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In Zeiten von Maritim 4.0 und Big Data wird es auch für Maschinenbauer immer wichtiger, ihre Systeme bereit für das »Internet of Things« (IoT) und damit zukunftssicher zu machen. Doch wie können Komponenten selbst intelligenter werden?
Der Begriff »Maritim 4.0« geistert bereits seit einiger Zeit durch die maritime Industrie. Gemeint damit sind die Vorteile, die durch[ds_preview] die Erfassung und Auswertung zusätzlicher Daten entstehen. Diese Datengenerierung ist das Ergebnis der fortschreitenden Digitalisierung von Prozessen und der Anwendung moderner Kommunikationsmöglichkeiten. Der damit verbundene unmittelbare Zugang zu Echtzeitinformationen kann sowohl zur Optimierung von Betriebsabläufen wie auch zur Erhöhung der Betriebssicherheit verwendet werden. Damit erschließt sich für Reeder in Zeiten niedriger Frachtraten und Überkapazitäten die Chance, die Effizienz ihrer Flotten zu verbessern. Dabei ist die Anwendung nicht auf Neubauten begrenzt. Auch im Rahmen von Retrofits können diese Technologien eingesetzt werden, um neue Informationen für die Bereiche Monitoring, Instandhaltung und erweiterten technischen Support für Crews bereitzustellen. Eine Möglichkeit hierzu liefert das intelligente Verdrahtungs- und Kommunikationssystem SmartWire-DT von Eaton, das im Rahmen der SMM 2016 von DNV GL das Type Approval erhielt.

Maritim 4.0 und Big Data erfordern ein Umdenken bei allen Beteiligten und eine Fokussierung auf Automatisierung. So auch bei Maschinenbauern, für die es immer wichtiger wird, auf Komponenten und Lösungen zu setzen, mit denen sie ihre Systeme IoT-ready und damit zukunftssicher machen können. Dafür sind die erfolgreiche Weiterentwicklung der Geräte und die Auseinandersetzung mit der Anwendung selbst entscheidend. Basis hierfür ist das Vorhandensein von lokaler Intelligenz und die Möglichkeit zur Kommunikation. Mit Blick auf die Platz- und Kosteneffizienz müssen Komponenten also selbst intelligenter werden, ohne zusätzliche Sensoren oder Messwandler für die Bereitstellung zusätzlicher relevanter Informationen zu benötigen. Ein Beispiel für so eine Komponente ist beispielsweise ein Motorschutzschalter, der Abweichungen in der Stromaufnahme des Motors erkennt, diese Information mit anderen intelligenten Komponenten austauscht und – je nach Art und Größe der Abweichung – eigenständig Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Betriebes einleiten kann. Gelingt es, in der Feldebene mit kommunikationsfähigen, intelligenten Geräten ein durchgängiges System zu schaffen, das Daten sammelt, analysiert und eigenständig auf anstehende Probleme reagieren sowie geforderte Informationen auf Anfrage bereitstellen kann, dann bieten sich Reedern und Schiffsingenieuren neue Möglichkeiten, die Effizienz zu steigern, die Fehleranfälligkeit und Ausfallzeiten von Maschinen und deren Einzelkomponenten zu reduzieren.

Mit SmartWire-DT, einem intelligenten Verbindungssystem auf Gerätebene, gehört Eaton zu den Vorreitern auf diesem Gebiet. Es ermöglicht die Anbindung von einfachen Komponenten wie Schaltgeräten, die bisher von vernetzten Automatisierungsarchitekturen meist ausgeschlossen und noch konventionell verdrahtet waren, obwohl sie zum Beispiel in der Antriebstechnik und im Schaltkreisschutz wichtige Funktionen bekleiden. Darunter fallen Befehls- und Meldegeräte, Schütze und Motorschutz-, Soft-, Drehzahlstarter, Frequenzumrichter, Leistungsschalter, aber auch hydraulische Komponenten wie Ventile. Da alle Komponenten miteinander über eine Kommunikationsleitung verbunden sind, sinkt der Verdrahtungsaufwand mit SmartWire-DT im Vergleich zur klassischen Verdrahtung, da die bisher notwendige aufwendige Punkt-zu-Punkt-Steuerverdrahtung entfällt. Bis zu 99 Teilnehmer lassen sich so über einer Länge von bis zu 600m vernetzen. Der Aufwand für Planung, Projektierung, Verdrahtung, Inbetriebnahme und Wartung kann so um bis zu 85% reduziert werden. Das offene System von SmartWire-DT ermöglicht den Anschluss über Gateways an alle üblichen Feldbus-Systeme wie Modbus-TCP und EthernetIP, sodass relevante Daten direkt an ein übergeordnetes Leitsystem übermittelt werden. Ganz ohne Gateway können SmartWire-DT Netzwerke an moderne HMI/PLC mit Multitouch-Technologie angeschlossen werden.

Über spezielle Wireless-Router können Daten über ein WLAN-Netzwerk befugtem Personal an Bord über den Computer, Smartphone oder Tablet zugänglich gemacht werden. Dieses kann so Daten einsehen, auswerten und bei Bedarf manuell in die Steuerung eingreifen. Bei dauerhafter Internetanbindung über Satellit ist die Remote-Steuerung und Analyse auch von Reedereitechnikern, die sich nicht auf dem Schiff befinden, denkbar, um ungelernte Kräfte an Bord gezielt zur Fehlerbehebung anzuleiten.

Auch wenn die autonome Schifffahrt noch ein paar Jahre benötigt – ein intelligentes Verbindungssystem auf Geräteebene im Zusammenhang mit Maritim 4.0 und Big Data ist der erste notwendige Schritt.
Sebastian Kuster, Product Manager Marine Automation bei Eaton Electric, sebastiankuster@eaton.com