Mehr Effizienz durch Verknüpfung von Displaydruckschalter und Smartphonemartphone

Smartphone-fähiger Displaydruckschalter vereinfacht Inbetriebnahme und Ersatzteilhandling.

04.02.2021
Elektronische Druckschalter mit Anzeige (Displaydruckschalter) existieren seit vielen Jahren und sind mittlerweile in einer Vielzahl von Varianten und Ausführungen erhältlich. Betreffend Produktlebenszyklus befinden sich diese Produkte in einer dritten Entwicklungsstufe: Während in der Anfangsphase vor allem neue Features und Ausführungen im Vordergrund standen, prägten Massnahmen zur Kostensenkung die zweite Phase. In der nun laufenden dritten Phase werden die Geräte mit zusätzlicher Konnektivität (Kommunikationsmöglichkeiten) und teilweise eigener Intelligenz ausgerüstet. Dies wird neben allgemeiner technologischer Entwicklung vor allem durch die Megatrends des IoT (Internet of Things) und Industrie 4.0 vorangetrieben, um eine konsequente Vernetzung von Maschinensensorik bis hin zum Enterprise-Resource-Planning-(ERP-)System mit dem Ziel der «selbstorganisierten Produktion» zu erreichen.

Während sich viele Firmen hier vor allem durch die Integration von Kommunikationsschnittstellen und Protokollen auf die Konnektivität von Sensor und Steuerung konzentrieren, ging Trafag einen anderen Weg: nämlich die Verbindung vom Sensor zum Menschen. Trafag verfolgte dabei konsequent den Mobile-First-Ansatz und legte den Fokus für die Parametrierung des Displaydruckschalters auf die Smartphone-App. Im Gegensatz zur integrierten 3-Tasten-Bedienung mit 4-Digit-7-Segment-Anzeige gemäss VDMA 24574-1 kann mit der Smartphone-App sehr schnell und intuitiv über die grafische Benutzeroberfläche durch die Parametrierung navigiert werden. Ein integrierter, konfigurierbarer Logger zeichnet die Messdaten auf, die dann ebenfalls via App auf das Smartphone gesendet werden können. Diese Vorteile der direkten Verbindung von Mensch zu Sensor über ein Smartphone im industriellen Umfeld lassen sich zur Steigerung von Effizienz und Qualität nutzen.

Parametrierung bei Testung und Inbetriebnahme

Wer kennt das nicht? Die Schaltpunkte und ihre Parameter werden durch das Engineering zwar definiert, doch bei der Inbetriebnahme zeigt sich, dass noch Optimierungen notwendig sind, die oft in mehreren Loops ermittelt werden. Wenn die gesamte Anlage über ein Bussystem oder einen IO-Link kommunizieren kann, lässt sich dies von der zentralen Steuerung lösen. Doch trotz der grossen Aufmerksamkeit die diese Themen heute geniessen, kommunizieren die meisten Steuerungen auf Sensorebene faktisch noch mit konventionellen Analog- sowie Digitalsignalen und verfügen somit über keine Möglichkeit, die Parametrierung der Druckschalter zentral zu steuern. In solchen Fällen kommt wieder der Mensch zum Zug. Dies ist auch ein genereller Erfolgsfaktor der Displaydruckschalter: Der Benutzer sieht auf der Anzeige den aktuellen Messwert und weitere Informationen und kann direkt vor Ort die Schaltpunkte verstellen, ohne in die Steuerung eingreifen zu müssen. Dank den Möglichkeiten eines Smartphones und der neuen App von Trafag ist es nun viel einfacher, die Schaltpunkte zu justieren. Zusätzlich lassen sich verschiedene Parametersets abspeichern. Bei Test- und Optimierungsläufen kann bei Bedarf sehr schnell ein vorher gespeichertes Parameterprofil wieder auf den Druckschalter geladen oder auch andere Messstellen geschickt werden. Im Vergleich zur herkömmlichen Parametrierung via VDMA-3-Tasten Bedienung geht dies natürlich viel schneller und effizienter, und dank der Kopiermöglichkeit ist die Fehlerquote deutlich geringer. Das Speichern der klartextlesbaren Parametersets macht auch die Dokumentation sehr einfach und transparent.

Vereinfachte Lagerhaltung dank einfacher Parametrierung und Turn-Down-Option

Die meisten Maschinen- und Anlagenhersteller setzen Anzeigedruckschalter, die neben den Schaltausgängen auch Analogausgänge (z.B. 4…20 mA, 0…10 VDC) bieten, an verschiedenen Messstellen ein. Je nach Messstelle unterscheiden sich die Geräte fast immer nur durch die eingestellten Schaltpunkte und den Messbereich, der vor allem bei Analogsignalen relevant ist. Aus Sicht der Ersatzteilhaltung ist hier der Displaydruckschalter DPC/DPS von Trafag ideal, denn neben der sehr einfachen Parametrierung durch abgespeicherte Parametersets hilft auch die Turn-Down-Option, die Ersatzteilhaltung minimal zu halten. Über die Parametersets lässt sich auch der Messbereich durch die Turn-Down-Option um bis den Faktor 2 beliebig anpassen und damit das gewünschte Analogsignal auf den individuellen Messbereich skalieren.

Die Parametersets können auch ohne angeschlossenen oder eingeschalteten Druckschalter ausgelesen und geschrieben werden, weil weder Bluetooth noch WLAN, sondern NFC (near-field communication) als Schnittstelle fungiert. Damit können der Ersatzteildienst oder die Servicemitarbeiter die Instrumente zu einem beliebigen Zeitpunkt parametrieren. Oder es lässt sich vor dem Einbau noch kurzfristig prüfen, ob auch das richtige Parameterset im Gerät hinterlegt ist.

Einfaches Neu-Parametrieren im Servicefall

Neben den beschriebenen Vorteilen gibt es im Servicefall eine Vereinfachung durch den direkten Zugang des Mitarbeiters zu den Geräteparametern – auch ohne Eingriff in die Steuerung. So kann als erste Fehleranalyse ein Mitarbeiter des Betreibers die eingestellten Parameter per E-Mail an den Kundendienst schicken, der dann prüft, ob die Einstellungen korrekt sind. Ein weiteres, in diesem Fall sehr hilfreiches Feature ist die integrierte Logfunktion des DPC/DPS, die den anliegenden Druckverlauf aufzeichnet und im Gerät speichert. Diese Messdaten lassen sich ebenfalls via NFC als CSV-Datei (kommagetrennte Werte) auf das Smartphone übertragen. Diese Datei kann per E-Mail verschickt und z.B. via Excel für eine Systemdiagnose ausgewertet werden.

Die integrierte Logfunktion bietet neben der Systemdiagnose noch weitere interessante Anwendungsmöglichkeiten. Denn einfache Versuchsaufbauten – sei es in der Entwicklung von Prototypen und Funktionsmustern, im Testing oder auch bei Laborexperimenten in Hochschulen und Universitäten – können so ohne jegliches zusätzliche Equipment für Messdatenerfassung eingerichtet werden: Es erfordert lediglich den Anschluss des DPC/DPS an eine entsprechende Spannungsversorgung, um dann die gemessenen Daten via App auszulesen. Für den Anschluss des Displaydruckschalter DPC/DPS an einer beliebigen Steckdose bietet Trafag ein komplettes Kit, erhältlich mit passendem Koffer und Netzadapter, an. Weil so in wenigen Minuten die Erfassung von Druckmessdaten installierbar ist, wird auch die Erfassung von Messdaten in Situationen möglich, bei denen sich die Installation einer konventionellen Messdatenerfassung nicht lohnen würde oder wo sie aus logistischen Gründen nicht möglich wäre, beispielsweise weil der Servicetechniker für die Diagnose nur mit wenig Gepäck anreisen kann.

Sicherheit

Die Kehrseite des einfachen Zugangs zur Parametrierung betrifft natürlich die Sicherheit. Hier bietet einerseits die Wahl von NFC mit der sehr geringen Reichweite erhebliche Vorteile gegenüber anderen Protokollen wie WLAN oder Bluetooth: Bei grossen Reichweiten kann bei diesen auch von ausserhalb des Fabrikgeländes auf das Gerät zugegriffen werden, was komplexe Verschlüsselungstechniken notwendig macht. Da NFC eine Reichweite von nur wenigen Millimeter hat, funktioniert die Verbindung nicht ohne unmittelbaren Kontakt zu den Geräten. So reichen bereits die vorhandenen Regelungen, um den Zugriff von Aussenstehenden zu verhindern. Damit Unbefugte trotzdem keine Parameter ändern können, lässt sich der Zugriff im Anzeigedruckschalter durch einen vierstelligen Code sichern, mit dem auch die NFC-Verbindung unterbunden wird. Die aufgezeigten Beispiele zeigen, wie durch die Einführung der neuen Technologie bzw. durch die Verbindung vom Smartphone zum elektronischen Druckschalter für Unternehmen ganz neue Möglichkeiten entstehen, um Messdaten einfach und unbürokratisch zu erfassen, Prozesse zu vereinfachen, Lagerteilevielfalt zu verringern und so effizienter und konkurrenzfähiger zu werden.

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