Betriebsdatenerfassung von Anlagen über mehre Gebäude

[Gerhard Bäurle]

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Folgende Daten sollen erfasst werden:

• Stromverbrauch
• Wasserverbrauch
• Gasverbrauch
• Material-Durchsatz
• Laufzeiten

...

Wie würdet ihr die Aufgabe angehen?
Was kommt hierfür als Hard- und Software in Frage?

Die Anforderungen an ein Sensornetzwerk sind ganz andere, als sie WLAN oder 5G bieten.

Wie wäre es daher mit LoRaWAN?

https://www.lora-wan.de/

Hauptvorteil: Wenn ein Sensor ein paar mal am Tag einen Wert funkt, macht er das ein paar Jahr mit einer Batterieladung.

Läuft zudem unabhängig vom sonstigen Netzwerk und ohne Übertragungskosten.

Zähler als Beispiel:

https://iot-shop.de/shop/product/en-holley-holley-meter-4360

https://www.energie-zaehler.com/epa...ath=/Shops/61422236/Products/MTK-M190R34-LoRa

 

[Blockmove]

@Gerhard

Kaum ist der Hype um 5G in der Automatisierungstechnik abgeflacht, kommt jetzt das nächste Übertragungsverfahren aus „dem Loch gekrochen“
Für Verbrauchszähler in Mietwohnungen oder Smarthome finde ich LoRa klasse, in der Automatisierungstechnik brauche ich es nicht

 

[Matze001]

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Ich schmeiß mal noch etwas in den Raum...

Wie wäre es mit dem Siemens IOT-Gateway. Dies könnte man in jede Anlage verbauen (kostet etwas unter 300€) und mit einer Ethernet-Schnittstelle an die SPS hängen.
Mit der zweiten Netzwerksschnittstelle kann man dann in das Firmennetz (Ob VLAN oder andere Lösung hier mal außen vor) und die Daten dort abgreifen. Dies wäre eine dezentrale Lösung,
die Daten könnten direkt auf dem Gerät in einer Datenbank abgelegt werden, und dann zentral abgeholt werden. Hier könnte es einen Server geben (ich gehe mal davon aus, das eine Produktion einen Server mit ESXI, Hyper-V oder Co. hat) der die Daten zentral aufbereitet. Vorteil der Lösung wäre der dezentrale Ansatz mit lokaler Pufferung (und ggf. auch lokaler Anzeige). Wenn dies nicht benötigt wird,
kann man auch gern alles zentral sammeln.

Es stand die Frage im Raum warum Access nicht geeignet sei.
Access ist meines Wissens nach eine Dateibasierte "Datenbank", die Kernfunktionen wie Indexing und Co nicht oder nur eingeschränkt untersützt.
Gerade bei großen Datenmengen wäre man mit einer "echten" Datenbank wie MySQL (MariaDB) oder MsSql sicher besser bedient.

Grüße

Marcel

 

[INSEVIS-Service]

Hallo

ja das Hutschienen Gateway

es koppelt 2 Netze Lan - WAN. Lan = das Maschinennetz WAN das Büronetz wobei man im Büronetz ein VLAN dafür einrichten sollte.

Man bis zu 100 Verbindungen zu S7 oder Modbus Geräten einrichten. Daten als Variablen aus den SPS' en lesen und auf OPC UA, MQTT zur Verfügung stellen. Das über Konfigurationsseiten
im Browser.
Zusätzlich in der NodeRed Umgebung Daten direkt in DB schreiben, Visualisieren ....

Das Gateway kostet 500,- €

Man benötigt soviele Gateways wie man Maschinennetzwerke hat.

Man legt innerhalb einer Datenbank verschiedene Tabellen (je Gerät eine) an. Dann erstellt man Abfragen und Reporte. Das gibts auch fertig zu kaufen: "Prozessdatenbank"

 

[Gerhard Bäurle]

@Gerhard

Kaum ist der Hype um 5G in der Automatisierungstechnik abgeflacht, kommt jetzt das nächste Übertragungsverfahren aus „dem Loch gekrochen“
Für Verbrauchszähler in Mietwohnungen oder Smarthome finde ich LoRa klasse, in der Automatisierungstechnik brauche ich es nicht

Warum so despektierlich?

LoRa war doch lange vor 5G da – sprich verfügbar – und ist für die allseits bekannt Milchkanne vermulich auch eher geeignet.

In der Automatisierung macht ein zusätzliches System nicht unbedingt Sinn, das hängt von der Anwendung ab. Anderseits lebt die Automatsierung davon, dass man verschiedene – jeweils für eine Anwendung optimale Lösungen – miteinander koppelt.

 

[Blockmove]

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Warum so despektierlich?

LoRa war doch lange vor 5G da – sprich verfügbar – und ist für die allseits bekannt Milchkanne vermulich auch eher geeignet.

In der Automatisierung macht ein zusätzliches System nicht unbedingt Sinn, das hängt von der Anwendung ab. Anderseits lebt die Automatsierung davon, dass man verschiedene – jeweils für eine Anwendung optimale Lösungen – miteinander koppelt.

Hallo Gerhard,
warum so despektierlich ... Nun vielleicht deshalb weil ich mittlerweile bei LoRa die gleiche Arbeit habe wie bei 5G.
Es melden sich zig "Schlangenölverkäufer", sowohl konzernintern als auch extern, bei mir und wollen mich von den Vorzügen von LoRa überzeugen.
Ganze Fertigungslinien sollen quasi mit LoRa-Sensoren überflutet werden und per MQTT in die Cloud gebracht werden.
Natürlich alles Plug & Play und innerhalb von 10min. sind alle Werte in der Cloud.
Haben die Hersteller eigentlich fertige Textbausteine in denen sie die Übertragungstechnik nur noch anklicken müssen (LAN, WLAN, LTE, 5G, IO-Link, TSN-Netzwerk, ...?)

Spass beseite:
Ich kenne LoRa auch schon ne Weile und es steht auch auf meiner "Smarthome-Bastelliste".
Die Möglichkeiten sind wirklich interessant und die Technik hat auch Potential. Gerade im Bereich Building.
Meiner persönlichen Meinung nach ist es aber für den professionellen Einsatz noch zu früh.

Gruß
Blockmove

 

[Blockmove]

Ich schmeiß mal noch etwas in den Raum...

Wie wäre es mit dem Siemens IOT-Gateway. Dies könnte man in jede Anlage verbauen (kostet etwas unter 300€) und mit einer Ethernet-Schnittstelle an die SPS hängen.
Mit der zweiten Netzwerksschnittstelle kann man dann in das Firmennetz (Ob VLAN oder andere Lösung hier mal außen vor) und die Daten dort abgreifen. Dies wäre eine dezentrale Lösung,

Hallo Marcel,
wenn die Anlagen-SPS schon eine Netzwerkschnittstelle hat, dann brauche ich kein Siemens IoT-Gateway in jeden Schaltschrank packen.
Wo soll da der Sinn liegen?
Da reicht ein simples Netzwerkgateway.
Du hast recht, ein Siemens IoT-Gateway ist günstig. Aber die Konfiguration ist für einen Einsteiger alles andere als einfach.
Hier ist das Insevis-Gateway ganz klar im Vorteil.

Gruß
Blockmove

 

[Matze001]

Hallo Blockmove,

ich gebe Dir recht, man könnte die SPS auch direkt vernetzten. Mein Ansatz mit dem IOT-Gateway war, wie ich geschrieben habe, zum Einen die saubere Netztrennung zu realisieren, und zum Anderen lokal die Daten direkt, z.B. in einer Datenbank, zu puffern. Damit wäre der Ausfall der Infrastruktur (Netzwerkausfall, Switch, etc) egal, da die Daten lokal an der Maschine erfasst und gespeichert werden. Ist das Netz wieder da, kann wieder damit gearbeitet werden und nichts geht verloren. Fällt nur die Maschine aus, und ggf. auch das Gerät, ist auch nichts verloren. Die Maschine ist eh nicht am Netz und erzeugt keine Daten, und durch die dezentrale Struktur werden die Daten aller anderen Maschinen weiter aufgezeichnet.

Klar ist die "Lernkurve" beim IOT-Gateway größer, aber auch das beherrscht Nodered, die 200€ Unterschied pro Gerät kann ich gut nutzen, um mich in das Thema einzuarbeiten.
Ich habe es natürlich einfach, da ich Debian recht gut kenne, andere brauchen ggf. etwas länger.

Es war ja nur ein weiterer Vorschlag, und nicht DER Weg das Thema anzugehen.

Grüße

Marcel

 

[Blockmove]

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Hallo Blockmove,

ich gebe Dir recht, man könnte die SPS auch direkt vernetzten. Mein Ansatz mit dem IOT-Gateway war, wie ich geschrieben habe, zum Einen die saubere Netztrennung zu realisieren, und zum Anderen lokal die Daten direkt, z.B. in einer Datenbank, zu puffern. Damit wäre der Ausfall der Infrastruktur (Netzwerkausfall, Switch, etc) egal, da die Daten lokal an der Maschine erfasst und gespeichert werden. Ist das Netz wieder da, kann wieder damit gearbeitet werden und nichts geht verloren. Fällt nur die Maschine aus, und ggf. auch das Gerät, ist auch nichts verloren. Die Maschine ist eh nicht am Netz und erzeugt keine Daten, und durch die dezentrale Struktur werden die Daten aller anderen Maschinen weiter aufgezeichnet.

Klar ist die "Lernkurve" beim IOT-Gateway größer, aber auch das beherrscht Nodered, die 200€ Unterschied pro Gerät kann ich gut nutzen, um mich in das Thema einzuarbeiten.
Ich habe es natürlich einfach, da ich Debian recht gut kenne, andere brauchen ggf. etwas länger.

Es war ja nur ein weiterer Vorschlag, und nicht DER Weg das Thema anzugehen.

Grüße

Marcel

Hallo Marcel,
ich hab hier auch einige Zeit ein Siemens IoT in Verwendung gehabt.
Wenn man so wie du und ich gute Linux-Kenntnisse hat, dann ist es eine gute Plattform.
Für den Produktiveinsatz sieht es schon wieder etwas anders aus. Da sitzt du tagelang am Schreiben der Doku.
Nehme ich ein "fertiges" IoT-Gateway mit Node RED, dann spart das schon viel Zeit.

Messwert- oder Energiedatenerfassung ist heute wirklich so einfach wie noch nie.
Aus betriebswirtschaftlicher Sicht (Entwicklung, Betreuung, Administration, ...) kann sogar eine fertige Cloudlösung sinnvoll sein.

Die Spanne ist weit. Vom Raspberry Pi mit Node RED, Influx-DB und Grafana bis hin zur Lösung in AWS oder Azure.

Gruß
Blockmove

 

[ducati]

Auf einem Industriegelände mit einer räumlichen Ausdehnung von 500m x 200m sollen Betriebsdaten erfasst werden. Diese sind auf 10 Anlagenteilen, in 6 verschiedenen Hallen verteilt. Die Daten werden bereits in den Anlagenteilen von einer SPS erfasst. Es handelt sich nur um Siemens S7-300 und S7-1500 Steuerungen.

Aktuell handelt es sich um ca. 120 Werte, die kumulierend erfasst werden.

Also man kann ja auch das RAd immer wieder neu erfinden...

ich würds so machen:

- die SPSs vernetzen, entweder eigenes Netz oder per eigenem VLAN im Büronetz
- eine WinCC 7 Station, die die Werte aus den SPSn abholt und visualisiert und archiviert und Berichte erstellt
- fertig

Das ist halt Standard, da findet man an jeder Ecke jemanden, der das umsetzt und es ist kein Jugendforschtprojekt...

Und da es sich ja um eine Industrieanlage handelt, verstehe ich die herangehensweise mit kostenlosen, oder billigen Ideen nur am Rande...

Gruß.

 

[Blockmove]

Also man kann ja auch das RAd immer wieder neu erfinden...

ich würds so machen:

- die SPSs vernetzen, entweder eigenes Netz oder per eigenem VLAN im Büronetz
- eine WinCC 7 Station, die die Werte aus den SPSn abholt und visualisiert und archiviert und Berichte erstellt
- fertig

Das ist halt Standard, da findet man an jeder Ecke jemanden, der das umsetzt und es ist kein Jugendforschtprojekt...

Und da es sich ja um eine Industrieanlage handelt, verstehe ich die herangehensweise mit kostenlosen, oder billigen Ideen nur am Rande...

Gruß.

Ich sehe es etwas differenzierter.
Gerade was Auswertungen angeht, sind die Möglichkeiten von WinCC beschränkt.
Viele nutzen WinCC nur zum Daten sammeln und schreiben dann von dort in eine Datenbank.
Die Auswertung erfolgt dann über andere Tools. Sei es Excel, Access, MS Reportingservices, ...
Und genau dieses Daten sammeln und in eine DB schreiben kann ich mit eben mit einem IoT-Gateway mit Node RED genauso machen.
Wenn ich z.B. das beworbene Insevis Gateway nehme, dann ist das keine Bastellösung. Da bastelst du mit WinCC und der Datenbankanbindung genauso.

Gruß
Blockmove

 

[Kabeläffle]

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Also man kann ja auch das RAd immer wieder neu erfinden...

ich würds so machen:

- die SPSs vernetzen, entweder eigenes Netz oder per eigenem VLAN im Büronetz
- eine WinCC 7 Station, die die Werte aus den SPSn abholt und visualisiert und archiviert und Berichte erstellt
- fertig

Das hört sich einfach an.
Wenn man überall CPU’s mit 2 unabhängigen Netzwerk-Anschlüssen hat, ist das auch nicht ganz so aufwändig.
Anstatt „WinCC 7 Station“ würde dann ja auch ein Hutschienen-S7-IIoT-Gateway ausreichen?

 

[lilli]

Wenn man überall CPU’s mit 2 unabhängigen Netzwerk-Anschlüssen hat, ist das auch nicht ganz so aufwändig.

Dem ist leider nicht so. Viele CPU’s sind nur einfache 315’er.
Wahrscheinlich ist es aber günstiger, die CPU’s zu tauschen, als für viel Geld je ein CP nachzurüsten…

 

[Blockmove]

Dem ist leider nicht so. Viele CPU’s sind nur einfache 315’er.
Wahrscheinlich ist es aber günstiger, die CPU’s zu tauschen, als für viel Geld je ein CP nachzurüsten…

Du brauchst keinen teuren CP.
Von Deltalogic gibt es z.B. den Netlink Pro. Den steckst du auf MPI oder Profibus und du kannst auf die Steuerung genauso wie über einen CP zugreifen.
Wenn du bereits die Variablen in der SPS hast, brauchst du nichts ändern. Geht also im laufenden Betrieb.
Von IBH oder Helmholz gibt es ähnliche Geräte.

Falls die IT Sicherheitsbedenken hat, gibt es auch MPI-VPN-Router.
Sind zwar eigentlich zur Fernwartung gedacht, funktionieren aber auch für den Anwendungszweck

Gruß
Blockmove