Es gibt für jede Anwendung eine Vielzahl an möglichen Sensoren. Während sie zwar alle das Gleiche messen, so unterscheiden sie sich in der Bereitstellung der Daten jedoch maßgeblich. Lesen Sie, worauf es bei der Messdatenerfassung ankommt und wappnen Sie sich somit für Industrie 4.0

Messdatenerfassung: Definition

Die Messdatenerfassung besteht aus einem meist zyklischen reinen Erfassen, dem Verarbeiten und dem Bereitstellen von Messdaten.

Aufgrund von unterschiedlichsten Applikationen, Systemen und ihren Sensoren verhält sich gerade die Verarbeitung und auch das Bereitstellen der Daten sehr individuell. So gibt es Sensoren, die ihre Daten auf einer SD Karte speichern, an eine Steuerung (z.B. als Analogwert, oder über ein Bussystem) übergeben oder auch direkt an ein MDE/BDE  bzw. CAQ weitergeben.

Herausforderungen der Messdatenerfassung

Gerade bei älteren Anlagen werden viele Messwerte direkt analog angezeigt. Dies ist natürlich für eine elektronische Weiterverarbeitung nicht gerade dienlich. Etwas neuere Varianten bieten jedoch bereits das Schreiben von Daten z.B. auf eine SD Karte als Datenlogger an. Aber auch hier müssen diese Daten, wenn man sie weiterverarbeiten möchte, ggf. manuell in ein anderes System integriert oder importiert werden.

Somit stehen natürlich keine Live-Daten zur Verfügung, die an anderer Stelle eine nötige Aktion auslösen könnten.

Außerdem gibt es unterschiedlichste Formate, in denen die Daten auf dem Datenlogger hinterlegt werden. Gängige Standards sind hier unter anderem CSV und Q-DAS, am häufigsten ist CSV mit seiner Kompatibilität zu Excel, als auch für Datenbanken allgemein, anzutreffen.

Direkte Weitergabe der Messdaten gegenüber anschließendem Import

Wie bereits angesprochen, können Live-Daten durchaus wichtig sein. Angebundene Sensoren oder auch ganze Messsysteme, die ihre Daten direkt an eine SPS/PLC (speicherprogrammierbare Steuerung bzw. engl. Programmable Logic Controler) weitergeben oder auch direkt über das Ethernet einem MES oder CAQ zur Verfügung stellen, bieten umfangreiche Möglichkeiten. Diese Möglichkeiten sind im Einzelnen Analysen, Warnmeldungen, spezielle Aktionen oder Live-Anzeigen in einer Visualisierung/Dashboard.

Manche Situationen und Gegebenheiten erfordern jedoch autarke Systeme. Bekannte Beispiele hierfür sind unter anderem die Blackbox eines Flugzeugs, aber auch Anwendungen in extremen Umgebungen, wo beispielsweise aufgrund von Radioaktivität oder anderen Strahlungen eine korrekte Weitergabe der Daten nach außen nicht gewährleistet werden kann.

Was Sie beim Aufrüsten von “alten” Anlagen zu modernen Messdatenerfassungssystemen beachten sollten:

Um ältere Anlagen und Systeme aufzurüsten, sollte man sich über folgende Punkte im Klaren sein:

• Kann in das bestehende System eingegriffen werden oder sollte die Messung von außen (z.B. Stromzange, kapazitive Durchflussmessung) durchgeführt werden?
• Gibt es etwas bei der Positionierung des Sensors zu beachten?
• Liegt ein CAQ vor?
• Welche Datenformate unterstützt die SPS bzw. das SCADA oder das MES?

In Bezug auf die Positionierung wäre es eher schlecht, wenn Sie beispielsweise in einem kontinuierlichen Chemieprozess häufig ein Rohr abpumpen und aufschrauben müssten, um die Batterie eines Sensors zu wechseln.

Auch die Geschwindigkeit kann durchaus eine wichtige Rolle spielen. So ist natürlich eine Weitergabe der Daten an das MES bzw. CAQ, welches dann anschließend ggf. Aktionen in einer SPS auslöst, natürlich ausgesprochen nützlich, wie wenn die SPS direkt auf Analogdaten reagiert.

Messdatenauswertung: Korrelationen erkennen, Fehler analysieren

Gerade, wenn man Messdaten auswerten und tiefergehend analysieren möchte, ist es wichtig, beispielsweise einen Zeitstempel zu haben, um diese Daten mit Daten anderer Sensoren und äußeren Gegebenheiten verknüpfen zu können. Mithilfe moderner Algorithmen und künstlicher Intelligenz ist es durchaus möglich, auf Basis von umfangreichen Datensätzen Korrelationen festzustellen. Besonders bei der Fehleranalyse oder auch der Ermittlung der idealen Einstellungen und Umgebungsparameter kann dies den entscheidenden Unterschied bedeuten.

Warum Sie für Ihre Messdatenerfassung eine Software brauchen

Während sich Einzelapplikationen durchaus noch per Excel in Form einer Tabellenkalkulation auswerten lassen, bieten sich in der Regel Lösungen wie die eines CAQ, aber auch umfassend als MES an.

Wie bereits angesprochen, ist gerade das Verknüpfen von mehreren Daten innerhalb einer Datenbank sehr wichtig. Auch das Aufheben von Daten über einen längeren Zeitraum rentiert sich in den meisten Fällen. Manche Fehler und Qualitätsmängel zeigen sich erst nach mehreren Monaten, wenn Sie dann noch die Daten haben, können Sie umfangreiche Analysen durchführen und somit der Ursache auf die Spur kommen.

Messdatenerfassung im SYNCOS MES

SYNCOS MES bietet umfangreiche Schnittstellen zur Datenerfassung. So ist es einerseits möglich, Daten über das integrierte CAQ live zu erfassen, andererseits gibt es aber auch Importfunktionen, welche auch zeitversetzte Eingaben über den SYNCOS Dialog ermöglichen. Hierbei werden eine große Palette an gängigen Formaten, aber auch Sonderformate wie z.B. der Zwick Messdaten Export unterstützt.

Zusätzlich wartet SYNCOS MES noch mit umfangreichen Analysen und Tools zur Auswertung auf. Gerade für das Qualitätsmanagement ist dies natürlich eine gute Grundlage, um Fehler beispielsweise mittels FMEA oder der 5 Why-Methode auszumerzen.

Selbstverständlich handelt es sich hier um ein komplettes ME- System, welches somit zusätzlich noch einige Möglichkeiten zur generellen Effizienzsteigerung Ihrer Produktion bietet. Unter anderem sind dies eine Anbindung an das ERP System, Tools zur Planung (Arbeitsplanung, Feinplanung, Wartungsplanung, etc.) und viele weitere Funktionen mehr.

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Fazit zu Messdatenerfassung

Gerade im Zug von Industrie 4.0 und Big Data wird es augenscheinlich immer wichtiger, möglichst viele Daten zu erfassen. Wichtiger als die Menge an Daten sind jedoch deren Qualität und Aussagekraft. Anstatt alle Daten zu erfassen, die Sie können, sollten Sie sich vorher die Zeit nehmen und prüfen, welche Daten Sie tatsächlich benötigen. Langfristig gesehen werden an vielen Stellen (in der Industrie) auf Empfehlung von künstlicher Intelligenz und neuronalen Netzen sehr effiziente Entscheidungen getroffen werden können. Hierzu werden jedoch Unmengen an Daten benötigt, die diese Systeme trainieren.

Alles in allem lässt sich sagen, dass es wichtig ist, möglichst die richtigen und wichtigsten Daten zu erfassen und digital zu speichern. Diese Daten sollten vor allem bei neuen Anlagen und Messsystemen direkt an höher stehende CAQ- oder ME-Systeme weitergegeben werden.