Mit der Einführung neuer Technologien, Cloud Computing und Mobilität hat der digitale Wandel des Industriesektors begonnen. Anwendungen für Smartphones und Tablets betreten zunehmend den Industriebereich und verändern die Art und Weise, wie wir Daten und Informationen erfassen, anzeigen, speichern, analysieren und verarbeiten.

Business digital transformieren

Trotz des Vorhandenseins dieser neuen Technologien verwenden die meisten Unternehmen immer noch Blatt und Papier, um Daten und Informationen zu sammeln. Die überwiegende Mehrheit dieser Daten landet anschließend im Mülleimer. Darüber hinaus sind industrielle Anwendungen seit jeher nicht Open-Source und proprietär, was die Nutzer in Bezug auf Funktionalität, Konnektivität und Lizenzierung einschränkt. Das stellt eine echte Herausforderung dar, wenn Sie versuchen, ein Unternehmen zu verbinden und Daten an jeden zu liefern, der sie benötigt.

Was braucht es, damit ein Industriesystem wirklich zukunftsischer ist? Es bedeutet, Vertrauen in Ihre Fähigkeit zu haben, Ihr System schnell, kostengünstig und wann immer nötig zu skalieren und zu erweitern, indem Sie moderne Technologien und offene Standards nutzen. Zudem erfordert diese Anpassungsfähigkeit viel mehr als ein traditionelles HMI/SCADA-Produkt. Sie erfordert eine vollständige industrielle Anwendungsplattform.

Es ist zunehmends zu sehen, dass Unternehmen moderne Plattformen und Technologien für industrielle Anwendungen nutzen und innovative und moderne Industriesysteme in allen Branchen schaffen.

Gelungene Beispiele für digitale Transformation.

Beginnen wir in Irland – mit dem Flughafen Dublin. Der internationale Flughafen arbeitete mit Brock Solutions zusammen, um seine Gepäckförderanlagen im Terminal 2 zu ersetzen. Dublin war es leid, dass die Client-basierte Lizenzierung, die sie von ihrem SCADA-Anbieter erhielt. Der Flughafen benötigte eine konfigurierbare Standardlösung, die es ihm ermöglicht, seine zukünftigen Expansionsanforderungen ohne zusätzliche Lizenzkosten zu erfüllen. Das neue System verbindet sich mit 14 Geräten, hat etwa 100.000 Tags und stellt Daten für jeden Bedarf zur Verfügung. Zudem ist das nur der Anfang: Der Flughafen sucht mittlerweile gezielt nach Lösungen für Probleme im gesamten Flughafenbetrieb und die Plattform ist dabei eine große Hilfe.

Der Bedarf an Daten steigt. Wir wissen das. Kunden wollen Zugang zu mehr Daten, um bessere Entscheidungen zu treffen und den Gewinn zu steigern. Nicht nur die Daten aus der Fertigung, auch Daten aus anderen Systemen und externen Quellen werden benötigt. In Arkansas erlebt die Stadt Decatur dies aus erster Hand. Die Stadt arbeitete mit der H20 Innovation und Automation Station zusammen, um die erste Membran-Bioreaktor-Kläranlage des Landes zu installieren. Ein großes Anliegen war die Erhöhung des Energieverbrauchs der meisten Membranen.

Mit dem neuen SCADA-System und der Verbindung zu allen Daten wurde der Energieverbrauch in Echtzeit verfolgt, Anpassungen vorgenommen und Berichte zeigten die Einsparungen. Außerdem konnte die Stadt Echtzeit-Wetterdaten und eine Live-Radarkarte in den Historiker einbringen. Jetzt kann Decatur historische Wetterereignisse einsehen und korrelieren, um Daten zu verarbeiten, die dem Trend entsprechen, wie die Anlage auf große Stürme reagiert.

Sechsmonatiger Erfolg.

In einigen Fällen kann es aufgrund proprietärer Polling-Protokolle, Netzwerke mit niedriger Bandbreite oder entfernte Einrichtungen ohne Konnektivität schwierig sein, Zugang zu den Betriebsdaten zu erhalten. ARB Midstream, die Rohöl- und Gasflüssigkeiten liefert, erwarb ein neues Rohrleitungssystem mit 36 RTUs und zentralen Sammelplätzen. Im Rahmen des Kaufvertrags war die ARB verpflichtet, die Pipeline in sechs Monaten in Betrieb zu nehmen. Außerdem wurde in vier Monaten ein neues SCADA-System benötigt. Angesichts dieses aggressiven Zeitplans installierte die ARB ein neues System mit einer standardisierten Netzwerkinfrastruktur und einer zentral verwaltbaren und skalierbaren SCADA-Plattform.

Ermöglicht wurde das Projekt durch Edge Computing, Mobilfunk SD-WAN und den Einsatz von MQTT. Insgesamt 97 Edge-Gateways kommunizierten mit 145 Geräten, die das Polling an den Rand des Netzwerks schieben. Alle Daten wurden ausnahmsweise an einen zentralen Server mit MQTT gemeldet, wodurch die benötigte Bandbreite reduziert und der Zugriff auf mehr Daten mit höheren Geschwindigkeiten ermöglicht wurde. Das neue System und die neue Infrastruktur werden es der ARB ermöglichen, in Zukunft schnell Anlagen zu erwerben und in ein einheitliches SCADA-System zu integrieren.

Edge Computing ist natürlich nicht nur für die Verteilung von Polling und Kommunikation an Feldgeräte gedacht. Es kann auch lokale Rechenmaschinen für komplexe Berechnungen bereitstellen. Streamline Innovations betreibt in Süd- und Westtexas Erdgasbehandlungsanlagen, die gefährlichen Schwefelwasserstoff (H2S) in Düngemittelgrad-Schwefel umwandeln. H2S ist eine extrem giftige, explosive Chemikalie, die in den meisten Erdgasarten enthalten ist. Die kleinen Einheiten von Streamline entfernen H2S aus einzelnen Bohrungen, typischerweise an abgelegenen Orten, für die ein ständiger menschlicher Betrieb für den kommerziellen Betrieb zu kostspielig wäre. Einfache Wartungsprobleme können eine Anreise zum Standort erfordern und Stunden dauern.

Der erste Ansatz von Streamline mit diesen Einheiten bestand in einer Automatisierungsplattform, die auf einer Standard-SPS geschrieben wurde, aber dies ermöglichte weder komplexe Berechnungen zur Bereitstellung modellbasierter Steuerungen noch die Fernsteuerung der Einheit, falls ein Problem auftrat. Stattdessen wandte sich Streamline dem Edge Computing zu, um eine Reihe von Python-Skripten auszuführen, die komplexe Berechnungen ermöglichen, wie z.B. schnelle Fourier-Transformationen bei Pumpenschwingungen und Wetterprognosen, die vom National Weather Service heruntergeladen wurden, um die optimale Betriebstemperatur zu bestimmen – etwas, das mit einer SPS unmöglich erscheint. Darüber hinaus werden über Twilio automatische Benachrichtigungen über Warnmeldungen an Bediener und Betriebsingenieure gesendet, wenn Probleme auftreten.

In die Cloud.

Neben Edge Computing nutzen immer mehr Unternehmen die Cloud, die eine enorme Skalierbarkeit insbesondere für historische Daten bietet, ohne die üblichen IT-Probleme bei der Verwaltung und Skalierung der Server-Hardware-Infrastruktur. Das Team von ESM Australia entwickelte ein skalierbares Asset-Management-System zur Überwachung der Leistung und Erfüllung der Serviceanforderungen für einen Kunden mit Systemen, die in ganz Australien eingesetzt werden. Unter Verwendung einer Mischung aus MQTT und älteren FTP-fähigen Gateways im Außendienst nutzte ESM die Skalierbarkeit des Ignition Tools in der AWS Cloud, um eine Plattform bereitzustellen, die es dem Kunden ermöglichte, verbundene Assets über eine einfache Schnittstelle hinzuzufügen, zu entfernen und zu verwalten. Betriebs-, Dispositions- und Wartungsteams haben absolute Echtzeittransparenz der konventionellen und mobilen Anlagen, unabhängig davon wo sie sich befinden. Außerdem können historische Daten langfristig gespeichert werden, was eine zukünftige Analyse ermöglicht.

Der Zugang zu Daten ist unerlässlich. Zudem sind Smartphones und Tablets immer weiter verbreitet. Tatsächlich haben mobile Geräte die Desktops für die Online-Suche und das Auffinden von Informationen übertroffen. Wir sehen diesen Paradigmenwechsel im Industriebereich. Der Bezirk San Bernardino in Südkalifornieren war auf der Suche nach einem Visualisierungs- und Steuerungssystem der nächsten Generation für seine Deponien. Bestehende Geräte waren älter und mussten aufgerüstet werden – sie verfügten nicht über eine einfach zu bedienende HMI oder Datenvisualisierung.

Das Mandat war klar: Es besteht Bedarf an einer flexiblen Architektur, die eine Visualisierung nativ in HTML5 ermöglicht, um jedes moderne Gerät mit einem Browser zu nutzen. Mit einem Hub-and-Speak-Modell mit einem Edge-Gateway vor Ort und einer Ignition-Perspektive in der Cloud konnte Corso Systems und SCS-Ingenieure eine komplette Unternehmenslösung für den Landkreis anbieten. SCS verwendet Luftdaten, um topografische Karten, 2D-Bilder, 3D-Renderings, GIS, Nahinfrarot- (NIR) und Methanlecksuche für verschiedene Abfallentsorgungseinrichtungen zu erstellen. Nachdem sie über die Deponie San Timoteo gefolgen sind, die Bilder hochgeladen und die Anlage gemappt haben, konnten SCS und Corso sowohl die 2D-Bilder als auch das 3D-Rendering in die Ignition-Perspektive einbetten.

Dies ermöglichte es dem Nutzern, mit jedem modernen Gerät von überall auf die Daten zuzugreifen. Darüber hinaus konnte das Team diese gerenderten Bilder aufnehmen und in ein Microsoft HoloLens VR-Headset einsetzen, das es Entscheidungsträgern im Bezirk San Bernardino ermöglicht, von ihren Büros aus „die Baustelle zu Fuß zu erkunden“.

Natürlich ist eine digitale Transformation möglich. Zudem existieren einfache Schritte, um die Vorteile der neuen Technologie zu nutzen. Die vollständige Einführung neuer Technologien wird es den Unternehmen ermöglichen, ihre Anwendungen auf die nächste Stufe zu heben und den Nutzern in der Organisation mehr Zugang zu ermöglichen.

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