Embedded-PC Kompakter Datensammler für Energiemanagement in der Produktion

Der Embedded-PC CX8091 eignet sich als dezentrale Kleinsteuerung und per OPC UA – oder auch BACnet – als Datensammler für ein übergeordnetes Energiemanagementsystem.
Der Embedded-PC CX8091 eignet sich als dezentrale Kleinsteuerung und per OPC UA – oder auch BACnet – als Datensammler für ein übergeordnetes Energiemanagementsystem.

Der CX8091 ist ein kompakter ARM-9-PC, der dank der anreihbaren Bus-Klemmen eine universelle Kleinsteuerung darstellt. Zudem erweist er sich in Verbindung mit den Energiemessklemmen als kompakter Datensammler, der per OPC UA alle Informationen für ein umfassendes Energiemanagement liefert.

Der Embedded-PC CX8091 ist eine kompakte Steuerung mit einem geswitchten Ethernet-Port und unterstützt das für die vertikale Integration im Produktionsumfeld etablierte Protokoll OPC UA. Als modulare I/O-Systeme können Busklemmen (K-Bus) und EtherCAT-Klemmen (E-Bus) direkt – und vom Embedded-PC automatisch erkannt – angereiht werden. Auf diese Weise lässt sich eine Vielzahl unterschiedlicher Signalformen dezentral aufnehmen, unter anderem über die zahlreichen I/O-Klemmen zur Energiedatenerfassung.

Elektrische Größen können besonders komfortabel und systemintegriert über die Leistungsmessklemmen KL/EL3403 bestimmt werden; weiter gehende Analysefunktionen bieten die Leistungsmessklemmen EL3413, EL3433 und die Netzmonitoringklemme EL3773. Mit den Differenzdruckmessklemmen KM37xx und der dezentral einsetzbaren IP-67-Differenzdruckmessbox EP3744 kann zudem die Druckluftversorgung direkt überwacht und beispielsweise auf Energie fressende Leckagen überprüft werden.

OPC UA für die übergeordnete Kommunikation

Für die kommunikationstechnische Anbindung der Produktionslandschaft an die Unternehmensleitebene und an ein Energiemanagementsystem eignet sich sehr gut der Kommunikationsstandard OPC UA (IEC 62541). Dabei handelt es sich um eine Kommunikationstechnologie der OPC Foundation für einen sicheren, zuverlässigen und herstellerneutralen Transport von Rohdaten und vorverarbeiteten Informationen von der Fertigungsebene bis in das Produktionsplanungs- oder ERP-System.

Umgesetzt hat Beckhoff dies mit dem im OPC-Labor Europa zertifizierten TwinCAT OPC-UA-Server. Er bietet die Funktionen Data Access und Historical Access sowie SPS-Bausteine für Diagnose und Neustart. Realisiert ist auch die Zwischenspeicherung von Daten im Server, sodass eine Unterbrechung der Kommunikationsverbindung nicht zum Datenverlust führt. Beckhoff hat erstmals auch OPC-Client-Funktionalität in Form von SPS-Funktionsbausteinen für UA Data Access in den Controller integriert – somit kann der Controller gesammelte Energiedaten auch eigenständig in die IT-Welt schicken. Ein Konfigurator für das Einrichten der optionalen Security und ein Demo-UA-Client für Diagnosezwecke sind ebenfalls im Lieferumfang enthalten.

Alternativ lässt sich der Embedded-PC CX8091 mit dem Protokoll BACnet (Building Automation Control Network) nutzen. Dieser Ethernet-basierte Kommunikationsstandard für die Gebäudeautomation hat sich insbesondere in der Management- und Bedienebene etabliert. Die Beckhoff-Lösung TwinCAT BACnet/IP ist auf jedem Beckhoff-IPC lauffähig.