Diagnosegateway für eine schnelle Auswertung

Die Lösung ist einfach zu implementieren, sorgt für klare Ansagen im Fehlerfall und ermöglicht durch eine beschleunigte Fehlerbehebung eine hohe Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen. Das Cube-System ist ein leistungsstarkes, dezentrales Feldbussystem, das in vielen Maschinen und Anlagen eingesetzt wird. Es ist modular aufgebaut. Installationskonzepte können mit einer großen Anzahl an Eingangsmodulen, Ausgangsmodulen und gemischten Modulen sowie einer breiten Palette an Funktionsmodulen (beispielsweise IO-Link, RS 485) präzise auf die konkreten Anforderungen einer Applikation zugeschnitten werden. Mit einer Systemleitung werden sowohl Kommunikationsdaten wie auch Versorgungsspannungen übertragen. Dabei können an den vier Strängen eines jeden Busknotens bis zu 32 Module angeschlossen werden. Die entscheidenden Pluspunkte des Cube-Systems sind die steckbaren Anschlüsse, der Vollverguss der Module, die ausgeprägte Multifunktionalität der Kanäle sowie die umfangreichen Diagnosemöglichkeiten.

Um die Diagnosedaten auszuwerten und nutzbar zu machen, war bisher ein großer Programmieraufwand zu leisten. Weil unterschiedliche Steuerungen jeweils andere Diagnosekonzepte erfordern, war diese Arbeit häufig für jede Anlage neu zu erledigen. Bei diversen Steuerungen konnte der komplette Diagnoseumfang bis dato nicht ausgeschöpft werden. Daraus resultierte, dass Fehler nicht schnell genug lokalisiert werden konnten. Im ungünstigsten Fall entstanden lange Ausfallzeiten. Das kostete Zeit, Geld und Nerven.

Mit dem neuen Cube67-Diagnosegateway steht ein praktisches Tool zur Verfügung, das die Diagnosedaten aus dem Cube-System auf einfache und schnelle Weise ausliest und zur Verfügung stellt. Mit seiner robusten Bauform und dem bewährten Vollverguss ist dieses Diagnosegateway für den Einsatz in rauer industrieller Umgebung ausgelegt. Es wird in die Linie zwischen dem Cube-Feldbusknoten und den (bis zu) vier Strängen eingebunden. Über eine Standard-Ethernet-Schnittstelle wird das Diagnosegateway mit der Kommunikationsebene verbunden.

Komplette Topologiedarstellung

Wird das Cube-System gestartet, dann liest das Diagnosegateway die gesamte Topologie aus und fortan die komplette Prozesskommunikation sowie sämtliche Diagnosemeldungen mit. Das Modul bereitet diese Daten visuell auf und stellt alle Informationen – unabhängig von der Steuerung und ohne zusätzliche Software – in jedem Browser und auch unabhängig von der Plattform in identischer Weise dar. Jeder, der eine Zugangsberechtigung zum Kommunikationsnetzwerk hat, kann nun auf diese Daten zugreifen, zum Beispiel am HMI, mit einem Tablet oder am fest installierten Rechner im Leitstand.

Auf dem Bildschirm wird die Anordnung der Module automatisch als übersichtliche Topologie dargestellt und zusätzlich in tabellarischer Form angezeigt. Dort werden alle Prozessdaten ausgegeben, zum Beispiel die Schaltzustände der einzelnen Ein- und Ausgänge. Diagnosemeldungen des Systems werden sowohl in der Topologie angezeigt wie auch in übersichtlicher Tabellenform.

Ein großer Vorteil des Tools ist ein Diagnosespeicher (Logbuch). Er erfasst „flüchtige Fehler“. Das sind Fehler, die nur temporär auftreten, beispielsweise wenn bei einem Kabelbruch in der Leitung einer Schleppkette bei bestimmten Verfahrwinkeln kein Kontakt besteht oder wenn ein Sensor immer just zu einer bestimmten Tageszeit durch Sonneneinstrahlung „überhitzt“ wird. Bei einer Steuerung wird ein „flüchtiger Fehler“, wenn er nicht mehr akut auftritt, nicht mehr angezeigt. Er ist quasi „behoben“. Das ist schlecht, denn oft ist ein solcher Fehler der Vorbote zu einem sich anbahnenden größeren Problem.

Das Tool stellt eine übersichtliche Tabelle im CSV-Format zum Download bereit, die eine Übersicht über die Module und Komponenten sowie über alle Ein- und Ausgänge der ausgelesenen Installationslösung enthält. In dieser Tabelle können Namen für die Komponenten vergeben und Bezeichnungen für alle möglichen Fehler im Klartext gepflegt werden. Diese Tabelle wird wieder importiert und das Tool greift daraufhin auf diese Namen und Bezeichnungen zurück.

Der Nutzer erhält damit – sowohl in der Topologiedarstellung wie auch in der tabellarischen Auflistung – keine „kryptischen“ Fehlermeldungen mehr, sondern klare Ansagen wie „Kurzschluss am Hydraulikaggregat“ oder „Drahtbruch am Analogsensor von Steckplatz zwei der Fördereinheit“. Mit dieser Information sind Fehler schnell zu finden.

Um sie auch schnell zu beheben, können über die CSV-Datei sogar Handlungsanweisungen mit konkreten Lösungsvorschlägen in die Systematik importiert werden, beispielsweise „Ventil schließen“ oder „Leitung austauschen“. Im Idealfall wird sogar die Artikelnummer des Austauschteils in der Tabelle mit angelegt. Das beschleunigt die Fehlerbehebung.

Die Logdaten des Cube67-Diagnosegateways können für den Versand oder für statistische Erhebungen abgespeichert werden. Das bietet beispielsweise die Möglichkeit, Schaltzyklen von Ein- und Ausgängen zu zählen und diese Information für die strukturierte Wartung in zyklischen Intervallen zu nutzen. Über ein Austauschformat können die Daten auch für weitere Systeme genutzt und direkt in unterschiedliche Anwendungen wie beispielsweise ERP- oder Cloudsysteme eingebunden werden.

Unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten

Vom Cube67-Diagnosegateway profitieren unterschiedliche Prozessbeteiligte im Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen. Hierzu gehört der Inbetriebnehmer, der mit dem Diagnosegateway die Topologie durchleuchtet und Schwachstellen wie Kurzschlüsse oder Topologiefehler (also Differenzen zwischen der Soll- und der Ist-Konfiguration) frühzeitig erkennt. Auch für IO-Tests ist das Modul sehr hilfreich. Ebenfalls profitiert das Servicepersonal des Maschinen- oder Anlagebauunternehmens, das Fehler durch eine temporäre Integration des Diagnosegateways schnell lokalisieren und im Sinne einer hohen Maschinenverfügbarkeit flott beheben kann. Auch eine dauerhafte Integration ist interessant, um über einen Remotezugriff Einblicke in die Maschine oder Anlage erhalten zu können und beispielsweise den Elektriker vor Ort aus der Ferne anleiten zu können. Den Nutzen hat auch der Betreiber einer Maschinen oder Anlage, der das Diagnosegateway dauerhaft einbettet und auf sich anbahnende Problemsituationen frühzeitig reagieren kann. Im günstigsten Fall hat er Handlungsanweisungen für den Fehlerfall in seine Systematik eingebunden und der Monteur kann auf dem Weg zur Maschine schon das richtige Ersatzteil aus dem Lager mitnehmen. eh