Innovationsforum 2019 Ressourcen sparen und Produktivität erhöhen

Autor / Redakteur: Thomas Schragen / Anne Richter

Zukunftsfähige Lösungen von Schneider Electric machen die Schweizer Industrie sicherer, effizienter und umweltverträglicher. Managed Services, von geografischen Parametern unabhängige Maschinenüberwachung sowie Augmented Reality Lösungen sind nur einige Beispiele hierfür.

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Wir haben nur einen Planeten und sollten ihn schützen. Deshalb muss zukunftsfähige Technik – auch in der Industrie – einen Beitrag dazu leisten, natürliche Ressourcen zu schonen. Mit smarter Vernetzung kann das sogar rentabel gelingen.
Wir haben nur einen Planeten und sollten ihn schützen. Deshalb muss zukunftsfähige Technik – auch in der Industrie – einen Beitrag dazu leisten, natürliche Ressourcen zu schonen. Mit smarter Vernetzung kann das sogar rentabel gelingen.
(Bild: GettyImages)

Klimaschutz, Energiebedarf und gesteigerte Kundenansprüche stellen die Industrie auch in der Schweiz vor grosse Herausforderungen. In diesem Jahr liegt der sogenannte Earth Overshoot Day, der Erdüberlastungstag, so früh wie noch nie. Bereits am 29. Juli hat die Menschheit mehr planetare Ressourcen verbraucht als in einem Jahr auf natürliche Weise regeneriert werden könnten. Zudem verlangt die Energiestrategie 2050 nach einer schrittweisen Reduzierung von Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen. Der Wettbewerb im Industriesektor fordert gleichzeitig aber auch immer mehr nach gesteigerter Produktivität und Qualität. Wie lässt sich das miteinander vereinbaren?

Von ganzheitlicher Vernetzung doppelt profitieren

Wirtschaftlich verträglicher Klimaschutz ist mitnichten ein Widerspruch. Schneider Electric, Spezialist für Automatisierung und Energiemanagement, setzt dabei ganz auf die Stärken der digitalen Transformation. Mit den richtigen digitalen Stellschrauben lassen sich sowohl die Energie- als auch die Produktionseffizienz eines Betriebs deutlich verbessern. Doch nur mit ganzheitlichen Lösungsansätzen, wie EcoStruxure Machine, kann auch ein Mehrwert aus den vernetzten Technologien gewonnen werden. Innerhalb einer solchen Lösungsarchitektur sind vernetzte Produkte, Steuerungselemente und Software so miteinander vernetzt, dass eine wechselseitige Datenkommunikation möglich ist. Offen und skalierbar lässt sich diese in jeden Industriebetrieb individuell implementieren und je nach Bedarf sukzessive erweitern. Insbesondere dank der Verwendung einer einzigen Software, EcoStruxure Machine Expert, für alle Anwendungen – von der einfachen SPS-Steuerung bis hin zu leistungsstarken Motion Controllern für die Verpackungsindustrie – bleibt die komfortable Skalierbarkeit der Architektur gewährleistet. Auch bei Erweiterungen und Umbauten der Maschine ist die Durchgängigkeit des Systems nicht gefährdet.

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Vernetzte Produkte: Digitales Lastmanagement mit TeSys island

Auf Ebene der vernetzten Produkte wird geschützt, geschaltet und verwaltet. Zur Betriebs- und Effizienzoptimierung ist es nun aber vor allem wichtig, dass dies nicht unkontrolliert, sondern auf Basis detaillierter Daten geschieht. Je effektiver und granularer die installierten Leistungen überwacht werden, desto mehr Informationen stehen für wichtige Betriebsentscheidungen zur Verfügung. Ein digitales Lastmanagementsystem wie TeSys island leistet dies in kompakter Bauform für Lasten bis zu 80A. Neben der Aufnahme lastbezogener Daten, ist die Integration in vorhandene Automatisierungsarchitekturen ohne grossen Aufwand möglich. Programmierung, Testläufe und Kommissionierung sind dank 40 funktionsorientierter digitaler Zwillinge (TeSys Avatare) deutlich vereinfacht und erheblich zuverlässiger. Ein solches Lastmanagementsystem ist damit ein Alleskönner in Sachen Produktivitätssteigerung und erhöht die Energieeffizienz jeder Anwendung.

Maschinensteuerung und -integration

Eine weitere wichtige Voraussetzung für die IIoT-Vernetzung im Sinne von EcoStruxure Machine ist auf der nächsthöheren Ebene immer auch eine leistungsstarke speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Alle Fäden einer Maschine laufen hier zusammen. Angesiedelt auf der Edge Control Ebene von EcoStruxure, zwischen den vernetzten Produkten und der Software und Analytik Ebene, ist beispielsweise Modicon M262 eine solche IIoT-Steuerung, die als zentrales Bindeglied zwischen Datenerfassung und Anlagenkontrolle fungiert. Aufgrund hoher Leistungsfähigkeit und dem obligatorischen Webserver mit integrierter Web-Visualisierung ist sie bestens geeignet für anspruchsvolle Maschinen – vor allem in Branchen wie Material Handling, Hebezeug, Textil, Verpackung, Nahrungsmittel und Elektronik. Insbesondere dank ihrer integrierten Industrie 4.0-Protokolle (MQTTs, JSON, OPC UA) und bis zu fünf getrennten Ethernet-Netzwerken lässt sie sich ohne weitere Gateways in eine Cloud einbinden und ermöglicht die Sammlung von Daten. Neue Geschäftsmodelle, die zum Beispiel eine lebenslange Überwachung des Maschinenzustands erlauben, sind auf Basis einer solchen modernen Steuerung realisierbar. Hinzu kommt, dass Modicon M262 mit ihren fünf separaten Ethernet-Netzwerken noch ein besonders hohes Mass an Sicherheit garantiert.

Ebenfalls auf der Edge Control-Ebene angesiedelt und für die Integration von noch nicht IIoT-fähigen Maschinen in eine ganzheitliche Lösungsarchitektur unerlässlich: Ein Tool zur Kapselung der installierten Basis, um deren Einbindung in das IIoT zu ermöglichen. Hier steht etwa die GreenBox von Schneider Electric zur Verfügung. Ausgestattet mit umfangreichen Kommunikationsprotokollen gestattet sie die Integration verschiedener Landschaften in ein gemeinsames System. Als vorkonfigurierte Plattform für die Digitalisierung industrieller Prozesse ist sie aufgrund ihrer Skalierbarkeit und besonderen Robustheit für einen Einsatz in allen Bereichen geeignet. Sie verbindet mit zertifizierter Cybersecurity und einer grossen Anzahl an Schnittstellen OT und IT ohne Sicherheitslücken. Auch bestehende Maschinenparks lassen sich so nach und nach ganz komfortabel im Sinne von Industrie 4.0 nachrüsten und nahtlos integrieren.

Software: Intelligente Berater für mehr Sicherheit und Effizienz

Ist der Maschinenpark IIoT-fähig gemacht und auf Wunsch auch an die Cloud angebunden, ist ein wichtiger Schritt hin zu mehr Effizienz und Produktivität geschafft. Doch Vernetzung allein reicht noch nicht, smarte Datenaufbereitung muss hinzukommen. Dafür ist entsprechende Software vonnöten, die einen Mehrwert aus den erhobenen Daten generiert und die Informationen dem Menschen kommuniziert. Auf der GreenBox beispielweise können zusätzlich zu den Integrationsfunktionen sogenannte EcoStruxure Advisor installiert werden, die nicht nur über umfangreiche Handbücher und aktuelle Maschineninformationen verfügen, sondern ebenso vorausschauende (Fern-)Wartung und remote angeleitete Fehlerbehebungen ermöglichen. Der Augmented Operator Advisor kann zum Beispiel mit einer geführten Wartung zu höherer Maschinenverfügbarkeit, zielgenauerer Wartung und mehr Sicherheit beitragen. Letztlich steigert das die Betriebseffizienz und hilft dabei, weniger Ressourcen besser zu nutzen.

Ausblick: Ressourcen rentabel schonen

Wir haben nur einen Planeten und sollten ihn schützen. Deshalb muss zukunftsfähige Technik – auch in der Industrie – einen Beitrag dazu leisten, natürliche Ressourcen zu schonen. Dass ein solcher Umbruch nicht ohne Folgen für unsere Lebens- und Arbeitsweise bleiben kann ist offensichtlich. Dennoch gibt es heute schon Technologien, die die Auswirkungen des Klimaschutzes auf Gesellschaft und Wirtschaft abmildern können. In der Industrie sind das ganzheitliche Digitalisierungslösungen, die bedarfsgerecht und individuell skalierbar – etwa mithilfe einer GreenBox – in alle Automatisierungsprozesse integriert werden können. Auf der Basis in Echtzeit erhobener Daten ist dann effizientes Energiemanagement möglich, das Betriebskosten spart und das Material schont. Mehr noch: smart vernetzte Automatisierung erhöht zusätzlich die Transparenz, Flexibilität und Produktivität einer Industrieanlage. SMM

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