Grundlage für die Optimierung der Wertschöpfungskette

Integrierbare Box zum Einsammeln lokaler Daten

Edge Device EPC 1502 mit großem Datenspeicher, performanter Hardware und unkonventionellen Schnittstellen gegenüber einer traditionellen SPS.

Der Einsatzbereich von Edge Devices zeigt sich als breit, denn potenzielle Anwendungsmöglichkeiten finden sich überall dort, wo Daten ausgewertet werden sollen oder dies bereits in der Cloud erfolgt. Zu Beginn der Entwicklung jeder Edge-Applikation stellt sich dem Anwender stets dieselbe Frage: Wie lassen sich die Daten zentral akkumulieren? Das Entwickeln von autonomen Fahrzeugen, eines Ampelsystems oder intelligenter Thermostate, die von der Leistung und Reaktionsfähigkeit eines Edge Computers profitieren würden, kann ein komplexes Vorhaben sein. Das verwendete Edge Device muss sich vor allem als flexibel erweisen. Zudem ist eine große Menge an Anlagendaten zu sammeln, die meist von zahlreichen unterschiedlichen Sensoren zur Verfügung gestellt werden, welche von verschiedenen Herstellern stammen. Die Feldgeräte kommunizieren ferner über vielfältige Industrieprotokolle. Häufig handelt es sich darüber hinaus um analoge Daten, die sich nicht ohne Weiteres akkumulieren lassen.

Secure Data Box als sichere Schnittstelle

Data Collection Box zum einfachen Datensammeln in Bestandsanlagen, ohne die CE-Kennzeichnung der Maschinen zu gefährden. © Phoenix Contact

Sind die Daten akkumuliert und lokal über das Edge Device analysiert, dient das Gerät oftmals als Zwischenschicht zur Cloud. Während das Einsammeln von Daten in vorhandenen Anlagen schon schwierig sein kann, ist eine möglicherweise noch größere Aufgabe zu lösen: Wie werden die zusammengefassten Daten, ausgewerteten Alarme sowie die Analysen des Edge Devices sicher in die Cloud übertragen?

Zusammenspiel der Data Collection Box und Secure Edge Box, um Daten sicher lokal zu visualisieren und über einen VPN-Tunnel in die Cloud zu senden © Phoenix Contact

An dieser Stelle unterstützt eine weitere integrationsfähige Lösung von Phoenix Contact: Die Secure Data Box ist für die gemeinsame Nutzung mit der Schaltgerätekombination Data Collection Box ausgelegt. Sie bildet die sichere Schnittstelle zwischen dem Fertigungsnetzwerk und überlagerten IT-Netzwerken, externen Service-Providern oder Cloud-Systemen. Nicht autorisierte Zugriffe werden durch die Firewall des eingebauten Security Routers FL Mguard blockiert. Die Firewall erlaubt lediglich den notwendigen Datenverkehr, um das segmentierte Netzwerk optimal zu schützen. Optional ist der direkte Zugriff auf des Edge Device EPC 1502 ebenfalls über die App Mguard Secure Cloud möglich. Auf diesem Weg erhält der Anwender sämtliche Informationen über eine Fernwartung.

Zuverlässiger Betrieb von FTS

Zurück zu den angeführten Applikationsbeispielen: Welchen Mehrwert bietet zum Beispiel der Einsatz des Edge Devices in einem fahrerlosen Transportsystem (FTS)? Die Offenheit des Edge Devices schlägt die Brücke von klassischen Steuerungsfunktionen zur Navigation des FTS. Aufgrund einer Plug-and-Play-Schnittstelle für das Robot Operating System (ROS) lässt sich eine schnelle Anbindung an bestehende Navigationslösungen realisieren. Durch die Unterstützung von Hochsprachenprogrammierung, des ROS-Interfaces und der Docker-Software kann der Anwender außerdem eigene Ansätze direkt auf dem Edge Device umsetzen. Der Online-Store der PLCnext Technology enthält eine Vielzahl von Apps, sodass das Edge Device ferner Firmware- und Applikations-Updates an alle anderen Steuerungen senden kann.

Das am Rand des Netzwerks installierte Device bildet somit einen einfachen und gesicherten Einstieg zur Fernwartung des kompletten Systems. Die gesammelten Daten lassen sich lokal in Form von Dashboards ausgeben. Künstliche Intelligenz und deren Algorithmen analysieren Datenpunkte im Hinblick auf Anomalien. Dies schafft die Basis für eine vorausschauende Wartung, denn die Lösung warnt frühzeitig vor ausschlagenden Wellen oder Motoren. Deren sofortige Reparatur trägt zur Minimierung von Produktionsausfällen bei. Durch die untypischen Schnittstellen, die eine traditionelle Steuerung meist nicht zur Verfügung stellt, können Daten direkt per WLAN weitergeleitet werden, was die Verlegung von Leitungen einspart. Der große interne Datenspeicher erlaubt eine lokale Datenspeicherung über einen längeren Zeitraum. Für einen zuverlässigen Betrieb der fahrerlosen Transportsysteme und der damit einhergehenden Effizienz und Flexibilität erweisen sich Edge Devices daher häufig als unerlässlich.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

In den einzelnen Anwendungen lässt sich Edge Computing unterschiedlich realisieren. Bei Großanlagen mit erheblichen Datenmengen, die durch verschiedene Protokolle eingesammelt werden müssen, kann die Kombination der einbaufertigen Edge Boxen die Umsetzung deutlich vereinfachen. Bestandsanlagen lassen sich mit den integrationsfähigen Lösungen, die außerhalb der Maschine verbaut werden und folglich deren CE-Kennzeichnung erhalten, problemlos in Richtung Edge Computing überführen. In kleineren Anlagen muss das Edge Device mit vielen unterstützten Protokollen und Apps zur Funktionserweiterung punkten, sodass der Anwender bei einfacher Installation einen Mehrwert bekommt.