Conditiebewaking to go

Niet alleen sinds zaken als duurzaamheid en productie-efficiëntie hot topics zijn, is de temperatuurbewaking van schakelkasten een aandachtspunt voor ontwerpers en installatie-ingenieurs. Temperatuur, luchtvochtigheid, maar ook de veiligheid van schakelkasten zijn variabelen die in vrijwel elk fabrieksconcept een belangrijke rol spelen. Vooral verhoogde of onregelmatige temperatuurcondities in schakelkasten kunnen leiden tot vermogensverlies of zelfs het uitvallen van afzonderlijke apparaten. Verschillende risico's ontstaan tegelijkertijd als de componenten van een schakelkast zo zijn opgesteld dat er zich hotspots vormen of er nauwelijks koele lucht kan stromen: Precisiemeetapparatuur kan in sommige gevallen zijn nauwkeurigheid verliezen, de levensduur van componenten kan korter worden of in het ergste geval definitief uitvallen. Complexe systemen zoals besturingen zijn bijzonder gevoelig voor warmte. De meeste PLC's hebben een maximale bedrijfstemperatuur van 55 °C. Dit is slechts 15 °C boven de "comforttemperatuur" van veel besturingskasten. Naast temperatuur en vochtigheid speelt betrouwbare en traceerbare bescherming tegen ongeoorloofde toegang een belangrijke rol in veel toepassingen, met name in zogenaamde "kritieke infrastructuren" (CRITIS) zoals energie- en watervoorziening. 

Bewaking van schakelkasten detecteert afwijkingen in een vroeg stadium

Zelfs bij een optimale topologie of ventilatie met airconditioningsystemen is het echter zinvol de klimaatomstandigheden in de schakelkast permanent elektronisch te bewaken. Zo kunnen afwijkingen in een vroeg stadium worden gedetecteerd en storingen worden voorkomen - vooral wanneer apparaten zich in verder weg geplaatste schakelkasten bevinden. Dit geldt bijvoorbeeld voor buitenruimtes waar het weer een externe factor is.

Turck biedt zijn CCM-serie al vele jaren aan als eenvoudig achteraf in te bouwen conditiebewakingssysteem. De afkorting CCM staat voor "cabinet condition monitoring" en beschrijft de centrale taak van de compacte DIN-rail apparaten, die beschikken over drie interne sensoren voor de bewaking van temperatuur, vochtigheid en deurafstand. Afhankelijk van het model kunnen ook gegevens van extra externe sensoren worden verwerkt. De schakelkastmonitoren van Turck overtuigen door hun gebruiksvriendelijke bedieningsfuncties. Ze detecteren automatisch elke deuropening door de afstand tot de deur te meten. Deze apparaten maken elke schakelkast geschikt voor gebruik in kritische infrastructuren zonder noemenswaardige kosten. De bewaking van de deursluiting door het DIN-rail apparaat is bovendien betrouwbaarder en fraudebestendiger dan deurcontactschakelaars en veel minder complex dan rolschakelaars.

IM(x)12-CCM met schakelcontact en IO-Link

De eerste schakelkastbewakers van de CCM-serie waren de modellen IM12-CCM en IMX12-CCM (met Ex-goedkeuring). De compacte apparaten worden eenvoudig op de DIN-rail geklemd en geven een signaal af bij overschrijding of onderschrijding van gedefinieerde waarden, bijvoorbeeld bij oververhitting van een apparaat, dauwvorming in de schakelkast of het openen van de deur. De IM12-CCM beschikt over een interne datalogger met tijdstempel en slaat gegevens tot twee jaar op. Hierdoor kunnen gebruikers ook sluipende veranderingen over langere perioden detecteren en de oorzaak verhelpen. Twee kastbewakers kunnen via een interface in master-slave modus worden bediend om gelijktijdig het correct sluiten van de deur en de andere grenswaarden op twee punten in de schakelkast te bewaken. De master verwerkt de gegevens van de slave en stuurt een signaal naar de controller. De standaard IM12-CCM wordt geleverd met twee schakelcontacten en een IO-Link interface. Met de Quick teach-modus kan de gebruiker de grenswaarden eenvoudig in het veld instellen. Als alternatief kunnen de parameters worden ingesteld via IO-Link of een FDT-framework zoals PACTware.

IM18-CCM: verbinding tussen fabrieksniveau en IT-wereld

Na de bewezen apparaten van de IM12-serie heeft Turck met de IM18-CCM de brug geslagen naar het IIoT. De apparaten kunnen niet alleen de conditiebewaking van schakelkasten in het veld weergeven, maar de gegevens ook doorsturen naar de IT-wereld. Het slanke apparaat van 18 mm stuurt de meetwaarden van de sensoren via twee onafhankelijke Ethernet-interfaces naar systemen op een hoger niveau. Dit kan tot in de cloud gaan, zodat onderhoudspersoneel via mobiele terminals te allen tijde toegang heeft tot actuele klimaatgegevens. De grens tussen het operationele niveau en de IT-infrastructuur verdwijnt dus geleidelijk. Daardoor kunnen gebruikers vanaf hun bureau op kantoor gegevens van de fabrieksvloer analyseren.

Dit biedt installatiebouwers en gebruikers echter niet alleen extra mogelijkheden met betrekking tot de gegevensuitvoer, maar ook voor het verzamelen van meetwaarden. De RS485-interface (Modbus RTU of CAN) maakt het mogelijk om naast de drie geïnstalleerde sensoren desgewenst externe apparaten zoals trillingssensoren op de IM18-CCM aan te sluiten. Voor een ideaal temperatuurbeeld van bijvoorbeeld een schakelkast kunnen meerdere temperatuursensoren over verschillende posities worden verdeeld. De gegevens van drie temperatuursensoren zijn vaak voldoende om een nauwkeurig totaalbeeld te verkrijgen, zelfs in grote kasten. Via een add-on interface kunnen andere apparaten zoals de IM18-CCM51 worden aangesloten voor stroommeting van 12 AC-kanalen met maximaal 600 A. De gegevensoverdracht en voeding van de IM18-CCM-modules gebeurt via de backplane. 

IIOT voor conditiebewaking 

De IM18-CCM-serie is een krachtig IIoT-platform voor conditiebewaking en andere IT-toepassingen. De modellen IM18-CCM40 en IM18-CCM50 met hun Debian Linux-systeem zijn in de eerste plaats ontworpen voor OEM-gebruik. Deze hebben de mogelijkheid om de systemen precies aan hun eigen structuren aan te passen en zo klantspecifieke oplossingen te creëren. Zo kunnen programmeurs specifieke routines in het apparaat invoeren, bijvoorbeeld voor het detecteren van een dauwpunt of het toestaan van natuurlijke temperatuurstijgingen aan het begin van de zomermaanden. Sommige gebruikers kunnen ook hun eigen cloud connector uploaden - de visualisatie van trends of het versturen van een alarm vindt dan plaats in het bovenliggende systeem. Met zijn twee onafhankelijke Ethernet-interfaces zorgt de IM18-CCM voor een moeiteloze verbinding tussen de OT- en IT-wereld. Het apparaat gebruikt de communicatieprotocollen TCP/IP, Modbus TCP en HTTP. Andere op Ethernet gebaseerde protocollen kunnen later altijd worden geïnstalleerd. 

Als flexibele, open en aantrekkelijk geprijsde oplossing voor conditiebewaking is de IM18-CCM40 het eerste keuzetoestel speciaal voor eenvoudige toepassingsscenario's. De IM18-CCM50, met extra digitale en analoge ingangen en een groter werkgeheugen, voldoet aan alle vereisten daarbuiten.

IM18-CCM60: plug-and-play oplossing voor slimme conditiebewaking

Turck biedt nu de IM18-CCM60 aan als een ander model in haar serie schakelkastbewakers die de mogelijkheden van het CCM50-platform nu zonder programmeerkennis beschikbaar maakt voor gebruikers. Daartoe is het nieuwe model uitgerust met het siineos IIoT-besturingssysteem, dat de digitaliseringsspecialisten van in.hub speciaal voor het CCM-platform hebben ontwikkeld. De IM18-CCM60 combineert hardware en software tot een slimme plug-and-play oplossing die overal eenvoudig te gebruiken is. Hij is intuïtief te bedienen en kan op elk moment via MQTT of OPC UA worden geïntegreerd in systemen van een hoger niveau - van een autonoom stand-alone systeem tot een uitgebreide conditiebewakingsoplossing met cloud-integratie.

De IM18-CCM60 stelt gebruikers in staat om conditiebewakingstaken zeer efficiënt op te lossen door alle configuraties en parameterinstellingen intuïtief uit te voeren via de browsergebaseerde, grafische interface. Desgewenst kunt u ook een terminalgebruikersinterface zoals PuTTY gebruiken om uw eigen toepassingen te programmeren. Het in siineos geïntegreerde InCore framework biedt een groot aantal kant-en-klare componenten voor een eenvoudige bediening van de geïntegreerde interfaces en sensoren en alle standaard netwerk- en industriële protocollen. 

Naast de bestaande apps kunt u ook eigen programma's en apps maken of laden zoals op een smartphone. De webgebaseerde wizard begeleidt de setup, zodat ook gebruikers zonder voorkennis probleemloos met de IM18-CCM60 kunnen omgaan. Dit geeft ook gemakkelijk toegang tot de interne sensoren voor temperatuur, vochtigheid en deurafstand en de parametrisatie van diverse interfaces. Kennis van programmeren is niet vereist. 

Naast prestaties en gebruiksvriendelijkheid was ook IT-beveiliging een aandachtspunt bij de ontwikkeling. Een geavanceerde firewall maakt daarom volledige controle mogelijk van het verkeer naar en vanuit het apparaat. Bovendien kan de IM18-CCM60 ook ingesteld worden als OpenVPN-client. Dit garandeert veilige toegang op afstand tot het toestel en optioneel tot aangesloten machines.

Van PoC naar cloud-integratie

Aangezien de IM18-CCM60 geen verplichte cloud- of serviceaccounts vereist, kunnen gebruikers ook offline tests of proof of concepts uitvoeren zonder enige moeite. De opgenomen meetgegevens blijven op het apparaat en de gebruiker heeft nog steeds toegang tot alle beschikbare functies, zoals databasesystemen of grafische dashboards (Grafana). Het apparaat is dan rechtstreeks toegankelijk via Ethernet of USB. Op deze manier kunnen testinstallaties in een vroeg stadium foutbronnen en mogelijke besparingen opsporen. Indien gewenst kan de installatie te allen tijde worden geïntegreerd in grotere conditiebewakingsoplossingen in de echte productieomgeving, hetzij in lokale IT-infrastructuren of cloudgebaseerde systemen.

Auteur | Klaus Ebinger is director product management for interface technology