In den bisherigen Blogbeiträgen wurde die Funktionalität von Microsofts IoT Central anhand des MXChips gezeigt. Dieser war bisher der Datenlieferant der Sensorwerte. Nun wird ein weiteres IIoT Gerät – die Taktstraße – vorgestellt. Diese wird verwendet, um Funktionalitäten im IIoT-Bereich darüber hinaus anschaulich gestalten zu können und die möglichen Einsatzzwecke von IoT bzw. IIoT zu demonstrieren.
Bei der Taktstraße handelt es sich um ein fischertechnik-Modell, das zwei Bearbeitungsstationen besitzt. Das Modell besteht aus Förderbändern, die das Werkstück transportieren sowie einer Bohr- und Frässtation. Die Taktstraße wird von einer Siemens SIMATIC S7-1500 gesteuert. Die Steuerung stellt einen OPC UA Server zum Datenaustausch mit anderen Systemen zur Verfügung. Zur lokalen Bedienung der Maschine kann das angeschlossene HMI verwendet werden.
Nun kann ein Werkstück (die schwarzen Steinchen in Abbildung 1) auf das linke Förderband gelegt werden, um die Bearbeitung zu starten. Dieses wird anschließend durch jede Station transportiert und entsprechend bearbeitet, sodass am Ende auf dem rechten Förderband das fertige Werkstück zur Abholung bereit liegt. Es ist möglich mehrere Werkstücke nacheinander auf das Förderband zu legen. Wenn alle freien Plätze auf der Taktstraße belegt sind, stoppt die Bearbeitung. Es muss zuerst ein fertiges Werkstück entnommen werden. Anschließend wird die Bearbeitung automatisch fortgesetzt. Im Fehlerfall stoppt die Taktstraße. Die Meldung wird dem Bediener am HMI und in IoT Central angezeigt. Nach dem Quittieren der Meldung, kann die Produktion fortgesetzt werden.
Abbildung 1: Das ist unser fischertechnik-Modell – Die Taktstraße (Bildquelle)
Die Vernetzung der Taktstraße mit dem Internet wird in Abbildung 2 erläutert. Die Siemens SIMATIC S7-1500 wird via LAN-Kabel an das Maschinennetzwerk angeschlossen. Da in einem Maschinennetzwerk meist mehr als eine Maschine angebunden ist, wird dies exemplarisch durch eine zweite Taktstraße im nebenstehenden Bild dargestellt. In der Regel wird aus Security-Gründen nicht angestrebt, das Maschinennetzwerk direkt an das Internet anzubinden. Deshalb kommt das IoT-Edge Gateway zum Einsatz, um die Konnektivität mit dem Internet herzustellen. Dafür hat das IoT-Edge Gateway zwei Netzwerkschnittstellen, die eine ist mit dem Maschinennetzwerk verbunden und die andere mit dem Internet. Auf das IoT-Edge Gateway und die damit zusammenhängenden Funktionen wird in den kommenden Blogposts noch genauer eingegangen. Weiterhin werden wir anhand davon auch die Frage beantworten, ob Ihre Daten in der Cloud sicher sind und wie die IoT-Edge Funktionalitäten einen Mehrwert liefern.
Abbildung 2: Wie kommen die Daten in die Cloud?
Nun stellt sich die Frage, welche Daten die Taktstraße liefert und wie diese Daten geeignet visualisiert werden können? Die Visualisierung der Daten erfolgt, wie auch schon beim MXChip, mit IoT Central (siehe Abbildung 3).
Die Taktstraße produziert innerhalb eines Durchlaufs sehr viele Daten. So wird die aktuelle Durchlaufzeit, die Anzahl der Bohr- und Frästeile, die Gesamtstückzahl, die Umdrehungen des Bohrers und Fräsers u. v. m. gesendet. Auch zum allgemeinen Zustand der Maschine werden Daten übermittelt. So kann z.B. jederzeit in Erfahrung gebracht werden, ob eine Störung vorliegt und welches Förderband ein- bzw. ausgeschaltet ist. In zukünftigen Blogposts wird genauer auf die gelieferten Daten eingegangen und ersichtlich, wie eine intelligente Interaktion mit den Werten ermöglicht werden kann. Dadurch, dass die Taktstraße eine echte SPS verwendet, fällt es leicht, die gewonnenen Erkenntnisse auf den echten Anwendungsfall zu übertragen.
Abbildung 3: Vorschau: Visualisierung der Messwerte – Taktstraße – IoT-Central
Wir freuen uns auf weitere spannende Blogeinträge, nun auch am Beispiel der Taktstraße!
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