Retrofit in der Dämmstoffherstellung

Intelligente Switches sind die neuen „Watchdogs“ im Netzwerk

Fallstudie: Retrofit für weniger Stillstand und besseren Output bei der Produktion von Glaswolle

Automatisierte Industrieanlagen sollen zuverlässig Qualität produzieren und dabei möglichst effizient sein. Deshalb ist nach jahrelangem Einsatz in vielen Anlagen ein Retrofit unumgänglich. Defekte Komponenten müssen getauscht und Maschinen mechanisch oder softwaretechnisch auf den neusten Stand gebracht werden, um die Anlage wieder effektiver und leistungsfähiger zu machen. Dazu zählt auch, das Kommunikationsnetzwerk leistungstechnisch anzugleichen. Hat der Verschleiß von Bauteilen in der Vergangenheit zu Produktionsausfällen geführt, ist es sinnvoll, im Zuge des Retrofits Switches mit Diagnose-Features einzusetzen, um den Ursachen künftig besser auf den Grund gehen zu können und mit Vorlauf alarmiert zu werden. Diesen Weg ging ein großer Glaswollehersteller gemeinsam mit HMR Automatisierung und Indu-Sol.

Die HMR Automatisierung und Prozesstechnik GmbH ist spezialisiert auf die Durchführung und Implementierung von Automatisierungsprojekten in den verschiedensten Branchen von der Automobil-, über die Nahrungsmittelindustrie bis hin zur Fertigung medizintechnischer Geräte. Indu-Sol ist Spezialist für industrielle Kommunikation und Netzwerktechnologie. Beide Unternehmen waren Ende 2023 gemeinsam daran beteiligt, das Kommunikationsnetzwerk eines Dämmstoffherstellers zu überarbeiten.

Ausfallursachen auf der Spur

Die Netzwerkstruktur der Anlage bestand aus drei Ringen. Im Notaus-Kreis kam es vor dem Retrofit immer wieder zu Problemen. Dino Kovacic ist Leiter der IT bei HMR. Aufgabe seines Teams ist neben der Betreuung der internen IT, bei Kunden die Netzwerke für die Automatisierungsebene zu planen und in Betrieb zu nehmen. Er berichtet: „Bis die Anlage zur Dämmstoff-Herstellung aus dem Stillstand wieder angefahren werden kann, vergeht einige Zeit. In dieser Anlaufphase entsteht keine verkaufsfähige Ware, sondern nur Ausschuss. Daher ist es für den Hersteller extrem wichtig, den Produktionsprozess zu stabilisieren.”

Dino Kovacic ist Leiter der IT bei HMR: „Vor dem Retrofit kam es immer wieder zu sporadischen Problemen im Notaus-Kommunikations-Ring. Durch den Einsatz intelligenter Switches, die die Netzwerkkommunikation millisekundengenau aufzeichnen, lassen sich zuverlässig Rückschlüsse auf Ausfallursachen ziehen.“ 

Bild 2: Dino Kovacic, HMR Automatisierung und Prozesstechnik GmbH (Urheber: HMR)

Bereits vor dem Retrofit war deshalb die Thüringer Indu-Sol GmbH für Messungen vor Ort gewesen, um die Gründe für den Ausfall zu ermitteln. Da die Fehlerursache allerdings nicht permanent auftrat, war sie auf die Schnelle nicht zu lokalisieren und hätte eine längere Überwachungsperiode notwendig gemacht. Ziel der Netzwerkmodernisierung war es deshalb, mögliche Fehlerursachen für Anlagenausfälle frühzeitig zu erkennen und in einfache Instandhaltungstätigkeiten umzuwandeln.

Bild 3: Switches der PROmesh P-Serie (Urheber: Indu-Sol)

Der Anlagenbetreiber forderte daher den Einsatz der Diagnose Industrial Switches von Indu-Sol. Im Zusammenspiel mit Maintenance Analyse-Software PROmanage sollten anhand der millisekundengenauen Aufzeichnung der Netzwerkkommunikation Rückschlüsse auf Ausfallursachen gezogen werden. Informationen darüber, ob beispielsweise Paketlaufzeiten zu lang sind, es Fehler an der Leitung gibt, Pakete verloren gehen oder ähnliches, sollen künftig helfen, das Netzwerk stabiler zu betreiben.

Die Switches der PROmesh P-Serie erfassen die Zustandsdaten vom Netzwerk und machen die physische Qualität, d.h. den Verschleiß der Datenleitung, sichtbar.

Dino Kovacic hat in den vergangenen Jahren viele Netzwerke geplant und realisiert. In der aktuellen Anwendung hat er zum ersten Mal mit Indu-Sol Switches gearbeitet und freut sich: „Die Diagnose-Features, die PROmesh Swichtes liefern, sind aus meiner Sicht konkurrenzlos auf dem Markt. Alternative Lösungen bieten weder eine Ableitstrom- oder Leitungsqualitäts-Messung noch sonstige Diagnosefeatures.“

Die Analyse-Software PROmanage^® NT bündelt die Daten aller managed Switches, visualisiert dem Anwender Fehlerursachen im Netzwerk einfach verständlich und alarmiert bei Anomalien. Damit wissen Betreiber und Instandhalter schnell, an welcher Stelle sie im Problemfall eingreifen müssen oder wo sich eventuelle Probleme anbahnen.

Bild 4: Die Analyse-Software PROmanage® NT (Urheber: Indu-Sol)

Support auf Augenhöhe

Schon vor dem Projekt in der Dämmstoff-Produktion hatte HMR Messgeräte zur Kabelzertifizierung bei Indu-Sol gekauft und in einem Workshop mehr Know-how dazu erhalten. Schon damals erlebten die Mitarbeiter von HMR die Zusammenarbeit als sehr angenehm. „Das lief alles auf Augenhöhe ab und das gleiche erlebten wir auch wieder im aktuellen Projekt“, erinnert sich Dino Kovacic. Zur Inbetriebnahme der Anlage bat er darum, von einem der Netzwerkexperten begleitet zu werden. Weil es für ihn der erste Einsatz der Switches war, fehlten ihm noch Erfahrungswerte zur Definition von Schwellwerten. Dazu wurden nach einer vierwöchigen Laufzeit gemeinsam die Protokolle ausgewertet. Im Vorfeld konnten die Netzwerkexperten auch Unterstützung anbieten bei der Implementierung der Remote-Zugriffe. Hier gab es technische Herausforderungen beim kundenseitig eingesetzten OPC Server, die MNP-Files sauber auszulesen.

In einigen Wochen wollen die Automatisierungsexperten noch einmal gemeinsam mit dem Dämmstoff-Hersteller analysieren, wie gut die Anlage läuft. Auch dabei werden sie wieder Unterstützung von den Netzwerkexperten erhalten. „Gemeinsam werden wir dann in der Analysesoftware schauen, ob noch Fehler vorhanden sind. Es kann sein, dass sich in der Produktionspraxis zeigt, dass wir Schwellwerte noch optimieren müssen. Dann werden wir das entsprechend anpassen. Und wo ungeplante Fehler auftreten greifen wir natürlich auch ein“, sagt Dino Kovacic.

Inbetriebnahme dank Netzwerkanalyse leicht gemacht

Ebenso wichtig wie die Switches ist die eingesetzte Software PROmanage NT. Dank der intuitiven Bedienbarkeit fanden sich die Automatisierer schnell zurecht und waren dankbar für die übersichtliche Darstellung der Diagnosedaten, die alternative Produkte nicht bieten können. Dino Kovacic erläutert: „Dort kann man lediglich einen Port auf den anderen spiegeln und dann z.B. per Wireshark-Software die Pakete anschauen. Deren Analyse ist aber sehr kompliziert und nicht unser Tagesgeschäft und übersteigt unsere Kompetenzen. Wir wissen natürlich, dass die Kollegen von Indu-Sol das für uns interpretieren können.

Einfacher ist es aber, wenn eine Software die relevanten Daten verständlich und übersichtlich darstellt und wir diese Arbeit selbst durchführen können.“ Auch der Retrofit der Anlage hat von der einfach verständlichen Darstellung profitiert: Während der Wieder-Inbetriebnahme wurde damit sehr schnell ein erster Fehler gefunden, der zu einem Anlagenausfall hätte führen können. Es handelte sich um eine Leitung, deren Leitungsqualität unter 30 Prozent lag. Erkannt hat das der PROmesh Switch, visualisiert und gewarnt wurde durch die Software PROmanage. Mit dieser Information konnte HMR Automatisierung dann sehr genau mit einem Messgerät an angegebener Stelle nachmessen und herausfinden, dass bei einem selbstkonfigurierten Kabel der Schirm falsch aufgelegt war. Ein Fehler, der mit Hilfe dieser Informationen schnell beseitigt werden konnte.

Hält mehr als er verspricht

Als externer Dienstleister hat HMR wenig Einfluss auf die in den Projekten eingesetzten Komponenten. Meist gibt das Lastenheft vor, welche Switches genutzt werden sollen oder es gibt „Freigabelisten“, in denen die Geräte aufgeführt sind, die ausgewählt werden dürfen. Dino Kovacic berichtet: „Alle Kollegen bei uns im Haus, die bisher mit den PROmesh Switches gearbeitet haben, sind sehr begeistert. Aus unserer Sicht halten die Switches noch mehr als sie versprechen. Das Preis-Leistungsverhältnis ist unübertroffen. Die Produkte bringen ein Vielfaches der sonst üblichen Leistung, was sich aber nicht im Preis niederschlägt.“ Er empfiehlt daher den Einsatz der Switches, weil ihn die Anwendung überzeugt hat, aber auch weil er bei anderen Kunden gesehen hat wie zufrieden sie damit sind. Ein Automobil-Kunde beispielsweise setzt auf die Geräte. Dino Kovacic sagt: „Dort sind die Taktzeiten ja extrem kurz und die Anforderung an die Zuverlässigkeit immens. Auch das ist ein Argument, das wir in Gesprächen mit Kunden anführen.“ Vorteilhaft ist zudem die Zertifizierung der Switches für Ethernet IP und Profinet. Das erleichtert den internationalen Einsatz. Für die Zukunft wünscht sich Dino Kovacic, dass die Switches Industrial Real Time (IRT) unterstützen und eine Firewall. An beiden Themen arbeitet Indu-Sol bereits. Man darf also gespannt sein, wie sich das schon jetzt sehr umfangreiche Produktportfolio in den kommenden Jahren weiterentwickeln wird.

PROmesh Switches

Die Produkte der Switch-Serie PROmesh gibt es in verschiedenen Klassen (Produktfamilien). PROmesh P steht für managed Switches mit Diagnosefunktion auf der Netzwerkebene. Sie erfassen die Zustandsdaten des Netzwerks und machen dessen physische Qualität, d.h. den Verschleiß der Datenleitung, sichtbar. Ist deren Abnutzungsvorrat zu sehr aufgebraucht, kommt es (wie im Beitrag beschrieben) immer wieder zu sporadischen Ausfällen.

Dank integriertem EMV-Monitoring lassen sich fehlgeleitete Störströme auf dem Schirm finden, die sonst oft zu Ausfällen führen können. Einige Eigenschaften der PROmesh P-Serie im Überblick: Online-Leitungsdiagnose, Ableitstrom-Überwachung, Monitoring 24V, Temperatur, millisekundengenaue Darstellung der Netzlast, Diagnosefunktionen, PROFINET v2.4 zertifiziert, Conformance Class B und Netload Class III.

• Zu den PROmesh Switches

• Zurück zur Übersicht

Unser Ansprechpartner steht Ihnen natürlich gerne zur Verfügung.

• 

  Michael Röhler

  Teamleader Technical Sales
  • +49 34491 580-186
  • E-Mail schreiben

Autoren

Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll, Redaktionsbüro Stutensee

Denise Fritzsche, Marketing bei Indu-Sol