Schneider Electric / Farnell
»Das IIoT beginnt bei den Sensoren«
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Auch in der Produktion essenziell
Auch in der Fertigungsumgebung kann die IoT-Sensortechnologie die Reaktionsfähigkeit und Flexibilität erheblich verbessern und die Gesamtverfügbarkeit der Anlagen durch die Verwendung und Kombination verschiedener Sensormodalitäten erhöhen. In einer Fabrikumgebung können Sensoren beispielsweise den Motorzustand durch Analyse von Vibration und Temperatur sowie des Füllstands von Rohstoffen überwachen. Sensoren können beim Zusammenbau von Produkten auch Materialien durch die Werkstatt führen. Ein RFID-Etikett an jeder Palette kennzeichnet das darauf befindliche Produkt, sodass jedes Werkzeug, zu dem die Palette gelangt, weiß, was als Nächstes zu tun ist, wenn ihr Code von der RFID-Schnittstelle des Werkzeugs gelesen wird.
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Die Bedeutung eines Cloud-basierten Systems
Ein zentrales Thema für Unternehmen, die ihre Abläufe durch IIoT-Technologien verbessern möchten, ist die Bestimmung der optimalen Sensortypen und der Art und Weise, wie diese ihre Messwerte an die Analyse-Engines übermitteln. Um die Echtzeit-Reaktionsfähigkeit zu maximieren, werden nicht alle Analysen am Netzwerkrand ausgeführt. Lokale Gateways verarbeiten häufig die Rohdaten und leiten Anweisungen an nahegelegene Stellglieder und andere Geräte weiter, damit das System reibungslos funktioniert. Parallel dazu filtern und organisieren sie Daten, damit diese von Remote-Cloud-Analyse-Engines einfacher erfasst werden können. Die Cloud erleichtert Unternehmen den bedarfsbasierten Zugriff auf Computer, um Informationen in Echtzeit bereitzustellen und den aus den eingehenden Daten gezogenen Nutzen zu maximieren.
Lösungsbeispiel EcoStruxure
Ein Beispiel für ein Cloud-basiertes System zur Verarbeitung von IIoT-Daten ist EcoStruxure von Schneider Electric. Die Lösung besteht aus Apps, Analysen und Service-Schichten, die auf verschiedene Branchen abgestimmt sind, einschließlich Gebäudemanagement, Rechenzentrumsbetrieb, Industriesteuerung und Energienetze. Weil Interoperabilität für die Unterstützung der verschiedenen Hardware- und Systemlösungen, die in jeder dieser vier Branchen verwendet werden, wichtig ist, ermöglicht EcoStruxure eine Vielzahl geräteunabhängiger Anwendungen, Analysen und Dienste, womit eine nahtlose Unternehmensintegration möglich ist.
EcoStruxure bietet Unterstützung nicht nur für die Verarbeitung in der Cloud, sondern auch für die Edge-Steuerschicht. Damit steht die entscheidende Fähigkeit bereit, Vorgänge lokal zu verwalten und erweiterte Automatisierungs- und Bedienerfunktionen zu unterstützen. Lokale Server fungieren als drahtlose Gateways für die Sensoren, die ihnen am nächsten liegen. Bei Unterstützung von LPWAN-Technologien wie Sigfox und LoRa kann ein einziges Gateway jedoch eine sehr große Reichweite abdecken und IIoT-Dienste für Nutzer in Energienetz- und Versorgungsanwendungen sowie in der Landwirtschaft bereitstellen. Dank der HF-Kommunikationsreichweite von Sigfox und LoRa sind Sicherheitsmonitore an Schleusentoren entfernter Kanäle damit genauso zugänglich wie die Türstatus-Überwachung in einer Fabrik oder einem Umspannwerk, sie sich über Dutzende von Kilometern übertragen lässt.
Auf einem Campus oder in einem Gebäude bietet die Server-Plattform von Schneider Unterstützung für Sensoren, die ZigBee und ähnliche WLAN-Technologien verwenden. Um maximale Flexibilität zu gewährleisten, können die XIOT-Sensoren von Telemecanique mit passenden Transceivern konfiguriert werden, die jedes dieser WLAN- oder LPWAN-Protokolle unterstützen. Die Verwendung von Netzwerkprotokollen mit geringem Stromverbrauch ermöglicht es den batteriefähigen Sensoreinheiten, Messungen langfristig durchzuführen und die von ihnen erfassten Daten zu übertragen. Sie können diese Aufgaben über einen Zeitraum von fünf bis zehn Jahren ausführen, ohne dass eine externe Stromversorgung vor Ort erforderlich ist. Jeder Sensor enthält eine eigene Verarbeitungslogik, sodass nicht mehr Daten übertragen werden, als zur Aktualisierung der Server erforderlich sind.
Schwellenbedingungen und andere Alarmtypen, wie das Vorhandensein oder Fehlen einer Tasteneinstellung, können in den Sensor programmiert werden. Im Netzwerk können zahlreiche Arten von drahtlosen Sensoren verwendet werden. Dazu gehören Sicherheitsschalter zur Überwachung potenziell gefährlicher Geräte, RFID-Schnittstellenmodule, Ultraschallsensoren, Drucksensoren und Positionsmonitore.
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