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Ziehl-Abegg: Cloud für Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik

IIoT-Plattform
Ziehl-Abegg bietet Cloud für Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik

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Mit einer eigenen Cloud-Anwendung bietet Ziehl-Abegg seinen Kunden die Möglichkeit, gemeinsam den Weg zum Internet der Dinge zu gehen und im Rahmen von Industrie-4.0-Anwendungen digitale Mehrwerte zu schaffen.

» Gerald Kachel, freier Journalist im Auftrag der Ziehl-Abegg SE, Künzelsau

Rund 75 Mrd. internetfähige Geräte werden laut aktueller Studien bis 2025 in Betrieb sein. Menschen, Maschinen, Komponenten und Produkte werden über das Internet of Things (IoT) direkt miteinander vernetzt. Im nächsten Schritt der Automatisierung entstehen autonome Systeme. Maschinen und Komponenten können dann nicht nur mithilfe einer Zentralsteuerung Arbeitsschritte wiederholen, sondern sie können durch die Anwendung von KI selbständige Entscheidungen treffen. Aus Zentralsteuerung wird dann dezentrale Selbstoptimierung. Die digitale Wertschöpfung mit smarten Geräten und Komponenten beruht dabei auf folgenden Schritten:

  • Geräte verbinden,
  • Daten sammeln,
  • Daten analysieren,
  • intelligent entscheiden (Echtzeit- und kontextbezogene Informationen),
  • künstliche Intelligenz (kontinuierliche Verbesserung und autonome Systeme).

Ziehl-Abegg, Spezialist für Ventilatoren, Regel- und Antriebstechnik, hat nach der Entwicklung der eigenen intelligenten ECblue-Motorentechnologie mit ZAbluegalaxy nun eine Cloud-basierte Industrial-Internet-of-Things- (IIoT-) Plattform auf den Markt gebracht. Als SaaS-Anwendung (Software as a Service) bietet sie einen schnellen und wirtschaftlichen Einstieg in das intelligente Gerätemanagement und die digitale Transformation. ZAbluegalaxy ist speziell für Anwendungen in der Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik (HVAC/R) sowie der Aufzugsbranche entwickelt worden.

Ziehl-Abegg bietet Baukasten für digitalen Mehrwert und neue Geschäftsmodelle

Die Lösung stellt alle erforderlichen Komponenten als externe Dienstleistung zur Verfügung. Die Anwendung basiert auf den Clouddiensten der Microsoft-Azure-Plattform. Der Zugang erfolgt durch die Benutzeranmeldung über einen Webbrowser oder die ZAset App. Dabei wird das Single-Sign-On-Prinzip verwendet. Der Anwender erhält Zugriff auf alle Dienste in der Cloud, für die er autorisiert ist. Die Datenkommunikation erfolgt über eine sichere Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Bei Bedarf können andere IIoT-Plattformen über eine REST-API eingebunden werden, was den Datenaustausch zwischen verschiedenen Cloudsystemen oder Building-Management-Systemen ermöglicht.

Was kann die Cloud-Lösung von Ziehl-Abegg?

1. Geräte verbinden und verwalten

ZAbluegalaxy ist eine vorkonfigurierte Cloud-Anwendung, mit der sich alle Geräte und Maschinen verbinden und übersichtlich verwalten lassen.

2. Daten sammeln und überwachen

Von den vernetzten Geräten und Maschinen werden die sensorgestützten Daten in Datenbanken gespeichert. Über die cloudbasierten Dienste erhält man umfangreiche Funktionen für Administration, Management und Monitoring der vernetzten Dinge.

3. Daten analysieren

Mit den gesammelten (historischen) Daten und den in Echtzeit zur Verfügung stehenden Daten können umfangreiche Analysen durchgeführt werden. Visualisierungen schaffen einen transparenten Überblick, um die Produktauslastung unter realen Bedingungen zu verstehen.

4. Entscheiden durch Echtzeitdaten

Die daraus generierten Informationen bieten eine neue, viel umfangreichere Entscheidungshilfe als zuvor und ermöglichen qualitativ bessere Entscheidungen.

5. Intelligent entscheiden mit KI

In Zukunft können auch Lösungen entwickelt werden, die mit intelligenten Algorithmen der KI zusätzlich auf abstrakterer Ebene automatisieren: Es werden Effizienzkriterien und verschiedene Aktionsrahmen definiert. Je nach Ausgangslage wird die Aktion ausgeführt, die effizienter wirkt. Der Gerätebetrieb wird optimiert und die Gesamteffizient gesteigert.

Die Vernetzung der Geräte und Maschinen

Die IoT-fähigen Geräte und Maschinen sind standardmäßig über das Bus-Protokoll Modbus mit einem Cloud-Gateway verbunden. Ein IoT-Hub ermöglicht die sichere Kommunikation zwischen der IoT-Anwendung und den von ihr verwalteten IoT-Geräten. Verwendet wird dazu das offene Nachrichtenprotokoll MQTT. Es ermöglicht die Übertragung von Telemetriedaten zwischen den Geräten selbst bei hoher Verzögerung oder beschränkten Netzwerken. Im Prinzip können alle IoT-fähigen Geräte mit Bus-Kommunikation mit dem Cloud-Gateway verbunden werden. Auch individuelle Gateways sind durch Softwareanpassung oder durch eine REST-API-Schnittstelle verwendbar.

Vorteile bei der Verwendung eines ZA-Cloud-Gateways mit ECblue-Geräten

Das Cloud-Gateway ist bereits vorkonfiguriert für die Verbindung mit der Motorentechnologie ECblue von Ziehl-Abegg. Über den Modbus werden alle relevanten Sensorwerte übermittelt wie Temperatur, Drehzahl, Eingangsspannung, Motortemperatur und Leistungsaufnahme. Die ECblue-Motoren sind mit einem Hochleistungs-Dreiachsen-MEMS-Beschleunigungssensor ausgerüstet. Mit den Sensordaten lassen sich auch Schwingungen erfassen und Vibrations- und Unwuchtzustände erkennen, die etwa auf Verschmutzungen oder Defekte hinweisen können. ECblue-Geräte sind auch mit Rechenleistung ausgerüstet, um Daten dezentral zu verarbeiten. Über integrierte Algorithmen lassen sich schon dezentral Vorhersagen zu fälligen Wartungsarbeiten oder der Lebenserwartung berechnen. Das Cloud-Gateway kann über Lan, Wlan oder USB-LTE-Stick verbunden werden.

Zusätzlich erhält man mit ZAset Mobile und ZAset Desktop einen einfachen und schnellen Zugriff auf sämtliche Parameter und Funktionen der ECblue-Geräte (EC-Motoren, Frequenzumrichter und Regelgeräte). ZAset ermöglicht eine schnellere Inbetriebnahme und Programmierung sowie Software Updates der ECblue-Geräte. Die ZAset App ist für Android und IOS erhältlich.

Vom produktorientierten zum benutzerorientierten Denken

Auch Installateure, OEMs und Betreiber profitieren durch eine standortübergreifende Vernetzung und den zur Verfügung stehenden Daten und Analysemöglichkeiten. Sie können ihre Anlagen besser verwalten und effizienter betreiben, indem sie die Betriebsdaten in Echtzeit visualisieren und auswerten können. Dadurch werden Optimierungspotenziale erkennbar, die zu einer höheren Verfügbarkeit, einer optimierten Nutzung der Geräte und Anlagen sowie zu einer effizienteren Instandhaltung führen.

Intelligente Geräte, wie die ECblue-Motoren, interagieren mit ZAbluegalaxy. Durch die Abfrage der Sensorwerte kann eine Fernüberwachung erfolgen, die automatisch Warnungen und Aktionen auslöst. Dabei kann es sich um Ferndiagnosen bis hin zu Wartungsanforderungen und der Benachrichtigung des Servicepersonals via E-Mail, SMS oder Push-Notification handeln.

Durch die automatisierte Echtzeitüberwachung des Betriebsverhaltens der Geräte, Maschinen und Prozesse und kontextbezogene Informationen ist eine vorausschauende und optimierte Wartung möglich. Ebenso können Störungen und Anomalien früher erkannt und beseitigt werden. Mit solchen Frühwarnsystemen können Stillstandszeiten verkürzt werden. Wartungs- und Servicepersonal kann effektiver eingeplant werden, wodurch geringere Betriebs- und Reparaturkosten entstehen und das Risiko von unvorhergesehenen Schäden vermindert wird. Das Wissen über kritische Daten führt so zu einer erhöhten Anlageneffizienz und einer Verbesserung der Produktionsergebnisse.

Durch die Konzentration von ZAbluegalaxy auf die HVAC/R und die Aufzugsbranche sind deutlich präzisere Vorhersagen und Analysen möglich als durch „allgemeine“ Cloudlösungen. Es kann auf den übergreifenden und ständig wachsenden Datenbestand von ZAbluegalaxy zugegriffen werden.

Mit Azure Time Insights steht ein vollständig verwalteter Analyse-, Speicher- und Visualisierungsdienst zur Verfügung, mit dem alle Ereignisse gleichzeitig untersucht und analysiert werden können. Mit IoT-Echtzeitdaten und historischen IoT-Daten können so interaktive Analysen durchgeführt werden, um bessere (intelligente) Entscheidungen treffen zu können.

Datenschutz und Datenhoheit

Die Nutzung der Cloud richtet sich nach den entsprechenden Nutzungsbedingungen. Ziehl-Abegg verwendet die gewonnenen Geräte- und Maschinendaten, um die Softwareanwendungen und die Produkte zu analysieren und zu optimieren. Die Daten bleiben stets im Besitz des Geräte- und Maschinenbesitzers.

Die Plattform basiert auf Microsoft Azure, implementiert in der europäischen Public-Cloud. Durch den Cloudanbieter sind umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen und Sicherheitsmaßnahmen realisiert. Die Datenübertragung zwischen der Cloud und den Gateways erfolgt verschlüsselt (mindestens TLS). Dabei haben ausschließlich am IoT-Hub registrierte Gateways Zugang und können Daten senden und empfangen. Die Speicherung der Daten erfolgt auf verschlüsselten Medien. Ziehl-Abegg verwendet zudem eine eigene sichere Hardware- und Gateway-Architektur und zieht bei Bedarf zusätzliche Security Experten für Embedded-Software-Systeme hinzu.

Ziehl-Abegg bietet außerdem eine sehr sichere Verschlüsselung für die Bluetooth Kommunikation. Die Verbindung zwischen ZAset mobile und den EC-Motoren und Frequenzumrichtern ist zusätzlich durch Abfrage der Seriennummer und einer PIN geschützt.

Kontakt:
Ziehl-Abegg SE
Heinz-Ziehl-Straße
74653 Künzelsau
Tel.: +49 7940160
E-Mail: info@ziehl-abegg.de
www.ziehl-abegg.de

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