IoT-fähige Kühlgeräte
Cloudbasiert kühlen
Kühlgeräte avancieren derzeit zu wichtigen Playern für Industrie 4.0. Sie lassen sich mit umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten ausstatten. Die durchgängige Kommunikation vom Sensor im Kühlgerät bis in cloudbasierte Systeme eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Voraussetzung sind IoT-fähige Geräte wie die neuen Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ von Rittal.
Bild: Rittal GmbH & Co. KGWährend der Lebensdauer eines Schaltschrank-Kühlgeräts sind die Kosten, die für Wartung und Service anfallen, zusammen mit den Energiekosten in aller Regel deutlich höher als die ursprüngliche Investition in das Kühlgerät selbst. Optimierungen bei Service und Wartung können dazu betragen, den Arbeitsaufwand und damit die Kosten zu reduzieren - etwa durch Predictive Maintenance bzw. bedarfsgerechte Wartung. Für eine bedarfsgerechte Wartung sind allerdings immer Informationen über die einzelnen Kühlgeräte und der äußeren Umgebungsbedingungen notwendig. Ein typisches Beispiel ist der Austausch eines Lüfters, bevor ein Defekt auftritt und im schlechtesten Fall nicht nur das Kühlgerät, sondern die gesamte Anlage ausfällt. Liegen Informationen über die Laufzeit, die erwarteten und tatsächlichen Drehzahlen im Vergleich und der Stromaufnahme des Lüfters vor, können Rückschlüsse auf einen schleichenden Defekt bzw. bevorstehenden Ausfall gezogen werden. Dies ermöglicht einen frühzeitigen Austausch der kritischen Komponente und erhöht die Verfügbarkeit der gesamten Anlage. Auch können durch Informationen zu Energieaufnahme, Zuständen von Einzelkomponenten, Umgebungsbedingungen und beispielsweise Verschmutzungsgrad der Filtermatte Optimierungspotenziale für Instandhaltung und Energieeffizienz aufgedeckt und nutzbar gemacht werden. Im Zeitalter von Industrie 4.0 kommt der einfachen und nahtlosen Kommunikation von Informationen zwischen verschiedenen Systemen eine wachsende Bedeutung zu. Die Zeiten, in denen der Instandhaltungstechniker mit Klemmbrett und Kugelschreiber von Kühlgerät zu Kühlgerät gegangen ist, um Informationen zu sammeln, gehören in modernen Betrieben der Vergangenheit an, wenn sie den Anwendern jederzeit einfach zur Verfügung stehen.
Bild: Rittal GmbH & Co. KGVernetzung jetzt möglich
So hat Rittal seine Klimatisierungslösungen mit umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten ausgestattet. Über das neue IoT Interface, das zur Automatisierungsmesse SPS IPC Drives 2017 erstmalig vorgestellt wird, können die Geräte auch direkt mit übergeordneten Systemen kommunizieren und mit kundeneigenen Monitoring- und Energiemanagementsystemen vernetzt werden. So lassen sich Gerätedaten permanent auswerten, wie z.B. die Schaltschrankinnen- und außentemperatur sowie die Verdampfer- und Verflüssigertemperatur. Ebenso transparent sind Daten zu Laufzeiten von Kompressor, Innen- und Außenlüfter sowie Daten zu Auslastung, Meldungen und Geräteeinstellungen. Anlagenbetreiber können somit frühzeitig mögliche Fehlfunktionen frühzeitig erkennen und erhöhen dadurch die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit ihrer Anlagen. Die Bereitstellung von aktuellen Betriebsdaten und -zuständen beschleunigt zudem die Prozesse in der Instandhaltung. Als Protokolle werden OPC-UA, Profinet, SNMP, Modbus TCP und CAN Open unterstützt. Dies ermöglicht die Klimatisierungslösungen in IoT-Anwendungen einzubinden und eröffnet den Weg zu neuen Anwendungen und smarten Serviceleistungen. Die Informationen aus den Geräten können etwa auch in cloudbasierten Systemen für umfangreiche Analysen verwendet werden.
Bild: Rittal GmbH & Co. KGPredictive Maintenance und Data Analytics
Wie zukünftige Industrie 4.0-Anwendungen wie Predictive Maintenance und Data Analytics aussehen können, zeigte Rittal bereits auf der diesjährigen Hannover Messe im Zusammenspiel mit Siemens MindSphere und IBM Watson IoT. Der erste Use Case zeigte die Einbindung der Industrie 4.0-fähigen Rittal-Geräte in Siemens MindSphere. Mit diesem cloudbasierten, offenen IoT (Internet of Things)-Betriebssystem können Anwender eigene Industrie 4.0-Applikationen entwickeln. Desweiteren können mit Siemens MindSphere große Datenmengen skalierbar erfasst und analysiert werden, um so Smart-Factory-Applikationen in den Bereichen vorausschauende Wartung, Energiedaten-Management oder Ressourcenoptimierung zu realisieren. Beispielhaft wurden Anwendungen zu Predictive Maintenance durch gezielte Datenanalyse vorgestellt. Mit der bedarfsgesteuerten Wartung lassen sich im Vergleich zur intervallgetriebenen Wartung Kosten senken und gleichzeitig die Verfügbarkeit erhöhen. Auch eine Routenoptimierung für die Instandhaltung, die bei Anlagen mit einer großen installierten Geräteanzahl Vorteile bietet, ist Bestandteil der vorgestellten Lösung. Der Mitarbeiter aus der Instandhaltung vermeidet damit unnötige Wege. Da die Daten aus dem Gerät auf der IoT-Plattform stets aktuell zur Verfügung stehen, kann der Mitarbeiter im Falle einer Störung auch gleich das passende Ersatzteil mitbringen. Der zweite Use Case zeigte die Analyse der Daten auf der cloudbasierten Data-Analytics-Anwendung IBM Watson IoT. Die Watson-Architektur ist darauf ausgelegt Informationen schnell zu verarbeiten. Ziel ist es, mit lernenden Systemen die stetig wachsenden Datenmengen genauer zu analysieren und bessere Antworten auf unterschiedlichste Fragestellungen zu finden. Die Nutzung der Daten wurde am Beispiel einer Maschine in der Rittal-Produktion in Rittershausen demonstriert. Eine effizientere Instandhaltung und hohe Ausfallsicherheit lassen sich über derartige Data-Analytics-Anwendungen erreichen. Die Vorteile für den Kunden sind unter anderem höhere Maschinenverfügbarkeit und optimierte Wartungskosten. Auch neue Geschäftsmodelle - etwa Smart Maintenance Contracts - sind eine Möglichkeit, die sich durch die neuen Technologien eröffnet.
Diagnose und Parametrierung
Der Anwender kann die Informationen aus den Kühlgeräten und Chillern nicht nur über das IoT Interface erhalten. Zu den umfangreichen Möglichkeiten gehört auch die neue Version III der Software RiDiag zur Diagnose und Parametrierung von Kühlgeräten und Chillern, die einen wichtigen Schritt in Richtung transparenter Kommunikation von Informationen darstellt. Die komplett überarbeitete Software bietet dem Anwender zahlreiche neue Funktionen zum Bedienen und Parametrieren und die Möglichkeit alle Daten, die in den Geräten bis zu zwei Jahren rückwirkend gespeichert werden, zu analysieren und sich damit einen Überblick auch über die Laufzeithistorie zu verschaffen. Das Look-and-feel der neuen Software ist an die Bedienung der Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ angelehnt. Der Nutzer hat beim Arbeiten mit der Software die gleiche Bedienphilosophie und Menüstruktur vor sich und muss sich daher nicht umstellen. Alle Funktionen, Darstellungen und Bedienmöglichkeiten, die das Bedienpanel am Gerät zu Verfügung stellt, gibt es analog auch auf dem Bildschirm. Zentrales Gestaltungselement sowohl am Bedienpanel als auch in der Software ist der 'Tacho'. Hierüber erreicht der Benutzer alle wichtigen Funktionen und Menüs. Der Startbildschirm zeigt dem Anwender auf einen Blick die wichtigsten Informationen und Statusmeldungen wie Gerätename, Seriennummer, aktuelle Temperatur, Betriebsstunden und weitere Parameter. Eventuell vorhandene Updates der Firmware können direkt über RiDiag III geladen und auf dem Bedienpanel des Kühlgeräts installiert werden. Die Software läuft unter Windows und kann entweder über USB oder über das neue IoT Interface mit den Geräten kommunizieren. RiDiag III eignet sich für alle neuen Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ und ist als Download auf der Rittal Homepage erhältlich.
Bild: Rittal GmbH & Co. KGEffizienz bei Wartung und Service
Im Service- und Wartungsfall unterstützt RiDiag III den Anwender schnell und effizient. Auftretende Fehlermeldungen werden in Klartext dargestellt - das aufwändige Suchen nach einer Fehlernummer in einem Handbuch kann dadurch entfallen. Zusammen mit der Status- oder Systemmeldung ist auch eine Hilfefunktion implementiert. Hier wurde ebenfalls viel Wert auf hohe Anwenderfreundlichkeit gelegt: Bewegt der Anwender die Maus über eine Fehlermeldung, blendet die Software sofort einen Hilfetext ein, der erklärt, ob und wie der Fehler zu beheben ist. Zusammen mit dem aufgetretenen Fehler werden zusätzliche wichtige Parameter dargestellt - etwa der genaue Zeitpunkt, die maximale Umgebungstemperatur, die minimale Schaltschrank-Innentemperatur sowie die Einschaltdauer und Auslastung des Kühlgeräts. Damit kann die Ursache einer Meldung eingegrenzt und so für Abhilfe gesorgt werden. Neben dem detaillierten kältetechnischen Regelschema ist auch eine Darstellung des Elektroplans hinterlegt. Im Falle eines Defekts zeigt die Software direkt an, welche Komponente defekt ist. Bei Bedarf ist zusätzlich ein Blick ins Handbuch möglich, das in der Software auch offline verfügbar ist. Sollte der Fehler nicht direkt vom Bediener oder Instandhalter behoben werden können, ermöglicht die Software den direkten Kontakt zum Rittal-Service. Über ein Formular kann der Anwender eine Service-Anfrage starten, die dann online an das zuständige Rittal-Service-Team weitergeleitet wird. Wenn der Standort des Kühlgeräts in der Konfiguration angegeben wurde, kann RiDiag III die Anfrage an die jeweils richtige Rittal-Service-Niederlassung weiterleiten. Der Servicetechniker erhält detaillierte Diagnosedaten aus dem Kühlgerät, so dass er die gegebenenfalls notwendigen Ersatzteile sofort mitbringen kann. Diese ausgeklügelte Funktionalität der Software trägt nicht nur zu einer einfacheren und schnelleren Abwicklung im Servicefall bei, sondern auch zu einer höheren Verfügbarkeit der Kühlgeräte - und somit auch der Gesamtanlage.
Cockpit visualisiert Daten
Mit der Einführung der Kühlgeräte der Blue e+ Serie hat Rittal Maßstäbe bei der Energieeffizienz der Schaltschrankklimatisierung gesetzt. Durch den Einsatz der Diagnose-Software kann der Anwender hier noch einen Schritt weitergehen, indem er durch optimalen Betrieb seiner Kühlgeräte zusätzlich Energie einspart. Auch hier ist wieder die umfassende Versorgung mit Informationen wesentliche Voraussetzung. Das neue Daten-Cockpit in RiDiag III stellt hierzu sämtliche Informationen zur Verfügung. Die Daten, die von zahlreichen Sensoren im Kühlgerät erfasst werden, lassen sich übersichtlich visualisieren und auswerten. Neben den Temperaturen können die Eingangs-Spannungen und -Ströme am Kompressor dargestellt werden. Besonders wichtig für einen energieeffizienten Betrieb ist die Darstellung der EER (Energy Efficiency Ratio). Hier erkennt der Anwender, mit welcher Energieeffizienz das Kühlgerät bei welchen Umgebungsbedingungen und bei welchen Einstellungen arbeitet. Durch die Analyse der Daten lassen sich weiter Optimierungen der Parameter, weitere Effizienzsteigerungen und dadurch Kostensenkungen realisieren. Mit den beiden Beispielen für die Nutzung des IoT Interface und Analysemöglichkeiten über RiDiag III gibt Rittal einen Ausblick auf zukünftige Industrie 4.0-Anwendungen und damit möglichen Kundenbenefits. Die Grundlagen dafür hat das Unternehmen mit der durchgängigen Kommunikation der Daten vom Sensor innerhalb der Kühlgeräte bzw. Chiller bis in die Cloud geschaffen.
Im Service- und Wartungsfall unterstützt RiDiag III den Anwender schnell und effizient. Auftretende Fehlermeldungen werden in Klartext dargestellt - das aufwändige Suchen nach einer Fehlernummer in einem Handbuch kann dadurch entfallen. Zusammen mit der Status- oder Systemmeldung ist auch eine Hilfefunktion implementiert. Hier wurde ebenfalls viel Wert auf hohe Anwenderfreundlichkeit gelegt: Bewegt der Anwender die Maus über eine Fehlermeldung, blendet die Software sofort einen Hilfetext ein, der erklärt, ob und wie der Fehler zu beheben ist. Zusammen mit dem aufgetretenen Fehler werden zusätzliche wichtige Parameter dargestellt - etwa der genaue Zeitpunkt, die maximale Umgebungstemperatur, die minimale Schaltschrank-Innentemperatur sowie die Einschaltdauer und Auslastung des Kühlgeräts. Damit kann die Ursache einer Meldung eingegrenzt und so für Abhilfe gesorgt werden. Neben dem detaillierten kältetechnischen Regelschema ist auch eine Darstellung des Elektroplans hinterlegt. Im Falle eines Defekts zeigt die Software direkt an, welche Komponente defekt ist. Bei Bedarf ist zusätzlich ein Blick ins Handbuch möglich, das in der Software auch offline verfügbar ist. Sollte der Fehler nicht direkt vom Bediener oder Instandhalter behoben werden können, ermöglicht die Software den direkten Kontakt zum Rittal-Service. Über ein Formular kann der Anwender eine Service-Anfrage starten, die dann online an das zuständige Rittal-Service-Team weitergeleitet wird. Wenn der Standort des Kühlgeräts in der Konfiguration angegeben wurde, kann RiDiag III die Anfrage an die jeweils richtige Rittal-Service-Niederlassung weiterleiten. Der Servicetechniker erhält detaillierte Diagnose
Kühlgeräte avancieren derzeit zu wichtigen Playern für Industrie 4.0. Sie lassen sich mit umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten ausstatten. Die durchgängige Kommunikation vom Sensor im Kühlgerät bis in cloudbasierte Systeme eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Voraussetzung sind IoT-fähige Geräte wie die neuen Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ von Rittal.
Bild: Rittal GmbH & Co. KGWährend der Lebensdauer eines Schaltschrank-Kühlgeräts sind die Kosten, die für Wartung und Service anfallen, zusammen mit den Energiekosten in aller Regel deutlich höher als die ursprüngliche Investition in das Kühlgerät selbst. Optimierungen bei Service und Wartung können dazu betragen, den Arbeitsaufwand und damit die Kosten zu reduzieren - etwa durch Predictive Maintenance bzw. bedarfsgerechte Wartung. Für eine bedarfsgerechte Wartung sind allerdings immer Informationen über die einzelnen Kühlgeräte und der äußeren Umgebungsbedingungen notwendig. Ein typisches Beispiel ist der Austausch eines Lüfters, bevor ein Defekt auftritt und im schlechtesten Fall nicht nur das Kühlgerät, sondern die gesamte Anlage ausfällt. Liegen Informationen über die Laufzeit, die erwarteten und tatsächlichen Drehzahlen im Vergleich und der Stromaufnahme des Lüfters vor, können Rückschlüsse auf einen schleichenden Defekt bzw. bevorstehenden Ausfall gezogen werden. Dies ermöglicht einen frühzeitigen Austausch der kritischen Komponente und erhöht die Verfügbarkeit der gesamten Anlage. Auch können durch Informationen zu Energieaufnahme, Zuständen von Einzelkomponenten, Umgebungsbedingungen und beispielsweise Verschmutzungsgrad der Filtermatte Optimierungspotenziale für Instandhaltung und Energieeffizienz aufgedeckt und nutzbar gemacht werden. Im Zeitalter von Industrie 4.0 kommt der einfachen und nahtlosen Kommunikation von Informationen zwischen verschiedenen Systemen eine wachsende Bedeutung zu. Die Zeiten, in denen der Instandhaltungstechniker mit Klemmbrett und Kugelschreiber von Kühlgerät zu Kühlgerät gegangen ist, um Informationen zu sammeln, gehören in modernen Betrieben der Vergangenheit an, wenn sie den Anwendern jederzeit einfach zur Verfügung stehen.
Rittal GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 6 2017 - 17.11.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
