Retrofit: Mit der Software da³vid und phyGATE-Tauri ins IIoT einsteigen

von | 12.08.2021 | Applikationen, Wissen

In diesem Gastbeitrag von Frank Fontaine (embedded data) erhalten Sie einen tiefen Einblick in die Retrofit Möglichkeiten, die Ihnen die Software da³vid in Verbindung mit dem PHYTEC phyGATE-Tauri bietet.

Sie wollen auch für ältere Anlagen die Anlageneffektivität und Energieeffizienz steigern, Stillstandszeiten durch pro-aktive und vorausschauende Wartung optimieren und nicht zuletzt Ihre Mitarbeiter in der Produktion unterstützen?

Diese Ziele erreichen Sie, indem Sie ein Retrofit durchführen und so eine I4.0 konforme Nachrüstung Ihrer Bestandsanlagen sicherstellen.

Die wesentliche Grundlage dafür ist es, Daten lokal an der Anlage zu erfassen: die Anlage wird mit neuer Sensorik ausgestattet und es wird dem Benutzer eine Interaktion ermöglicht. Um ein aussagekräftiges Abbild Ihrer gesamten Produktion zu bekommen und damit auch ganzheitlich optimieren zu können, werden die erfassten Daten zusätzlich I4.0 konform an zentraler Stelle zusammengeführt.

Die dazu lokal an der Anlage notwendige Orchestrierung übernimmt dabei ein sogenanntes IoT-Gateway mit einer entsprechenden IIoT-Software. Es nimmt die Daten der neuen Sensoren, z.B. Druck, Vibrationen, Reinheitsgrade von Betriebsmitteln entgegen und bereitet diese auf. Dem Bediener wird über einen Touchscreen oder ein Tablet direkt an der Anlage eine Benutzerschnittstelle zur Verfügung gestellt. Die lokal anfallenden Daten der einzelnen Anlagen werden auf einem zentralen Server zusammengeführt.

Bei der erfolgreichen Aufbereitung Ihrer Daten zu Information und Wissen spielt die neue Generation smarter IoT-Gateways, wie dem phyGATE-Tauri von PHYTEC, in Kombination mit der IIoT-Software da³vid hier ihre vollen Stärken aus. Welche Möglichkeiten und Vorteile die Nutzung von da³vid mit sich bringt, stellen wir Ihnen in diesem Artikel vor.

Die Allround-Lösung auf der Edge- und Cloud-Ebene: Überblick über die IIoT-Software da³vid

Traditionelle IoT-Gateways mit wenig Rechenleistung und geringer Intelligenz sind beschränkt auf

  • die Übersetzung von Sensor-Protokollen
  • die Filterung von Rohdaten
  • das Gerätemanagement sowie
  • die sichere Übermittlung der anfallenden Messdaten an eine zentrale Stelle (private Cloud oder Datencenter)

Die IIoT-Software da³vid von embedded data geht hier einen wesentlichen Schritt weiter: Bereits auf der Feldebene können Sie intelligente Verdichtungen, komplexe Analysen mit aussagekräftigen Visualisierungen und ein Alarm-Management in weicher Echtzeit durchführen. Da da³vid als Webapplikation umgesetzt ist, kann das Human-Machine-Interface dabei direkt auf einer großen Auswahl an Endgeräten (Smart-TV, PanelPC, Notebook, PV, Tablet, Smartphone) nicht nur lokal an der Anlage, sondern auch mobil oder vom Büro-Arbeitsplatz aus eingesetzt werden. Damit haben Sie Ihre Produktion von überall aus im Blick.

Software da3vid auf Tablet, Smartphone und Laptop
da³vid auf verschiedenen Endgeräten

Auch kann die weitere Verarbeitung der erfassten Daten bzw. der bereits lokal abgeleiteten Informationen an zentraler Stelle erfolgen, ohne dabei Systemgrenzen zu überschreiten.

da³vid ist so konzipiert, dass es sowohl auf Edge-Geräten wie dem phyGATE-Tauri als auch zentral auf einem Server on-premises oder als Software as a Service-Lösung (SaaS) im Datencenter betrieben werden kann. Die auf Ihren Gateways laufenden da³vid-Instanzen können Sie dabei so konfigurieren, dass die dort anfallenden Daten zu Ihrer zentralen Instanz synchronisiert werden. Dort stehen Ihnen alle über Ihre IoT-Gateways erfassten Produktionsdaten in der gleichen Oberfläche und mit dem gleichen Funktionsumfang wie auf Ihren Edge-Geräten zur Verfügung. Der Vorteil: Von der Visualisierung einfacher Messreihen an der Anlage bis hin zu aussagekräftigen KPIs für den Vorstand bewegen Sie sich stets in ein und demselben System.

Gerade dann, wenn viele Mitarbeiter mit verschiedenen Rollen und Tätigkeiten mit einer gemeinsamen Software arbeiten, ist es erforderlich, deren Zugriffsrechte im System entsprechend abzubilden. Durch die da³vid-Benutzerverwaltung mit ihrem umfassenden Rechtesystem können die erhobenen Informationen Ihren Mitarbeitern gezielt zugänglich gemacht, oder sicher vorenthalten werden. Mehr Informationen finden Sie hier.

Daten ins System bringen mit einer Vielzahl von Schnittstellen und Protokollen

Mit dem Einsatz des phyGATE-Tauri Gateways können Sie Ihre Anlagen und Sensoren über OPC-UA (Client oder Server), Modbus RTU und TCP, Siemens S7 und die REST-API anbinden. Zudem können analoge und digitale Sensoren über entsprechende Erweiterungen direkt integriert werden. Ein gesamtes Abbild der Produktion ist dadurch möglich und ein Retrofit aufgrund einer Vielzahl an Schnittstellen und Protokollen schneller und flexibler umsetzbar.

Retrofit Hardware und Software Infrastruktur da3vid / phyGATE-Tauri
Übersicht über die Struktur von da³vid

Die einlaufenden Rohdaten werden intern als Zeitreihe behandelt und auch als solche in einer State-of-the-Art Zeitreihen Datenbank vorgehalten. Zur initialen Reduktion der Datenmenge können bereits vor Ablage in der Datenbank optionale Filter, z.B. ein Tot-Band, konfiguriert werden. Die in die Datenbank einlaufenden Daten werden kontinuierlich verdichtet. Wie lange welche Daten in welcher Auflösung in der Datenbank vorgehalten werden kann vom Betreiber selbst konfiguriert werden. Zu diesem Thema können Sie mehr in diesem Artikel erfahren.

Einfach und flexibel Erkenntnisse aus Ihren Daten ziehen dank Visualisierung im Baukastenprinzip

Sie können einfach ohne Programmierkenntnisse die gesammelten Daten mit Dashboards visualisieren. Dabei ist es möglich, auf historische Daten sowie auf Live-Daten zuzugreifen. Das Erstellen eines Dashboards geht dank einer Vielzahl an Widgets einfach von der Hand. Ihre Dashboards können Sie so einfach an Ihre Bedürfnisse anpassen und sind unabhängig von Drittsoftware und IT-Dienstleistern.

Für alle visuellen Auswertungen steht Ihnen ein großer Baukasten an Widgets mit unterschiedlichster Funktionalität zur Verfügung, aus dem Sie sich im integrierten Dashboard-Editor bedienen können. Je nach Auflösung Ihres Endgerätes (Handy, Tablet, großer Monitor) sind dabei unterschiedliche Layouts wählbar.

Neben einfachen Widgets, wie z.B. Tachos, Fortschrittsanzeigen und Füllständen steht auch eine Vielzahl komplexerer Widgets zur schnellen Auswertung Ihrer historischen Daten zu Verfügung.  Durch den Einsatz von skalierten Vektorgrafiken (SVG) sind Sie zudem in der Lage, Ihre Prozesse interaktiv zu visualisieren.

Schnelle Reaktionen auf Vorkommnisse mit dem Alarmmanagement

Zur aktiven Überwachung Ihrer Prozesse und deren Parameter hinterlegen Sie im integrierten Alarm-Management Ihre eigenen Alarmkonfigurationen. Sie können Ihre Parameter dabei nicht nur gegen einfache Grenzwerte überwachen, sondern Bedingungen auch verknüpfen, auf eine Hysterese zurückgreifen und das Inkrement von Daten überwachen. Auch hier stehen im Dashboard entsprechende Widgets zur Verfügung, anhand derer sich Ihre Mitarbeiter über aktuelle und historische Alarme nicht nur informieren, sondern diese, falls notwendig auch quittieren können.

Somit können Sie und Ihre Mitarbeiter sich über Vorkommnisse in der Produktion benachrichtigen lassen und schnell reagieren.

Alarmierungswizard der Software da3vid
Alarmierungswizard in da³vid

Ihre eigene Logik innerhalb der Plattform umsetzen, sogar auf Edge-Ebene

Über die reine Visualisierung und einfache Alarme hinweg können auch fachliche Modelle direkt auf dem phyGATE Tauri implementiert und ausgeführt werden.

Um einfache Fälle schnell abbilden zu können, greifen Sie dabei auf die in da³vid verfügbare, intuitive graphische Programmieroberfläche zu. Somit lassen sich KPIs auf Ihren Daten ohne tiefergehende Programmierkenntnisse schnell berechnen.

Graphische Retrofit Programmierung in der Software da3vid
Grafische Programmierung in da³vid

Für komplexere Lösungsansätze bietet sich die integrierte textuelle Programmierung an. Über die Weboberfläche greifen Sie auf eine Java-Script Umgebung zu. Hier können über dedizierte Funktionen Ihre Messreihen und aktuellen Werte verarbeitet werden. Nach Auswertung Ihrer Daten sind Sie so in der Lage, fachliche Modelle direkt an Ihrer Anlage zu betreiben. Zum Beispiel können Voraussagen wann ein Betriebsmittel gewechselt muss Ihre Instandhaltung optimieren.

Digitale Erfassung von besonderen Ereignissen an der Anlage direkt vom Mitarbeiter

Sie wollen besondere Betriebsereignisse an Ihren Anlagen von Ihren Mitarbeitern erfassen lassen, um diese später in Korrelation zu Ihren Maschinendaten auswerten zu können? Auch hier können Sie über einen Webzugriff auf das phyGATE-Tauri direkt das entsprechende da³vid-Modul zur Verwaltung eines digitalen Schichtbuches benutzen. Dies ist selbstverständlich über Widgets direkt im Dashboarding integriert. Schichtnotizen, Anweisungen und Dokumente sind so jederzeit verfügbar und Vorkommnisse werden unternehmensweit einheitlich erfasst.

Fazit

In diesem Artikel haben wir Ihnen aufgezeigt, welche umfassenden Möglichkeiten sich Ihnen mit einem I4.0 konformen Retrofit Ihrer Bestandanlagen eröffnen:

  • Anlageneffektivität und Energieeffizienz steigern
  • Stillstandszeiten durch proaktive und vorausschauende Wartung optimieren
  • Unterstützung Ihrer Mitarbeiter in der Produktion
  • Effizienter Entscheidungen treffen, sowohl direkt an der Anlage als auch produktionsübergreifend
  • Alle wichtigen Kennzahlen auf einen Blick, Produktionsdaten auch von unterwegs
  • Einfache Einrichtung und Bedienung dank Baukastensystem und Führung über Wizards
  • Alarme planen, Betriebsereignisse verwalten, schnell reagieren

Haben Sie Interesse an einer Retrofit-Lösung mit PHYTEC und embedded data?

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Mehr Informationen zur Software und Kontakt: www.embedded-data.de.

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