Systemplattform ZuPack Integration von Komponentendiagnosen in die Maschinensteuerung. Gemeinsame Abschlussveranstaltung der BMBF-Verbundprojekte

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1 Systemplattform ZuPack Integration von Komponentendiagnosen in die Maschinensteuerung Gemeinsame Abschlussveranstaltung der BMBF-Verbundprojekte 24 und 25 Juni 2009 in Chemnitz Horst Körzdörfer, Siemens AG, Erlangen Peter Hahn, Ing.-Büro für Maschinenautomation, Buseck Hermann Holtmannspötter, epro GmbH, Gronau Seite 1

2 Inhaltsübersicht ZuPack-Systemplattform aus Sicht des Steuerungsherstellers Horst Körzdörfer aus Sicht des Maschinenherstellers Peter Hahn aus Sicht des Diagnose-Dienstleisters Hermann Holtmannspötter Seite 2

3 Ziele der ZuPack-Plattform Condition Monitoring in der Automatisierung integriert durchgängig einfach nutzbar für Endanwender Maschinenhersteller CM-Gerätehersteller Dienstleister/Spezialisten i t i li t Seite 3

4 Integration ohne ZuPack-Plattform Übergeordnete Systeme (HMI, ERP, MES, auto.con, eps, ) epro-lösung epro epro Anbindung epro Festo-Lösung Festo Festo Anbindung Festo Maschinen- applikation Netzwerk epro Protokoll epro CM-Slave Festo Protokoll Festo CM-Slave Feldbus Seite 4

5 Integration mit ZuPack-Plattform epro Festo Fa.xy ZuPack Übergeordnete Systeme (HMI, ERP, MES, seidenader, eps, ) ZuPack Anbindung CM-Master (SIMOTION) Maschinenapplikation ZuPack virtuelle Slaves... ZuPack Protokoll Anlagenbus :: EnableMonitoring( Name ) ::: Feldbus ZuPack ZuPack ZuPack epro CM-Slave Festo CM-Slave Fa. XY CM-Slave Seite 5

6 Systemplattform Visualisierung CM Master System Profibus MES / ERP PLC/ CM-MasterMaster (z.b. Simotion) Virtueller CM-Slave Externer Server z.b. eps, Seidenader Internet Feldbusse, Ethernet - Langzeitauswertung - Ferndiagnose - Anbindung per OPC aus SVB abrufbar - Diagnose parallel zum Steuerungsprogramm - Einfache Abhängigkeiten und Kombinationen - Virtuelle Slaves CM-Slave Pneumatik Subsyst. 1 CM-Slave E-Drive Subsyst. 1 CM-Slave Vibration Subsyst. 1 CM-Slave Riemen Subsyst. 1 - Diagnose für Komponen- ten - Leistungsfähige Algorithmen - Datenverdichtung Subsystem n Subsystem n Subsystem n Subsystem n Seite 6

7 Einheitliches Geräteprotokoll CM-Master (Steuerung) Gemeinsame Basismechanismen zwischen CM-Slave und CM-Master: Stellvertreter Parameter und Kennwerte Referenzieren / Fingerprint Betriebsbedingungen g ZuPack Langzeitdaten Trigger (Realzeit) Geräte-Protokoll Feldbus / TCP-IP ZuPack Algorithmus Individuell / unterschiedlich Parameter Kennwerte Referenzdaten CM-Slave Seite 7

8 Schnittstelle für übergeordnete Systeme Standardisierter Zugriff Visualisierung MES Durchgängiges Bedienkonzept usw. Internetserver ZuPack Anlagenbus Internet CM-Master ZuPack Algorithmus / Stellvertreter Z.B. eps-server Server Historie, Trends Rohdaten Komplexe Auswertungen Zugriff für Spezialisten Diagnoseaktionen t Seite 8

9 Master-Kontroll-Struktur Spezifisch Inhalte der Nachrichten Daten der Überwachung Einheitlich Typen der Nachrichten Dynamisches Verhalten Master-Kontrol-Struktur (MKS) Daten zu Typ 1 Typ 1 (MKS) Params Results Referenzdaten Verweise Ampel, Zustand I&M Parameters Results Referenzdaten Gleicher Stellvertreter Daten zu Typ 2 Typ 2 (MKS) Params Results Referenzdaten Verweise Ampel, Zustand I&M Parameters Results Referenzdaten für alle Typen Seite 9

10 Leitgedanke ZuPack-Plattform Übergeordnete Systeme CM-Master (Steuerung) CM-Slaves Installieren (Viewer, Auswertung) Engineering Assistenten (Beschreibung) Plug&Play Viewer / Auswertung + neutrale Beschreibung + CM-Gerät Seite 10

11 ZuPack Schnittstellen prototypisch realisiert SIMOTION D435 CM-Master epro-vibrear CM-Slave) Schwingung Festo CPX CM-Slave) Pneumatik CompactRIO CM-Slave) Riemenspannung SIMOTION/SINAMICS virtueller Slave Antriebssignale (Drehmoment,..) Testmaschinen Wolf VCI180 Schlauchbeutelmaschine Buhrs BB600 Kuvertiermaschine Optima OS1 Hygieneartikel Seite 11

12 Inhaltsübersicht ZuPack-Systemplattform aus Sicht des Steuerungsherstellers Horst Körzdörfer aus Sicht des Maschinenherstellers Peter Hahn aus Sicht des Diagnose-Dienstleisters Hermann Holtmannspötter Seite 12

13 Anwendung der Systemplattform auf einer VCI 180 Festo CPX Eigenes Profibusprotokoll mittels zwei Wege Handshake epro-vibrear Ethernet Internet Server CompactRIO Fokus auf Kommunikation Interne Achsüberwachung von Siemens Seite 13

14 Externe Peripherie EAKarte am Beispiel der Pneumatikdiagnose Seite 14

15 Technologiepaket OAZupack OA- Implementierung im Vegleich zur ST-Programmierung Schritte des Maschinenherstellers zru Integration der Diagnosen in der Maschine Seite 15

16 Weiterleitung der Zustandsalarme ist in der Kommunikationsstruktur berücksichtigt State t Machine Überwachung Ethernet Diagnosemodul Simotion Nachrichten mit Parametern Quelle: Seite 16

17 Bedienung der Systemplattform von epro Seite 17

18 Achsüberwachung Drehmoment Drehzahl Interne Verarbeitung Steuerung der Antriebe und Auslesen der Daten Eigenes Technologiepaket OAtrace Ermitteln des Drehmomentes und ddrehzahlen hl der Antriebe ti Seite 18

19 Darstellung auf dem Touchpanel Seite 19

20 Inhaltsübersicht ZuPack-Systemplattform aus Sicht des Steuerungsherstellers Horst Körzdörfer aus Sicht des Maschinenherstellers Peter Hahn aus Sicht des Diagnose-Dienstleisters Hermann Holtmannspötter Seite 20

21 Systemintegration von CMS-Slaves Probleme bei Anbindung von CMS- Slaves Ungenaue Messaufgabenstellung Geringes übergreifendes Systemverständnis Verschiedene Entwicklungsumgebungen (Programmiersprachen) Diverse Physikalische h Schnittstellen (Profibus, Ethernet, RS-485, ) Nicht dokumentierte Busprotokolle Führen zu Individuallösungen. geringem Wiederverwendungswert. hohem Realisierungsaufwand. nicht optimalen Lösungen. Seite 21

22 Systemintegration von CMS-Slaves Zupack Protokoll bietet folgende Vorteile: Standardisierung mit Raum für individuelle Erweiterungen. Vordefinierte dokumentierte Stellvertreterbausteine Einfache Adaption Hohe Wiederverwertbarkeit Erweiterte Auswertemöglichkeiten durch Anbindung an Datenbank und HMI- Interface. - Trendauswertung - Visualisierung - Loggingfunktionen Seite 22

23 Integration mit ZuPack-Plattform CMS-Gerät Geräte- Schnittstelle SVB 1 SVB n Feldbus Kaskadierbare CMS- Funktionalität Geräte können beliebig komplex sein Hohe Flexibilität Maschinenapplikation Vordefinierter. Pool an Überwachungen ZuPack SVB 1 ZuPack SVB n ZuPack SVB m Seite 23

24 Erweiterte Auswertemöglichkeiten Multi Level Diagnose: Level 1: (Alarmierung, Eventhandling) - Einfache Ampelauswertung in der Steuerung. - Möglichkeit der Reaktion im Fehlerfall. Level 2: (Visualisierung) - Der Maschinenhersteller erhält Zusatzinformationen über den Zustand und zur Beurteilung seiner Maschine. Level 3: (Langzeitauswertung) t - Trendanalyse. - Erweiterte Auswerteverfahren. - Fernüberwachung. - Verknüpfung von Überwachungen. Seite 24

25 Erweiterte Auswertemöglichkeiten HMI Level 2: Visualisierung ZuPack ZuPack Anbindung ZuPack eps / Database Level 3: Weiterführunde Diagnose durch Langzeit- auswertung. ZuPack Anlagenbus CM-Master (SIMOTION) Level1: Auswertung der Alarme u. Kennwertüberschreitungen. Feldbu us ZuPack ZuPack Protokoll epro CM-Slave Schwingungsüberwachung: Amplitude, FFT, Hüllkurve, Seite 25

26 ZuPack Systemplattform Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Seite 26

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