Produktionskennzahlen und Betriebsdaten-Logging auf einen Blick

Side-load-Casepacker-Palettiererkombination mit OEE-Panels.Side-load-Casepacker-Palettiererkombination mit OEE-Panels. Bild: pester pac

Maschinen von pester pac automation stellen Informationen in Zukunft mithilfe von atvise SCADA von Certec in reiner Webtechnik direkt im Browser zur Verfügung: Mit zwei innovativen Softwaremodulen liefert der Verpackungsmaschinenbauer aus dem Allgäu so Lösungen für bisher unerfüllte Anforderungen seiner Kunden und sich selbst.

Als Ausgangssituation lagen der pester pac automation GmbH, Wolfertschwenden, in zwei verschiedenen Bereichen aufgrund unterschiedlicher Voraussetzungen Anforderungen vor, die das Unternehmen mit den ihm zur Verfügung stehenden Werkzeugen nicht erfüllen konnte:

  • Es gab seit längerer Zeit intern den Bedarf, eine Logfunktion von Maschinen- und Betriebsdaten für die Analyse und Fehlersuche zu implementieren, welche über einen längeren Zeitraum Signale und Variablen erfasst, abspeichert und sowohl in Listen- als auch Diagrammform darstellbar macht.
  • Man wollte seinen Kunden einen Mehrwert im Themenbereich der Produktionskennzahlen in Form einer OEE-Auswertung (Overall Equipment Effectiveness) liefern. Die Bilanzierung von Maschinen- und Produktionsdaten wird immer wichtiger, und vor allem durch die Globalisierung entwickeln sich die Auslastung der Maschinen und eine hohe Produktivität zu einem absoluten Muss.

Daher war es für pester pac automation enorm wichtig, die Auswertungen nicht nur für Neumaschinen anbieten zu können, sondern diese Funktionalitäten auch für bestehende Maschinen und Anlagen zur Nachrüstung zu ermöglichen.

Da ältere Maschinen zum Teil nicht mit einem Industrie-PC ausgerüstet sind, wurde hier die Möglichkeit geschaffen, durch atvise SCADA die Verbindung zur Steuerung aufzubauen und dadurch im Web-Frontend-OEE-Kennzahlen sowie geloggte Betriebsdaten zu visualisieren und zu analysieren.

Lösungsansätze

„Die beiden Themen Prozessdaten-Logging und Produktivitätskennzahlendarstellung werden in verschiedenen Branchen immer wieder heiß diskutiert und sind sowohl aus Sicht der Anlagenbetreiber als auch der Maschinenbauer höchst interessant“, erläutert Tobias Weber, Key Account Manager der Certec EDV GmbH, Eisenstadt (Österreich).

Überblick über die Key Performance Indicators der pester pac-Verpackungsmaschine.

Überblick über die Key Performance Indicators der pester pac-Verpackungsmaschine.

Eine technische Evaluierung bei pester pac automation führte zu dem Ergebnis, dass beide Anforderungen zwar aufgrund der Komplexität nicht ausschließlich durch Konfiguration und Parametrierung des Produkts atvise SCADA realisierbar sind, doch durch die Offenheit und Flexibilität des Produkts die zum Teil hohen, SCADA-atypischen Anforderungen durch applikationsseitige Entwicklungen erfüllt werden können.

In beiden Applikationen dient der in den pester pac-Maschinen bereits vorhandene OPC-UA-Server als Datenquelle, von der die Daten in die interne Datenbank von atvise SCADA geschrieben und von dort wieder den Applikationen zur Verfügung gestellt werden (OEE-Auswertung).

„Uns hat besonders die Flexibilität von atvise SCADA sehr beeindruckt“, betont Ralf Abler, Direktor Electro and Software Engineering bei pester pac automation GmbH.

Das Frontend der Applikation wird wie bei atvise üblich mittels reiner Webtechnologie plattform- und endgeräteunabhängig in einem beliebigen Browser ausgegeben. So wird es den pester pac-Kunden in Zukunft auch möglich sein, die Applikationen nicht nur am Panel direkt an der Maschine, sondern auch im Leitstand und auf mobilen Devices wie Smartphones oder Tablets zu nutzen. Vor allem für die OEE-Applikation ist dies ein echter Mehrwert, und im Hinblick auf Trendthemen wie mobile Applikationen wie „bring your own device“ eröffnen sich neue Möglichkeiten z. B. für Maschinenbediener, Produktionsleiter oder Qualitätsbeauftrage.

Verlaufsdiagramm des Energieverbrauchs der Maschine.

Verlaufsdiagramm des Energieverbrauchs der Maschine.

Entwicklungsprojekte

Ein essenzielles Tool zur erfolgreichen Gestaltung und zeitnahen Fertigstellung solcher Entwicklungsprojekte ist das Engineering Tool von atvise SCADA, der atvise builder. Durch die Kombination der OPC UA-Technologie im Kern des Produkts und der durchgehenden Objektorientierung ist es möglich, ohne Webprogrammierkenntnisse eine Webapplikation durch simple Konfigurations- und Parametrierarbeit zu erstellen, da der notwendige HTML-Code dabei von atvise builder automatisch erzeugt wird. Typische SCADA-Funktionalitäten wie Alarming, Historisierung, Dynamisierung usw. stehen userfreundlich per drag & drop zur Verfügung, ebenso wie die weltweit einzigartige Option, dieses System in einer Hot-stand-by-Redundanz in reiner Webtechnologie zu betreiben.

Wenn, wie im Fall des Entwicklerteams bei der pester pac automation GmbH, Javascript-Kenntnisse vorhanden sind, können diese Vorteile durch die integrierte und offen zugängliche scripting engine noch weiter ausgereizt werden. So können auch Lösungen realisiert werden, die außerhalb der reinen Parametrier- und Konfigurationsmöglichkeiten liegen. Darüber hinaus lassen sich durch das Ausnutzen dieser Technologien und der damit verbundenen Möglichkeiten in atvise SCADA sehr effiziente Engineeringprozesse verwirklichen. Dies reduziert den Aufwand im täglichen Projektgeschäft und führt zu einem frühen Return on Invest.

Um darüber hinaus die time to market für die beiden Applikationen möglichst niedrig zu halten, startete man zwei separate Entwicklungsprojekte, deren Verlauf kaum unterschiedlicher hätte sein können: Während die pester pac automation GmbH das OEE-Modul mithilfe von gemeinsamen Trainings und Workshops ausschließlich inhouse entwickelte, vergab man den Großteil der Entwicklung der Logging-Funktionalität an die Applikationsabteilung der Certec EDV GmbH. Durch die vielseitigen gemeinsamen Aktivitäten entwickelte sich innerhalb weniger Monate eine enge Partnerschaft, in deren Verlauf sich die Kompetenzen der beiden Entwicklungsteams – Prozess-Know-how auf der einen und SCADA-/Webprogrammierkenntnisse auf der anderen Seite – mehr und mehr verschmolzen und deren Ergebnis nun in Form der beiden auf dem Markt eingeführten Softwaremodule zu sehen sind. Die Certec EDV GmbH erwies sich hierbei nicht nur als Produktlieferant, sondern als wertvoller Partner und lösungsorientierter Komplettanbieter für den Maschinenbauer.

Tobias Weber, Key Account Manager der Certec EDV GmbH

Tobias Weber, Key Account Manager der Certec EDV GmbH

„Dank der großen Schnittmengen bei den Kompetenzen in den Entwicklerteams und die Kundenanforderungen an die Maschinen plus den Möglichkeiten und der Flexibilität von atvise SCADA sind eine Intensivierung der Zusammenarbeit und weitere gemeinsame Produktentwicklungen lediglich eine Frage der Zeit“, sind sich Tobias Weber (Bild) und Ralf Abler einig.

Blick nach vorn

Das Ende der Kooperation und der gemeinsamen Entwicklungen ist mit dem Abschluss dieser beiden gemeinsamen Projekte noch lange nicht absehbar: Als nächster Schritt ist geplant, auf Basis von Standardprodukten eine Hardwarelösung zu finden, die ein Retrofit für Altanlagen ohne Softwareschnittstelle ermöglicht. Als potenzielle Lösung hierfür sind Produkte der Certec-Mutter bachmann electronic GmbH in der Evaluierung. Die Hardware soll dabei entweder als Feldbus-Teilnehmer oder auch mittels simpler digitaler/analoger I/Os die Daten erhalten und anschließend in Form der bereits entwickelten Logging-Applikation zur Verfügung stellen. Anlagen „mittleren Alters“, die bereits über einen OPC-DA-Server verfügen, können mittels der OPC-DA-Client-Schnittstelle in atvise SCADA ohnehin mit der bereits verfügbaren Softwarelösung nachgerüstet werden.

Die Certec EDV GmbH entwickelte das weltweit erste, voll ausgestattete Web-HMI und SCADA-System in reiner Webtechnologie. Die Mitgliedschaft des Tochterunternehmens der weltweit agierenden bachmann electronic GmbH bei der OPC-Foundation unterstreicht die Firmenphilosophie der Unterstützung von offenen internationalen Kommunikationsstandards.

(Bilder: pester pac)