Maschinendatenerfassung (MDE) aus der SPS und Maschinenanbindung

So funktioniert die Maschinendatenerfassung aus der SPS

Jede Steuerung wird in ihrem eigenen Protokoll gelesen. Wer per S7 mit einer Siemens-CPU oder per ADS mit einer Beckhoff-Steuerung spricht, liest die Datenbausteine, die Ihre Ingenieure ohnehin pflegen, im Zyklustakt und ohne Übersetzungsschicht dazwischen, die Kontext verliert oder Verzögerung hinzufügt. Die Inbetriebnahme einer Steuerung dauert Stunden: Treiber auf ihre IP-Adresse richten, die mit dem Programmverantwortlichen abgestimmten Tags zuordnen, und die Daten kommen an. Bei einer S7-1200 oder S7-1500 braucht das CPU-Projekt freigegebenen PUT/GET-Zugriff und nicht optimierte Datenbausteine.

Unterstützte Steuerungen und Protokolle

Native Treiber decken neun SPS-Hersteller ab: Siemens (S7comm/Step7 und S7-Light, von S7-300/400 bis S7-1200/1500), Rockwell Automation / Allen-Bradley (AB-ETH, Logix, DF1), Schneider Electric (UMAS), Beckhoff (ADS/TwinCAT), Mitsubishi Electric (MC Protocol), Omron (FINS), Delta (DVP), Keyence (KV) und WAGO. Spritzgussmaschinen werden über EUROMAP 63 angebunden, Fanuc-Steuerungen über FOCAS. Alles andere läuft über die offenen Protokolle: OPC UA, Modbus TCP und Modbus RTU für Antriebe, Zähler und ältere Steuerungen, EtherNet/IP in Werken mit Rockwell- und Omron-Technik und MQTT, wo eine Publish-Subscribe-Pipeline besser zur IT passt. Die vollständige Liste, Treiber für Treiber, steht unter welche SPS mit MSF funktionieren.

Werke, die bereits SCADA oder einen OPC-Server betreiben, haben einen dritten Weg. MSF liest den vorhandenen OPC-UA/DA-Server und den Tag-Baum, den er schon pflegt; PROFINET, BACnet und DNP3 werden über diese Ebene erfasst. Kein neues Gerät spricht mit den Steuerungen. Wo niemand ein weiteres Gerät im Steuerungsnetz haben will, ist das oft der schnellste Weg.

Wofür die Daten genutzt werden

Maschinenzustände, Stückzahlen und Zykluszeiten sind die Grundlage, auf der das Manufacturing Execution System arbeitet: Live-Auftragsstatus, OEE und TEEP je Maschine, Linie und Werk sowie eine Pareto-Auswertung von Stillständen und Ausschuss. Wo eine Steuerung Alarm- oder Störcodes bereitstellt, werden sie auf Stillstandsgründe gemappt, und Kurzstillstände verschwinden nicht mehr aus der Erfassung. Bevor Sie den Zahlen vertrauen, prüft das OEE-Datenqualitäts-Audit, wie jede einzelne erfasst wird.

Dieselben Ereignisse lösen zählerbasierte vorbeugende Wartung in der Instandhaltung (CMMS) aus, werden im Energiemanagement mit Leistungsmesswerten zum Energieverbrauch je Produkt verknüpft und schließen den ERP-Arbeitsauftragskreislauf: Stückzahlen fließen zurück, und der Wareneingang wird ohne manuelle Eingabe im ERP gebucht. Was ein MES mit diesen Daten macht, beschreibt ein eigener Leitfaden.

Maschinen ohne nutzbare SPS

Eine Presse mit Schützsteuerung hat keine Steuerung, mit der sich das Sprechen lohnt. META Smart I/O liest ihre Laufkontakte, Taktsignale und Alarme über ein Koppelrelais oder einen galvanisch getrennten Eingang. Der Maschinenstromkreis wird also weder belastet noch verändert, und Sicherheitskreise werden nie angezapft. MSF-IIoT-Karten melden an Maschinen ohne SPS die Zustände Läuft, Leerlauf und Steht, und KI-Kameras zählen dort, wo es gar kein Signal gibt. In einem typischen Werk decken die nativen Treiber die neueren Maschinen ab und nachgerüstete I/O die älteren, und das MES sieht aus beiden einen einheitlichen Datenstrom. Das Assessment zur Anbindung von Bestandsmaschinen liefert für jede Maschine eine vorläufige Anbindungsmethode, bevor Hardware bestellt wird.

Standardmäßig nur lesend

Die Erfassung ist rein lesend: keine Schreib-Items im Collector projektiert, eine mit dem Programmverantwortlichen abgestimmte Tag- bzw. DB-Liste und die SPS in einem eigenen VLAN. Die gesamte Kommunikation läuft ausgehend über TLS durch einen gesicherten Gateway-Proxy, dazu kommt rollenbasierter Zugriff. Alles, was auf eine Maschine zurückschreibt, etwa ein Rezeptdownload oder eine Sollwertvorgabe beim Rüsten, ist eine eigene, bewusst abgegrenzte Verbindung. Das Informationssicherheits-Managementsystem (ISMS) der Meta Smart Factory d.o.o. ist nach ISO/IEC 27001:2022 zertifiziert. Die Zertifizierung umfasst Konzeption, Entwicklung, Bereitstellung, Betrieb, Wartung und Support der Plattform, einschließlich ihrer Cloud-Infrastruktur.