Intelligente IIoT-Lösungen von Lapp

(ik) Die Stuttgarter U.I. Lapp GmbH baut ihr Angebot an Lösungen für das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) aus und präsentiert vielversprechende Neuentwicklungen und Konzepte. „Wir fokussieren uns aktuell auf Industriebranchen, in denen Lapp ohnehin stark ist. Und wir denken nicht bloß an Kabel, sondern an Gesamtsysteme und die Prozesse beim Kunden“, sagt Dr. Susanne Krichel, Senior Managerin für die Geschäftsentwicklung IoT bei Lapp. Viele Kunden hätten das Thema IIoT noch nicht auf dem Schirm und seien dankbar, dass Lapp dafür Bewusstsein schaffe, in Diskussionen gehe und bereits Lösungen anbiete.

Inhaltsverzeichnis

1. Predictive Maintenance Box – Ausfallprognose für Ethernet-Leitungen
2. Smarter Service Loop mit eingebauter Sensorik
3. IoTKey – Fernüberwachung mit Plug and Play
4. Digital Cable Code – Kabel mit eigener Webseite
5. Cloud Marking – Etiketten ohne Medienbruch
6. Innovationsprozess neu gedacht

Predictive Maintenance Box – Ausfallprognose für Ethernet-Leitungen

Das erste Konzept hat die Lapp-Gruppe bereits vor einigen Monaten vorgestellt, nun ist es als seriennaher Prototyp einsetzbar: Die Predictive Maintenance Box, kurz PMBx, ist jetzt klein, kompakt, robust und flexibel auch in bestehende Systeme integrierbar. Sie meldet rechtzeitig, wann eine Ethernet-Leitung ausfallen wird. Damit vermeidet die Box überraschende und dadurch teure Anlagenausfälle und hilft bei der Planung von Wartungsarbeiten.

Was die Lösung von Lapp von anderen Konzepten unterscheidet: die Box wird einfach in Serie an die Datenleitung gesteckt, spezielle Sensorelemente in der Leitung oder gar ein zweites Gerät am Leitungsende sind unnötig. Somit ist die Eignung auch als Retrofit für ältere Anlagen gegeben. Anwender können die Box per WiFi über das IoT-Protokoll MQTT an ein Gateway oder eine Cloud anbinden. Aber auch das leitungsgebundene Abgreifen des Signals über einen digitalen Ausgang oder IO-Link ist möglich.

Die Box berechnet kontinuierlich den Lapp Predictive Indicator und schlägt Alarm, wenn die Übertragungseigenschaften einer Leitung nachlassen und ein Ausfall droht – die Eingriffsschwelle lässt sich vom Anwender einstellen. Die PMBx ist demnächst bei drei Pilotkunden aus den Branchen Medizintechnik, Automotive und Intralogistik im Einsatz. Derzeit eignet sich die Box für die Überwachung von Ethernet-Leitungen; Varianten für Powerleitungen sind geplant.

Predictive-Maintenance-Box von Lapp

Smarter Service Loop mit eingebauter Sensorik

Für Sonderleitungen bietet es sich an, dass eine Überwachungssensorik direkt in das Kabel verbaut wird. Das ist zum Beispiel der Fall bei sogenannten Service Loops, wie sie oft auf Offshore-Bohrinseln zum Einsatz kommen. Diese Hybridleitungen versorgen die Anwendung neben Energie und Daten in der Regel auch mit Druckluft und hydraulischer Energie. Ihre Alterung vorherzusagen war bisher schwierig, vor allem aufgrund der unterschiedlichen Einsatzbedingungen und Aufbauten. Deshalb werden sie sicherheitshalber nach einem festgelegten Zeitintervall ausgetauscht.

Mit dem Smarten Service Loop on Lapp ist das nun nicht mehr nötig. Es enthält eine Referenzleitung, Sensoren zur Überwachung der Umgebungsbedingungen sowie einen Mikrocontroller mit WiFi-Verbindung, der in der Verankerung des Kabels integriert ist oder im Schaltschrank untergebracht wird. Er berechnet aus den Veränderungen der Sensorwerte, wann es Zeit ist, das Kabel auszutauschen. „Der Prototyp hat bereits 800.000 Bewegungszyklen in unserem Testlabor hinter sich“, berichtet Dr. Susanne Krichel. „Damit verfeinern wir die Algorithmen zur Datenauswertung. Dem Kunden sparen wir mit unserem Ansatz bis zu 700.000 Euro Ausfallkosten pro Stunde und bieten ihm moderne Geschäftsmodelle wie die garantierte Verfügbarkeit seiner kompletten Installation oder einen monatlichen Diagnosebericht über den Leitungszustand.“

IoTKey – Fernüberwachung mit Plug and Play

Große Industrieanlagen etwa in der Öl- oder Chemieindustrie werden zunehmend mit Sensoren ausgerüstet, die Temperatur, Druck und andere Größen messen, um drohende Ausfälle zu erkennen oder die Produktqualität zu optimieren. Doch wie kommen die Daten über weite Distanzen in die Steuerzentrale? Mit dem drahtlosen Mess- und Fernüberwachungssystem IoTKey bietet Lapp eine praktische Plug-and-Play-Lösung für die drahtlose Ferndiagnose. Das System sammelt die Messwerte von bis zu drei Sensoren und überträgt sie zuverlässig und störungsfrei in anspruchsvollen industriellen Umgebungen. Die Übertragungsdistanzen können mit dem LoRaWAN-Protokoll (Long Range Wide Area Network) über Hunderte von Metern innerhalb von Gebäuden oder im Freien betragen.

Der batteriebetriebene IoTKey-Transmitter kann je nach Bedarf in Anlagenteilen eingebaut werden; eine auf Energieeinsparung optimierte Elektronik garantiert einen störungsfreien Betrieb über Jahre hinweg. Die Inbetriebnahme dauert nur wenige Minuten. „Das IoTKey-System ist ideal für Anwendungen in der Energieerzeugung, Petrochemie, im Bergbau, in Wasserversorgungs- und Abwassernetzen, in Lager- und Lagerbereichen sowie in Laborräumen. Es eignet sich auch für den Einsatz in Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen“, erklärt Ralf Moebus, Leiter des Produktmanagements für Industriekommunikation. Gerade durch den einfachen Datenaustausch können demnach Konzepte wie eine vorbeugende Wartung, schnelle Problemdiagnose und intelligente Zustandsüberwachung umgesetzt werden.

Digital Cable Code – Kabel mit eigener Webseite

Wenn ein Kabel konfektioniert oder montiert wird, erhält es meist ein Label aus Metall oder Kunststoff, befestigt mittels Kabelbinder. Es soll helfen, die Funktion des Kabels in der Anlage später noch zuordnen zu können. Doch die Informationen darauf bestehen meist nur aus wenigen Ziffern und Buchstaben, außerdem sind sie statisch. Mit dem Digital Cable Code hat Lapp deshalb eine Lösung geschaffen, die diese karge Information um weitere Daten anreichert, die jederzeit ergänzt oder geändert werden können. Jedes Label trägt dafür einen Code, der eingescannt zu einer Webseite in der Cloud führt. Dort sind Produktionsdaten und Testprotokolle hinterlegt, die heute auf Papier mitgeschickt werden.

Der Anwender kann zudem auch eigene Informationen wie Produktionsinfos, Wartungsintervalle oder Schaltpläne hinterlegen. Für jeden Code gibt es eine eigene Webseite. Um welche Art von Code es sich handelt, ist bei dem Konzept zweitrangig. Lapp verwendet in seinen Tests die weit verbreiteten QR-Codes, aber auch Zahlencodes oder RFID-Tags sind möglich. „Mit Digital Cable Code verbinden wir unbegrenzte digitale Informationen mit einem physischen Produkt – dem Kabel“, sagt Dr. Martin Dorner, Leiter des Technologie- and Innovationsmanagements bei Lapp.

Cloud Marking – Etiketten ohne Medienbruch

Doch woher wissen Kabelkonfektionäre wie Lapp Systems, welche Informationen der Kunde auf seinem Label haben möchte? Der bisher übliche Weg des Datenaustauschs erfolgte über Excel- oder PDF-Dateien, manchmal auch noch auf Papier. Der Konfektionär überträgt diese Daten von Hand und druckt sie aus – und hofft, dass keine Fehler passiert sind. Diese Fehlerquelle vermeidet Cloud Marking. Die Software hat eine digitale Schnittstelle, in die der Kunde die Daten eingibt, die der Konfektionär auf das Etikett drucken soll – ohne Medienbruch und fehlerfrei. Lapp nutzt Cloud Marking bereits in seinen Werken für Kabelkonfektionen. Geplant ist, die Software auch anderen Konfektionären zur Verfügung zu stellen. Das passende Geschäftsmodell wird derzeit entwickelt.

Innovationsprozess neu gedacht

Digital Cable Code und Cloud Marking sind die Früchte eines neuen Innovationsprozesses bei LAPP, der sich Innovation for Future nennt. Er soll auch radikale und disruptive Innovationen fördern, die bei einem klassischen Stage-Gate-Prozess keine Chance hätten. Die Idee zu den beiden Konzepten kam den Innovatoren von Lapp bei Design-Thinking-Workshops. Martin Dorner: „Da schauen wir uns Kundenprobleme an und versuchen, ungewöhnliche Lösungen zu finden.“ Noch seien Digital Cable Code und Cloud Marking in der Konzeptphase, nun stünden Gespräche mit potenziellen Anwendern an, um beide zur Serienreife zu bringen.