Boundless Automation beginnt mit dem intelligenten Feld

Laura Schafer, Vice President im Geschäftsbereich Cross Portfolio Technology & Innovation, erläutert, wie das intelligente Feld einen einfacheren Zugriff auf Daten aus einer größeren Bandbreite von Anwendungen, Rechenleistung nahe der Bedarfsstelle und schnellere Entscheidungen zur Verbesserung der Betriebsleistung gewährleistet. 

In allen Branchen wird festgestellt, dass die Datenmenge, die Hersteller pro Minute generieren, dramatisch ansteigt. Dennoch sind Daten für viele Unternehmen zu einem Paradoxon geworden: Sie haben das Gefühl, in Daten zu versinken, die nicht effektiv genutzt werden, und gleichzeitig sind sie besorgt über einen Mangel an Daten aus Anlagenbereichen mit nicht genügend Instrumentierung oder über unvorhergesehene Datenanforderungen wie beispielsweise im Bereich Nachhaltigkeit. Wenn Daten erzeugt werden, werden sie oft in abteilungsspezifischen Systemen gespeichert und genutzt, auf die nur diese Abteilung zugreifen kann. Beispielsweise sind die meisten Betriebsdaten heute mit dem Automatisierungssystem verbunden und nur über dieses zugänglich. Dort werden sie hauptsächlich zur Steuerung des Fertigungsprozesses eingesetzt, einem kritischen System mit Benutzer- und Zugangsbeschränkung aus Sicherheitsgründen. Für diejenigen, die nicht direkt angebunden sind, führt dies oft zu Latenzzeiten sowie zu einem nicht-demokratischen Datenzugriffsmodell. 

Das intelligente Feld schafft intelligente, vernetzte Datensysteme innerhalb der Felddatenebene selbst, sodass Unternehmen die Leistung und den Zustand ihrer Prozesse und Ausrüstung vollständig verstehen und volles Vertrauen in ihre Steuerungsfähigkeit und Geräteverfügbarkeit gewinnen können. Der nahtlose Transfer von Daten, die Sicherheit, Zuverlässigkeit, Nachhaltigkeit und Logistik unterstützen, vom Feld in die immer leistungsfähigeren Softwareprogramme, die vor Ort oder in der Cloud gehostet werden, hilft, Einblicke in Echtzeit zu gewinnen. Unternehmen erwarten, dass die neuesten Sensoren und Geräte nicht nur intelligent, sondern auch einfach zu installieren und zu bedienen sind, „Plug and Play“-Fähigkeiten bieten und hochpräzise, kontextbezogene, umsetzbare Daten liefern, die zur richtigen Zeit an die richtige Person oder das richtige System weitergeleitet werden können, gegebenenfalls mit den entsprechenden Sicherheitskontrollen. 

Eine neue Automatisierungsarchitektur 
Das Aufkommen dieser modernen Architektur für grenzenlose Automatisierung verändert den Bereich und die Räumlichkeiten von Fertigungsanlagen durch ein breiteres Anwendungsspektrum für den Datenzugriff, schnellere und flexiblere Kommunikationsmethoden und, was vielleicht am wichtigsten ist, integrierte Computerfähigkeiten in praktisch jedem Gerät. Es können nicht nur mehr Anwendungen instrumentiert werden, sondern auch Daten können über eine Vielzahl von Anwendungen schneller und flexibler als je zuvor abgerufen werden. Konnektivitätsoptionen – wie Bluetooth®, Ethernet-APL™, 5G und die zunehmende Verbreitung von Wireless-Lösungen wie WirelessHART® – verändern die Art und Weise, wie Daten innerhalb einer Anlage und zu entfernten Standorten übertragen werden. (Das Thema Konnektivität wird in einem Begleitartikel „Verbesserte Konnektivität liefert umsetzbare Erkenntnisse“ behandelt.) 

Verwertbare Daten aus mehr Quellen 
Fortschritte bei neuen Sensortechnologien und Wireless-Kommunikation haben den Einsatz von Messtechnologien auf Anwendungen ausgeweitet, die zuvor aus physikalischen oder finanziellen Gründen undenkbar waren. Die Kombination aus neuen Sensoranwendungen und verbesserten Konnektivitätslösungen trägt dazu bei, Datenlücken zu schließen, durch die Unternehmen keinen Überblick über ihre Betriebsabläufe haben. Hier einige Beispiele: 

• Eingriffsfreie Wireless-Korrosionserkennungssysteme, die kontinuierlich den Metallverlust von Rohrleitungen in rauen Umgebungen überwachen, ermöglichen fundiertere Entscheidungen und führen zu sichereren und wirtschaftlicheren Betriebsabläufen. 
• Kabellose akustische Messsensoren, die auf Lecks von Kondensatableitern oder Überströmventilen „hören“ und so Emissionen und Energieverbrauch reduzieren. 
• Kabellose Vibrationssensoren, die durch die Überwachung rotierender Anlagen einen optimalen Überblick über den Zustand der Maschinen bieten. 
• Gasdetektionslösungen, die die Sicherheit von Personal und Standort erhöhen, indem sie giftige Gaslecks erkennen, bevor diese zu gefährlichen Situationen führen. 
• Lösungen zur Überwachung von Notduschen, die die Personalsicherheit an gefährlichen Arbeitsplätzen erhöhen, indem sie eine schnelle Reaktion auf verletzte Personen gewährleisten. 
• Sensoren, die eine sichere Umgebung aufrechterhalten, indem sie den Zustand hochreaktiver und brennbarer Chemikalien überwachen, die per Bahn transportiert werden. 
• Intelligente LED-Beleuchtungslösungen, die durch Bewegungssensoren, Tageslichtnutzung und Zeitsteuerungsfunktionen für mehr Sicherheit und Nachhaltigkeit sorgen. 
• Wireless-Adapter, die auf wertvolle Diagnoseinformationen zugreifen, die in kabelgebundenen Instrumenten „gestrandet“ sind, und so die Zuverlässigkeit und Betriebsleistung verbessern. 
• Kabellose Fernüberwachungslösungen für Videos, die eine kostengünstige Möglichkeit zur Verbesserung der Anlagensicherheit und Betriebsüberwachung bieten. 
• MultiVariable-Instrumente bieten mehrere Messungen in einem einzigen Gerät, wodurch die Messgenauigkeit und die Einblicke in den Prozess verbessert und die Kosten für Rohrdurchführung und Verkabelung gesenkt werden. 

Embedded Computing und Analytik 
Feldinstrumente dienen seit jeher als Datenerfassungsgeräte. Aber in der Regel fehlt die Rechenleistung, um Rohdaten direkt im Gerät in verwertbare Informationen umzuwandeln, sodass sie für diese Umwandlung auf zentralisierte Systeme angewiesen sind. Eine der vielen Möglichkeiten, wie das intelligente Feld bereits jetzt die Prozess- und Fertigungsindustrie verändert, ist die verbesserte Fähigkeit zur vorausschauenden Wartung. Herkömmliche Wartungsansätze sind reaktiv, was häufig zu kostspieligen ungeplanten Stillstandszeiten führen kann. Das intelligente Feld nutzt jedoch prädiktive Analysen, um Geräteausfälle vorherzusagen und proaktive Wartungsmaßnahmen zu planen, wodurch Ausfallzeiten minimiert und Kosten gesenkt werden. 

Im modernen intelligenten Feld findet Rechenleistung in Form von Onboard-Analysen zunehmend ihren Weg in jedes Gerät und jede Anlage, was die Entscheidungsfindung beschleunigt und die Belastung von Systemen wie dem Prozessleitsystem verringert. Darüber hinaus wird der Zugang zu diesen Informationen noch einfacher gemacht. Beispiele hierfür sind: 

• Der Fisher™ FIELDVUE™ DVC7K digitale Stellungsregler von Emerson liefert durch die lokale Analyse von Daten über integrierte Diagnosefunktionen Echtzeitinformationen zum Zustand des Ventils. Die Funktion Advice at the Device™ bedeutet, dass Informationen auf der lokalen Benutzeroberfläche des DVC oder über sichere Bluetooth®-Verbindung auf einem Smartphone oder Tablet in der Nähe oder nach der Übertragung über ein kabelgebundenes digitales Netzwerk an einen Host, z. B. ein DCS- oder Asset Management System, auch aus der Ferne angezeigt werden können. 
• Emersons Plantweb Insight™ Anwendungen liefern in Kombination mit Wireless-Sensoren und -Netzwerken umfangreiche Daten, basierend auf Pervasive Sensing (allgegenwärtige Sensorik), die in das digitale Plantweb Ökosystem einfließen. Industrielle Software interpretiert sofort die Zustandsdaten wichtiger Anlagen mit vorkonfigurierter, branchenüblicher Analytik. Sensordaten werden zur besseren Entscheidungsfindung digital in verwertbare Informationen umgewandelt. 
• Innovative Radar-Tanküberwachungslösungen für Zwischenbehälter (IBCs) nutzen 5G-Mobilfunknetze, um Bestands-, Temperatur- und Standortdaten sicher an eine speziell entwickelte, cloudbasierte Software zu übertragen. Diese Lösung erhöht die Transparenz und die Betriebseffizienz. Betriebliche Erkenntnisse können in SCADA- oder ERP-Systeme integriert werden, um fundiertere strategische Entscheidungen zu ermöglichen, was zu optimierten Lkw-Routen, verbesserter Nachhaltigkeit und geringeren Kosten führt. 
• Emersons AMS Wireless Vibrationsüberwachung misst nicht nur Schwingungen in drei Achsen, sondern bietet auch eine patentierte PeakVue™ Analyse der Daten direkt auf dem Gerät und liefert so aussagekräftige Informationen über den Zustand der Anlage. 

Fazit 
Das intelligente Feld verbessert die operative Effizienz durch Echtzeit-Überwachung und vorausschauende Wartung. Es reduziert Ausfallzeiten, verlängert die Lebensdauer der Geräte und gewährleistet durch datengestützte Erkenntnisse informierte Entscheidungen. Darüber hinaus fördert es eine größere Flexibilität und Agilität bei Fertigungsprozessen und ermöglicht eine schnelle Anpassung an die Marktanforderungen und eine individuelle Anpassung von Produkten. Diese Vorteile führen insgesamt zu Kosteneinsparungen, höherer Produktivität und einem Wettbewerbsvorteil auf dem Markt. 

 

Erfahren Sie in „Innovationen in der Automatisierung“ alles über Boundless Automation^SM.