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Per Smartphone unabhängig von Ort und Zeit

Ferndiagnose von Maschinen und Anlagen aus dem Baukasten aufbauen
Per Smartphone unabhängig von Ort und Zeit

Wird der Auftrag rechtzeitig fertig? Ist genügend Rohmaterial vorhanden? Um Fragen wie diese zu beantworten, muss man heute nicht mehr direkt an die Maschinen oder den Leitstand eilen – es genügt ein Blick auf das Smartphone. Auch auf dem Weg zum Kundentermin oder während der Produktions-Besprechung lassen sich mit ein paar Fingertipps auf das berührungsempfindliche Display die gewünschten Daten aufrufen.

DER AUTOR Werner Belle ist Geschäftsführer der MB Connect Line GmbH in Ilsfeld.

Die Fernwartung von Maschinen und Anlagen wird seit Mitte der 90er Jahre thematisiert und ist inzwischen für viele Maschinen- und Anlagenhersteller ein Erfolgsfaktor. Neben der anfänglichen Motivation, die Servicekosten zu reduzieren, spielen heute noch weitere Gesichtspunkte eine wichtige Rolle:
  • kurze Stillstandszeiten durch schnellen Service
  • Alarmierung bei Grenzwertüberschreitung oder Störung per E-Mail oder SMS
  • Logging relevanter Betriebsdaten für Archivierung und Trendanalyse
  • einfache Visualisierung per Smartphone
  • Anlagenparametrierung und -optimierung
  • kontinuierliche Zustandsüberwachung und vorbeugende Instandhaltung
Für all diese Aufgaben hat MB Connect Line einen Fernwartungsbaukasten entwickelt, eine universell einsetzbare Hardware- und Softwareplattform. Darin dienen die Industrierouter mbNET als Gateway zwischen den öffentlichen Kommunikationsnetzen und den Anlagenkomponenten. Sie ermöglichen eine anlagenweite Fernwartung – vom einfachen Antrieb über S7-Steuerungen bis hin zu Bedienpanels und Visualisierungs-PCs. Dafür sind je nach Gerätevariante verschiedene Treiber und Schnittstellen verfügbar. Neben dem LAN-Anschluss besitzen die Router bis zu zwei serielle Schnittstellen, die per Software entsprechend dem RS-232- oder RS-485-Standard konfiguriert werden können; für serielle Geräte wie Steuerungen und Antriebe sind zudem über 90 verschiedene Treiber erhältlich. Den direkten Zugriff auf S7-300- und S7-400-Steuerungen von Siemens ermöglichen die Router per MPI-/Profibus-Schnittstelle.
Da es der Anwender aus dem privaten Umfeld gewohnt ist, unabhängig von Ort und Zeit verschiedene Informationen abzurufen, wird dieser Komfort auch bei der Überwachung und Diagnose von Produktionsanlagen gefordert. MB Connect Line hat dazu für seine Industrierouter eine Reihe von Softwareerweiterungen entwickelt – die mbNET.toolbox. Diese umfasst eine Webvisualisierung für Smartphones, eine freie Scriptsprache, eine Datenbank sowie FTP-Server/Client-Funktionalität. Der Anwender kann auf diese Weise Aufgaben wie Signalvorverarbeitung, Datenerfassung oder die Umsetzung proprietärer Kommunikationsprotokolle direkt auf dem Router realisieren. Die Funktionen laufen in einem dedizierten Bereich des Routers und bieten Zugriff auf die Schnittstelle und die Protokolle des Geräts. Die Anwenderprogramme können über TCP/IP, Modbus TCP und S7-ISO-TCP oder seriell über die umschaltbare RS-232/485-Schnittstelle kommunizieren. Das Einlesen der Daten und die Signalvorverarbeitung sind per Script-Sprache frei programmierbar. Der Anwender kann ebenfalls frei festlegen, welche Nachrichten und Alarmmeldungen per SMS und E-Mail verschickt werden, sobald ein bestimmtes Ereignis eintritt oder ein Grenzwert überschritten wird. Zudem lassen sich die erfassten Daten auf einem lokalen USB-Stick speichern oder auf einen FTP-Server übertragen.
Webvisualisierung leicht realisieren
Die integrierte Webvisualisierung stellt dabei sicher, dass sich der Anwender jederzeit per Smartphone und Tablet-PC über den aktuellen Status der Werte informieren kann. Der Aufbau der Visualisierung erfolgt durch das Verknüpfen der mitgelieferten Widgets (Anzeige- und Steuerelemente) mit der Datenbank – HTML- oder Programmierkenntnisse sind dazu nicht erforderlich.
Die Webvisualisierung ist für Smartphones und Tablet-PCs optimiert und mit jedem Standardbrowser darstellbar. Auf spezielle Clients oder Apps wird bewusst verzichtet, der Anwender und seine IT-Abteilung haben also weder Installations- noch Wartungsaufwand bezüglich der Smartphones. Dank Standard-HTML verursacht auch der kurze Lebenszyklus der Smartphones im Vergleich zur Laufzeit industrieller Anlagen kein Kopfzerbrechen. Denn über die integrierte Benutzerverwaltung lässt sich genau festlegen, wer auf welche Daten Zugriff hat. Statistische Auswertungen bleiben dem Betriebsleiter vorbehalten, während für die Servicetechniker oder das Bedienpersonal alle wartungsrelevanten Peripheriedaten freigegeben sind. Jeder Anwender kann sich seine Oberflächen aus den für ihn zugänglichen Daten selbst zusammenstellen.
Die Verbindung zwischen den Datenmodems und den Smartphones erfolgt entweder über das lokale WLAN oder per Internet. Der mbNET-Router hat kein WLAN On-Board, kann aber per Ethernet an ein entsprechendes Wireless-Netzwerk angebunden werden. Für den Zugriff per Internet verbinden sich die Router über den Ethernet-Port oder das integrierte Modem mit dem Fernwartungsportal mbConnect24. Der Dienst mbWEB2.go des Portals ermöglicht einen sicheren und barrierefreien Zugang für mobile Endgeräte.
Mit dem mbNET-S7-Treiber lassen sich die Industrierouter zudem gut in die S7-Software von Siemens integrieren. Der Treiber klinkt sich direkt in die ‚PG/PC-Schnittstelle‘ ein, so dass der Aufbau einer Fernwartungsverbindung ohne Änderung im S7-Projekt möglich ist. Dank Source-NAT sind am Anlagennetzwerk keinerlei netzwerktechnische Konfigurationsänderungen erforderlich. Die mbNET-Router sorgen im bestehenden Anlagen-Netzwerk für die Übersetzung der IP-Adressen zwischen dem privaten Netz und dem Internet. Eine Rekonfiguration der Geräte wegen des Standard-Gateway-Eintrags oder gar ein Neustart der SPS oder der ganzen Anlage während der Installation sind damit Vergangenheit. Für die Anbindungen von S7-Steuerungen über MPI- und Profibus dienen die Router als RFC-1006-Gateway einschließlich Routing über RFC-1006. Unterstützt werden auch das TIA-Portal V11 und V12 sowie die neuen S7-1200- und S7-1500-CPUs.
Der Zugang zum Internet ist über ein bestehendes Firmennetzwerk, einen direkten DSL-Anschluss oder über Modem möglich. Die Anbindung mobiler Maschinen und Anlagen abseits der Festnetzversorgung ermöglichen die Router mbNET LTE, welche auch HSPA+, UMTS und GPRS/EDGE unterstützen. LTE (Long Term Evolution) ist ein neuer Mobilfunkstandard für IP-basierte Datenverbindungen, der derzeit das schnellste verfügbare Übertragungsverfahren im Mobilfunkbereich bietet. Die Datenraten liegen mit bis zu 100 MBit/s beim Download und 50 MBit/s beim Upload über den gängigen Bandbreiten von DSL-Festnetzanschlüssen. Die LTE-Variante der mbNET-Router bietet zudem mit zwei SIM-Karten-Steckplätzen und Failover-Funktionalität eine hohe Ausfallsicherheit. Die Verbindung zum Internet wird dabei in festgelegten Abständen zyklisch geprüft, so dass im Störungsfall auf die andere SIM-Karte umgeschaltet werden kann. co
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