Industrie PC, Dossmann, schweiße

Ein Industrie PC von noax in der Eisengießerei Dossmann trotzt Funkenflug und Staub. - Bild: noax

| von Sabine Spinnarke

Mit dem Smartphone werden ganze Anlagen gesteuert, Maschinenbediener wischen über elegante Touchdisplays, Google Glass-Brillen zieren die Nasen von Instandhaltern – all die smarten Consumer-Geräte gelten als Schlüsseltechnologien für Industrie 4.0.

In rauen Produktionsumgebungen ist das allerdings nur schwer vorstellbar. Ölnebel, Chemikalen oder Hitze strapazieren nicht nur den Menschen. Elektronikfeindlich sind Hochöfen, Brammen-Schneidanlagen oder Presswerke, deren Erschütterungen ganze Gebäude erbeben lassen.

Haben marktübliche Rechner dort eine Überlebenschance? „Nein“, sagt Dr. Michael Kranz, CIO von ThyssenKrupp Steel Europe, einem der größten integrierten Hüttenwerke der Welt. Ein Problem sei das jedoch nicht: „Für den Einsatz von elektronischen Geräten in rauen Industrieumgebungen gibt es gültige DIN-Normen“, so der IT-Experte.

In einem modernen Stahlwerk, wie dem Duisburger Werk, in dem 12 Mio t Stahl pro Jahr erzeugt werden, sorgen Sensoren, Aktoren und Steuerungen schon seit vielen Jahren für einen reibungslosen Ablauf und eine gleichbleibend hohe Qualität der fertigen Brammen und Coils.

„Diese Geräte sind extrem robust und zuverlässig ausgelegt“, so Kranz. Sie halten die schwankenden Temperaturen und Erschütterungen eines Stahlwerkes ohne Weiteres aus. Auch mobile Geräte gibt es in allen erdenklichen Schutzklassen; sie haben Schutzhüllen, sind lüfterlos und in der Regel aus hochwertigen Materialien gefertigt.

IT-Standards

Die Automatisierungskomponenten senden die Daten aus der Fertigung an eine übergeordnete Unternehmensebene. „Üblicherweise werden die Daten in lokalen Datencentern gesammelt und dann in Cloud-Umgebungen aggregiert“, berichtet Kranz, der im Duisburger Stahlwerk im Jahr 2011 den Posten des CIO übernahm. Und weil diese Daten immer mehr und immer wichtiger werden, greift auch die Schwerindustrie dafür auf Standardgeräte zu.

„Bei den lokalen Datenräumen in der Fertigung handelt es sich um abgesicherte Räume, die innen entsprechend der üblichen IT-Standards klimatisiert und vernetzt sind, so dass man dort wieder Standard-Geräte, Massenspeicher und ähnliches einsetzen kann“, erläutert der IT-Mann.

Die lokalen Zentren sind wiederum mit zentralen Rechenzentren verbunden, „dort können wir die Möglichkeiten sowohl der klassischen als auch modernen IT nutzen, wie etwa Big Data Ansätze“, so Kranz. Über neue Formen der Datenverknüpfung hat er schon viel nachgedacht. „Das Thema hat bei ThyssenKrupp Steel einen hohen Stellenwert.

Die Zukunft liegt ganz klar darin, Informationen über alle Dinge digital verfügbar zu haben, vertikal und horizontal über alle Bereiche des Unternehmens hinweg, besonders in Richtung Kunde oder Zulieferer“, erläutert Dr. Kranz.

Verknüpfung alter und neuer Technologie

Und damit betritt der ThyssenKrupp CIO sowie seine Kollegen der benachbarten Industrien Neuland. „Nun stoßen wir auf interessante Innovationsfelder,“ freut sich Kranz.

So gibt es zum Beispiel neue Sensoren, mit denen andere Größen erfasst werden können. Verknüpft man diese mit vorhandenen Prozessdaten, ermöglicht das wiederum Schlussfolgerungen, die vorher nicht gezogen werden konnten.

Doch in rauen Produktionsumgebungen müssen eigene Wege dorthin gefunden werden, „wir experimentieren gerade in der Qualitätssicherung mit neuen Technologien und Verknüpfungsmöglichkeiten“, berichtet Kranz.

Als Beispiel nennt er die Beurteilung von Fehlern in der Brammen-Oberfläche. Früher betrachtete man das Kaltwalzwerk, die Beschichtung oder das Warmband einzeln. „heute können wir über die gesamte Wertschöpfungskette Daten miteinander verbinden.“ Die Ursachen eines Fehlers können so schneller gefunden werden.

Ruggedized Komponenten

In einem weiteren Beispiel beschreibt Kranz die vertikale Integration: Bei der ThyssenKrupp-Tochter Hoesch Hohenlimburg können Kunden selbstständig zeitnah Auftragsänderungen in das interne Planungssystem eingeben, Aufträge vorziehen oder zurückstellen.

Bis zu 24 Stunden vorher können die Kollegen von Hoesch Hohenlimburg wiederum bei ihrem Lieferanten in Duisburg die Produktionsreihenfolge verändern.

Ruggedized Komponenten sind teurer, doch ihr Einsatz lohnt sich, meint der Experte: „Die Industrie 4.0-Effekte sind so groß, dass sich das am Ende rechnet.“

Raue Umgebungsbedingungen für IT-Technologien

Schaltschrank-PC von Beckhoff.
Electronic Chart Display von Beckhoff. - Bild: Beckhoff

Auf hoher See machen Temperaturen von 0 bis +50 °C, eine Luftfeuchtigkeit bis zu 90 %, feiner Staub sowie aggressives Salzwasser nicht nur der Besatzung zu schaffen, sondern auch der Technik.

Das Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) und damit auch ein geeigneter Rechner sind in der Seeschifffahrt Pflicht. Auf dem Segelschoner Thor Heyerdahl dienen zwei Beckhoff Schaltschrank-PCs C6320 für die Schiffskommunikation.

Mario Bregulla, zuständig für die technische Ausrüstung an Bord, erinnert sich: „Bis etwa 2009 hatten wir für die Schiffskommunikation handelsübliche Consumer-PCs im Einsatz. Diese waren nach spätestens zwei Jahren komplett unbrauchbar. Die Laptop-Displays sind teilweise von innen korrodiert.“

Jetzt sorgt die integrierte USV der Beckhoff-PCs für zusätzliche Ausfallsicherheit. Hiermit steht eine robuste und leistungsstarke Hardware bereit.

Hohe Temperaturen, Ruß und Chemikalien

Industrie-PCs bei MITAS. Arbeiter bedient Touchdisplay in Werkshalle
Industrie-PCs zeigen Rezepturen auf dem Display an. - Bild: noax

MITAS produziert am Standort Prag Reifen. Einige hundert Meter lang ziehen sich die Produktionsstraßen dahin. Über der Mischerzuführung zeigen Industrie-PCs die aktuellen Aufträge und Rezepturen auf einem Display an.

Die Umgebung an den Mischern ist extrem. Über allem liegt ein schwarzer, schmieriger Film. Der Gummi in den Mischern erwärmt sich auf über 200 °C – nicht unbedingt ideale Einsatzbedingungen für PCs.

„Die ersten Modelle eines anderen Anbieters fielen bereits nach kurzer Zeit reihenweise aus. Die Störungen waren so häufig und ärgerlich, dass sich keiner vom IT-Team mehr in die Produktion traute“, berichtet IT-Manager Pavel Benes.

Die Industrie-PCs Compact C15 von noax allerdings halten den aggressiven Chemikalien stand. Sie besitzen eine hochwertige Kunststoffummantelung. PC und Touchscreen entsprechend der IP65 Schutznorm.

Dauerbetrieb und Vibrationen

Lichtbögenöfen für Stahlwerke.
Ein Industrie PC von noax in der Eisengießerei Dossmann trotzt Funkenflug und Staub. - Bild: noax

Moser entwickelt und fertigt Lichtbögenöfen für Stahlwerke. Geschäftsführer Günter Moser setzte für die Visualisierung zuerst einen Office-PC ein. Der Schaltschrank mit dem PC befindet sich nur wenige Meter entfernt vom Lichtbogenofen.

„Genau dieser PC machte uns nach einiger Zeit Probleme und versagte“, erzählt er. Ursache sind die hohen Temperaturen und Vibrationen in der Nähe des Lichtbogenofens. Hinzu kommt, dass die gesamte Anlage 24 Stunden an sieben Tagen der Woche in Betrieb ist.

Zur Steuerung der Elektroden des Lichtbogenofens setzt Moser Industrieelektronik nun den Microbox PC Simatic IPC427C von Siemens ein. Er kommt komplett ohne drehende Teile wie Festplatte und Lüfter aus. Moser: „Der Microbox PC mit dem Software Controller WinAC F ist sogar vom TÜV für fehlersichere Anwendungen zertifiziert“.