Bei der Optimierung von OT-Prozessen sind Industrieunternehmen darauf angewiesen, die Produktion möglichst effizient zu digitalisieren. Die Implementierung marktüblicher Lösungen ist oft jedoch aufwendig und mit hohen Kosten verbunden. Wie es auch einfach und kostengünstig geht, zeigt eine innovative Adapter-Lösung, die die beiden Unternehmen Perinet und Zentinel gemeinsam entwickelt haben.
Die Herausforderung: Datenextraktion und Digitalisierung
Die verarbeitende Industrie steht vor erheblichen Herausforderungen, wenn es um die Implementierung von OEE-Lösungen (Overall Equipment Effectiveness) geht. Einer der zentralen Punkte ist die Datenextraktion aus bestehenden Automatisierungssystemen wie speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Diese Herausforderung wird durch die Heterogenität der Maschinensteuerungen verschärft, da nicht alle Maschinen denselben Steuerungstyp oder identische Datenstrukturen verwenden. Dies macht die Datenextraktion nicht nur kompliziert, sondern auch kostspielig.
Ein weiteres Hindernis besteht darin, dass die Automatisierung von Maschinen nicht automatisch eine Digitalisierung bedeutet. Die Überführung von Maschinen- und Produktionsdaten in Informationssysteme ist oft mit hohem Aufwand verbunden. Viele Unternehmen möchten digitalisieren, empfinden den Prozess jedoch als mühsam, zeitaufwendig und teuer.
Um diese Herausforderungen zu meistern, bietet Zentinel zusammen mit Perinet eine integrierte Lösung an, die sowohl Echtzeitdaten von SPS als auch IT-Systemdaten berücksichtigt. Die beiden Unternehmen arbeiten eng zusammen, um innovative IoT-Lösungen für die verarbeitende Industrie zu entwickeln.
Die Lösung: Integration und Effizienzsteigerung
Für die Lösung ist es wichtig, dass die Daten in einem offenen Format vorliegen, sodass die IT-Systeme der Kunden problemlos verbunden werden können, ohne dass eine umfassende Umgestaltung der Maschinen erforderlich ist.
Die Technologie von Perinet fokussiert sich auf die Datenerfassung und -verarbeitung. Perinet kümmert sich um die Hardware und die Erfassung, Darstellung und Ausgabe von Maschinendaten, während Zentinel diese Informationen für spezifische Anwendungsfälle aufbereitet und dadurch für Kunden die Use-Case-spezifische Anpassung vorwegnimmt. Die Netzwerkadapter „ZentNode“ von Zentinel basieren auf den „periNODE“-Adaptern von Perinet. Sie sind in der Lage, Sensorsignale von Maschinen direkt in Daten umzuwandeln und wichtige Kennzahlen wie Zykluszeiten, Temperaturen und Alarme lokal zu berechnen. Diese Geräte sind robust, für den Einsatz direkt an Maschinen konzipiert und reduzieren die Komplexität, da sie die Datenverarbeitung direkt an der Quelle durchführen.
Ein wesentlicher Vorteil der Perinet-Technologie besteht darin, dass die bestehenden Automatisierungssysteme nicht verändert werden müssen. Die periNODEs bzw. ZentNodes laufen parallel zu den bestehenden Systemen und ermöglichen eine unabhängige Datenerfassung. Dies minimiert das Risiko von Störungen und ermöglicht eine nahtlose Integration in bestehende Prozesse.
Die Daten werden über Single Pair Ethernet (SPE) und einen Edge-Computer mit einem MQTT-Broker und einer SQL-Datenbank verarbeitet. Diese Architektur ermöglicht es, die Daten in Echtzeit zu erfassen und lokal zu speichern, während die Kunden die Möglichkeit haben, die Datenverarbeitung entweder lokal oder in der Cloud durchzuführen.
Die ZentNodes von Zentinel sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und bedienen unterschiedliche Anwendungen:
- ZentNode MT zur Messung von Wasser-, Gas- oder Stromverbrauch. Der ZentNode MT zählt Pulse und wandelt diese in Einheiten wie Liter, Kubikmeter oder kWh um. Der Adapter gibt sowohl sofortige als auch kumulierte Werte an einen MQTT-Broker aus und kann Alarme generieren, wenn der Verbrauch von definierten Grenzwerten abweicht.
- ZentNode CT zum Zählen von Teilen, Messung von Geschwindigkeit oder Produktionszeiten. Die CT-Ausführung berechnet maximale, minimale und durchschnittliche Werte innerhalb eines definierten Zeitraums. Er gibt die berechneten Werte genauso an einen MQTT-Broker weiter und kann Alarme generieren oder Ausgänge aktivieren, wenn die Werte von den definierten Grenzwerten abweichen (z. B. Maschinenstillstand oder hoher Zykluszeit).
- ZentNode AL zur Überwachung von analogen Signalen wie Füllstand, Druck oder Temperatur. Die Variante AL wandelt und skaliert das Signal in technische Einheiten im digitalen Format. Alarme werden über MQTT generiert, wenn die gemessenen Werte bestimmte Schwellen überschreiten (LowLow, Low, High, HighHigh).
- ZentNode IO zur Überwachung und Fernsteuerung von Aktuatoren wie z.B. Motoren oder Pumpen, zum Auslesen lokaler Warnsignale (Materialmangel, Maschinenstop, etc.) und zur Digitalisierung von Bedienfelden. Der Adapter verfügt über 2 konfigurierbare 24VDC-I/O-Kanäle und veröffentlicht den Status der I/O-Kanäle mit durch den Nutzer definierbarem Text. Die Ausgangskanäle werden entsprechend dem Status des abonnierten MQTT-Topics aktiviert.
- ZentNode OEE ist ein intelligenter Produktionsmonitor zur Ermittlung von Produktivität, Durchsatz und Maschinenverfügbarkeit in Echtzeit. Überwacht werden können produzierte Teile, abgelehnte Teile, Qualität, Lauf- und Leerlaufzeiten, Maschinenverfügbarkeit und -performance.
Die Adapter sind einfach zu installieren und erfordern lediglich die Verbindung mit einem vorhandenen Sensor oder Aktor sowie die Konfiguration über einen Browser. Mit einer flexiblen und sicheren Architektur sind die Produkte von Perinet und Zentinel bestens auf kommende gesetzliche Anforderungen, wie den Cyber Resilience Act, vorbereitet.
Das Ergebnis: Optimierte Produktionsprozesse und Zukunftssicherheit
Mit den ZentNodes können Unternehmen in der verarbeitenden Industrie auf einfache Weise Produktionsprozesse effizient digitalisieren, ohne in bestehende Systeme einzugreifen, und somit eine bessere Datennutzung und Optimierung ihrer Abläufe erreichen. Gegenüber anderen branchenüblichen OT-Netzwerklösungen erfordern die Adapter von Perinet und Zentinel keine zusätzlichen Master-Komponenten, was die Installation vereinfacht und kostengünstiger macht.
Zentinel arbeitet mit Systemintegratoren zusammen, um die Lösungen in verschiedenen Regionen zu implementieren und sucht ständig nach neuen Partnern, die die Produkte an Maschinen anschließen und mit grundlegenden Technologien wie SQL-Datenbanken und Ethernet TCP/IP vertraut sind. Interessierte Unternehmen können sich über E-Mail oder die Website von Zentinel melden, um Partnerschaften einzugehen.
Mit diesen Lösungen sind Unternehmen bestens gerüstet, ihre Produktionsprozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern und sich auf zukünftige gesetzliche Anforderungen vorzubereiten. Kunden profitieren von einer offenen, flexiblen und sicheren Lösung, die eine nahtlose Integration in bestehende IT-Systeme ermöglicht und die Digitalisierung ihrer Produktionsprozesse vorantreibt.
