Meinung : Smarte Pneumatik: Gateway zu höherer Effizienz und Produktivität

In pneumatischen Systemen verschleißen Komponenten mit der Zeit, was zu Leckagen führen kann. Je größer die Leckage wird, desto höher steigen Energieverbrauch, Betriebskosten und auch der CO2-Fußabdruck. Tatsächlich verliert ein durchschnittliches Werk jährlich bis zu 35 Prozent Druckluft durch Leckagen – in einigen Anlagen entsteht jährlich pro Maschine ein Verlust von 50.000 Euro.

Für viele Betreiber können sich Verluste im Druckluftsystem auf die Gesamtanlageneffektivität auswirken, da Luftleckagen oft ein Zeichen für weitere Leistungsprobleme sind. Ein Wert von 100 Prozent steht dabei für eine perfekte Produktion, während 85 Prozent von vielen Herstellern als realistisches Ziel avisiert werden. Studien von Emerson zeigen jedoch, dass die Gesamtanlageneffektivität einer Verpackungslinie bei nur etwa 45 bis 55 Prozent liegt. Die gute Nachricht: Es gibt reichlich Gelegenheit zur Verbesserung.

Intelligente Überwachung mit dem IIoT

Das industrielle Internet der Dinge (IIoT) bringt die digitale Transformation in pneumatische Betriebsabläufe praktisch jeder Größe. Die Transformation ermöglicht die Erfassung und Verarbeitung von Daten von pneumatischen und anderen Maschinenelementen, um neue Einblicke in die Produktion zu gewinnen. So ist etwa die Druckluftoptimierung ein IIoT-gestützter Fortschritt, der durch die kontinuierliche Überwachung des Luftstroms in einem System ermöglicht wird. Sie erkennt Leckagen in Echtzeit und erfasst gleichzeitig Daten wie Druck und Temperatur in der Zuleitung. Dabei ist die Umwandlung der Rohdaten in verwertbare Daten der Schlüssel.

Intelligente Pneumatik-Überwachung kann schon auf lokaler Ebene erreicht werden. Mithilfe von Durchflusssensoren kann ein System etwa jede Maschine identifizieren, die ein Problem aufweist und Betreibern umsetzbare Erkenntnisse liefern. Anstelle komplizierter Datensätze stellt die richtige Analyselösung einfach fest, welche Stellantriebe oder Ventilverteiler keine optimale Leistung erbringen, und bietet Anleitungen, um die vermuteten Probleme zu beheben. Eine derartige Plattform ist einfach zu entwickeln und zu implementieren und kann auch Vorschläge für eine vorausschauende Wartung auf der Grundlage von Zykluszahlen oder anderen Parametern geben.

To Cloud or not to Cloud – das ist die Frage

Solche Systeme funktionieren unterschiedlich: In Cloud-basierten Ansätzen können beispielsweise Daten von der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) erfasst und entweder über ein Gateway oder in direkter Verbindung an die Cloud weitergeleitet werden. In beiden Szenarien wird die SPS durchlaufen, was oft erhebliche Änderungen an der SPS-Logik erfordert – für viele Betriebe eine unattraktive Aussicht. Diesen Betrieben bieten hochflexible und sichere lokale Systeme Produktivität und Energieeinsparungen: Erfassungsmodule wie Sensoren oder andere Edge-Geräte werden direkt über ein Gateway miteinander verbunden oder die SPS-Architektur wird durch einen vielseitigen Edge-Controller ersetzt, der die SPS- und die Edge-Technologie in einem einzigen Gerät vereint.

Darüber hinaus bieten industrielle IoT-Geräte ein hohes Maß an Kompatibilität – ein entscheidender Faktor für die reibungslose Kompatibilität mit einer programmierbaren und skalierbaren offenen Software wie der PACEdge-Plattform. Offene Kommunikationsprotokolle können dabei Cloud-basiert, vor Ort oder in bestehende Softwaresysteme integriert sein.

In der Vergangenheit galten die relativ kostengünstigen Pneumatikteile als Verschleißteile. Die zunehmende Bedeutung von Daten hat das verändert. In Verbindung mit IIoT hilft smarte Pneumatik Herstellern, defekte Stellantriebe und mehr zu finden: Sie kann Automatisierungsinseln verbinden, verdeckte Maschinendaten freilegen und die Gesamtanlageneffektivität drastisch erhöhen.

Autor: Nils Beckmann ist Product Marketing Manager IIoT Integration bei Emerson.