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Plug-and-play-Zugriff auf Diagnosedaten

01  Die Systemtopologie wird mit dem Tool übersichtlich sowohl grafisch als auch in Tabellenform dargestellt, mit allen Prozess- und Diagnosedaten, im Live-Zustand

01  Die Systemtopologie wird mit dem Tool übersichtlich sowohl grafisch als auch in Tabellenform dargestellt, mit allen Prozess- und Diagnosedaten, im Live-Zustand

02  Das Gateway lässt sich einfach zwischen Cube-Busknoten sowie den bis zu vier Strängen der Cube-Installation einbetten und ermöglicht eine Diagnose und Topologie-Erkennung ohne zusätzliche Programmierung

02  Das Gateway lässt sich einfach zwischen Cube-Busknoten sowie den bis zu vier Strängen der Cube-Installation einbetten und ermöglicht eine Diagnose und Topologie-Erkennung ohne zusätzliche Programmierung

Das Auswerten und nutzbar machen von Diagnosedaten erfordert in der Regel einen großen Programmieraufwand. Weil unterschiedliche Steuerungen jeweils andere Diagnosekonzepte erfordern, ist diese Arbeit häufig für jede Anlage neu zu erledigen. Zudem lässt sich bei diversen Steuerungen der komplette Diagnose­umfang oft nicht voll ausschöpfen. Das Diagnose-Gateway von Murrelektronik ermöglicht den Plug-and-play-Zugriff auf diese Daten via Ethernet-Schnittstelle. Diese Lösung ist einfach zu implementieren, sorgt für klare Anweisungen im Fehlerfall und erhöht die Maschinenverfügbarkeit.

Das leistungsstarke, dezentrale Feldbussystem Cube67 von Murrelektronik kommt in vielen Maschinen und Anlagen zum Einsatz. Es ist modular aufgebaut und bietet eine große Anzahl an Eingangs-, Ausgangs- und gemischten Modulen sowie eine breite Palette an Funktionsmodulen (zum Beispiel IO-Link und RS-485). Dadurch können die Installationskonzepte präzise auf die konkreten Anforderungen einer Applikation zugeschnitten werden. Eine Systemleitung überträgt sowohl die Kommunikationsdaten als auch die Versorgungsspannungen. An den vier Strängen eines jeden Busknotens können bis zu 32 Module angeschlossen werden. Die entscheidenden Pluspunkte des Cube-Systems sind die steckbaren Anschlüsse, der Vollverguss der Module, die ausgeprägte Multifunktionalität der Kanäle sowie die umfangreichen Diagnosemöglichkeiten.
Um diese Diagnosemöglichkeiten effizient zu nutzen, hat Murrelektronik das Cube67-Diagnose-Gateway entwickelt. Das robuste und voll vergossene Gateway wird in die Linie zwischen dem Cube-Feldbusknoten und den (bis zu) vier Strängen eingebunden. Mit der Kommunikationsebene wird es über eine Standard-Ethernet-Schnittstelle verbunden und liest so die Diagnosedaten aus dem Cube-System einfach und schnell aus. Fehler lassen sich so umgehend lokalisieren, was die Ausfallzeiten minimiert.

Komplette Topologie-Darstellung
Sobald das Cube-System gestartet wird, liest das Diagnose-Gateway die gesamte Topologie aus und fortan die ­komplette Prozesskommunikation sowie sämtliche Diagnosemeldungen mit. Das Modul bereitet diese Daten visuell auf und stellt alle Informationen – unabhängig von der Steuerung und ohne zusätzliche Software – in jedem Browser unabhängig von der Plattform in identischer Weise dar (Bild 1). Jeder, der eine Zugangsberechtigung zum Kommunikationsnetzwerk hat, kann nun auf diese Daten zugreifen, zum Beispiel am HMI, mit einem Tablet oder am fest installierten Computer im Leitstand.
Die Anordnung der Module wird automatisch als übersichtliche Topologie dargestellt und zusätzlich in tabellarischer Form angezeigt. Diese enthält auch alle Prozessdaten zum Beispiel die Schaltzustände der einzelnen Ein- und Ausgänge. Diagnosemeldungen werden sowohl in der Topologie als auch in übersichtlicher Tabellenform angezeigt.
Ein großer Vorteil des Tools ist ein Diagnosespeicher (Logbuch). Er erfasst „flüchtige Fehler“; also Fehler, die nur temporär auftreten, zum Beispiel wenn in der Leitung einer Energiekette bei bestimmten Verfahrwinkeln kein Kontakt besteht (Kabelbruch) oder wenn ein Sensor immer just zu einer bestimmten Tageszeit durch Sonneneinstrahlung „überhitzt“ wird. Eine Steuerung zeigt solche „flüchtigen Fehler“ nur kurzzeitig an, wenn sie akut auftreten. Das ist schlecht, da ein solcher Fehler oft der Vorbote für ein sich anbahnendes größeres Problem ist.

Bezeichnungen und Fehlermeldungen im Klartext
Das Softwaretool des Cube67-Diagnose-Gateways stellt eine übersichtliche Tabelle im CSV-Format zum Download bereit. Sie enthält eine Übersicht über die Module und Komponenten sowie über alle Ein- und Ausgänge der ausgelesenen Installationslösung. In dieser Tabelle können Namen für die Komponenten vergeben und Bezeichnungen für alle möglichen Fehler im Klartext gepflegt werden. Nach dem Re-Import der Tabelle greift das Tool auf diese Namen und Bezeichnungen zurück.
Der Nutzer erhält damit – sowohl in der Topologie-Darstellung als auch in der tabellarischen Auflistung – keine „kryptischen“ Fehlermeldungen mehr, sondern klare Ansagen wie „Kurzschluss am Hydraulikaggregat“ oder „Drahtbruch am Analog-Sensor von Steckplatz zwei der Fördereinheit“. Mit dieser Information sind Fehler schnell gefunden! Um sie auch schnell zu beheben, ist es über die CSV-Datei möglich Handlungsanweisungen mit konkreten Lösungsvorschlägen in die Systematik zu importieren, zum Beispiel „Ventil schließen“ oder „Leitung austauschen“. Im Idealfall wird sogar die Artikelnummer des Austauschteils in der Tabelle mit angelegt, sodass sich die Fehlerbehebung beschleunigt.
Die Log-Daten des Cube67-Diagnose-Gateways (Bild 2)können für den Versand oder für statistische Erhebungen abgespeichert werden. Das bietet beispielsweise die Möglichkeit, Schaltzyklen von Ein- und Ausgängen zu zählen und diese Informationen für die strukturierte Wartung in zyklischen Intervallen zu nutzen. Über ein Austauschformat lassen sich die Daten auch für weitere Systeme nutzen und direkt in unterschiedliche Anwendungen wie ERP- oder Cloud-Systeme einbinden.

Unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten
Unterschiedliche Prozessbeteiligte können im Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen vom Cube67-Diagnose-Gateway profitieren. So können Inbetriebnehmer Schwachstellen wie Kurzschlüsse oder Topologiefehler (also Differenzen ­zwischen der Soll- und der Ist-Konfiguration) frühzeitig erkennen, wenn sie mit dem Diagnose-Gateway die Topologie durchleuchten. Auch für IO-Tests ist das Modul hilfreich. Eine temporäre Integration des Diagnose-Gateways ermöglicht dem Servicepersonal des Maschinen- oder Anlage­bauunternehmens Fehler schnell zu lokalisieren und zu ­beheben. Auch eine dauerhafte Integration ist interessant, um über einen Remote-Zugriff Einblicke in die Maschine oder Anlage erhalten zu können und beispielsweise den Elektriker vor Ort aus der Ferne anleiten zu können. Ein Betreiber einer Maschine oder Anlage, der das Diagnose-Gateway dauerhaft einbettet, kann frühzeitig auf sich anbahnende Problemsituationen reagieren. Im Optimalfall hat er Handlungsanweisungen für den Fehlerfall in seine Systematik eingebunden – und der Monteur kann auf dem Weg zur Maschine schon das richtige Ersatzteil aus dem Lager mitnehmen. (no)

Alexander Hornauer ist bei Murrelektronik in Oppenweiler im Corporate Marketing tätig. alexander.hornauer@murrelektronik.de

Michael Engel ist Produktmanager Automatisierungstechnik bei Murrelektronik in Oppenweiler. michael.engel@murrelektronik