Optymalizacja kosztów z użyciem IIoT – monitoring mediów i stanu technicznego maszyn cz. 3

497

Akwizycja danych Bardzo istotnym elementem każdego systemu monitoringu jest dobór urządzeń obiektowych w taki sposób, by były w stanie obsłużyć wszystkie standardy sygnałów przesyłanych do systemu nadrzędnego, wykonywać wstępne przetwarzanie danych, umożliwiać szybkie wdrożenie i skalowalność. Często tego typu przedsięwzięcia planuje się na kilka lat, a ważne jest, aby jak najszybciej otrzymywać dane. Wymagana jest zatem możliwość szybkiego uruchamiania kolejnych funkcjonalności przy jednoczesnym zachowaniu możliwości rozbudowy o kolejne obszary.

Takie możliwości dają sterowniki WAGO PFC200. Wykorzystywane są one w systemie jako lokalne koncentratory danych.

O zastosowaniu tych urządzeń zadecydowały następujące argumenty:

  • możliwość komunikacji z systemem nadrzędnym w większości dostępnych standardów (np. OPC UA),
  • szerokie możliwości komunikacji z urządzeniami na obiekcie,
  • elastyczna możliwość rozbudowy o moduły I/O,
  • duża moc obliczeniowa w stosunku do ceny i gabarytów.

Kluczem do sprawnego wdrożenia systemu jest maksymalna standaryzacja infrastruktury i rozwiązań programistycznych. Wszystkie dane trafiają do systemu nadrzędnego w tym samym standardzie, za pośrednictwem ustandaryzowanych koncentratorów danych – WAGO PFC200. Powtarzalność wielu instalacji, np. monitoringu zużycia energii elektrycznej, pozwala na powielanie konfiguracji i programów pomiędzy sterownikami, zmieniając właściwie tylko adres IP i liczbę obsługiwanych analizatorów. Standaryzacja liczby, typu i nazewnictwa zmiennych wysyłanych do systemu nadrzędnego umożliwia z kolei powielanie elementów wizualizacji, co również skraca czas włączania kolejnych obszarów do systemu. Dzięki standaryzacji wysyłanych metryk przez urządzenie brzegowe możliwe jest także porównywanie danych pochodzących z różnych źródeł, bez konieczności dalszej obróbki na poziomie bazy danych. Obecnie wdrażane architektury zakładają istnienie lokalnego serwera systemu nadrzędnego, jednak możliwe jest wykorzystanie chmury. Sterowniki PFC200 mają możliwość transmisji danych po MQTT, więc migracja rozwiązania do chmury jest bardzo prosta.

Podstawowym zadaniem sterowników jest zbieranie danych z urządzeń pomiarowych i przekazywanie ich do systemu nadrzędnego. Zakładając, że czas cyklu sterownika to około kilkudziesięciu milisekund można przyjąć, że pomiary mogą być odświeżane z częstotliwością nawet powyżej 20 Hz. Dane niekoniecznie muszą być zbierane z tak dużą częstotliwością. Częstotliwość można regulować po stronie systemu nadrzędnego. Można również wykorzystać moc obliczeniową sterownika do wstępnej obróbki danych rejestrowanych z dużą częstotliwością po to, by po pierwsze uzyskać dokładne pomiary, a po drugie odciążyć bazę danych i sieć zakładową bez utraty wartości rejestrowanych danych. Wiele pomiarów, jak na przykład liczniki energii, mogą być aktualizowane nawet raz na godzinę lub asynchronicznie – po osiągnięciu określonego przyrostu wartości. Z drugiej strony, dla procesów szybkozmiennych, można zaprząc sterownik do obróbki danych i wysyłać do wspólnej bazy określone metryki zawierające skondensowaną informację. To jedna z idei przyświecających podczas budowy systemu – liczy się nie tyle sama ilość danych, co raczej maksymalne wykorzystanie potencjału zawartego w gromadzeniu wyselekcjonowanych i właściwie obrobionych danych. Wartości mogą zostać przetworzone na poziomie systemu nadrzędnego do postaci zrozumiałych dla użytkowników informacji, które ułatwią podejmowanie decyzji i reagowanie na nieprawidłowości lub oznaki nieefektywnej pracy.

Efektem wynikającym z wdrożenia dobrze zaprojektowanego systemu monitoringu mediów i stanu technicznego maszyn będzie:

  • wzrost efektywności poszczególnych linii technologicznych oraz w konsekwencji całego zakładu,
  • zmniejszenie kosztów mediów na jednostkę produkcji,
  • możliwość precyzyjnego ustalenia rzeczywistych kosztów produkcji pojedynczego elementu,
  • efektywniejsze zarządzanie ceną końcową,
  • pośrednio redukcja emisji CO2,
  • precyzyjne dane controllingowe,
  • spadek liczby awarii oraz kosztów ich usunięcia,
  • digitalizacja zasobów,
  • możliwość zdalnego monitoringu pracy zakładu,
  • umocnienie pozycji rynkowej.

Mateusz Milczanowski, AXOMA
Tomasz Ciesielski, WAGO.PL

Źródło: WAGO.PL

Przeczytaj:

Optymalizacja kosztów z użyciem IIoT – monitoring mediów i stanu technicznego maszyn cz.1

Optymalizacja kosztów z użyciem IIoT – monitoring mediów i stanu technicznego maszyn cz. 2