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Integrierte Condition-Monitoring-Funktionen erhöhen Verfügbarkeit von Industrie-PCs

: Kontron


Durch das Condition-Monitoring von Industrie-PCs können OEM und industrielle Anwender die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen erhöhen und durch proaktive Wartungsmaßnahmen Stillstandzeiten minimieren. Das Monitoring erfordert jedoch tiefgreifende Kenntnisse über den Zugriff auf die Sensorik der individuellen Hardware und Peripherie. Viel Zeit und Aufwand sparen OEMs, wenn sie Monitoring- und Signalisierungs-Funktionen einsatzfertig direkt mit dem Industrieserver erhalten.

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Einstiegsbild

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Derzeit liest man - speziell in Deutschland - viel über das Zukunftsprojekt „Industrie 4.0“. Demnach steht die Wirtschaft an der Schwelle zu einer vierten industriellen Revolution, in der sogenannte Cyber-Physical-Systems (CPS) immer größere Bedeutung erlangen. Gemeint sind damit alle an Industrieprozessen beteiligten Systeme, deren Vernetzung sowohl lokal als auch fabrikübergreifend in einem 'Internet der Dinge' angestrebt wird. Diese Vernetzung erfolgt mit dem Ziel, Zugriff auf alle relevanten Daten zu erhalten, die für die Entwicklung intelligenter Monitoring-Funktionen und autonomer Entscheidungsprozesse benötigt werden. Dadurch wird es möglich, ganze Wertschöpfungsnetzwerke in Echtzeit zu steuern, zu überwachen und zu optimieren. Und das nicht nur, um durch effizientere Abläufe den Produktionsausstoß zu erhöhen. Durch die kontinuierliche Überwachung der wichtigsten vitalen Parameter von Systemen und Peripherien sollen auch Störungen vorhersehbar gemacht werden, um durch vorausschauende Wartungsmaßnahmen kostspielige Produktionsausfälle zu vermeiden.

Vorprogrammierte Ausfälle

Ähnlich wie bei klassischen IT-Servern ist der Ausfall eines Industrie-PCs nämlich oft mit hohen Folgekosten verbunden. Während IT-Server jedoch meist in klimatisierten Räumen ihren Dienst verrichten und von IT-Administratoren überwacht werden, arbeiten Industrie-PCs in der Regel in rauen Einsatzumgebungen. Eine zentrale Überwachung durch IT-Spezialisten findet dort bisher nur selten statt. Überraschende Ausfälle, mit all ihren unangenehmen
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Unvorhergesehene Ausfälle können zu unkalkulierbaren Ausfallzeiten mit hohen Folgekosten führen.

Unvorhergesehene Ausfälle können zu unkalkulierbaren Ausfallzeiten mit hohen...

Folgen, sind daher vorprogrammiert, denn auch die beste Hardware kann irgendwann versagen. Z. B., wenn die Umgebungstemperatur den zulässigen Bereich verlässt, ein Lüfter im rauen Industriealltag stark verschmutzt oder eine Festplatte den Vibrationen in der Maschinenhalle auf Dauer nichts mehr entgegenzusetzen hat.

Überwachung schafft Abhilfe

Eine kontinuierliche Überwachung der vitalen Betriebsparameter, wie Prozessortemperatur, Lüfterdrehzahl, Festplattenzustand und Systemspannungen erlaubt es jedoch, auch im industriellen Segment mögliche Störungen frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Die zumeist auf mechanischen Ursachen beruhenden Ausfälle von Festplatten beispielsweise kündigen sich in aller Regel bereits vorher durch eine langsame Verschlechterung vitaler Parameter an. Dazu zählen eine zunehmende Zahl von Schreib-/Lesefehlern oder defekte Sektoren, die sich dank der standardisierten Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.) aus den Festplatten auslesen lassen. Auch der nahende Ausfall der Lüfter für die System- und Prozessorkühlung kann sich bereits vorab durch eine veränderte Lüfterdrehzahl oder höhere Prozessortemperaturen ankündigen. Die Überwachung dieser Parameter erlaubt es, das Auftreten vieler Fehler quasi vorherzusehen. Ersatzteile können so gezielt beschafft und der Austausch während eines geplanten Wartungsstopps ausgeführt werden, um kostspielige Produktionsausfälle zu vermeiden. Die Wartungskosten können so leicht um den Faktor 10 bis 100 reduziert werden, sofern die Wartungsmaßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden. Eine vorausschauende Vorgehensweise,
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Ein permanentes Monitoring erlaubt vorab terminierte Wartungsvorgänge, die die Wartungszeiten deutlich reduzieren und die Kosten um den Faktor 10 bis 100 reduzieren können.

Ein permanentes Monitoring erlaubt vorab terminierte Wartungsvorgänge, die...

die eine kontinuierliche Überwachung aller vitalen Parameter vorsieht, würde dem Betreiber also sowohl Zeit und Geld als auch Nerven sparen.

Können OEM ihm solche Maintenance-Lösungen anbieten, wird die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden auch im After-Sales Bereich deutlich verbessert.



Passende Lösungen? Bisher Mangelware

Die bislang am Markt verfügbaren Lösungen für das permanente Monitoring von Industrieservern sind aber oftmals mit dedizierten Hardwarebausteinen für die Sensorik verbunden, die zusätzliche Kosten generieren. Diese will sich aber nicht jeder OEM oder Endanwender leisten. Auf der anderen Seite existiert eine Vielzahl von professionellen, softwarebasierten Remote-Management Lösungen für IT-Server, die jedoch nicht für den Markt der Industrieserver zugeschnitten und oft überdimensioniert sind. Auf der Suche nach bezahlbaren Lösungen findet man fast ausschließlich Softwaretools, die tiefe Hardwarekenntnisse über alle zu überwachenden Komponenten, die darin vorhandenen Sensoren und den Zugriff auf diese Sensordaten voraussetzen.

OEMs und Endanwender wünschen sich jedoch einfache Werkzeuge, die ihnen die benötigten Informationen möglichst einfach und komfortabel präsentieren. Und das möglichst über Kommunikationskanäle, die sich leicht in bestehende Infrastrukturen
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Kontrons flüsterleise KISS Industrieserver der zweiten Generation ermöglichen dank PCCM nicht nur eine kontinuierliche Überwachung der wichtigsten Parameter, sondern reduzieren im Ernstfall auch den Wartungsaufwand: Die hot-swap-fähigen Chassis-Lüfter können im laufenden Betrieb ganz einfach frontseitig getauscht werden, so dass keinerlei Stillstandzeiten anfallen.

Kontrons flüsterleise KISS Industrieserver der zweiten Generation ermöglichen...

und Arbeitsabläufe integrieren lassen. Gemeint sind damit individuell konfigurierbare Benachrichtigungsmethoden, wie über E-Mail oder SMS direkt an den Service-Techniker. Insbesondere von OEMs gefragt sind außerdem Netzwerkprotokolle wie SNMP oder die Webservice-Schnittstelle SOAP (Simple Object Access Protocol). Damit können die Vitaldaten an einen zentralen Überwachungsserver weitergegeben werden, der gleich auch das Monitoring mehrerer Anlagen übernehmen kann. Benötigt wird folglich ein Monitoring-System, das einfach, kostengünstig und effizient ist und mit geringem Aufwand hohen Nutzen schafft.

Remote-Management für Industrie-Applikationen

Passend zu diesen Anforderungen gibt Kontron seinen OEM-Kunden mit dem PC Condition Monitoring PCCM eine Software-Lösung für die permanente Zustandsüberwachung von Industrieservern an die Hand. Verfügbar ist das PCCM für Kontrons KISS-Serverfamilie, aber auch andere Produktfamilien können damit ausgerüstet werden. Das komfortabel ausgelegte und kostengünstig implementierbare Dauerüberwachungssystem greift unmittelbar auf die jeweiligen Zustandsparameter der Serverkomponenten zu. Es liefert Servicetechnikern und Administratoren diese Zustandsdaten als bedarfsgerecht parametrierbare Meldefälle wahlweise per SMS, eMail, SNMP, Windows-Nachrichtendienst oder vor Ort als akustisches und/oder optisches Signal. Bei Bedarf werden die Daten außerdem in einer Historie archiviert, die sowohl lokal als auch per Fernzugriff eingesehen werden kann. Für die Anbindung kundeneigener Instandhaltungssysteme ist außerdem
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Kontrons PC Condition Monitoring PCCM greift über eine eigene API direkt auf die Sensordaten der Hardwarekomponenten zu. Die Zustandsdiagnose ist durch ein Grün-Gelb-Rot Ampelsystem intuitiv.

Kontrons PC Condition Monitoring PCCM greift über eine eigene API direkt auf...

eine SOAP-Webservice-Schnittstelle implementiert. Zusätzlich kann über die parallele Schnittstelle auch eine hart verdrahtete Signalisierung erfolgen.

Sichere Implementierung

Im Gegensatz zu einer Vielzahl von Condition Monitoring Tools, die auf den Industriestandard ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) aufsetzen, greift das PCCM über ein eigenes API direkt auf die Daten von Sensoren und Hardware zu. Dadurch arbeitet das PCCM unbeeinflusst von Software- oder Treiberupdates besonders zuverlässig. Der Anwender des OEM bzw. der OEM selbst erhält somit ein deutliches Mehr an Wartungskomfort, ohne selbst tiefgreifende Kenntnisse der Hardware mitbringen und zusätzlichen Aufwand treiben zu müssen. Die messbaren Zustandsparameter umfassen Systemspannungen, Temperaturen von Prozessor, Chipsatz, Gehäuse oder Festplatte sowie Lüfterdrehzahlen von Prozessor-, Gehäuse- oder Netzteillüftern. Festplattenzustände werden über die S.M.A.R.T.-Schnittstelle ausgelesen. Alternativ ist auch die Überwachung ganzer RAID-Subsysteme möglich. Auch Versorgungsspannungen und die Verfügbarkeit redundanter Netzteile können mit dem PCCM gemessen werden.

Aussagefähige Anwendersicht

Neben der Alarmierung via SMS oder E-Mail lassen sich die Zustandsdaten auch über Standard-Web-Browser am Arbeitsplatz des Systemtechnikers anzeigen. Die Zustandsdiagnose ist durch ein Grün-Gelb-Rot Ampelsystem intuitiv gestaltet. Auch die Parameter für Auslöse- und Rücksetzschwellwerte sowie Zeitverzögerungen für verrauschte oder
peak-behaftete Parameter sind über das Webinterface bedarfsgerecht einstellbar. Zustandsstatistiken für Langzeitdiagnosen über die gesamte Lebensdauer werden ebenfalls abgespeichert. Für Statistiken lassen sich Minimal-, Maximal- und Durchschnittswerte für jeden beliebigen Erfassungszeitraum speichern. Unterschiedliche Speicherintervalle innerhalb und außerhalb des Normalbetriebsbereichs können dabei die Datenvielfalt reduzieren, ohne die notwendige Präzision zu verlieren. Für externe Analysen können die Daten in das offene csv-Format exportiert und so leicht in diverse Datenbanken importiert werden.

Flexible Erweiterbarkeit



Dank der modularen Applikationsstruktur ist neben den Zustandsparametern, die von den verschiedenen Embedded Hardware-Komponenten geliefert werden, auch die Einbindung von anbieterspezifischen Messdaten möglich. So ist z. B. auch das Abfragen externer Schock- und Luftfeuchtesensoren oder anderer Peripherie realisierbar. Und auch bei der Schwellwertkonfiguration für die Alarmierung sind die Kunden nicht auf sich gestellt. Hierbei steht Kontron nicht nur mit eigenen Erfahrungswerten zur Seite, sondern übernimmt bei Bedarf auch bereits vor der Auslieferung die passende Konfiguration.


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Unvorhergesehene Ausfälle können zu unkalkulierbaren Ausfallzeiten mit hohen Folgekosten führen.
Ein permanentes Monitoring erlaubt vorab terminierte Wartungsvorgänge, die die Wartungszeiten deutlich reduzieren und die Kosten um den Faktor 10 bis 100 reduzieren können.
Kontrons flüsterleise KISS Industrieserver der zweiten Generation ermöglichen dank PCCM nicht nur eine kontinuierliche Überwachung der wichtigsten Parameter, sondern reduzieren im Ernstfall auch den Wartungsaufwand: Die hot-swap-fähigen Chassis-Lüfter können im laufenden Betrieb ganz einfach frontseitig getauscht werden, so dass keinerlei Stillstandzeiten anfallen.
Kontrons PC Condition Monitoring PCCM greift über eine eigene API direkt auf die Sensordaten der Hardwarekomponenten zu. Die Zustandsdiagnose ist durch ein Grün-Gelb-Rot Ampelsystem intuitiv.


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Bericht in folgenden Kategorien:
PC-Systeme, Condition Monitoring, Industrie 4.0

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