Betriebsmonitoring Pyrolyse

Datalogging InfluxDB Siemens S7 Sparkplug B MQTT SPS

Pyrolyseheizkessel verbrennen Biomasse hocheffizient – wenn sie optimal laufen. Doch ohne kontinuierliche Überwachung bleiben Ineffizienzen unsichtbar: Zu niedrige Verbrennungstemperaturen führen zu Energieverlusten, suboptimale Sauerstoffzufuhr zu unvollständiger Verbrennung. Dieses Monitoring-System erfasst über 300 Datenpunkte pro Minute von Siemens S7 Steuerungen und überträgt sie via MQTT und SparkplugB in einen Unified Namespace. InfluxDB speichert die Zeitreihendaten, während Grafana-Dashboards Echtzeit-Visualisierung und Alarmierung bieten. Das Ergebnis: Transparente Betriebsführung, optimierte Verbrennung und zentrale Verwaltung mehrerer Anlagen über Standorte hinweg.

Eingesetzte Technologien:
  • Siemens S7 SPS
  • MQTT & SparkplugB
  • InfluxDB & Grafana
  • Unified Namespace Architektur
  • NodeRED

Warum Monitoring für Pyrolyseheizkessel entscheidend ist

Pyrolyseheizkessel verbrennen Biomasse hocheffizient - wenn sie optimal laufen. Aber ohne kontinuierliche Überwachung bleiben Ineffizienzen unsichtbar:

  • Verbrennungstemperatur zu niedrig → Energieverlust
  • Sauerstoffzufuhr nicht optimal → unvollständige Verbrennung
  • Aschebildung → rechtzeitige Wartung verpasst

Mein Monitoring-System macht diese Parameter sichtbar - in Echtzeit, zentral, skalierbar.

Architektur: MQTT und SparkplugB im Unified Namespace

Für das präzise Monitoring von Pyrolysheizkesseln setze ich auf die bewährten Protokolle MQTT und SparkplugB. Diese ermöglichen eine zuverlässige Datenerfassung und -übertragung in Echtzeit.

MQTT: Leichtgewichtig und zuverlässig

Mit MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) als leichtgewichtigem, zuverlässigem Protokoll können die Sensordaten effizient gesammelt und an eine zentrale Steuereinheit gesendet werden.

SparkplugB: Industrielle Interoperabilität

Durch die Verwendung von SparkplugB, einem MQTT-basierten Protokoll für die industrielle Automatisierung, wird die Interoperabilität zwischen den verschiedenen Komponenten des Monitoring-Systems gewährleistet.

Unified Namespace (UNS): Skalierbar und zentral

Ein besonderes Merkmal meines Systems ist der Unified Namespace (UNS), der es ermöglicht, eine Vielzahl von Anlagen in einem einheitlichen Datenraum zu verwalten. Durch die Integration aller Pyrolysheizkessel in den UNS können Betreiber eine ganzheitliche Sicht auf ihre Anlagen erhalten und effektive Entscheidungen zur Optimierung der Betriebsabläufe treffen.

Eingesetzte Technologien

Hardware & Steuerung:
  • Siemens S7 SPS (Datenerfassung am Kessel)
  • Sensoren: Temperatur, Druck, Sauerstoff, Durchfluss
Industrial IoT Stack:
  • MQTT Broker (Mosquitto/HiveMQ)
  • SparkplugB Protokoll-Spezifikation
  • Unified Namespace Architektur
Datalogging & Visualisierung:
  • InfluxDB (Zeitreihendatenbank)
  • Grafana (Dashboard & Alerting)
  • NodeRED (Datenverarbeitung & Workflows)
Integration:
  • Siemens S7 MQTT Connector
  • SparkplugB Client Libraries

Praxisbeispiel: Mehrere Pyrolysekessel im Unified Namespace

Ausgangssituation: Biomasse-Pyrolyseheizkesseln an verschiedenen Standorten. Keine zentrale Übersicht, manuelle Ablesung vor Ort erforderlich.

Lösung:

  • Jeder Kessel erhält SparkplugB-fähige SPS (Siemens S7)
  • Alle publizieren in einen zentralen MQTT Broker
  • Unified Namespace gruppiert nach: uns/standort/kessel/parameter
  • InfluxDB speichert alle Metriken
  • Ein zentrales Grafana-Dashboard für alle Anlagen

Erfasste Parameter (pro Kessel):

  • Verbrennungstemperatur (mehrere Zonen)
  • Abgastemperatur
  • Sauerstoffgehalt
  • Kesselwassertemperatur
  • Vorlauf/Rücklauf Heizkreis
  • Pufferspeicher-Status
  • Brennstoffvorrat

Ergebnis:

  • Echtzeit-Monitoring von überall
  • Frühwarnung bei Abweichungen (Alerting)
  • Historische Analyse (Effizienzvergleich)
  • Wartungsintervalle datenbasiert

Vorteile dieser Monitoring-Lösung

Skalierbar: Ein UNS, beliebig viele Kessel - keine separate Integration pro Anlage

Offen: MQTT + SparkplugB = herstellerunabhängig, keine Vendor Lock-ins

Echtzeit: Sub-Sekunden-Latenz zwischen Sensor und Dashboard

Wartbar: Standardprotokolle, Open-Source-Stack, keine Blackbox

Zukunftssicher: Erweiterbar um weitere Assets (Pufferspeicher, Solarthermie, etc.)

Zusammenfassung

Die Kombination aus MQTT, SparkplugB und dem Unified Namespace bietet nicht nur eine effiziente Datenerfassung und -übertragung, sondern ermöglicht auch eine skalierbare und flexible Lösung für das Monitoring von Pyrolysheizkesseln und anderen Anlagen in verschiedenen Umgebungen.

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Ich unterstütze Sie von der Konzeption bis zur Inbetriebnahme:

  • Anforderungsanalyse & Architekturdesign
  • SPS-Programmierung & MQTT-Integration
  • Dashboard-Entwicklung & Schulung

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