Bislang kein durchgehendes Monitoring von Kommunikationsleitungen vernetzter Anlagen

Damit in der Industrie hochautomatisierte Prozesse reibungslos ablaufen können, werden Zustände und Abläufe in Maschinen und Anlagen einem permanenten Monitoring unterzogen. Was dabei aber mangels geeigneter Verfahren noch nicht kontinuierlich überwacht wird, sind die drahtgebundenen Ethernet-basierten Kommunikationsleitungen für den schnellen und sicheren Datenaustausch und für die Vernetzung dieser Industrieanlagen. Diese physischen Verbindungen werden nur während der Inbetriebnahme oder eines Wartungszyklus überprüft, wenn die Maschine dafür außer Betrieb genommen wird. Kabel in Produktionsbereichen können aber durch Wechselbiegungen stark beansprucht werden, wenn sie z.B. über Schleppbrücken geführt werden. Das kann Übertragungseigenschaften schleichend verschlechtern und bis zum Kabelbruch führen. Solche Veränderungen der Kabeleigenschaften werden mit aktuellen Methoden bisher noch nicht überwacht. Damit werden die Kabel zu einer zusätzlichen Schwachstelle im System.

Lösung zum kontinuierlichen Monitoring von Kommunikationsleitungen für eine störungsfreie Produktion

Um die damit verbundenen Ausfallzeiten und Wartungsaufwände zu minimieren, wurden im Projekt Ko²SiBus Lösungen konzipiert, entwickelt und evaluiert, mit denen künftig die Signalqualität der Ethernet-Kabel einer Anlage während des regulären Betriebs kontinuierlich und kostengünstig überprüft werden kann, ohne in die eigentliche Kommunikation einzugreifen. Die Methoden wurden in Form eines Prototyps implementiert und die Tauglichkeit in Laborversuchen nachgewiesen.
Damit sollen sich nicht nur Wartungen besser planen lassen. Mit dem neuen Konzept werden die Monitoring-Daten auch über eine einheitliche und offene Schnittstelle weitergegeben, so dass eine Integration in kundenspezifische Monitoring-Lösungen einfach möglich ist, z.B. als Erweiterung für Switches oder als Feature direkt in das Endgerät.

IMMS realisierte Schaltungskonzepte und baute einen Demonstrator auf

Das IMMS hat für die Lösung zum kontinuierlichen Monitoring von Kommunikationsleitungen ein eingebettetes System entworfen, hierfür passende Schaltungskonzepte erarbeitet und ein System realisiert, das physikalische Signalparameter mittels integrierter analoger und digitaler Bauteile verfolgt und Abweichungen an eine Überwachungszentrale meldet. Die Funktionalität wurde anhand eines Demonstrators erprobt, in dessen Aufbau sich das IMMS maßgeblich eingebracht hat. Er bildet das gesamte System mit der kompletten Analysekette von der Messung der Signale bis zur Darstellung der Analyse und Integrationsmöglichkeit ab. Ethernet-Signale lassen sich damit auch gezielt manipulieren, beispielsweise um künstlich Kabelstörungen zu simulieren bzw. deren Einflüsse am Demonstrator zu zeigen.