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Emerson stellt Edge-Controller und neue Funktionen seiner Edge-Plattform vor

Edge-Plattform
„Edge-Contoller diagnostizieren Probleme und erhöhen die Verfügbarkeit“

Vibhoosh Gupta ist Portfoliomanager des Geschäftsbereichs Maschinenautomatisierung bei Emerson. Bild: Emerson/Jeremy Bustin
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Industrielle Internetkonnektivität wird durch Automatisierungscontroller mitgetragen. Welche Entwicklungsschwerpunkte Emerson aktuell mit seinen modular programmierbaren Edge-Controllern gesetzt hat, erläutert Vibhoosh Gupta als Portfoliomanager bei Emerson.

❧ Nico Schröder

Herr Gupta, welche IIoT-Trends sehen Sie innerhalb der Maschinenautomatisierung?

Wir sehen den Trend, mehr Daten zu erfassen, die umsetzbare Einblicke in die Prozess- oder Maschinenleistung erlauben. Natürlich werden Sensordaten seit vielen Jahren vom Steuerungssystem unter Verwendung der traditionellen Automatisierungsarchitektur erfasst. Durch IIoT-Technologien aber können wir mehr Daten mittels einer Vielzahl intelligenter Sensoren erfassen, die traditionell nicht mit dem Steuerungssystem verbunden waren. Durch die Implementierung von IIoT-Anwendungen als Teil der Edge-Plattform ermöglicht dies die Analyse sowohl deterministischer Steuerdaten als auch zusätzlicher, intelligenter Sensordaten. Das bietet eine ganzheitliche Ansicht, die zur Verbesserung des Prozesses beiträgt.

In welchen Fällen spielen Edge-Controller ihre Vorteile aus?

Edge-Controller bieten softwaredefinierte Steuerungen mit erweiterten Optimierungsfunktionen und behalten gleichzeitig die strenge Zuverlässigkeit, Sicherheit und den Schutz bei, die für industrielle Anwendungen erforderlich sind. Die Integration von Steuerungsfunktionen und Edge-Verarbeitung macht Edge-Controller zur ersten Wahl für Neu- oder Erstinstallationen. In der Maschinenautomatisierung sind die technologischen Haupttypen Edge-Gateways, -Geräte und die neuen Edge-Controller, die SPS- und Edge-Verarbeitung in einem einzigen System integrieren. Edge-Controller bieten einen generationsübergreifenden Fortschritt für SPS-basierte industrielle Steuerungssysteme, indem sie eine sichere Kommunikation zwischen deterministischer Echtzeitsteuerung und nicht-deterministischen Anwendungen ermöglichen, die externe Daten zur Analyse und Optimierung des Geschäftsbetriebs nutzen.

Welche Funktionen treiben Sie mit Ihren Edge-Controllern voran?

Emerson hat einen Edge-Controller entwickelt, der SPS- und Edge-Verarbeitung in einem System integriert. Das Gerät bietet herkömmliche SPS-Funktionen wie Determinismus und Echtzeitsteuerung als auch die Erfassung von Daten intelligenter Sensoren desselben Systems. Die Möglichkeit, die gesamten Daten in einem Gerät zu analysieren, verbessert den Prozess. Die Edge-Controller verwenden die Hypervisor-Technologie, um deterministische Steuerungsanwendungen in Echtzeit auf dem Linux-Betriebssystem Ubuntu 16.04 Server auszuführen, das während des Herstellungsvorgangs eine Vielzahl von Anwendungen und Verbindungen zu anderen Systemen ermöglicht.

Welche Möglichkeiten der Datenanalyse haben Sie auf Basis der Edge-Plattform vorbereitet?

Wir stellen eine Edge-Plattform bereit, auf der – als maßgeschneiderte Lösung – spezifische Visualisierungs- und Analysetools entwickelt werden können. Derzeit stellen wir fest, dass Kunden unterschiedliche Anforderungen an die Datenanalyse und -visualisierung haben. Wir helfen ihnen, Lösungen zu entwickeln, die ihre spezifischen Ziele unterstützen. Das Interesse an unseren Edge-Controllern beruht darauf, dass moderne Programmiersprachen wie C/C++, Python und Java sowie neue IIoT-Lösungen wie Node-RED zur Anwendung komplexer Optimierungsalgorithmen, Analysen und Visualisierungen verwendet werden können – und zwar für Vorgänge in der Nähe der Datenquelle, ohne den Standardsteuerungsprozess zu beeinträchtigen. So können Programmierer einfach individuelle Anwendungen erstellen.

Edge-Controller und einfaches Implementieren von IIoT-Anwendungen

Welche IIoT-Anwendungen erweisen sich derzeit als besonders praktisch?

Das Erstellen einer Edge-Plattform, die das sehr einfache Hinzufügen und Entfernen nichtkritischer Elemente ermöglicht, bietet Flexibilität und erleichtert nicht nur das Sammeln neuer Daten, sondern auch das Entwickeln von Anwendungen, mit denen die gewonnenen Daten in umsetzbare Erkenntnisse umgewandelt werden können, die wiederum zu Leistungsverbesserungen führen.

IIoT-Technologien bieten die Möglichkeit, zuvor übersehene oder nicht mögliche Punkte zu überwachen. Um die Gesamteffektivität (OEE) seiner Maschinen zu verbessern, konzentriert sich der Kunde darauf, ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren und die Ausbeute und Maschinenleistung zu verbessern. Aber jede Herausforderung einer spezifischen Anwendung ist einzigartig. Ein gutes Beispiel hierfür ist ein Verpackungsunternehmen, das in 33 % der Fälle Ausfallzeiten seiner Verpackungsmaschine hatte. Der OEM sagte, dass die Maschine falsch verwendet wurde und dass dies einen Streit verursachte. Der Kunde wandte sich an Emerson, und als wir das Problem verstanden hatten, implementierten wir einen Edge-Controller, neue Sensoren, eine lokale Bedienerschnittstelle und eine Online-Schnittstelle für den OEM. Dies stellte sicher, dass beide Parteien den gleichen Zugriff auf dieselben Echtzeitdaten hatten. Infolgedessen konnten die beiden Parteien besser zusammenarbeiten, um Probleme zu diagnostizieren und schnell die Verfügbarkeit zu erhöhen.

Wie können Anwender IIoT so einfach wie möglich implementieren?

Bevor Maschinenbauer und Anwender eine neue IIoT-Lösung implementieren, müssen sie ein bestimmtes, zu lösendes Problem identifizieren und definieren. Jede Maschine und jeder Prozess ist anders. Die neuesten Edge-Controller bieten eine Plattform für die Implementierung von Anwendungen, mit denen diese Probleme behoben werden können.

Entscheidend ist, dass wir eine Reihe von Geräten mit Innovationen für den Edge-Software-Stack entwickelt haben, die es unseren Kunden und Lösungsanbietern ermöglichen, Visualisierungs- und Analyseanwendungen schneller und einfacher zu entwickeln. Um dies zu erreichen, wurde in jedem Gerät – unabhängig von der Geräteleistung – derselbe skalierbare Edge-Software-Stack verwendet. So ist sichergestellt, dass derjenige, der eine Anwendung schreibt, diese auf all unseren Edge-Geräten bereitstellen kann, sodass auf einfache Weise festgelegt werden kann, wie viel Verarbeitungsleistung erforderlich ist.

www.emerson.com

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