Schaltschrankwächter zur Übertragung von Zustandsdaten

Turcks Schaltschrankwächter IMX12-CCM und Beckhoffs Edge Device ermöglichen eine einfache Nachrüstung zur Vitalitätsdatenerfassung von Schaltschränken im NOA-Datenmodell

Damit Zustandsdaten unabhängig von der Prozesskommunikation übertragen werden, hat die NAMUR das Datenmodell Open Architecture (NOA) entwickelt, das parallel zur Prozesskommunikation läuft und deren Integrität sicherstellt. Dass dieser Parallelkanal auch in Bestandsanlagen gut etabliert werden kann, zeigt Turck gemeinsam mit Beckhoff an einer Demoanlage im Prüflabor der Bilfinger Engineering & Maintenance GmbH. Der Schaltschrankwächter IMX12-CCM überträgt dort Vitalitätsdaten eines Schaltschranks per HART an ein Edge Device, das sie im NOA-Modell per OPC-UA an übergeordnete Systeme überträgt.

Die Schaltschrankvitalitätsdaten werden von dem IMX12-CCM erfasst & per HART ans Edge Device übermittelt
Turck und Beckhoff testeten eine Lösung zur Übertragung von Vitalitätsdaten im NOA-Datenmodell

Die Innovationszyklen von IT und Prozessindustrie sind grundsätzlich verschieden getaktet. Während beispielsweise die Synthese von Standardchemikalien wie beispielsweise Ammoniak seit 100 Jahren prinzipiell gleich abläuft und hautsächlich in Skalierung und Effizienz angepasst wurde, folgt in der IT mit gezeitengleicher Stetigkeit eine Innovationswelle auf die nächste.

Zum einen gilt es, zusätzliche Variablen zu messen, die über die Daten der Kernprozesse hinausgehen, um damit die Prozesse zu optimieren, Effizienzen zu steigern, Wartungen zu planen und ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden. Um das zu erreichen, müssen in Bestandanlagen zusätzliche Betriebsdaten erfasst und an die entsprechenden Analysetools weitergeleitet werden.

NAMUR Open Architecture

Die NAMUR hat mit der NAMUR Open Architecture (NOA) ein Konzept entwickelt, um die Automatisierungsarchitektur in der Prozessindustrie zu erweitern, ohne Änderungen an der vorhandenen Steuerung vorzunehmen. Der Zweck der NOA besteht darin, Informationen aus der Feldebene für übergeordnete Anwendungen bereitzustellen. Dieser sogenannte zweite Kanal kann beispielweise durch zusätzliche Hardware etabliert werden, wie es besonders in Brownfield-Anlagen notwendig ist.

Erfassung von Zustandsdaten eines Schaltschranks

Schaltschränke dienen als Schutz von empfindlichem Mess- und Steuerungsequipment und ermöglichen deren Einsatz auch unter rauen Umgebungsbedingungen. Wenn diese Schutzfunktion nicht mehr gegeben ist, beispielsweise durch defekte Schließmechanismen oder Dichtungen, kann dies zum Ausfall der verbauten Komponenten führen und damit potenziell zum Ausfall der Anlage oder Maschine.

Condition Monitoring ohne Aufwand: Schaltschrankwächter IMX12-CCM

Turck hat zur Überwachung der wichtigsten Vitalparameter eines Schaltschranks, Temperatur, Feuchte und Türschluss, bereits vor Jahren ein einfach nachrüstbares Gerät entwickelt: Der Schaltschrankwächter IMX12-CCM kann auf einer Hutschiene montiert werden und findet mit einer Baubreite von nur 12,5 Millimetern praktisch in jeder Lücke im Schaltschrank Platz. Die Prozessdaten für Temperatur, relative Feuchte und Abstand zur Tür werden mittels standardisiertem HART-Protokoll an die übergeordnete Leitebene weitergegeben. Nach einem Update zu Jahresbeginn ist der Schaltschrankwächter IMX12-CCM nun mittels haptischer Tasten intuitiver bedienbar und außerdem in einem Temperaturbereich von +25…70 Grad Celsius einsetzbar.

Edge Device kommuniziert Vitalitätsdaten im NOA-Datenmodell

Beckhoff hat für das Auslesen der zusätzlichen Feldgeräte Edge Devices für NOA entwickelt – zum Beispiel das CX8110. Dieses besteht aus einem Controller, einem darauf installierten Softwareprojekt und anzureihenden I/O-Modulen. Das NOA Edge Device kann Vitalitätsdaten von Geräten auslesen und bereitstellen. Es verwendet dazu das in der Prozessindustrie weit verbreitete HART-Protokoll.

Teamwork: Integration in das NOA-Konzept erfolgreich getestet

Der Schaltschrankwächter von Turck liefert mit den angegebenen Parametern die Basisdaten zur Vitalitätsprüfung eines Schaltschranks. Mit Hilfe der HART-Schnittstelle des CCM in Kombination mit dem Edge Device von Beckhoff können diese Informationen nun entsprechend der NAMUR Open Architecture einfach und sicher für Monitoring und Optimierungszwecke ausgeleitet werden. Zur Weiterleitung der Informationen wurde am Edge Device die HART-Eingangsklemme EL3182 und Beckhoffs OPC-UA-Server für TwinCAT genutzt.

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