraucherebene und visualisiert diesen transparent. Anhand der Bedarfs- und Verbrauchssituation im Druckluftnetz identifiziert das System auch Leckagen. Ein drohender Verlust von Druckluft kann so ohne großen Aufwand vermieden und Leckagen behoben werden. Das spart bares Geld. Erkennt das System Störungen, die zu rapidem Druckabfall führen können, leitet es diese Information automatisch an die Produktion weiter. Daraufhin werden die betroffenen Komponenten rechtzeitig heruntergefahren. Kostenintensive Ausfälle in der Fertigung aufgrund von Druckluftausfall sind damit passé.
Anschließen und einschalten
Die Etablierung von OPC UA als gemeinsamem Standard ermöglicht es, neue Komponenten per „Plug-and-pressure“ einfach in das smarte pneumatische Netz zu integrieren. Damit gelingt eine einfache Inbetriebnahme auch von komplexen Druckluftanlagen. Zudem kann das System flexibel entsprechend dem aktuellen Bedarf erweitert und umkonfiguriert werden. Selbst der parallele Betrieb von vielen separaten Druckluftnetzen lässt sich wirtschaftlich gestalten.
Die technologischen Grundlagen für die intelligente Systemvernetzung haben Boge und Aventics mit dem Spitzencluster „it´s OWL“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gelegt. Seit 2016 arbeiten die Entwickler daran, gemeinsam mit Herstellern und Betreibern von Verbrauchskomponenten einen zukunftsfähigen Vernetzungsstandard zu entwickeln.
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