ANTRIEBSTECHNIK
Smarte Motoren, die neben dem reinen Motor auch Regler, IOS, Bussysteme und Steuerungselemente besitzen, sind schon seit über 20 Jahren die Paradedisziplin von Dunkermotoren. Das Unternehmen möchte nun seine Bldc-motoren in das Internet of Things integrieren.
Smarte Motoren, die neben dem reinen Motor auch Regler, IOS, Bussysteme und Steuerungselemente besitzen, sind schon seit über 20 Jahren die Paradedisziplin von Dunkermotoren. Das Unternehmen möchte nun seine Bldc-motoren in das Internet of Things integrieren.
Um mit der Steuerung und anderen Geräten kommunizieren zu können, müssen intelligente Motoren in der industriellen Automatisierung Ethernet-basierte Feldbussysteme wie Profinet, Ethercat und Ethernet/ip beherrschen. Das steht inzwischen außer Frage. Neu ist aber, dass durch das IOT eine zusätzliche parallele Kommunikationsschiene – vorbei an der
Steuerung – direkt von den Feldgeräten in das Internet etabliert wird. Basis für diese Kommunikationsschiene sind je nach Anwendung OPC UA, MQTT oder AMQP. Dunkermotoren ist bereits dabei, OPC UA und MQTT in seine smarten Motoren zu integrieren, um so die Basis-anforderungen für das Internet der Dinge erfüllen zu können. Neben der Kommunikationsart ist es aber auch wichtig, den Weg vom Motor in das Internet zu betrachten. Für den Motorenanbieter sind It-sicherheit und einfache Vernetzung die wichtigsten Anforderungen. Als Lösung setzt man auf Iot-gateways. Denn Iot-gateways entwickeln sich schnell weiter und haben bei der Auswahl des richtigen Modells eine vernünftige It-sicherheit bereits hardwareseitig an Bord. Darüber hinaus bieten sie durch den Ipc-ähnlichen Aufbau und die Unterstützung unzähliger Kommunikationsstandards eine variable Plattform. Dunkermotoren sieht hier aber nicht nur den Einsatz von Iot-gateways, die als zusätzliche Hardware angeboten werden. Als Alternativen sind auch direkt in den Motor integrierte Iot-gateway-schnittstellen oder vor allem Software-gateways vorgesehen. Diese können als Container oder Server-/client-applikation von Maschinenbauern oder Anlagenbetreibern auf bestehende Gateways aufgespielt werden. Hiermit wird das Bedürfnis von Maschinenbauern und Anlagenbetreibern adressiert, nicht für jeden Gerätehersteller ein eigenes Gateway einzusetzen, sondern einen einzigen Verbindungspunkt zwischen Anlage und Internet zu haben. Ziel von Dunkermotoren ist es, für jede Anwendung die richtige Gateway-lösung anbieten zu können.
Proof of Concept
Unter diesen Voraussetzungen hat man 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 Applikationen, die über ein Web-dash
board bedient wird, lässt sich der Motor parametrisieren, verschiedene Bewegungskommandos an den Motor senden und der Zustand des Motors live überwachen. Zudem kann eine Echtzeitmessung aktiviert werden, die Nennstrom und Drehzahl des BG 45x15 CI zusammen mit einem Zeitstempel aufzeichnet. Die Aufzeichnung wird auf dem Gateway für weiterführende Analysen gespeichert. Das Iot-gateway ist via WLAN direkt mit dem Internet verbunden und kann so endgeräteunabhängig 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, sobald die Stromaufnahme des BG 45x15 CI eine definierte Schwelle übersteigt. Die abgesetzte Warnmeldung wird automatisch an alle Endgeräte übermittelt, die die Statusmeldungen des Bldc-motors abonniert haben, zum Beispiel an das Smartphone des zuständigen Instandhaltungsmitarbeiters. Mit dem„proof of Concept“hat man bewiesen, dass bereits mit aktuell verfügbaren Produkten Edge-lösungen im Bereich Condition Monitoring, Preventive Maintenance oder Remote Support möglich sind.
Anbindung an „Device Cloud“
Bleibt noch die Frage, welche konkreten Mehrwerte eine Anbindung von smarten Motoren an das Internet of Things bringt und wo der Weg in diesem Bereich hinführen kann. Dunkermotoren sieht hier eine „Device Cloud“als vielversprechenden Ansatz, in die sich alle im Feld befindlichen Motoren anmelden können. Der Maschinenbauer oder Anlagenbetreiber 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 lassen sich auch Firmware oder verschiedene Softwarebausteine zentral gesteuert an ausgewählte Motoren verteilen. Die „Device Cloud“kann zudem eine Basis für weitere Digitalisierungsschritte sein, wie den „digitalen Zwillingen“von Motoren. Diese ermöglichen dem Kunden weitere Services, zum Beispiel Predicitive Maintenance. Die Grundlage für diese Vision ist der Gedanke, dass sich zukünftig jeder Hersteller auf seine Kernkompetenz fokussiert und an übergeordnete Applikationen nicht nur Daten, sondern fertige Analysen zur Verfügung stellt. Exemplarisch sieht das wie folgt aus: Dunkermotoren analysiert mittels KI die „digitalen Zwillinge“seiner Motoren und stellt seinen Kunden aktuelle Informationen zur Verfügung. Der Maschinenbauer wiederum kann dadurch seinen Kunden Services wie dynamische Wartungspläne oder Just-in-timeersatzteillieferungen anbieten. Immer mit dem Fokus, ungeplante Ausfälle von Produktionsanlagen zu vermeiden.
Dunkermotoren sieht großes Potential in der Verbindung von Motoren mit dem IOT und ist, wie das umgesetzte „Proof of Concepts“zeigt, bestens gerüstet für weitere Schritte in diesem Umfeld. Gerne steht der Motorenanbieter seinen Kunden als kompetenter Partner zur Seite, um gemeinsam Lösungen für Iot-anwendungen zu verwirklichen. Dabei ist man überzeugt, dass sich der Themenkomplex IOT nur in Partnerschaften erfolgreich lösen lässt.