Das Thema Internet of Things rückt immer stärker in den Fokus von Motorenherstellern. Die dabei bestimmende Frage: Welche Bedeutung und Anforderungen hat das IoT für und an die Motoren? Antworten, wie man smarte Motoren in das IoT integrieren kann, gibt der folgende Artikel.

Dass intelligente Motoren in der industriellen Automatisierung Ethernet-basierte Feldbussysteme, wie Profinet, Ethercat und Ethernet/IP beherrschen müssen, um mit der Steuerung und anderen Geräten zu kommunizieren, steht inzwischen außer Frage. Neu ist, dass durch das IoT eine zusätzliche parallele Kommunikationsschiene vorbei an der Steuerung direkt von den Feldgeräten in das Internet etabliert wird. Basis für diese Kommunikationsschiene sind je nach Anwendung OPC UA, MQTT oder AMQP. Dunkermotoren ist hier bereits dabei, OPC UA und MQTT in seine smarten Motoren zu integrieren, um so für die Basis-Anforderungen des IoTs gerüstet zu sein. Neben der Kommunikationsart ist es auch wichtig, sich den Weg vom Motor ins Internet anzuschauen. Hier sieht Dunkermotoren die IT-Sicherheit und eine einfache Vernetzung als die wichtigsten Anforderungen und als Lösung IoT-Gateways.
Ein Verbindungspunkt zwischen

Anlage und Internet

IoT-Gateways entwickeln sich aktuell schnell weiter, haben bei der Auswahl des richtigen Modells eine vernünftige IT-Sicherheit bereits hardwareseitig an Bord und bieten durch den IPC-ähnlichen Aufbau und die Unterstützung zahlreicher Kommunikationsstandards eine variable Plattform. Dunkermotoren sieht hier nicht nur den Einsatz von IoT-Gateways, die als zusätzliche Hardware angeboten werden. Als Alternativen sind auch direkt in den Motor integrierte IoT-Gateway-Schnittstellen oder vor allem Software-Gateways vorgesehen. Diese können als Container oder Server/­Client-Applikation auf bestehende Gateways von Maschinenbauern oder Anlagenbetreibern aufgespielt werden. Dunkermotoren adressiert hiermit das Bedürfnis von Maschinenbauern und Anlagenbetreibern, nicht für jeden Gerätehersteller ein eigenes Gateway einsetzen zu wollen, sondern einen einzigen Verbindungspunkt zwischen Anlage und Internet zu haben. Das Ziel ist es, hier für jede Anwendung die richtige Gateway-Lösung anbieten zu können.

Proof of Concept erfolgreich realisiert

Unter diesen Voraussetzungen hat Dunkermotoren bereits ein Proof of Concept erfolgreich umgesetzt, bei dem ein BLDC-Motor BG 45x15 CI in Verbindung mit einem IoT-Gateway an das Internet angebunden, ausgelesen und gesteuert wird. Um alle Möglichkeiten auch für bestehende Technologien auszuloten, kommuniziert der BG 45x15 CI dabei über CANopen mit dem IoT-Gateway. Über eine auf dem IoT-Gateway laufende Applikationen, die über ein Web-Dashboard bedient wird, kann der Motor parametrisiert werden und können verschiedene Bewegungskommandos an den Motor gesendet und der Zustand des Motors live überwacht werden. Zudem kann eine Echtzeitmessung aktiviert werden, die Nennstrom und Drehzahl des BG 45x15 CI zusammen mit einem Zeitstempel aufzeichnet.
Die Aufzeichnung wird auf dem Gateway für spätere weiterführende Analysen gespeichert. Das IoT-Gateway ist via WLAN direkt mit dem Internet verbunden und kann so endgerätunabhängig mit Tablets, PCs oder Smartphones über die Web-Oberfläche simultan kommunizieren. Ergänzend zu diesen Features hat Dunkermotoren den Proof of Concept noch um eine Messaging-Funktion erweitert, die via MQTT eine Warnmeldung über das Internet absetzt, wenn die Stromaufnahme des BG 45x15 CI eine definierte Schwelle übersteigt. Die abgesetzte Warnmeldung wird automatisch an alle Endgeräte übermittelt, die die Statusmeldungen des BG 45x15 CI abonniert haben, zum Beispiel an das Smartphone des zuständigen Instandhaltungsmitarbeiters. Mit dem Proof of Concept hat Dunkermotoren bewiesen, dass schon mit aktuell verfügbaren Produkten Edge-Lösungen im Bereich Condition Monitoring, Preventive Maintenance oder Remote Support möglich sind.

Device-Cloud als zentrale ­Informationsplattform

Bleibt noch die Frage, welche konkreten Mehrwerte eine Anbindung von smarten Motoren an das Internet of Things bringt und wo der Weg in diesem Bereich hinführen kann. Dunkermotoren sieht hier eine Device-Cloud als vielversprechenden Ansatz, an der sich alle im Feld befindlichen Motoren anmelden können. Der Maschinenbauer oder Anlagenbetreiber kann über die Device-Cloud alle von ihm eingesetzten Motoren über eine App einsehen und diagnostizieren. Somit steht dem Nutzer eine frei skalierbare und ortsunabhängige Remote-Support-Plattform zur Verfügung. Über diese können auch Firmware oder verschiedene Software-Bausteine zentral gesteuert an ausgewählte Motoren verteilt werden. Die Device-Cloud kann hier zudem als Basis für weitere Digitalisierungsschritte angesehen werden, wie den digitalen Zwillingen von Motoren, die weitere Services wie zum Beispiel Predicitive Maintenance für die Kunden von Dunkermotoren ermöglichen. Die Grundlage für diese Vision ist der Gedanke, dass sich zukünftig jeder Hersteller auf seine Kernkompetenz fokussiert und an übergeordnete Applikationen nicht nur Daten, sondern schon fertige Analysen zur Verfügung stellt. Exemplarisch sieht das wie folgt aus: Dunkermotoren analysiert mittels KI die digitalen Zwillinge seiner Motoren und stellt seinen Kunden aktuelle Informationen zur Verfügung. Der Maschinenbauer wiederum kann dadurch seinen Kunden Services wie dynamische Wartungspläne oder Just-In-Time-Ersatzteillieferungen anbieten. Immer mit dem Fokus, ungeplante Ausfälle von Produktionsanlagen zu vermeiden.

Verbindung mit Potenzial: Motoren + IoT

Dunkermotoren sieht, wie in der Ausführung erkennbar, aktuell großes Potential in der Verbindung von Motoren mit dem Internet of Things und ist, wie mit dem umgesetzten Proof of Concepts gezeigt, bestens gerüstet für weitere Schritte in diesem Umfeld, die je nach Feedback der Kunden agil weitergeführt werden. Gerne steht Dunkermotoren seinen Kunden hier auch als kompetenter Partner zur Seite, um gemeinsam Lösungen für IoT-Anwendungen in Kombination mit Dunkermotoren zu verwirklichen. Dunkermotoren ist überzeugt, dass das IoT ein Themenkomplex ist, der nur in Partnerschaften erfolgreich gelöst werden kann.