Videosicherung und Prozessautomation: Wie Safety und Security sich ergänzen

Die Körner, die Ulrich Frechenhäuser Ärger bereiten, sind winzig. Mit bloßem Auge sind sie fast unsichtbar. Quarzsand ist der Stoff, aus dem die STO AG Klebemittel für Wärmedämmungen produziert. Das Rohmaterial ist klein, aber mächtig. Hartnäckig verbeißen sich die Sandkörner in kleinste Ritzen, knarzend bringen sie überdimensionale Maschinen zum Stillstand, kontinuierlich schleifen sie kilometerlange Transportrohre ab, bis ein Leck auftritt. Um seine Produktionsprozesse kontinuierlich im Fluss zu halten, setzt ­Standort-Chef Frechenhäuser auf IP-Videotechnik von Mobotix.

Im Industriegebiet am Rande des beschaulichen Taunus-Städtchens Kriftel werden Tag für Tag 270 Tonnen Rohmaterial mit Druckluft durch das weit verzweigte Rohrsystem im Produktionsgebäude gepresst, weiterverarbeitet und schließlich in Zügen abtransportiert. Der Prozess ist störanfällig: Durchschnittlich alle halbe Stunde stoppt ein neuer LKW mit Rohmaterial auf der Wiegefläche vor der Halle. In kürzester Zeit ist der Rohstofftransporter anzuschließen, das Material zu entladen. Am anderen Ende des Gebäudes rollen im Stundentakt Güterzüge Fertigprodukte weg. 20 LKWs kommen, bis zu zwölf Züge warten täglich auf ein Ausfahrtsignal - ein strammes Zeitkorsett für einen Ein-Schicht-Betrieb mit gerade einmal 20 Mitarbeitern. „Wir sind minutenzentriert", bringt Frechenhäuser sein Dilemma auf den Punkt.

Videosicherung und Prozess­automatisierung eng gekoppelt
Genau hier greifen die Vorteile der Mobotix-IP-Technologie: „Wir nutzen Videotechnik bereits seit 1974", erinnert sich Frechenhäuser. Mittlerweile ist die analoge Altanlage durch 22 IP-Kameras von Mobotix mit fester Brennweite ersetzt. Mit einem kurzen Blick auf den Monitor kann der Standortleiter in seinem Büro bequem erkennen, ob ein LKW wie geplant entladen werden kann. Zeitraubende Prüfrundgänge gehören der Vergangenheit an. Gibt es Probleme, kann Frechenhäuser vom Büro aus schnell eine Erstdiagnose stellen: Digital zoomt er mit Maus und Tastatur zum gewünschten Bildausschnitt. Dank der hohen Auflösung der IP-Kameras lassen sich auch Details zuverlässig beurteilen. Warum ein Fertigungsprozess stockt, kann der Standort-Chef somit häufig schon an seinem Arbeitsplatz erkennen. „Wir können keine klassische Return-on-Investment-Betrachtung anstellen. Aber wenn ich Kosten und Ertrag abschätze, ist der Aufwand im Verhältnis zum Nutzen minimal."

Beim System-Konzept hat man sich in Kriftel einige Mühe gegeben: Videosicherung und Prozessautomatisierung sind eng gekoppelt. Sie laufen auf zwei physikalisch getrennten Netzen, sind aber über logische Schnittstellen miteinander verbunden. Genau darin lag anfangs eine Herausforderung. Potenzialfreie I/O-Boxen lösen das Problem. Ein Time-Server synchronisiert beide Anlagen zuverlässig. Auf dem Bildschirm, der den Ablauf der Produktion visualisiert, kann Frechenhäuser jetzt jederzeit sekundengenau den Füllstand aller Behälter verfolgen, Soll-/Ist-Vergleiche ziehen und erkennen, wann und wo ein Prozess stockt. Die Kameras sind im Schaubild visualisiert, mit einem Mausklick kann der Betriebsleiter das Geschehen an der jeweiligen Maschine und aufgezeichnete Bilder in Zeitlupe betrachten.

Im Live-Test überzeugt
Bei der Ausschreibung setzten sich die Mobotix-Kameras in einem umfangreichen Live-Test vor Ort unter realen Anwendungsbedingungen gegen den bisherigen Ausstatter durch. Überzeugt haben Frechenhäuser mehrere Pluspunkte der Mobotix-Technik: Das sind zum einen die Stabilität der Systeme, aber auch die absolut dichten Gehäuse mit Korrossionsschutz: „Im industriellen Umfeld mit hohem Schmutzanteil in der Produktion brauchen wir sehr belastbare Kameras, die auch hohen Anforderungen problemlos standhalten." Mobotix-Systeme erfüllen die Vorgaben der Schutzklassen IP 65 oder 66. Sie stachen im Anwendungstest die Konkurrenzmodelle reihenweise aus.

Systemkonzept eines Videoprofis
Daneben überzeugte Frechenhäuser das Systemkonzept von Stefan Junker. Er ist bei der Firma ADS System als Projektleiter verantwortlich für das Thema Videoüberwachung. Junker ist Videospezialist und Vollprofi in seinem Metier: Zahlreiche Großprojekte hat er realisiert. Als Errichter ist Junker von der Qualität von Mobotix-Kameras seit mittlerweile elf Jahren absolut überzeugt und setzt auch bei anderen Projekten ausschließlich auf Produkte des Pfälzer High-Tech-Unternehmens. Rund 1.200 Meter Kabel verlegten die ADS-Elektrofachleute bei der STO AG, meistens in vorhandenen Kabelkanälen. Mit seinen Kollegen Mike Leutbecher und Gerhard Tophoven entwickelte Junker ein Konzept für die besten Standorte der Kameras, eine sinnvolle Netzwerkstruktur und die optimale Verlegung der Leitungen. Besonders interessant für die STO AG war, dass die sogenannte „Power-over-Ethernet"-Technologie (PoE) verwendet werden konnte. Stromversorgung und Datenübertragung übernimmt dann eine einzelne Leitung. Innerhalb von knapp einem Monat hatten die ADS-Videoexperten das System geplant, Kameras und Kabel bestellt, Leitungen verlegt, die Aufnahme- und Auswerteeinheiten an den vorgesehen Standorten montiert und das komplette System eingerichtet.

Clever und nachhaltig Kosten gespart
Da bei der STO AG vor allem die Produktionsüberwachung im Vordergrund steht, konnte ein ressourcensparendes Netzwerkkonzept realisiert werden: Einige Kameras übertragen mit XGA- (1024 x 724 Pixel), der Rest mit Megapixel-Auflösung (1280 x 960 Pixel). Für die Störfallüberwachung reicht Produktionsleiter Frechenhäuser eine Übertragung von einem Bild pro Sekunde aus. „Ich brauche viele Details in wenigen Bildern, nicht viele Bilder mit wenig Details." Passiert etwas, wird die Bildrate bis auf zwölf Bilder pro Sekunde hochgefahren. So sind im Ernstfall flüssige und detailreiche Bilder im Leitstand verfügbar.

Auch in Sachen Speicher kann die STO AG „sparen": Da in der Produktionsüberwachung eine lange Aufbewahrung von Aufnahmen wenig Sinn macht, werden die Bilder in einem Ringpuffer auf einem speziell für Mobotix - Anwendungen entwickelten QStore-Server gespeichert und nach fünf Tagen wieder überschrieben. „Auch hier wurde wieder deutlich, wie wichtig ein passgenaues Systemkonzept ist. Infrastruktur und Speicherkapazitäten verschlingen bei analogen Videoprojekten oft hohe Summen", sagt Junker. „Die IP-Videotechnik ermöglicht uns ein ressourcensparendes Aufzeichnen auf Standard-IT-Komponenten. Für jeden einzelnen Standpunkt ist zu definieren, welche Kamera, mit welcher Auflösung und Kompression wann wie viele Bilder übertragen soll und was wie lange zu speichern ist. So ergibt sich eine individuelle Systemlast, die nur ein Videoprofi optimal berechnen kann."