Inhaltsverzeichnis
1. Maschinenbau als Vorreiter der Digitalisierung
2. Alles ist vernetzt – und standardisiert?
3. Power kommuniziert jetzt: Stromversorgung Pro 2
4. Und wie sieht es in der Praxis aus?
Sie sind vielen schon einen Schritt voraus: 88 % der Maschinen- und Anlagenbauer haben die Digitalisierung strategisch verankert und liegen damit deutlich über dem gesamtwirtschaftlichen Durchschnitt (74 %). Das zeigt eine Trendstudie von Tata Consultancy Services (TCS) und Bitkom Research aus 2017. Im Vorfeld der Hannover Messe 2018 konnte der Digitalverband Bitkom weitere wichtige Erkenntnisse liefern: Demnach sind bereits 24 %der Maschinen und Anlagen in deutschen Unternehmen mit dem Internet verbunden – Tendenz steigend. Der Monitoring-Report Wirtschaft Digital im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie bestätigt das: 93 % der Maschinenbauer bieten Produkte und Dienste digital an. Bis 2022 wird die Digitalisierung bei 72 % der Maschinenbauer eine starke strategische Rolle spielen. Die Ergebnisse zeigen: Der Maschinen- und Anlagenbau positioniert sich als Vorreiter im digitalen Zeitalter. Stellen wir uns vor, dass jede vierte Maschine heute schon smart und vernetzt ist. Das hat enorme Auswirkungen auf die Bereitstellung und Auswertung von Daten. Aber welche konkret?
Maschinenbau als Vorreiter der Digitalisierung
Daten sind das Gold von morgen. Eine permanente Vernetzung und Kommunikation generieren transparente und durchgängige Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette – immer und überall. Durch Predictive Maintenance können Ausfallzeiten und -kosten deutlich reduziert werden, denn durch Daten-Monitoring wird der Zustand der sich im Betrieb befindlichen Geräte bestimmt, um einzuschätzen, wann die Wartung durchgeführt werden muss. Ein Bereich, in welchem Datentransparenz und ein durchgängiges Monitoring bislang nicht erfolgt sind: die Stromversorgung im Schaltschrank. Hier unterstützt die Digitalisierung die Automatisierung durch Sammlung und Auswertung der bisher noch nicht berücksichtigten Daten. So können zunehmend ungeplante Stillstandzeiten vermieden, Fehler schneller gefunden und analysiert und zukünftig ungeplante Serviceeinsätze gezielt vermieden werden – und genau hier kann der Wettbewerbsvorteil liegen. „Neben der klassischen Funktion als Wandler bieten moderne Netzgeräte auch die Möglichkeit, wertvolle Daten durch modulare Kommunikation zu liefern. Das unterstützt z. B. Predictive Maintenance oder Langzeit-Monitoring“, bestätigt Stefan Wagner, Head of Product Management Power Supplies.
Alles ist vernetzt – und standardisiert?
Nein, denn Digitalisierung bedeutet eben nicht Standardisierung. Insbesondere in der Automatisierungstechnik gibt es eine Vielzahl von Feldbussen und somit physikalischen Schnittstellen und Protokollen. Die Wago Kontakttechnik GmbH & Co.KG vereinfacht mit dem steckbaren Kommunikationsmodul bei der Stromversorgung die kompletten Planungs-, Konstruktions- und Freigabeprozesse. Sollte sich die gewünschte Kommunikationsschnittstelle ändern, muss nur das Interface getauscht werden und nicht das gesamte System. „Das optional steckbare Kommunikationsinterface, die IO-Link-Schnittstelle und die Konfigurationsmöglichkeiten der neuen Wago Stromversorgung Pro 2 können den Anwender schon heute ins digitale Zeitalter bringen“, so Jürgen Pfeifer, IoT & Cloud Partnermanager bei Wago.
Außerdem ergänzt der erfahrene Automatisierungsexperte: „IO-Link wird oft eng in Verbindung mit Industrie 4.0 gebracht. Doch die Vorteile liegen auch ganz klar im Bereich der Kompatibilität zu vielen Feldbussen. So lassen sich heute schon die Stromversorgungen Pro 2 von Wago und die elektronischen Schutzschalter mit IO-Link-Schnittstelle von Wago in jeder Anwendung einsetzen und gewünschte Daten auslesen.“ Die IO-Link-Schnittstelle bietet neben den Service- und Betriebsdaten auch Konfigurationsmöglichkeiten. Das erlaubt die Anpassung an die jeweilige Applikation, und zwar online, z.B. in Abhängigkeit des zuvor erfassten Betriebszustandes. Die Nachführung der Ausgangsspannung bei erhöhter Belastung, die automatische Abschaltung bei wiederholter Überlast und der Neustart der Verbraucher aus der Ferne nach Einspielen eines Updates oder zum Reset des Steuerstromkreises sind dabei nur einige der möglichen Anwendungen. Interessant sind auch die Möglichkeiten der Konfiguration des Signalausgangs, der als Sammelmeldung konfiguriert werden kann und wahlweise DC OK, Überstrom, speichernde Abschaltung oder weitere Warn- und Fehlermeldungen liefert, also ebenfalls an die Applikation angepasst werden kann und somit die Daten liefert, die dem Endverbraucher Aussagen mit Mehrwert liefern.
Power kommuniziert jetzt: Stromversorgung Pro 2
Die Wago Stromversorgung Pro 2 kann über ein Kommunikationsmodul (aktuell IO-Link, später auch Ethernet-basierende Protokolle wie MQTT, Ethernet IP, Profinet) mit der SPS oder einem IoT-Gateway verbunden werden. Das ermöglicht die stete Kommunikation über standardisierte Protokolle, was den Aufwand für die Implementierung verringert. Daten aus der Wago Stromversorgung Pro 2 (PSU) können gespeichert und zur Energieoptimierung analysiert werden, die zentrale SPS kann die dezentral genutzte PSU in Anlagenteilen per Hardwaresignal oder Busbefehl abschalten, um den Stand-by-Modus zur Energieeinsparung zu nutzen – und mit ihren Monitoring-Funktionen geben sie jederzeit Auskunft über die aktuellen Daten der Stromversorgung bzw. der angeschlossenen Last. Sie signalisieren Fehlerzustände und ermöglichen so die lückenlose Überwachung der Applikation.
Und wie sieht es in der Praxis aus?
Binnen Millisekunden können Werte über das aufsteckbare Kommunikationsmodul ausgelesen werden – und das über verschiedene Protokolle. Die Strom- oder Spannungswerte werden anschließend über ein Diagramm ausgewertet. Im Fall von Derating-Situationen ist im Kommunikationsmodul eine sogenannte Kundenwarnschwelle verfügbar. Eingestellt werden kann eine Warnung für Überlastverhalten bzw. eine Beschränkung des Einsatzbereichs. Das eingebaute Strommessgerät gibt dann eine entsprechende Meldung ab, sobald der definierte Wert überschritten wurde. Zusätzlich verfügt die Wago Stromversorgung Pro 2 (PSU) über eine Nennstrom-ECB-Funktion (elektronischer Schutzschalter). Der Auslösewert ist flexibel einstellbar: Wie rasch der Sicherungsschalter auslösen soll, kann schnell und akkurat festgelegt werden. Der Strom kann ab 100 Millisekunden bis hin zu 5 Sekunden abgestellt werden – je nach Bedarf. Wenn der Strom für eine einstellbare Zeit den einstellbaren Grenzwert überschreitet, wird der Ausgang abgeschaltet – und mit Hilfe des digitalen Eingangs kann ein Reset durchgeführt und das Netzgerät neu gestartet werden.
Bereit fürs IIoT
Schon heute fit fürs IoT – die Stromversorgung Pro 2 von Wago bringt einen Wettbewerbsvorteil mit sich: Das aktive Einbinden der Stromversorgungen in die Steuerungsumgebung oder alternativ direkt parallel in die Analytics ermöglicht ein permanentes Monitoring aktueller Lastzustände. Die jederzeit durch die Steuerung abrufbaren Zustandsdaten machen ein manuelles Überprüfen der Ausgangsspannung überflüssig und erlauben die rechtzeitige Wartung der Stromversorgung sowie aller angeschlossenen Verbraucher. Kommunikationsfähigkeit wird also zu einem Kernbestandteil moderner Stromversorgungen. „Lange Lebensdauer, höchste Effizienz, kleinste Baugröße und dadurch maximal reduzierte Betriebskosten. Das sind direkte Vorteile für unsere Kunden und auch für die Anlagenbetreiber – vom ersten Tag des Einsatzes an“, sagt Klaus Böhmer, Sales Director International bei Wago.
Auch für die Zukunft gibt es schon Pläne für die Wago Stromversorgung Pro 2: „Die Vorteile, welche sich aus der Kommunikationsfähigkeit ergeben, liegen auf der Hand. Unsere Kunden und wir bei Wago haben sehr viele Ideen, was noch alles mit intelligenten Stromversorgungen realisiert werden kann. Eine Spielwiese an Möglichkeiten, wobei die Herausforderung darin besteht, die richtigen Prioritäten zu setzen“, schlussfolgert Böhmer.
Kommunikationsfähigkeit wird zum Kernbestandteil moderner Stromversorgungen
Unsere Arbeitswelt verändert sich ständig. Ursachen dafür gibt es viele, eine davon: die fortschreitende Digitalisierung, die alle Bereiche nachhaltig beeinflusst. Eine Branche, die das besonders spürt, ist der Maschinen- und Anlagenbau. Für jedes Unternehmen bieten Digitalisierung und Vernetzung große Chancen und die Möglichkeit, neue Geschäftsmodelle zu integrieren. Aber was bedeutet es, wenn Produktionsprozesse immer weiter digitalisiert werden? Und welche Anforderungen müssen moderne Stromversorgungen im Zeitalter von Industrie 4.0 hinsichtlich der Kommunikation und Datenbereitstellung erfüllen? – wir haben nachgefragt bei Klaus Böhmer, Wago Sales Director International/Head of Business Unit Interface Electronics und Jürgen Pfeifer, IoT & Cloud Partnermanager/Industry Manager Factory Automation bei WAGO.
Digitalisierung ist Bestandteil unserer modernen Welt. Alles ist vernetzt. Herr Böhmer, welche Auswirkungen hat das auf die Kommunikationsfähigkeit von Stromversorgungen?
Klaus Böhmer: Daten müssen erst generiert werden, was primär über Sensoren erfolgt. Diese überwachen Maschinenzustände und Prozesse. Für die Automatisierungslandschaft essentielle Komponenten wie Stromversorgungen sind heute normalerweise nicht miteinbezogen. Dabei sind neben Parametern und Zustandsdaten auch die Verbrauchsdaten der angeschlossenen Komponenten von wichtiger Bedeutung. Im zeitlichen Kontext lassen sich Normalverhalten und Abweichungen feststellen sowie gegebenenfalls notwendige Maßnahmen ableiten. Kommunikationsfähigkeit wird also zu einem Kernbestandteil moderner Stromversorgungen.
Kurz und prägnant: Erklären Sie uns, warum die Wago Stromversorgung Pro 2 schon heute fit fürs digitale Zeitalter ist.
Jürgen Pfeifer: Das optional steckbare Kommunikationsinterface, ausgeführt zum Beispiel als IO-Link-Schnittstelle, und die Konfigurations- und Diagnosemöglichkeiten der neuen WAGO Stromversorgung Pro 2 bringen den Anwender schon heute einen Schritt weiter ins digitale Zeitalter.
Herr Böhmer, sehen Sie das ähnlich?
Ja, absolut! Digitalisierung ist erst dann konsequent umgesetzt, wenn meine Automatisierungslandschaft ausreichend Daten liefert, um quasi ein virtuelles Abbild errichten zu können. Dazu liefern unsere Pro-2-Stromversorgungen nun einen wertvollen Beitrag. Neben den zahlreichen konfigurierbaren Optionen, die das Verhalten der Stromversorgungen in bestimmten Situationen bestimmen, erlauben die permanent ermittelten Daten, Warn- und Fehlermeldungen zu generieren, um Schäden abzuwenden z. B. durch das Auslösen der eingebauten elektronischen Sicherung oder über Top- oder PowerBoost schnell auf kurzzeitige Laständerungen zu reagieren. Diese Vorgänge beschreiben den Zustand des angeschlossenen Stromkreises und dessen Verbraucher. Ohne Kommunikation bleibt dem Anwender diese Welt verschlossen – wäre doch ein Jammer!
Für jedes Unternehmen bieten Digitalisierung und Vernetzung große Chancen. Wie kann die Stromversorgung Pro 2 einen Wettbewerbsvorteil bringen?
Kaus Böhmer: Mit den gerade beschriebenen Möglichkeiten kann der Anwender sofort und zielgerichtet reagieren, wenn ein Normalzustand verlassen wird. Dies kann enorme Kosten sparen, da Stillstandszeiten minimiert oder gar vermieden werden können. Vorbeugend lassen sich Wartungen einleiten – ein Gewinn an Effizienz und damit kosten- und ressourcenschonend. Da unser Kommunikationsmodul aufsteckbar ist, sind dieselben Stromversorgungen für unterschiedliche Feldbusprotokolle zu ertüchtigen. Unseren Grundansatz #openandeasy, welcher für unsere Steuerungen gilt, haben wir so auf unsere Stromversorgungen übertragen.
Welche konkreten Herausforderungen sehen Sie zukünftig für moderne Stromversorgungen hinsichtlich ihrer Kommunikationsfähigkeit?
Jürgen Pfeifer: Die Herausforderungen sind vielfältig und bestehen u. a. darin, die SPS von Daten zu entlasten, die nicht unmittelbar für die Funktion der Anwendung benötigt werden. Des Weiteren ist es eine Herausforderung, die Daten auch mit Bezug auf die Anwendung interpretieren zu können. Hier kann Wago mit einem IoT-Partnernetzwerk und Experten für Analytics bei Bedarf unterstützen.
Klaus Böhmer: Die Vorteile, welche sich aus der Kommunikationsfähigkeit ergeben sind offensichtlich. Unsere Kunden und wir selbst haben sehr viele Ideen, was noch alles mit solch intelligenten Stromversorgungen realisiert werden kann. Eine Spielwiese an Möglichkeiten, wobei die Herausforderung darin besteht, die richtigen Prioritäten zu setzen. Ich betrachte dies als angenehme Herausforderungen
Weitere Details zur Pro2
Wago Kontakttechnik GmbH & Co.KG
Hansastraße 27
32423 Minden
Te. +49 571 887 – 0
Fax. +49 571 887- 844169
info@wago.com
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