antriebstechnik 11/2019

SPECIAL: SPS

SPECIAL: SPS 2019 ANTRIEBE IM IOT DAS „INTERNET DER MOTOREN“ Welche Bedeutung und Anforderungen hat das „Internet of Things“ für und an hochintegrierte Motoren im BLDC-Bereich? Dunkermotoren stellt sich dieser Frage aktiv und regt eine „Device-Cloud“ an, um smarte Motoren in das „Internet of Things“ (IoT) zu integrieren. Markus Weishaar ist Produktmanager Software & IoT bei der Dunkermotoren GmbH in Bonndorf Dass intelligente Motoren in der industriellen Automatisierung Ethernet basierte Feldbussysteme, wie ProfiNet, EtherCAT und EtherNet/IP beherrschen müssen, um mit der Steuerung und anderen Geräten zu kommunizieren, steht inzwischen außer Frage. Für eine funktionierende Anbindung an das IoT sind jetzt neue Nachrichtenprotokolle, wie OPC UA, MQTT oder AMQP gefragt. Damit können Feldgeräte über die Steuerung hinaus, direkt mit dem Internet verbunden werden. Dunkermotoren hat sich für seine smarten Motoren die Integration von OPC UA und MQTT vorgenommen, um so für die Basis-Anforderungen des IoTs gerüstet zu sein. Neben der Kommunikationsart ist es auch wichtig, den Weg vom Motor ins Internet zu betrachten. IT-Sicherheit und eine einfache Vernetzung sind die wichtigsten Anforderungen für IoT-fähige Endgeräte. Eine bisherige Lösung liegt in der Aus stattung von Gateways. IoT-Gateways haben je nach Auswahl des richtigen Modells eine vernünftige IT-Sicherheit bereits hardwareseitig an Bord. Dank des IPC-ähnlichen Aufbaus und der Unterstützung unzähliger Kommunikationsstandards geben sie variable Plattformen ab. INTEGRIERTE IOT-GATEWAYS FÜR SMARTE MOTOREN Den Einsatz von IoT-Gateways als zusätzliche Hardwarekomponente will Dunkermotoren allerdings vermeiden. Deshalb sind auch direkt in den Motor integrierte 48 antriebstechnik 2019/11 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SPS 2019 IoT-Gateway-Schnittstellen oder vor allem Software-Gateways vorgesehen. Diese können als Container oder Server/Client-Applikation auf bestehende Gateways von Maschinenbauern oder Anlagenbetreibern aufgespielt werden. Dunkermotoren adressiert hiermit das Bedürfnis von Maschinenbauern und Anlagenbetreibern, nicht für jeden Gerätehersteller ein eigenes Gateway einsetzen zu wollen, sondern einen einzigen Verbindungspunkt zwischen Anlage und Internet zu haben. Das Ziel von Dunkermotoren ist es, hier für jede Anwendung die richtige Gateway-Lösung anbieten zu können. Unter diesen Voraussetzungen hat Dunkermotoren bereits ein „Proof of Concept“ erfolgreich umgesetzt, bei dem ein BLDC-Motor BG 45x15 CI in Verbindung mit einem IoT-Gateway an das Internet angebunden, ausgelesen und gesteuert wird. Um alle Möglichkeiten auch für bestehende Technologien auszuloten, kommuniziert der BG 45x15 CI dabei über CANopen mit dem IoT-Gateway. Über eine auf dem IoT-Gateway laufende Applikation, die über ein Web-Dashboard bedient wird, bieten sich dem Anwender diverse Konfigurationen. Der Motor kann parametrisiert werden; er kann verschiedene Bewegungskommandos in Empfang nehmen; sein Zustand kann live überwacht werden. Zudem ist eine Echtzeit messung aktivierbar, die Nennstrom und Drehzahl des BG 45x15 CI zusammen mit einem Zeitstempel aufzeichnet. Die Aufzeichnung wird auf dem Gateway für spätere weiterführende Analysen gespeichert. Das IoT-Gateway ist via Wlan direkt mit dem Internet verbunden und kann so endgerätunabhängig mit Tablets, PCs oder Smartphones über die Web-Oberfläche simultan kommunizieren. Ergänzend zu diesen Features hat Dunkermotoren den „Proof of Concept“ noch um eine Messaging-Funktion erweitert, die via MQTT eine Warnmeldung über das Internet absetzt, wenn die Stromaufnahme des BG 45x15 CI eine definierte Schwelle übersteigt. Die abgesetzte Warnmeldung wird automatisch an alle Endgeräte übermittelt, die die Statusmeldungen des BG 45x15 CI abonniert haben, z. B. an das Smartphone des zuständigen Mitarbeiters. DIE „DEVICE-CLOUD“ VERWALTET DAS IOT Bleibt noch die Frage, welche konkreten Mehrwerte durch die Anbindung von smarten Motoren an das „Internet of Things“ mittelfristig zu erwarten sind. Als visionär gilt eine übergeordnete Applikation, die nicht nur Daten, sondern auch aussagekräftige Analysen der eingesetzten Geräte vornimmt. Dunkermotoren regt eine „Device- Cloud“ an, in die sich alle im Feld befindlichen Motoren anmelden können. Der Maschinenbauer oder An lagenbetreiber kann über die „Device-Cloud“ alle von ihm eingesetzten Motoren über eine App einsehen und diagnostizieren. Somit steht dem Nutzer eine frei skalierbare und ortsunabhängige Remote Support-Plattform zur Verfügung. Über diese können auch Firmware oder verschiedene Softwarebausteine zentral gesteuert an ausgewählte Motoren verteilt werden. DATENEINSICHT UND KI Ziel ist eine zunehmende Entlastung des Kunden durch höhere Servicequalität. Exemplarisch sieht das wie folgt aus: Über die „Device-Cloud“ analysiert Dunkermotoren mittels KI Digitale Zwillinge seiner Motoren und stellt seinen Kunden aktuelle Informationen zur Verfügung. Das ermöglicht Dienste, wie „Dynamische Wartungspläne“, „Predicitive Maintenance“ oder „Just-In-Time“-Ersatzteillieferungen; immer mit dem Ziel, dem Kunden ungeplante Ausfälle von Produktionsanlagen zu ersparen. IOT-ANTRIEBE AUF DER SPS Weitere hochintegrierte Antriebslösungen für dezentrale Steuerungskonzepte möchte Dunkermotoren auch auf der SPS zeigen, wie z. B. den BG 66 dMove. Genau wie der BG 45x15 CI gewährleistet der BG 66 dMove per CANopen eine frei definierbare Ansteuerung digitaler Eingänge und somit eine gute Integration in bestehende Kundenapplikationen. Der BLDC-Antrieb bietet im Vergleich zum Vorgänger eine 50 % höhere Leistungsabgabe. Ein weiteres Produkthighlight auf der SPS ist eine hochintegrierte Antriebseinheit mit Nabengetriebe speziell für AGVs konzipiert. Die Einheit glänzt durch kurze Bauform, hohe Effizienz, eine herausragende Radial belastbarkeit und robustes Design. Geber, Bremse sowie Motion Controller mit Safe Torque Off und Busschnittstelle sind optional bereits in das System integriert. Halle 1, Stand 438 Fotos: Dunkermotoren GmbH www.dunkermotoren.de Der neue smarte BG66 dMove mit integriertem Motion Controller DIE IDEE „Dunkermotoren ist sich dem großen Potenzial der Anbindung seiner Mo toren an das „Internet of Things“ genauestens bewusst. Mit der Anbindung von Motoren an IoT-Gateways hat das Unter nehmen erste praktische Lösungen entwickelt und erfolgreichen Tests („Proof of Concept“) unterzogen, die je nach Feedback der Kunden agil weitergeführt werden. Der Effekt dürfte eine Erweiterung bestehender Serviceleistungen sein.“ Markus Weishaar, Produktmanager IoT, Dunkermotoren GmbH www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/11 49