Bild: Eaton

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Nachdem sich die erste Generation der Informationstechnologie sicher in der Automatisierungsbranche etabliert hat, steht als nächster Schritt der Einsatz intelligenter Komponenten für die Vernetzung und den Anschluss an das Internet of Things (IoT) bevor.

Für die vierte industrielle Revolution – Industrie 4.0 – müssen Maschinen, Geräte, Sensoren und Menschen nahtlos miteinander kommunizieren und Daten austauschen können, um Produktionskosten zu senken und klare Vorteile im globalen Wettbewerb zu schaffen. Mithilfe Cloud-basierter Dienste können Produktionsressourcen und sogar ganze Produktionsstandorte miteinander vernetzt werden. In der Automatisierungstechnologie ist es häufig effizient, modular verteilte Systeme (beziehungsweise weitgehend dezentralisierte Systeme) zu entwickeln, weil dadurch der Entwicklungsaufwand reduziert, Upgrades einfacher durchgeführt und Wartungskosten gesenkt werden können.

Um dieses Ziel zu erreichen, müssen einfache Komponenten wie Antriebe mit variabler Drehzahl, Schütze, Schalter und Taster zu kommunikationsfähigen Geräten werden, die auf Basis von Umgebungsdaten eigenständige Entscheidungen treffen können. Das macht sie zu intelligenten Komponenten – auch „Smart Devices“ genannt. Bei der Konzeption einer für Industrie 4.0 geeigneten Maschine sollten diese Komponenten zu den allerersten Modulen gehören und nicht erst in nachgelagerten Phasen eingebunden werden.

Vom intelligenten Gerät zum cyber-physischen Produktionssystem

Wenn eine Komponente wie beispielsweise ein Motor zusammen mit Sensoren und einem intelligenten Gerät verwendet wird, kann sie ein cyber-physisches System (CPS) bilden. Bei einer Maschine mit mehreren Motoren können diese CPS-Einheiten miteinander kommunizieren und zu einem unabhängigen cyber-physischen Produktionssystem (CPPS) zusammengefasst werden. Nur Produktionsanweisungen (zum Beispiel eine Konfigurationsänderung) oder CPPS-Informationen, die externe Aktionen wie eine vorausschauende Wartung erfordern, werden über Industriestandardprotokolle wie OPC-UA zwischen dem CPPS und dem Steuersystem der Smart Factory ausgetauscht. Bei diesem dezentralisierten Ansatz wird die Menge der „Big Data“, die in die Cloud übertragen werden, verringert.

Whitepaper IoT-Lösungen für Maschinen und Anlagen

In dem White Paper „IoT für industrielle Anwendungen“ geben Eaton und T-System dem Mittelständler im Maschinen- und Anlagenbau wichtige Hinweise für den Einstieg in die Industrie 4.0. Bisher fehlten hierfür einfache Lösungen für die Bereitstellung der Daten, eine standardisierte Kommunikation und den Daten Transfer in die Cloud.

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