Motivation
Viele industrielle Produktionsprozesse, sowohl in der Prozess- als auch in der Fertigungstechnik benötigen Brenner zur Temperierung. Diese besitzen oft kompakte Steuerungen, die zurzeit jedoch meist mit proprietärer Software (auf herstellerspezifischen, nicht veröffentlichten Standards basierend) angesteuert und ausgelesen werden. Damit können Wertschöpfungspotenziale, wie beispielsweise Energieoptimierungen, durch die Digitalisierung der Produktionsanlagen gerade auch von KMU nicht genutzt werden. Mit den zukunftsgerichteten Konzepten des Basissystems wird es möglich, Brennersteuerungen als Industrie 4.0 Referenzapplikationen zu realisieren.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Verbundvorhabens „BaSys4Brenner“ ist es daher, einen Prototyp einer Industrie 4.0 tauglichen Brennersteuerung auf Grundlage der BaSysKonzepte zu entwickeln. Eine besondere Herausforderung der Entwicklung ist dabei die sicherheitsbedingte Zertifizierung der Brenner einschließlich der Steuerung unter den Randbedingungen der sich verändernden Applikationssoftware, Produktionssysteme, Normen und Technologien. Dazu werden zunächst die Normen und Anforderungen in enger Abstimmung mit Anwendern und deren Fachgremien analysiert. Darauf aufbauend wird eine Open-Source-Vorstufe auf einem Low-Cost-Entwicklungsboard implementiert und zu einem frei verfügbaren Demonstrator weiterentwickelt. Dafür werden die BaSys-Verwaltungsschalen zur Informationsmodellierung mit Teilmodell-Vorlagen zusammen mit BaSys-Führungskomponenten genutzt, evaluiert und weiterentwickelt. Technisch wird in der Steuerung eine „OPC Unified Architecture“-Schnittstelle implementiert, d.h. ein Datenaustausch-Standard, für eine sichere, zuverlässige, Hersteller- und Plattform-unabhängige Kommunikation. Ergänzend hierzu wird der internationale Übertragungsstandard Near Field Communication (Nahfeldkommunikation) zum kontaktlosen Austausch von Daten eingesetzt. Schließlich wird daraus ein zertifizierbarer Prototyp der Brennersteuerung synthetisiert und in einem Prüfstand getestet.
Innovationen und Perspektiven
Anwender können die Projektergebnisse zukünftig als infrastrukturelle Grundlage zur Digitalisierung nutzen. So können z.B. Dienste und Funktionalitäten wie Überwachung, Diagnose, Verfügbarkeitsanalyse, Wartungsvorhersage oder fortgeschrittene Optimierungswerkzeuge (Maschinelles Lernen) auf die durch BaSys offengelegten, standardisierten oder semantisch annotierten Daten zugreifen. Die neu entwickelten Komponenten lassen sich in bestehende Anlagen (Retrofit) integrieren und vereinfachen den Austausch von Brennern. Letztendlich ist die hersteller- und anwendungsübergreifende Interoperabilität durch die generalisierten Steuerungskomponenten in Kombination mit den Verwaltungsschalen ein Schritt in Richtung wandlungsfähige Produktion.