EMV und Netzwerkperformance
Herausforderungen und Lösungen im Maschinenbau
Herausforderungen in der Drucklufttechnologie
Unser Kunde, ein weltweit führendes Unternehmen in der industriellen Drucklufttechnologie, beliefert Industrien von der Lebensmittelproduktion bis hin zur Schwerindustrie. Die Maschinensteuerung erfordert eine Ethernet-Verbindung zu den einzelnen Kompressoren sowie den Zugang zu Sensorendaten (wie z.B. Volumenstrom und Temperatur). Obwohl der Einsatz von unmanaged Switchen zunächst aus Kostengründen beschlossen wurde, zeigten sich bald Herausforderungen durch Ausfälle und Netzwerkstörungen.
Die eigentlichen Schwierigkeiten treten durch die Integration in bestehende Netzwerke der Betreiber auf, welche oft außerhalb der Kontrolle des Maschinenbauunternehmens liegen. Hinzu kommt, dass die Verantwortung für den Potenzialausgleich ebenfalls beim Betreiber liegt. Dies führte zu unerklärlichen Ausfällen und ungeplanten Stillständen, die sowohl den Betrieb als auch die Kunden stark belasteten.
Die Blackbox der Netzwerke und die Ausfallursachen
Ein wesentlicher Schmerzpunkt für Maschinenbauer ist die „Blackbox“ des Kundennetzwerks. Da die Netzwerkinfrastruktur des Betreibers nicht vollständig einsehbar oder kontrollierbar ist, kommt es zu ungeplanten Maschinenstillständen, die schwer diagnostizierbar sind. Ein solcher Zustand ist besonders kritisch, wenn Unternehmen stark auf Maschinenverfügbarkeit angewiesen sind. Die Blackbox führt zu enormen Ausfallkosten und einer erschwerten Fehlersuche.
Ohne detaillierte Netzwerkinformationen vor Ort war der Kundenservice des Maschinenbauunternehmens oft nur bedingt in der Lage, die Ursachen der Störungen zu identifizieren. Zudem musste für viele der eingehenden Meldungen zusätzlich auf die knappen Ressourcen der E-Konstrukteure zurückgegriffen werden. Eine Lösung war dringend nötig, um den Service effizienter zu gestalten und ungeplante Ausfälle zu reduzieren.
Zielsetzungen des Maschinenbauers: Ausfälle minimieren, Effizienz steigern
Die Hauptziele des Maschinenbauers bestanden darin, ungeplante Stillstände zu minimieren und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen. Diese Ausfälle, oft durch die Ethernet-Kommunikation und die fehlende Transparenz zwischen Maschinen und Kundennetzwerk verursacht, sollten bestenfalls vollständig vermieden werden.
Zusätzlich sollte der Bedarf an den spezialisierten E-Konstrukteuren für den Service reduziert werden. Da diese Ressourcen nicht unbegrenzt zur Verfügung standen, galt es, durch bessere Netzwerktransparenz und Überwachung den Support zu optimieren.
Einsatz der PROmesh P Diagnoseswitche zur Fehleranalyse
In kritischen Anlagen setzte der Maschinenbauer auf die bewährten PROmesh P Diagnoseswitche, um die Netzwerkprobleme zu überwachen und frühzeitig Fehlerquellen zu identifizieren. Diese Switches lieferten umfassende Informationen zu elektrischen und logischen Netzwerkparametern, die sonst im Serviceprozess fehlten.
Besonders in Fällen von sporadischen Ausfällen zeigte sich eine klare Ursache: elektromagnetische Unverträglichkeiten (EMV). Durch die Analyse der Daten konnte nachgewiesen werden, dass Ausgleichsströme über die Schirme der Ethernet-Datenleitungen liefen, was zu Netzwerkstörungen und Geräteausfällen führte.
EMV-Problematik: Ein komplexes und kostspieliges Problem
Ein häufiger Grund für die EMV-Probleme lag in der sternförmigen Ausführung des Potenzialausgleichs. Durch zu lange Leitungen und eine hohe Impedanz des Potenzialausgleichs kam es zu einer Umleitung der Ströme auf die Datenleitungen und den daran angeschlossenen Geräten. Die Geräte waren für diese Störströme nicht ausgelegt und wurden dadurch schneller beschädigt, starteten sporadisch neu oder fielen ganz aus.
Die Lösung bestand darin, diese Ursachen zu erkennen und gemeinsam mit dem Betreiber Maßnahmen zur Verbesserung des Potenzialausgleichs zu ergreifen. Indu-Sol unterstützte dabei mit Know-how und technischen Lösungen, um den Potenzialausgleich durch Vermaschung wieder attraktiver für die Potentialausgleichsströme zu gestalten und die Störungen durch EMV dauerhaft zu beseitigen.
Vermaschter Potenzialausgleich als Lösung
Durch den Einsatz des EMClots® Systems konnte der Potenzialausgleich stark vermascht werden. Dies reduzierte die Impedanz und verhinderte, dass Ströme über die Datenleitungen die empfindlichen Geräte erreichen. Besonders im Umfeld von Maschinen mit hoher Leistungsaufnahme wie Kompressoren und Motoren war dies entscheidend, um zukünftige Störungen zu vermeiden.
Neue Anforderungen an den Service: Digitalisierung und Remoteservice
Neben den physischen Problemen durch EMV zeichnen sich weitere Herausforderungen für das Unternehmen ab: Das Geschäft wächst weiterhin stark, aber durch den Fachkräftemangel wird es zunehmend schwieriger, den globalen Service aufrechtzuerhalten. Zudem steigt die Komplexität auf der Netzwerkebene, da Sensoren zunehmend digital vernetzt werden. Dadurch erhöht sich die Netzlast, was potenziell zu neuen Problemen führen könnte.
Ab 2025 werden in allen Stationen Full-managed Industrial Diagnoseswitche der PROmesh P-Familie verbaut, die nicht nur EMV-Überwachung, sondern auch viele weitere Diagnosefunktionen wie die permanente Überwachung der Leitungsqualität und Netzwerkauslastung bieten. Diese Geräte ermöglichen Remote-Überwachung und verringern die Notwendigkeit für vor Ort spezialisiertes Personal. Dadurch wird es möglich, 60% der Netzwerkprobleme per Remote zu diagnostizieren und zu lösen.
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