Meldungen im Blick

Management

Cloud-Technologie - Phoenix Contact setzt in der eigenen Produktion eine cloudbasierte Lösung ein, die Statusmeldungen und Alarme an die vom Mitarbeiter getragene Smartwatch sendet.

05. April 2017
In der vollautomatischen Anlage werden die Bestandteile von Gehäusen anwenderspezifisch verpackt.
Bild 1: Meldungen im Blick (In der vollautomatischen Anlage werden die Bestandteile von Gehäusen anwenderspezifisch verpackt.)

Das breite Produkt-Portfolio von Phoenix Contact erfordert intelligente und zukunftsweisende Produktionsanlagen. Diese und weitere Maschinen sind am Standort Blomberg in großflächigen Fertigungshallen untergebracht. Dabei verantworten die Bediener nicht nur eine, sondern mehrere Applikationen. Damit sie unterbrechungsfrei produzieren, kommt der Reaktionszeit der Mitarbeiter auf unvorhergesehene Ereignisse eine große Bedeutung zu. Sobald der Nachschub an Bauteilen stockt oder einfache Statusmeldungen nicht umgehend quittiert werden, muss der Bediener im ersten Schritt sofort eine Information über das jeweilige Ereignis erhalten, wo auch immer er sich in der weitläufigen Fertigungshalle befindet.

In einigen großen Produktionsstätten in Blomberg, in denen Elektronikprodukte in hoher Taktzahl hergestellt werden, tritt ein entsprechender Lärmpegel auf. Vor diesem Hintergrund eignen sich akustische Warnmeldungen dort lediglich bedingt. Gleiches gilt für visuelle Lösungen, denn dann müsste sich der Mitarbeiter im unmittelbaren Umfeld der betreffenden Maschine aufhalten, was oftmals nicht der Fall ist. Daher suchten die Produktionsverantwortlichen nach einer Lösung, welche die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine effizienter gestaltet. Die Cloud-Technologie eröffnet hier neue Möglichkeiten, die zahlreichen vorhandenen Maschinen zu vernetzen und die Bediener zeitnah über Störungen zu informieren

Schneller Verbindungsaufbau

Die im eigenen Unternehmen entwickelte Proficloud-Lösung lässt sich einfach in bestehende Applikationen integrieren. Ist in der Maschine bereits eine Steuerung mit Profinet-Controller-Funktionalität verbaut, erweist sich der Einstieg in die Cloud-basierte Automation einfach und sicher. In der Fertigungshalle in Blomberg soll die Maschine Statusmeldungen und Alarme direkt an eine Smartwatch senden, die der Bediener an seinem Handgelenk trägt.

Im konkreten Fall wurde in einer Maschine, welche die Bestandteile von Gehäusen vollautomatisch vereinzelt, sortiert und anwenderspezifisch verpackt, ein Proficloud-Koppler installiert. Nachdem das Gerät montiert und verdrahtet worden war, erfolgte die Konfiguration. Kurze Zeit später stand die Internet-Verbindung und somit die Ankopplung der Maschine an die Proficloud. Im nächsten Schritt programmierten die Kollegen aus dem unternehmenseigenen Maschinenbau mit dem zur Verfügung gestellten Software Development Kit für Java (SDK4J) eine Proficloud-App, mit der die Smartwatch zu einem Teilnehmer der Proficloud gemacht wird. Nach der Installation der App konnten die Mitarbeiter die Smartwatch im Proficloud-Manager auf der Internet-Seite www.proficloud.net mit dem Koppler verbinden.

Anschließend wurde die Smartwatch in das Profinet-Netzwerk der Maschine integriert und die entsprechenden Prozessdaten im SPS-Programm verknüpft. Dazu kommen die bekannten Mechanismen des Profinet-Standards zum Einsatz. Nachdem die beschriebenen Schritte umgesetzt waren, werden dem Bediener nun sämtliche Meldungen der Maschine auf seine Smartwatch übermittelt.

Sicherheitsaspekte berücksichtigen

Bei Cloud-basierten Anwendungen müssen selbstverständlich die notwendigen Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Deshalb ist die Datenübertragung der Proficloud-Koppler und -Devices standardmäßig durch eine TLS-Verschlüsselung (Transport Layer Security) vor unbefugten Zugriffen geschützt. Sogar die Web-Applikation zur Parametrierung der Proficloud wird via HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure) an den Anwender weitergeleitet und ist folglich nicht für unautorisierte Stellen zugänglich. Darüber hinaus sichert die Cloud-Anwendung das lokale Profinet-Netzwerk ab. Zu diesem Zweck sind die beiden Ethernet-Ports des Proficloud-Kopplers für die Internet- und Profinet-Kommunikation physikalisch voneinander getrennt und nur in der Applikationsschicht verbunden.

Trotz der beschriebenen Sicherheitsaspekte gestaltet sich die Handhabung der Proficloud einfach und Firewall-freundlich, da der Internet-Port 443 für den Datenaustausch verwendet wird. Bei Port 443 handelt es sich um den in TCP-Verbindungen (Transmission Control Protocol) offiziell bei der IANA (Internet Assigned Numbers Authority) registrierten Anschlusskanal für eine sichere HTTPS-Übertragung.

Umfassende Auswertung

Neben der Integration von Smart Devices können auch die Sensorik und Aktuatoren entweder direkt mit eigener Intelligenz oder über Proficloud-Steuerungen in die Cloud-basierte Lösung eingebunden werden. In diesem Fall sendet die Maschine die Daten der Sensoren an die IT-gestützten Big-Data-Infrastrukturen, wo sie ausgewertet werden und entsprechende Reaktionen in der Applikation auslösen. In den meisten Fällen weiß der Hersteller, wie und wann welcher Fehler in seiner Maschine auftreten kann. Der Betreiber oder Anwender benötigt hingegen intelligente Analysesysteme, die konsequent Big-Data-Applikationen nutzen. Speziell für die jeweilige Anlage erstellte virtuelle Proficloud-Devices könnten hier die Auswertung übernehmen. Die Anlagendaten würden vom virtuellen Proficloud-Device über das Profinet-Protokoll erfasst, in der Cloud analysiert und danach die entsprechenden Handlungen oder Handlungsempfehlungen an die Anlage und deren Bediener zurückgemeldet.

Bei der Verkettung einzelner Maschinenteile oder Anlagen erweist sich die Kommunikation über die Cloud ebenfalls als effizienter als derzeit etablierte Lösungen. Interessante Möglichkeiten ergeben sich ferner bei der Modernisierung vorhandener älterer Anwendungen, wenn deren Mechanik möglichst unverändert weiterverwendet werden soll.

Abschließend bleibt festzustellen, dass sich die im Produktionsbereich von Phoenix Contact umgesetzte Überwachungslösung auf Basis einer Smartwatch und des Proficloud-Systems als einfach realisierbar gezeigt hat. Das Automatisierungssystem der Maschine ist zugriffssicher mit der Cloud verbunden, die dem Anwender vielfältige Möglichkeiten eröffnet. So lassen sich Big-Data-Analysen und Data Mining durch die Cloud-Technologie einfacher und besser nutzen und damit Ressourcen sparen sowie die Produktivität erhöhen.

Erschienen in Ausgabe: 01/2017