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Feldbus InstandhaltungHannover Messe Halle 9, Stand D58

Fachartikel

Das Funktionieren von Feldbus und Industrienetzwerk setzen Anwender noch viel zu oft mit der ausreichend hohen Qualität der Datenkommunikation gleich. Obwohl diese für den stabilen Maschinen und Anlagenbetrieb zwingend erforderlich ist, setzt sich ein Bewusstsein für die Notwendigkeit eines Monitorings zur vorausschauenden Zustandsüberwachung in der industriellen Automatisierung nur langsam durch. Mit einer aktuellen Umfrage unter Webinar-Teilnehmern und seinem jährlichen Vortex Report zeigt Indu-Sol den Nachholbedarf auf.

 „Einmal alle zwei Jahre oder jede 30.000 km“ lauten etwa die Empfehlungen von Automobilisten für die Intervalle einer regelmäßigen Inspektion. Diese Termine basieren zwar auf langjährigen Erfahrungen, sind aber nur Richtwerte. Zusätzlich können zwischen den Intervallen betriebsabhängig weitere kleine Arbeiten nötig sein wie Kühlwasser auffüllen oder Reifendruck prüfen. Der Fahrer hat bei Einhaltung seiner Inspektionsvorgaben ein gutes Gefühl.   

FeldbusBei Autos trägt dazu inzwischen auch die hochentwickelte Onboard-Diagnose bei. Sie informiert rechtzeitig über Anomalien von Komponenten, stellt eine Diagnose und gibt bestenfalls noch eine Handlungsempfehlung aus. Dieses Prinzip ist heute auch bei mechanischen Komponenten in Maschinen und Anlagen üblich. Die Funktion von Feldbus und Industrienetzwerk wird allerdings noch viel zu oft ohne Instandhaltung vorausgesetzt. Doch ist diese vernachlässigbar und wenn nicht, wieviel Instandhaltung nötig?

Praxisbericht zu Instandhaltung von Feldbus und Netzwerk

Die Messingenieure der Thüringer Indu-Sol GmbH werden im Jahr zwischen 400 und 700 Mal von Kunden aus verschiedensten Industriebranchen gerufen. Der Grund: Es treten zunehmend mysteriöse, nicht reproduzierbare Ereignisse in deren Produktionsanlagen sporadisch auf, welche die Abläufe punktuell stören.

Wenn überhaupt, hilft ein Tausch der Komponenten hier nur kurzfristig. Über eine messtechnische Analyse der Datenkommunikation lassen sich jedoch viele Symptome ermitteln wie veraltete Firmware von Geräten oder abgeschliffene Kontakte. Auch eine elektromagnetisch unverträgliche Maschinen- und Anlageninstallation wirkt sich nachteilig auf die Qualität der Kommunikation im Maschinen- und Anlagenbetrieb aus.

FeldbusIn seinem jährlichen Vortex-Report veröffentlicht Indu-Sol die aktuellen Erkenntnisse aus den Messeinsätzen des jeweils zurückliegenden Jahres. 2019 sind die Messingenieure insgesamt 437 Mal ausgerückt. Davon war nur etwa jeder zweite Einsatz planmäßig und damit vorbeugender Art im Rahmen einer regelmäßigen Inspektion von Feldbus und Netzwerk. Die andere Hälfte setzte sich aus Fehlersuchen zusammen aufgrund bereits spürbar eingetretene Qualitätsverschlechterungen in den Automatisierungsprozessen, welche die Betreiber weder erklären noch selbst beheben konnten. Unter 185 Fehlersuchen gab es sogar 123 SOS-Einsätze. Hier musste der Servicetechniker aufgrund schwerwiegender Störung sofort vor Ort kommen, um den sonst anhaltenden Produktionsstillstand abzuwenden.

Bei der Fehlersuche in Profibus Netzwerken wurde mehr als jeder zweite Einsatz als SOS Ruf deklariert, im Profinet nur jeder fünfte. Bei Profinet hat sich angelehnt an die Erfahrungen mit Profibus die vorbeugende Wartung mit regelmäßigen bis permanenten Messungen durchgesetzt.

Ist Langlebigkeit der Feldbusse planbar?

Gut ein Drittel der Teilnehmer eines Indu-Sol Webinars gab jedoch an, keine gezielte Netzwerkinstandhaltung durchzuführen. Nur in 7 % der Fälle gibt es dieser Umfrage zufolge einen eigenen Budgetposten. Eine dauerhafte Zustandsüberwachung von Feldbussen und Industrienetzwerken ist also immer noch keine Standards. Immerhin planen zumindest die Teilnehmer des oben benannten Webinars überwiegend mit einer Maschinen-, Anlagenverfügbarkeit von mindestens 95 % und zwar oftmals für mindestens 20 Jahre.

Feldbus UmfrageUm dieses Ziel zu erreichen, gehört eine dauerhafte Zustandsüberwachung von Anfang an in alle Feldbusse bzw. jedes Netzwerke. Bei neuen Profinet Anlagen setzt sich dieser Gedanke zunehmend durch. Bereits bei der Inbetriebnahme der Feldgeräte wird eine Abnahmemessung durchgeführt. Damit lässt sich die Qualität der Errichtung der Anlage nachweisen. Zudem ist sichergestellt, dass die Anlage mit 100 % Funktionsreserve am Start ist.

Zudem ist die aktuelle Topologie dokumentiert, wodurch sich spätere Änderungen im Netzwerkaufbau der Bussysteme identifizieren lassen. Dies gewinnt nicht zuletzt in Bezug auf die zunehmende Vernetzung und den damit in Zusammenhang stehenden höheren Sicherheitsanforderungen an Bedeutung. Eine dauerhafte Zustandsüberwachung ab dem ersten Telegramm sorgt für eine bedarfsgerechte Instandhaltung.

Automatisiert überwachen, melden bei Bedarf

Feldbus UmfrageMit dem von Indu-Sol entwickelten System zur Permanenten Netzwerküberwachung (PNÜ) lassen sich Feldbusse und Netzwerke dauerhaft rückwirkungsfrei überwachen. So kann man bei Bedarf sofort eine Aussage über den jeweiligen Zustand der Feldbussysteme treffen. Dazu ermitteln sogenannte Inspektoren, sprich passive Datensammler, die nötigen Qualitätswerte aus den Netzwerken und alarmieren vorbeugend, sobald sich kritische Veränderungen abzeichnen.

In Ethernet basierten Netzwerken können das zum Teil auch die Ethernet Switches leisten, sofern sie managebar sind. Die zentrale Monitoringsoftware Promanage NT liest die Diagnosedaten der Isspektoren sowie die Portstatistiken der Switches aus und bündelt diese auf einem zentralen Server. So ergibt sich selbst in weit verzweigten Strukturen ein leicht erfassbarer Gesamtüberblick. Bei Bedarf lässt sich die Analyse mit wenigen Klicks bis auf das einzelne Gerät zurückverfolgen, welches die Meldung abgesetzt hat.

FeldbusumfrageIn Promanage NT können Betreiber sich diese Informationen mit topologischen Darstellungen und Hallenlayouts zu einer zentralen Datenbank kombinieren. Diese aktualisiert sich selbst, meldet kritische Ereignisse vorbeugend und stellt mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz präzise Diagnoseinformationen auf den Punkt bereit. Dank der nun bedarfsgerechten Wartung amortisiert sich die Anfangsinvestition in die Lösung schnell. Ein vorzeitiger Gerätetausch wird so vermieden, weil die Zustandsüberwachung anzeigt, wenn Handlungsbedarf besteht.


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