Bis vor kurzem boten die Maschinen nur begrenzte Überwachungsmöglichkeiten. Das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) hat jedoch neue Wege eröffnet, um Maschinendaten zu erhalten und darauf zuzugreifen, ihre Bedeutung zu verstehen und den Betrieb von Anlagen effizienter zu gestalten. Diese Kombination von Informations- und Betriebstechnologien umfasst die intelligente Automatisierung, die die Fernüberwachung und -verwaltung von Anlagen , die vorausschauende Wartung und die Prozessoptimierung ermöglicht, was letztlich zu einer höheren Rentabilität führen kann.

Obwohl Automatisierung und intelligente Automatisierung miteinander verwandt sind, sind sie nicht dasselbe. Im Kern geht es bei der Automatisierung darum, durch den Einsatz von Maschinen und Technologien die Effizienz der Fertigung zu steigern, die Produktivität zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken. Die Hinzufügung einer "intelligenten" Komponente ist ein großer technologischer Sprung gegenüber der herkömmlichen Automatisierung, da sie eine neue Kommunikationsebene zwischen Bediener und Maschine einführt, die die Fähigkeit zur weiteren Verbesserung der Investitionsrentabilität erheblich verbessert.

Banner Engineering steht an der Spitze dieser intelligenten Automatisierungsentwicklung und verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz bei der Entwicklung fortschrittlicher Technologien, so dass Maschinen eine Stimme" erhalten, die dem Benutzer in Echtzeit eine Vielzahl wichtiger Betriebsinformationen liefert. Mehr als 55 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Sensoren, Beleuchtungs-, Sicherheits- und anderen Produkten für Kunden auf der ganzen Welt bilden das starke Fundament, auf dem das IIoT-Portfolio von Banner aufgebaut wurde.

Intelligente Automatisierung geht weit über Sensoren hinaus, die Objekte auf einem Förderband erkennen und ein Licht einschalten, um dem Bediener mitzuteilen, dass ein Teil nicht dort ist, wo es sein soll. Intelligente Automatisierung bedeutet, dass die vom Sensor gelieferten Daten in Informationen umgewandelt werden, die weit über den engen Rahmen der Anwesenheit von Teilen hinaus nützlich sind. Diese Informationen können den Benutzern helfen, wichtige Entscheidungen zu treffen, z. B. wann Materialien bestellt werden müssen, wann Mitarbeiter, Produktion und Wartung geplant werden müssen, ob und wann Produktionslinien aufgerüstet werden müssen und vieles mehr.

So kann beispielsweise ein Metallstempelungsbetrieb mit begrenzten Datenintelligenzfähigkeiten so umgestaltet werden, dass er zuvor unzugängliche Informationen sammelt und interpretiert, um Maschinenverfügbarkeit, Leistung und Qualität zu verstehen, die die Grundlage für OEE bilden. Qualität und Leistung können mit Hilfe von photoelektrischen Sensoren überwacht werden, die die die Presse verlassenden Gutteile zählen, und die Druckmessungen der Stickstoffkissen der Presse können analysiert werden, um niedrige Drücke mit einer Qualitätsminderung in Verbindung zu bringen. Die Maschinenverfügbarkeit lässt sich leicht über Stromüberwachungssensoren überwachen, die an den Motorkabeln installiert sind.

Mit Hilfe der Stromüberwachungsdaten lässt sich auch der Energieverbrauch der Geräte verfolgen. Durch die Kombination der Strommessung mit der Versorgungsspannung und die Überwachung dieses Ergebnisses über einen längeren Zeitraum können die Betriebsleiter die Kosten für den Betrieb ihrer Anlagen genauer einschätzen. Diese Daten können nicht nur zeigen, welche Geräte am kostengünstigsten zu betreiben sind, sondern auch als Grundlage für künftige Geräteentscheidungen dienen, indem die Kosten für die Wartung und den Betrieb vorhandener Geräte mit den Kosten für neue Geräte, die weniger Energie verbrauchen, verglichen werden.

Traditionell lassen große Hersteller ihre Motoren und Lager monatlich oder vierteljährlich von einem Schwingungsexperten analysieren, der die Messwerte verfolgt und versucht, Probleme proaktiv zu beheben, bevor es zu Ausfällen kommt. Andere Unternehmen führen in regelmäßigen Abständen Wartungsarbeiten durch oder ersetzen Geräte, wenn sie ausfallen. Umfangreiche Sensordaten können jedoch für die vorausschauende Wartung genutzt werden: Erkennen, wann eine Wartung erforderlich ist, und proaktives Angehen von Problemen, bevor die Geräte ausfallen.

Ein weiteres Beispiel ist die Nutzung von Daten zur Verbesserung der Effizienz und Betriebszeit von Druckluftsystemen. Durch den Einbau von Vibrations-, Temperatur- und Stromsensoren in den Kompressormotor sowie nachgeschalteten Drucksensoren können die Daten im Laufe der Zeit analysiert werden, um Trends zu erkennen. Wenn die Sensoren einen anormalen Anstieg der Motortemperatur erkennen, kann sofort ein Techniker zum Kompressor geschickt werden, um ihn zu überprüfen. Wenn der Motor häufiger zu laufen beginnt und der Systemdruck zu stark schwankt, kann dies ein Zeichen für ein Luftleck sein. Die Techniker können das Problem sofort ausfindig machen und übermäßigen Energieverbrauch und Kosten vermeiden.

Die Fernüberwachung des Systems ist einer der größten Vorteile der intelligenten Automatisierung. Je nach Bedarf liefern komplette End-to-End-IIoT-Lösungen Daten über kabelgebundene Ethernet-Verbindungen, drahtlos über Mobilfunkverbindungen und über Cloud-Dienste, um das erforderliche Personal zu erreichen, wo immer es sich befindet. Produktions- und Wartungsentscheidungen können auf der Grundlage von Echtzeitinformationen getroffen werden, selbst wenn die Benutzer nicht vor Ort sind. Dies ist besonders nützlich für die Verbesserung des Risikomanagements in schwer zugänglichen oder potenziell gefährlichen Bereichen, z. B. für die Fernüberwachung langer Pipelines auf Lecks oder die Verfolgung der ordnungsgemäßen Platzierung von Gegenständen, die durch dunkle und schmutzige Bereiche befördert werden.

Um die intelligente Automatisierung Wirklichkeit werden zu lassen, bietet Banner eine große Auswahl an Geräten, die IO-Link, ein Industriestandard-Kommunikationsprotokoll, enthalten. Mit diesem Protokoll können Geräte und Software verschiedener Hersteller problemlos miteinander kommunizieren und Daten austauschen, was eine nahtlose Interoperabilität über industrielle Netzwerke hinweg ermöglicht. Da die IO-Link-Geräte von Banner auch diskrete Signale senden, können sie standardmäßige ungeschirmte 3-polige M12-Kabel verwenden. Diese leicht erhältlichen Kabelsätze sind kostengünstig und schnell zu installieren und unterscheiden sich nur in der Länge. Durch die standardisierte Verkabelung werden außerdem Verdrahtungs- und Pinout-Fehler vermieden und die Installationszeit verkürzt.

IO-Link-Geräte sind für einen einfachen Gerätetausch konzipiert, der keine umfangreichen technischen Kenntnisse erfordert. Mit dem Data Storage Mode kann die Konfiguration des Sensorgerätes auf einem Port des IO-Link-Masters gespeichert werden. Wenn ein Sensor beschädigt ist, kann selbst ein ungeschulter Bediener den beschädigten Sensor schnell gegen einen neuen austauschen. Die richtige Gerätekonfiguration wird automatisch geladen, und der neue Sensor ist einsatzbereit. Es werden keine Handbücher, Konfigurationsunterlagen oder Firmware-Updates benötigt.

Eine weitere Kostensenkungstaktik, die durch die IO-Link-Technologie ermöglicht wird, besteht darin, passive Anschlussblöcke durch stapelbare, platzsparende IO-Link-Hubs zu ersetzen. Diese Methode vereinfacht die Verbindungen, indem IO-Link-Signale an einen Industrie-Controller zurückgesendet werden, der alle Signale aggregiert und über eine einzige Ethernet-Verbindung an einen Schaltschrank ausgibt. Es reduziert Verdrahtung, Kosten, Installations- und Fehlerbehebungszeit, Komplexität und ermöglicht einen kleineren Schaltschrank. Hunderte von Einzelkabeln zu einem Schaltschrank können durch sechs Ethernet-Kabel ersetzt werden.

Für Anwender mit Nicht-IO-Link-Geräten kann Legacy-Hardware an IO-Link-Master mit Banner IO-Link-Konvertern angeschlossen werden. Diese Konverter wandeln verschiedene Arten von Signalen in IO-Link um und ermöglichen dem Bediener den Zugriff auf Sensordaten, ohne dass er teure und komplizierte Maschinen komplett umrüsten muss.

Das Herzstück des IIoT-Portfolios von Banner ist Snap Signal, eine Suite aus modularer Hardware und Software, die verwertbare Maschinendaten liefert. Datensignale werden von praktisch jeder neuen oder vorhandenen Quelle erfasst, unabhängig vom Hersteller, und in ein Industriestandardprotokoll umgewandelt. Die Daten werden dann lokal, in einem Unternehmensnetzwerk oder in der Cloud verteilt und können so einfach genutzt werden. Dies ermöglicht und vereinfacht die komplexe Aufgabe der Datenerfassung, -analyse und -visualisierung. Dank der Fähigkeit von Snap Signal, nahezu jedes Sensorsignal in einer Fabrikhalle zu integrieren, kann Banner E/A-Systeme aufbauen, die die umfangreichen Daten von neuen und älteren Geräten vollständig nutzen.

Zu diesem Zweck zapft Snap Signal den Datenstrom eines Geräts an, unabhängig davon, ob es sich um ein diskretes, analoges oder ein anderes Signal handelt. Auch wenn die Gerätetypen in der Regel nicht miteinander kompatibel sind, übernehmen Konverter ihre Datenströme und wandeln sie in passende Industriestandards um; man denke an IO-Link oder Modbus. Durch die Konvertierung unterschiedlicher Signale in einen einheitlichen Standard können ältere Sensoren problemlos eingebunden und Daten nahtlos über mehrere IIoT-Ökosysteme hinweg übertragen werden.

Snap Signal kombiniert Leistungsdaten mit Prognoseinformationen. So kann beispielsweise ein Radarsensor, der das Flüssigkeitsvolumen in einem Tank überwacht, diesen Füllstand über einen Leuchtbalken an der Seite des Schiffes anzeigen. Wenn der Füllstand des Tanks zu niedrig wird, kann eine angeschlossene Steuerung die gesamte Anzeige zum Blinken bringen und einen Bediener benachrichtigen oder eine Textnachricht an andere Bediener senden, dass der Tank gefüllt werden muss, um eine Unterbrechung der Produktion zu vermeiden. Ein Temperatur- und Feuchtigkeitssensor kann in dasselbe System eingebunden werden, um ein nahe gelegenes Gehäuse zu überwachen und sicherzustellen, dass es nicht überhitzt und zu einem Ausfall der SPS oder anderer Elektronik führt. Indikatoren, Sensoren, Konnektivität und Logik können zusammen eingesetzt werden, um die Effizienz zu steigern und Ausfallzeiten zu reduzieren.

Die Intelligenz, die intelligente Automatisierungssysteme antreibt, findet sich in den Steuerungen der Serie DXMR90 von Banner. Diese kompakten, programmierbaren Geräte konsolidieren Signale aus mehreren Verbindungen, verarbeiten Daten und bieten ein Gateway zum IIoT. Integrierte Logik-Controller ermöglichen die lokale Verarbeitung von Aktionsregeln und Skripten für die Datenanalyse, Zustandsüberwachung, vorausschauende Wartung, OEE-Analyse, Diagnose und allgemeine Fehlersuche. 

Mit diesen zukunftsweisenden Lösungen ermöglicht Banner eine intelligentere Automatisierung und liefert das Versprechen des IIoT an Unternehmen aller Größenordnungen auf der ganzen Welt.