INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2021

19239
03
www.industrielle-automation.net
April 2021
KLIMA MIT
KONZEPT
Smarte Schaltschrankwächter für ein
intelligentes Condition Monitoring

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TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE
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BEWEGLICH UND ROBUST
Energieketten spielen in Portalanlagen
ihre Stärken aus
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Das Jahresabonnement umfasst 6 Ausgaben und kostet € 62,- (Ausland € 68,- netto) inkl. Versandkosten. Als Begrüßungsgeschenk
erhalte ich die Konturenlehre. Das Abonnement verlängert sich jeweils um ein weiteres Jahr, wenn es nicht spätestens 4 Wochen
zum Ende des Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird.
Unser Dienstleister, die Vertriebsunion Meynen, Eltville, erhebt Ihre Daten im Auftrag der Vereinigte Fachverlage (VFV) zum Zweck der Vertragsdurchführung, zur Erfüllung der
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„INDUSTRIELLE AUTOMATION“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz

EDITORIAL
Von der Vision
zur Realität
Besonders in diesem Jahr habe ich den Eindruck, alles dreht sich nur
noch um Digitalisierung. Unzählige Webinare, Veranstaltungen,
Websites von Unternehmen und Branchen-News informieren über
neue Technologien und Geschäftsmodelle, die Relevanz von Software
in Produktionsprozessen und wie Wertschöpfungsketten optimiert
werden können. Alles unter dem Leitthema „Wer digitalisiert, ist
innovativ und hat die Zukunft seines Unternehmens im Blick“. Doch
wie sieht die Realität aus? Für viele ist das Verständnis digitaler
Technologien noch ein Lernprozess und vielleicht sogar noch eine
Vision. Wir möchten Sie daher mitnehmen und Ihnen Möglichkeiten
aufzeigen, wie Sie die Vision ein Stück weit verwirklichen können. Im
Fokus stehen diesmal die Kernthemen der Messtechnik, unter anderem
rund um die Messe Sensor+Test 2021. Ab Seite 8 lesen Sie, warum eine
Industrie 4.0 ohne datengenerierende, intelligente Sensoren undenkbar
ist. Auch berichten wir über Messsysteme, die komplexe Steuerungsund
Auswertungsfunktionen übernehmen können. Einen Weg in die
Digitalisierung an der Werkzeugmaschine zeigen wir Ihnen ab Seite 28:
Eine IoT-Plattform bildet hier den Dreh- und Angelpunkt. Auch die
industrielle Bildverarbeitung spielt eine Schlüsselrolle im Rahmen
zukünftiger Veränderungsprozesse. In unserem Sonderteil finden Sie
einige Lösungen rund um Kameras,
Thermografie, Vision-Sensoren und
Software.
Mehr Präzision.
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Ich wünsche Ihnen eine
inspirierende Lektüre auf
dem Weg zur Industrie 4.0
und bleiben Sie weiterhin
gesund!
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EDITORIAL
03 Von der Vision zur Realität
SZENE
05 News, Aktuelles und Termine
MESSE SENSOR+TEST 2021
08 Sensor+Test 2021 digital: Informationsplattform und Expertentreffpunkt
09 Produkte, Technologien und Trends
12 Aus Forschung & Entwicklung: Warum magnetoresistive Sensoren in der
Zustandsüberwachung eine zunehmend große Rolle spielen
Sensor+Test 2021: mit
08Experten im Gespräch
SENSORIK UND MESSTECHNIK
16 Piezoresistive Druckmesstechnik für jede Anwendung die passende Lösung
18 Druck- und Feuchtemessungen auf dem Mars – davon profitiert auch die Industrie
20 Produkte, Technologien, Trends
STEUERN UND ANTREIBEN
22 Kompakte Motion Controller Plattform für Robotik-, Analyseund
Handlingsysteme
24 Kaffeekapseln, Bonbons, Batterien: warum ein Verpackungsmaschinenhersteller
auf elektronische Positionsanzeigen setzt
Positioniersteuerungs-Modul
für die Integration in Motion
22Control Systeme
Sonderteil IndustrialVISION:
37Kameras, Objektive & Co.
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TITELBILD
Hans Turck
GmbH & Co. KG,
Mülheim
INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION
26 TITEL Klimawächter als smarte Lösung für ein zuverlässiges
Condition Monitoring
28 Mit smarten IoT-Lösungen für Werkzeugmaschinen bleiben Sie
in der Gewinnzone
KOMPONENTEN UND SOFTWARE
30 Hygienesensible Bereiche fordern Kabelverschraubungen im Hygienic Design
32 Modulare Steckverbinder spielen in der Automation ihre Stärken aus
34 Produkte, Technologien, Trends
SONDERTEIL: INDUSTRIAL VISION
38 Im Fokus: Aktuelles und Termine aus der Branche
40 Wie sie mit Wärmebildkameras Prozesse optimieren und die
Anlagenverfügbarkeit erhöhen
42 Einfache Abbildung rotationssymmetrischer Objekte
44 Warum das Aufrüsten auf 5G immer wichtiger wird – ein Spezialist
gibt Aufschluss
46 Automatisches Prüfsystem mit GigE-Industriekameras sichert eines der
aktuell wichtigsten Produkte der Welt: Impfstoff-Glasflaschen
48 Produkte, Technologien, Trends rund um die Bildverarbeitung
RUBRIKEN
48 Impressum
50 SERIE StartINGup – Luft- und Raumfahrt-Technologie in (irdischen) Robotern
51 Heftvorschau 4/2021
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BEILAGE
Die aktuelle Ausgabe enthält
eine Beilage des Unternehmens
Bihl+Wiedemann GmbH,
Mannheim

SZENE
Sicheres
MULTI-
TALENT
Endress+Hauser bleibt weiterhin
in der Gewinnzone
Endress+Hauser ist glimpflich durch das Krisenjahr 2020 gekommen.
Der konsolidierte Umsatz der Firmengruppe sank
jedoch – stark beeinflusst durch Wechselkurse – um 3 % auf
knapp unter 2,6 Mrd. Euro. Selbst ein starkes Laborgeschäft
konnte die Ausfälle in der Prozessautomatisierung nur teilweise
ausgleichen. Während die Umsatzentwicklung im vergangenen
Jahr damit deutlich hinter den Zielen blieb, hielt
die Firmengruppe den Gewinn auf hohem Niveau. Dabei
konnte das Unternehmen Kurzarbeit vermeiden und sogar
leicht Beschäftigung aufbauen. Trotz Pandemie sei man auch
stets lieferfähig geblieben, so CEO Matthias Altendorf (Bild).
Er sieht das Unternehmen gut gerüstet, selbst wenn die
nächsten Monate weiter unter dem Eindruck der Corona-Krise
stehen: „Wir werden 2021 mit so vielen Produktneuheiten
in den Markt gehen wie noch nie.“ 2021 rechnet die Firmengruppe
mit Wachstum im einstelligen Prozentbereich, sieht
den Gewinn aber stärker unter Druck.
Performantes und kompaktes System für
die präzise Schwingungsüberwachung
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Webinar: Neue Sicherheits lösungen
für Schüttgutförderanlagen
Schmersal bietet am
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Webinar zum
Thema „Sichere und
effiziente Schüttgutförderanlagen“
an. Ob
Saatgut, mineralische
Rohstoffe, Erze oder
Kohle: Bei allen Arten
von Schüttgütern und Förderanlagen tragen die Komponenten
und Systeme von Schmersal zur Sicherheit der Mitarbeiter,
Anlagen und Prozesse bei. In dem Webinar erfahren die
Teilnehmer, wie die Förderanlagenbetreiber zum Beispiel
durch den Einsatz einer neuen multifunktionalen Schaltgeräte-Baureihe
sowohl den Personenschutz gewährleisten als
auch die Ausfall- und Stillstandszeiten reduzieren können,
sodass eine höhere Anlagenverfügbarkeit erzielt wird.
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SZENE
Rittal: eine Idee verändert die Industrie
Es ist der 1. April 1961, als eine internationale Erfolgsgeschichte
in einer kleinen Weberei in Mittelhessen beginnt – die Standardisierung
von Schaltschränken. Rudolf Loh gründet die Firma
Rittal und verändert mit einer Idee die Industrie. Was anfangs
belächelt wurde, ist heute ein Phänomen: Der Standard-
Schaltschrank steckt in Millionen von Produktlösungen in über
90 % aller Branchen weltweit. Rittal ist eines der führenden Unternehmen
für Schaltschranktechnik und IT-Infrastruktur.
10 000 Mitarbeiter arbeiten weltweit an neuen Innovationen,
Branchenlösungen und Geschäftsmodellen. Aus einem kleinen
blechverarbeitenden Betrieb ist ein globales Digitalunternehmen
geworden. Was sich nicht verändert hat: Rittal ist ein
Familienunternehmen – Verantwortung, Gemeinschaft und
soziales Engagement werden seit jeher groß geschrieben.
www.rittal.de
Leber und E-T-A
kooperieren
Systemtechnik Leber hat
mit E-T-A Elektrotechnische
Apparate eine langfristig
angelegte Kooperation
vereinbart. Systemtechnik
Leber wird künftig
das E-T-A-Entwicklungsteam
bei verschiedenen
Projekten unterstützen.
Die Schwerpunkte liegen
dabei auf der Weiterentwicklung
von Systemen
für den Bereich Digitalisierung
und Industrial Ethernet auf Basis der Hilscher NetX-
Plattform. Dazu kommen Normen und Standards für die
funktionale Sicherheit und für Security-Aspekte. Im Fokus stehen
u. a. Anwendungen der industriellen Automatisierungstechnik
nach EN 61508 und deren abgeleiteter Standards sowie
der Medizintechnik nach ISO 13485 und DIN EN 60601.
Die Kooperation mit E-T-A in gemeinsamen, agilen Produktentwicklungsprojekten
verfolge dabei stets das Ziel einer
eng abgestimmten, flexiblen und zielgenauen Lösungsfindung
– ausgerichtet an den individuellen Anforderungen und
Regulatorien der jeweiligen Zielkunden.
www.leber-ingenieure.de
www.e-t-a.de
Turck punktet mit mehrfach
ausgezeichneter Arbeitgeberkultur
Turck zählt zu den besten Arbeitgebern Deutschlands. Zu diesem
Ergebnis kommt eine Studie der Tageszeitung „Die Welt“
mit dem Marktforschungsinstitut ServiceValue. Mehr als
820 000 Befragte bewerteten insgesamt 4 009 deutsche Unternehmen
hinsichtlich ihres Images und ihrer Attraktivität als
Arbeitgeber. Turck ist dabei unter den hoch gerankten Unternehmen
im Branchenvergleich sehr gut platziert. Das Ergebnis
bestätigt die bereits mehrfach ausgezeichnete Arbeitgeberkultur
des Unternehmens. Turck gilt als Experte auf dem
Gebiet der Fabrik-, Prozess- und Logistikautomation.
www.turck.com
Pilz ernennt neuen
Vertriebsleiter
Deutschland
Matthias Brinkmann ist neuer
Leiter der Vertriebstochtergesellschaft
Deutschland des Automatisierungsunternehmens
Pilz.
Brinkmann leitete zuvor die Vertriebsaktivitäten
des Automatisierungsspezialisten
in Asien. In
seiner neuen Position wird der
53-jährige gemeinsam mit dem
Vertriebsteam die Marktposition
von Pilz auf dem deutschen
Markt weiter ausbauen. Matthias
Brinkmann wird seine langjährigen
Erfahrungen im Vertrieb in
die neue Aufgabe einbringen. Ein
künftiger Schwerpunkt in
Deutschland liegt auf dem Ausbau
des Lösungsangebots und
dem dafür notwendigen engen
Zusammenspiel zwischen Markt
und Technik.
www.pilz.de
6 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

SZENE
75 Jahre Wika: Von der Manometerfabrik zum
Global Player für Messtechnik
Die Wika Alexander Wiegand SE & Co.KG (Klingenberg am Main) begeht in diesem Jahr ihr
75-jähriges Bestehen. „Machen Sie doch Manometer.“ Diesen Rat folgte Alexander Wiegand
sen., als er nach Ende des Zweiten Weltkriegs eine neue berufliche Perspektive suchte. 1946
gründete der Ingenieur in Klingenberg eine kleine Fabrik für Druckmessgeräte. Aus den bescheidenen
Anfängen erwuchs in stetigem Fortschritt die heutige Wika Gruppe, ein auf dem
Weltmarkt führender Hersteller für Industrie- und Prozessmesstechnik. Das noch immer familiengeführte
Unternehmen – nun mit Gründerenkel Alexander Wiegand als „Steuermann“ – zählt
mittlerweile 10 000 Beschäftigte und erwirtschaftet einen Umsatz von rund einer Milliarde Euro.
Dank der breiten Aufstellung und einer nachhaltigen Finanzstruktur hat sich Wika auch in der
Corona-Krise gut behauptet. Wika begann schon früh, sich international auszurichten. Das Unternehmen
ist heute mit
43 Niederlassungen auf
allen Kontinenten vertreten
und verfügt in sämtlichen
Schlüsselmärkten
über Produktionsstandorte.
Der Messtechnik-
Hersteller hat sich im
Laufe der Zeit zielgerichtet
diversifiziert. Neben
dem umfassenden Produktportfolio
für die
Expertise – Passion – Automation
Messgrößen Druck, Temperatur,
Füllstand, Durchfluss
und Kraft bietet das
Unternehmen vielfältige
Serviceleistungen, zum
Beispiel in den Bereichen
Kalibrierung und SF6-
Gas-Überwachung. Bei
der Digitalisierung der Industrie
fokussiert sich Wika
auf innovative IIoT-
Komplettlösungen. Zur
Stärkung der marktorientierten
Firmenstrategie
errichtet Wika am Hauptsitz
in Klingenberg am
Main ein zentrales Innovationszentrum
für die
gesamte Gruppe, die bislang
größte Einzelinvestition
der Firmengeschichte.
Der Neubau wird im Jubiläumsjahr
eingeweiht.
Bilder: Logo Wika,
Hintergrund stock.adobe.com
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SENSOR+TEST 2021 I
MESSE
Sensor+Test 2021 –
drei Tage Technik pur
Die weltweit wichtigste Industriemesse für
Sensorik und Messtechnik wird digital veranstaltet
Das weltweit wichtigste
Innovationsforum für Sensorik und
Messtechnik findet auch in diesem
Jahr vollständig als Digital-Event
statt. Interessenten aus aller Welt
dürfen vom 4. bis 6. Mai 2021 in
Fachforen und Live-Sessions in
das spannende Themengebiet
der industriellen Messtechnik
eintauchen. Der direkte Austausch
mit Experten ist selbstverständlich
möglich – seien Sie dabei!
Wie bereits im Jahr 2020 findet auch in
2021 die weltweit wichtigste Industriemesse
für Sensorik und Messtechnik digital
statt. Während in den vergangenen
Monaten der Informationsaustausch bereits
über diverse Online-Kanäle gut funktioniert
hat und sehr gut angenommen wurde,
wird die Sensor+Test vom 4. - 6. Mai 2021
nun ihre digitalen Möglichkeiten deutlich
ausbauen und so zu einem Digital-Event
mit größtmöglichem Nutzen für Besucher
und Aussteller werden. „Da aktuell nicht
absehbar ist, ob Anfang Mai eine Messe unserer
Größenordnung in Nürnberg stattfinden
darf, haben sich Veranstalter und Ausstellerbeirat
im engen Austausch mit dem
Vorstand des AMA Verbandes für Sensorik
und Messtechnik e.V. auf eine rein virtuelle
Veranstaltung verständigt. Damit schaffen
wir frühzeitig Planungssicherheit für alle
Beteiligten“, erklärt Christoph Kleye, Vorsitzender
des Ausstellerbeirats und Geschäftsführer
der SonoQ GmbH.
Auch wenn Veranstalter, Aussteller und
Besucher sicherlich eine hybride Veranstaltung
gewünscht hätten, ergäben sich damit
sehr gute Möglichkeiten, Kunden und Partner
für anstehende Aufgaben zu erreichen.
„Unsere meist kleinen und mittelständischen
Unternehmen können also auch in
diesem Jahr ihre hervorragenden Technologien
einem interessierten Publikum präsentieren“,
ist sich Kleye sicher.
Die Besucher haben die Wahl
An den drei eigentlichen Messetagen erwarten
die Besucher eine Vielzahl an spannenden
Themen entlang der gesamten
Messtechnik-Kette. In zahlreichen, parallel
stattfindenden Fachforen können sich Interessierte
ganztägig über die vielfältigen
Technologien und Trends in der Branche
informieren. Nach den Live- oder Videovorträgen
besteht die Möglichkeit des direkten
Austauschs und Dialogs mit den Experten.
Und hat man einmal ein wichtiges Thema
verpasst, lässt sich jeder Vortrag selbstverständlich
auch im Nachhinein anschauen.
In diesen abgestuften Fachforen werden
die Aussteller ihre Neuheiten und Informationen
in Sessions unterschiedlicher Länge
dem Publikum präsentieren. Ob tiefgehendes
Know-how oder intensiv auf den Punkt
gebracht – die Besucher haben die Auswahl.
Das geplante Sonderthema „Sensorik und
Messtechnik für die Zustandsüberwachung“
wird dabei ebenfalls nicht zu kurz
kommen.
Wissenschaft trifft sich
ebenfalls digital
Auch die parallel zur Sensor+Test geplante
Konferenz SMSI 2021 Sensor and Measurement
Science International (3. - 6. Mai 2021)
konzentriert sich auf den virtuellen Raum.
An vier Tagen werden sich nationale und internationale
Teilnehmer aus Forschung,
Wissenschaft und Industrie in vier parallel
stattfindenden Sessions vernetzen. Die SMSI
bietet eine Plattform für den Austausch der
neuesten Forschungsergebnisse. Anbieter
wie Anwender werden fundierte Einblicke
in zukunftsrelevante Forschungsergebnisse
erhalten. „Ich bin davon überzeugt, dass
sich durch das digitale Konferenzformat
noch mehr Experten rund um den Globus
an diesem hochkarätigen Format beteiligen
werden, die sonst nicht nach Nürnberg hätten
anreisen können. Gleiches gilt natürlich
auch für die Fachforen, deren Reichweite
ebenfalls wachsen wird“, erklärt Veranstalter
Holger Bödeker.
Ganzjähriges digitales
Informationsangebot
Die Sensor+Test 2021 verspricht auch als digitale
Edition wieder einmal die wichtigste
Plattform für Sensorik und Messtechnik in
den Planungen und Terminkalendern der
Unternehmen zu werden. „Mit drei intensiven
Tagen in Fachforen, Chatrooms und
Video-Sessions, aber auch einem ganzjährigen
digitalen Informationsangebot über
Newsletter, Website und Social Media werden
wir für Aussteller und Besucher einen
Markt der Möglichkeiten aufbauen, der
zum regelmäßigen Technologieaustausch
einlädt“, freut sich Bödeker bereits jetzt auf
die Veranstaltung und ergänzt: „Wie es sich
für die Sensor+Test gehört, wird der Aufwand
auch für kleinere Aussteller leicht zu
bewältigen sein und ihnen intensive digitale
Kundenkontakte ermöglichen“.
Die wichtige digitale Komponente, die
bei der zukünftigen Neuausrichtung von
Fachmessen eine große Rolle spielt, wird
bereits in diesem Jahr einen großen Platz
einnehmen. Und Bödeker ist überzeugt: „In
Zukunft wird die Sensor+Test, neben der
Präsenzveranstaltung, einen nicht unerheblichen
digitalen Anteil haben. Und damit
starten wir in diesem Jahr durch“.
Bilder: Schmuckbild kran – stock.adobe.com,
sonstige AMA Service
www.sensor-test.de
8 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

MESSE I SENSOR+TEST 2021
Vor Ort parametrierbare Drucksensoren
Druck- und Pegelmessung
ist unter unterschiedlichen
Voraussetzungen in zahlreichen
Anwendungsgebieten
unverzichtbar. Eine
besondere Herausforderung
ist die bedarfsgerechte
Messung vor Ort. Muss ein
fest installierter Transmitter
überprüft oder ersetzt oder spontan vor Ort, z. B. in einer Kläranlage,
eine Füllstands- oder Pegelmessung durchgeführt
werden, gelingt dies nur, wenn der unter individuellen
Bedingungen geeignete Transmitter griffbereit ist. Daher hat
die STS GmbH die parametrierbaren Drucktransmitter der Serie
PTM.MT/N/Ex konzipiert. Diese Transmitter messen relativen
Druck von 0 - 100 mbar bis 0 - 4 bar oder absoluten Druck von
0 - 700 mbar bis zu 0 - 6 bar. Der Messbereich lässt sich vor Ort
über ein Modem individuell einstellen. Eine große Auswahl
an Adaptern und Montagezubehör ermöglicht jede Art der
Installation des Transmitters. Für den vielseitigen Einsatz wird
er mit Kabeln in unterschiedlicher Länge zwischen 3 und 35 m
Länge kombiniert. Die Fertigung aus hochwertigem Titan in
Kombination mit Teflonkabeln ermöglicht den Einsatz des
Transmitters in aggressiven Medien wie Salzwasser oder Säuren.
Der Transmitter verfügt selbst über einen Temperaturmessbereich
von - 20 bis + 100 °C.
Bilder: darknightsky – stock.adobe.com; STS
www.stssensors.com
Pyrospot-Serie um digitales Pyrometer
erweitert
Mit dem Pyrospot DGE 56N
erweitert das Unternehmen Dias
Infrared seine stationäre Pyrospot-
Serie 56 um ein digitales Pyrometer
für kurze Wellenlängen von 2,0 bis
2,6 µm und Temperaturmessungen
zwischen 75 und 2 200 °C. Besonders
für Temperatursteuerungen und
-regelungen über große Temperaturbereiche
ist ein spezieller, sehr
langer, durchgängiger Messbereich
von 150 bis 2 200 °C verfügbar. Mit einem integrierten Laser-
Pilotlicht oder einem Durchblickvisier kann das Pyrometer dabei
exakt auf das Messobjekt ausgerichtet werden. Mit einer Einstellzeit
von nur 2 ms ist das Gerät auch für schnelle Prozesse
geeignet. Verschiedene Optiken ermöglichen kleine Messfelddurchmesser
ab 1,3 mm.
www.dias-infrared.de
Sicherheitsdrehgeber mit kompakten
Abmessungen
Mit dem TRK38 stellt TWK einen kompakten Singleturn-Magnet-
Drehgeber vor, der mit Blick auf sicherheitsgerichtete
Anwendungen entwickelt wurde. Mit einem Durchmesser von
nur 38 mm und einer Länge von ebenfalls 38 mm eignet sich der
Sensor für die Montage in beengten Bauräumen.
Der TRK38 erfasst Position und Geschwindigkeit und erfüllt
dabei die Anforderungen von SIL 2 (IEC 61508) und Performance
Level d (EN 13849). Die Positionsauflösung beträgt 16 Bit pro
Umdrehung. Die zertifizierte EtherCAT-FSoE-Schnittstelle stellt
die zuverlässige Übertragung der Signale an die übergeordnete
Steuerung oder an ein Sicherheitsrelais
sicher und erlaubt die Programmierung
des Sensors. Sein Aluminiumgehäuse
sowie das gesamte Design
machen ihn selbst unter ungünstigen
Bedingungen wie Vibrations- und
Stoßbelastungen langlebig.
www.twk.de
Easy Encoder System EMI7913
Inkrementelles Sensormodul für Linearmotoren
Einfache Integration – direkte
Messung am Statormagnet.
Kein zusätzlicher Maßstab
Hohe zulässige
mechanische Toleranz
Hohe Wiederholgenauigkeit
< 5 µm
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SENSOR+TEST 2021 I
MESSE
Smarte Sensoren in der Druckmesstechnik
www.de.endress.com
Voraussetzung für eine Industrie 4.0 sind smarte Sensoren. Anders als traditionelle
Sensoren können sie mehr als nur Messwerte zuverlässig erfassen und
weitergeben – vielmehr stellen sie auch relevante Daten bereit, mit denen Prozessoptimierungen
und Effizienzgewinne angestoßen werden können.
Endress+Hauser macht es mit den neuen Drucktransmittern Cerabar und
Deltabar (im Bild Modell PMD75B) möglich, das Potenzial der Industrie 4.0 voll
auszuschöpfen. Grundlage dafür ist eine sicherere Übertragung der Daten, die die
neuen Gerätelinien zur Verfügung stellen – denn nur dann bleibt die Anlagensicherheit
erhalten. So ist auch die Bluetooth-Verbindung zwischen den Transmittern
und der Endress+Hauser SmartBlue-App im Sinne der IT-Security mit einem
speziellen, verschlüsselten Protokoll versehen. Manipulationen bei der Verbindung
zwischen App und Gerät können nahezu ausgeschlossen werden.
Die Bluetooth-Konnektivität bietet in Kombination mit dem neuen einheitlichen
Endress+Hauser-Bedienkonzept große Vorteile gerade bei Messgeräten an schwer
zugänglichen Stellen.
Wägetechnik flexibel und mobil designt
Mobile Waagen sind eine ideale Lösung für industrielle
Umgebungen, die ein Mehr an Flexibilität und eine verbesserte
Platznutzung in den Arbeitsabläufen erfordern. Minebea Intec hat
eine hochauflösende Industriewaage mit einem Indikator zu einer
flexiblen, präzisen Wägelösung verbunden. Alle Varianten der
neuen Industriewaagen-
Generation Minebea Intec
Combics haben große
Anzeigeelemente und sind
mit amberfarbener Hinterleuchtung
ausgestattet. Die
Anzeigen realisieren einen
sehr weiten Ablesewinkel.
Über eine Funktionstaste
sind auch die Brutto-Netto-
Umschaltung, eine 10-fach höhere Auflösung oder die Einheitenumschaltung
einfach durchzuführen. Kundenspezifische Druckbelege
sind frei definierbar und speicherbar, auch eichfähig.
Standardmäßig sind die Indikatoren mit der Datenschnittstelle
RS232C ausgestattet. Andere Schnittstellen lassen sich problemlos
nachrüsten. Die Edelstahlgehäuse sind wahlweise in Schutzart
IP44 (optional IP65) mit D-SUB-Buchse oder in der Schutzart IP67
mit Kabelverschraubung (PG) verfügbar.
www.minebea-intec.com
Präzisionsmesstechnik in zwei Varianten
Mit LoggitoLab erweitert Delphin Technology seine Präzisionsmesstechnik
für die effiziente Arbeit im Labor sowie für spontane
und häufig wechselnde Messaufgaben an Maschinen und
Anlagen. Das kompakte Tischgerät ist in zwei Varianten erhältlich.
Der LoggitoLab besitzt acht Analogeingänge, die wahlweise mit
Labor- und Thermominiaturbuchsen zum werkzeuglosen
Anschluss beliebiger
Strom-, Spannungs- und
Temperatursignale
ausgestattet werden
können. Außerdem
verfügt das Gerät über
zwei softwareseitig
umschaltbare digitale
Ein- und Ausgänge.
LoggitoLab ist in den
Varianten LoggitoLab Logger und LoggitoLab USB erhältlich.
LoggitoLab Logger kommt zum Einsatz, wenn ein PC-unabhängiger
Betrieb mit ausfallsicherem geräteinternem Datenspeicher
und intelligenten Analysefunktionen sowie Schnittstellen wie
OPC UA und Modbus TCP gefragt sind. LoggitoLab USB bietet
Erweiterungsmöglichkeiten, falls einmal mehr Kanäle benötigt
werden oder eine PC-gestützte Messwerterfassung geplant ist.
www.delphin.de
Althen vertreibt Dehnungsmessstreifen von TML
www.althen.de
Die Althen GmbH Mess- und Sensortechnik übernimmt als exklusiver Distributor
den Vertrieb von Dehnungsmessstreifen (DMS) von Tokyo Measuring Instruments
Laboratory Co., Ltd. (TML) für Deutschland, Österreich und Tschechien. Außerdem
ist das Unternehmen nicht-exklusiver Distributor für die Schweiz und Liechtenstein.
Mit Dehnungsmessstreifen lassen sich Belastungen wie Dehnungen und
Stauchungen erfassen. Sie verfügen über eine gute Leistungsfähigkeit und
sind kostengünstiger als Sensoren. Die Auswahl des passenden DMS hängt
von dem Material ab, auf dem er eingesetzt werden soll. Für fast jeden Werkstoff
gibt es besondere Bauformen und Trägermaterialien, die die jeweiligen Anforderungen
erfüllen. Anwender können alle CE-zertifizierten Produkte aus der
DMS-Produktpalette von TML über Althen beziehen, inklusive Zubehör wie
Kleber oder Abdeckmittel.
10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

MESSE I SENSOR+TEST 2021
Kritische Transportereignisse sicher
messen und orten
Mit MSR175plus präsentiert MSR Electronics einen Transport-
Datenlogger mit integriertem GPS/GNSS-Empfänger. Seine
Beschleunigungssensoren erfassen Schockwerte mit ± 15 g und
± 200 g gleichzeitig. Nutzer müssen nicht mehr zwischen den
Sensoren wählen. Die Parallelmessung erfolgt beim ± 200 g-Sensor
mit 6 400 Hz und beim ± 15 g-Sensor mit 1 600 Hz in allen drei
Achsen. Gespeichert werden
zudem die für die Transportkontrolle
relevanten Parameter
Temperatur, Luftfeuchtigkeit,
Luftdruck und Licht. Mit mehr
als vier Millionen Messwerten ist
der Speicher des manipulationssicheren
MSR175plus geeignet,
Daten über Tage bzw. Monate
hinweg aufzuzeichnen. Der via
USB aufladbare 2 400-mAh-
Lithium-Polymer-Akku sorgt auch bei aktiviertem GPS-Tracking
für eine lange Laufzeit des Loggers. Über die satellitengestützt
erhobenen Positionsdaten lässt sich ein Schadensort im Nachhinein
rasch ermitteln und beweiskräftig dokumentieren. Die
Übertragung der Messdaten an einen Rechner erfolgt per
USB-Schnittstelle.
www.msr.ch
Magnetische Encoder-ICs nach
AEC-Q100-qualifiziert
Die magnetischen
Encoder-ICs iC-MU200
und iC-MHL200 von
iC-Haus sind jetzt nach
AEC Q100 (Grade 1)
qualifiziert – für den
Einsatz in Automotive-
Anwendungen bei
Temperaturen von - 40 bis
+ 125 °C. Die ICs eigenen
sich für die hochpräzise
Hohlwellen- und Off-Axis-Rotationsmessung. Sie können in
elektrisch kommutierten Motoren zur Messung von Lenkwinkeln,
in Lidar-Anwendungen oder allgemein zur Winkelerfassung
eingesetzt werden. Den iC-MU200 hat ic-Haus speziell für
Anwendungen entwickelt, die nach dem Einschalten des
Encoder-Systems eine absolute Positionsinformation erfordern.
Diese ermittelt der Encoder durch das simultane Abtasten zweier
Magnetspuren nach dem Nonius-Prinzip. Die Positionsauflösungen
erreichen hierbei typischerweise 19 bit. Für inkrementelle
Anwendungen können Anwender den Hall-Encoder
iC-MHL 200 einsetzen. Beide Encoder-ICs sind für Master-
Polbreiten von 2 mm optimiert.
www.ichaus.de
Kabelloser Differenzdrucktransmitter
www.amsys.de
Der Transmitter AMS 4516 von Amsys GmbH & Co. KG gewährleistet die Übertragung
hochgenauer Druck- und Temperaturdaten. Geeignet ist dieser Sensor für die Differenzdruckmessung
und Filterkontrolle überall dort, wo ein kabelgebundenes Nachrüsten
kompliziert wäre. Auch bei schwer zugänglichen Orten oder dem Wunsch einer mobilen
Datenabfrage bietet er die Möglichkeit, Messdaten über verschiedene Endgeräte
auszulesen. Darüber hinaus trotzt er in seinem IP44-Gehäuse rauen Bedingungen. Er ist
sehr klein und überträgt kabellos via Bluetooth 4.2 BLE. Die Druckbereiche erstrecken
sich von 0–5 mbar bis 0–1 bar differentiell sowie von ±5 mbar bis ±1 bar als bidirektional
differentielle Versionen. Der Sensor ist kalibriert, linearisiert und temperaturkompensiert.
Die Genauigkeit ist abhängig vom Druckbereich und liegt zwischen 0,5 und
1,5 %FSO im gesamten Temperaturbereich. AMS 4516 arbeitet im Advertising
(Broadcasting)-Modus d. h.: Der Sensor sendet ohne Pause die Messwerte an das mobile
Endgerät und die Daten werden dort nummerisch sowie graphisch angezeigt. Der Sensor
verfügt auch über einen EEPROM, der es ermöglicht, die Messwerte intern zu speichern.
www.ProcessSensing.com
Michell | Dew Point Instruments
Aii | Oxygen Sensors
Rotronic | Humidity Instruments
Rotronic | Monitoring System
LDetek | Trace Impurity Analyzers
Dynament | Gas Safety Sensors
Ntron | Oxygen Analyzers
SST | Oxygen Sensors

Schlüsseltechnologien erkennen
Warum magnetoresistive Sensoren in der Zustandsüberwachung
eine zunehmend große Rolle spielen
Sensitec gilt als Vorreiter, wenn es um den Einsatz
von MR-Sensoren in neuen Anwendungen geht.
Die Zusammenarbeit mit Experten aus Universitäten
und Forschungseinrichtungen hat daher eine lange
Tradition. In einem Kooperationsprojekt mit der
TU Darmstadt wurde die Zustandsüberwachung
an Stirnradgetrieben mit MR-Sensoren untersucht.
Lesen Sie, welche Perspektiven sich daraus ergeben
könnten: eine Enabling-Technologie für den nächsten
Quantensprung?
Das Thema Zustandsüberwachung (engl. Condition Monitoring)
und zustandsorientierte Wartung (engl. Condition-based Maintenance)
gewinnt in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung
sowohl in der betrieblichen Praxis als auch in der Forschung. Im unternehmerischen
Alltag wird die Instandhaltung jedoch meist nur
als Kostenstelle betrachtet. Die Vorteile von prädiktiver Wartung, ermöglicht
durch präzise Information über den Zustand einer Maschine,
auf die Betriebs- und Produktionskosten werden oft unterschätzt.
Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) und Big Data
ermöglichen effektive Analysen in kürzester Zeit. Diese neuen Mög-
Dr. Rolf Slatter, CEO der Sensitec GmbH, Wetzlar
lichkeiten und eine darauf basierende, deutlich verbesserte
Zustandsüberwachung von Anlagen, kann komplett neue Geschäftsmodelle
(beispielsweise „pay-per-use“) verfügbarkeitsorientiert
im Rahmen einer Industrie 4.0 ermöglichen [1, 2].
Geeignete Sensoren in der Zustandsüberwachung
Es gibt verschiedene Verfahren, die angewandt werden, um Informationen
über den Zustand von Maschinen bzw. Maschinenelemente
– wie Wälz- oder Gleitlager, Zahnräder, Führungen etc. – zu
erfassen. Ein klassischer Ansatz benutzt Schwingungen und ein
verwandtes Verfahren erfasst Akustik. Oft werden auch Temperatur
oder Verschleiß in Form von Abrieb erfasst. An Bedeutung gewinnen
zunehmend die Erfassung von „Instantaneous Angular
Speed“ (momentane Winkelgeschwindigkeit) als auch „Motor
Current Signature Analysis“ (Motorstrom-Signatur-Analyse). Für
beide letztgenannten Verfahren werden spezielle Anforderungen
an die eingesetzte Sensorik gestellt. Diese sollte nicht nur klein,
präzise und robust sein, sondern auch über eine hohe Bandbreite
und niedrigen Leistungsbedarf verfügen. Weiterhin wird auf Seiten
des Maschinenherstellers gewünscht, dass man vorhandene
Sensoren bzw. Messstellen für diese zusätzliche Funktionalität
verwendet, um zusätzliche Sensoren zu vermeiden. Dreh- und Lineargeber
basierend auf magnetoresistiven (MR-) Sensoren erfüllen
diese komplexen Anforderungen in einem sehr hohen Maß.
Die Basis für neue Forschungsansätze
Schwingungsanalyse, Schmierstoffanalyse und thermische Verfahren
sind übliche Methoden in der Industrie, die in der Vergangen-
12 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

MESSE I SENSOR+TEST 2021
01
heit ausführlich erforscht wurden.
Hervorzuheben ist die Schwingungsanalyse
mittels Schwingungsaufnehmer
als das am weitesten
verbreiteten Verfahren, da
es direkt auf Veränderungen, z. B.
im Wälzlager oder Zahnradgetriebe
reagiert und sowohl inter-
02
mittierend als auch permanent
eingesetzt werden kann. Weiterhin
lassen sich mit ihr gut die einzelnen Komponenten und spezielle
Schäden zuordnen, da auch wenig ausgeprägte Schäden mithilfe
moderner Signalanalyse identifiziert werden können.
Die Methode der Acoustic Emission (AE) ist relativ neu und die
Grundlage aktueller Forschung. Als Acoustic Emission bezeichnet
man Geräusche in einem Frequenzbereich von ca. 50 kHz bis ca.
2 MHz, die sich als Körperschall ausbreiten und deren Ursache
unter anderem Reibungsvorgänge sein können. Da sich bei Mangelschmierung
oder Verschmutzung die Reibverhältnisse in Wälzlagern
oder Führungen ändern werden, gibt es zahlreiche Untersuchungen,
diese Veränderungen mithilfe von Schallemissionsaufnehmern
zu messen. Dieses Verfahren ist in der praktischen Anwendung jedoch
nicht besonders einfach – eine gute Kopplung zwischen
Schallquelle und Sensor muss gewährleistet sein. Der Übertragungsweg
zwischen Quelle und Sensor sollte möglichst wenig
Trennstellen oder Fugen enthalten.
01 Der AMR-Drehzahlsensor wurde speziell für anspruchsvolle
Messaufgaben in Motorprüfständen entwickelt und kommt primär
in der Drehzahl- und Drehwinkelmessung zum Einsatz
02 Die Messung der momentanen Winkelgeschwindigkeit erfolgt
typischerweise mit einem inkrementalen Drehgeber in Kombination
mit einer Zählerkarte, um die Zeit zwischen den steigenden Flanken
des Gebersignals zu messen
Vorteile einer Analyse im Winkel-Bereich
anstelle einer Analyse im Zeit-Bereich
Ein wichtiges Problem bei der konventionellen Schwingungsanalyse
tritt in Anwendungen mit Geschwindigkeits- oder Lastvariationen
auf. Diese führen zu Frequenzmodulation, was wiederum eine
„Verschmierung“ des Schwingungsspektrums bewirkt. Dadurch
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SENSOR+TEST 2021 I MESSE
03 Aufbau des Getriebe-Schwingungs-Prüfstands, der im Rahmen des Kooperationsprojektes zwischen Sensitec
und dem Institut für Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd) an der TU Darmstadt entwickelt wurde
werden Detektion, Diagnose und Prognose von Schäden deutlich
verkompliziert. Um solche Probleme zu vermeiden, sieht ein
Ansatz vor, die Analyse im Winkel-Bereich statt im Zeit-Bereich
durchzuführen. Im Winkel-Bereich haben alle zyklischen Phänomene,
verursacht z. B. durch Schäden, einen direkten Bezug zur
drehenden Komponente des zu untersuchenden Maschinenelements,
und somit ist eine Abhängigkeit von Zeit und damit Geschwindigkeit
nicht mehr vorhanden. Ein besonders vielversprechender
Ansatz für die Umwandlung von Information im
Winkel-Bereich nutzt die momentane Winkelgeschwindigkeit als
Grundlage für ein Winkel-/Zeit-Funktion, was wiederum eine
Wandlung von einer zeitbasierten Abtastung zu einer winkelba-
Was uns in Zukunft beeinflusst...
Der Wettbewerb in der Investitionsgüterindustrie wird
derzeit durch viele Faktoren beeinflusst, u. a. durch die
Globalisierung, Industrie 4.0 und zunehmenden Preisdruck.
Maschinenbauer werden gezwungen, sich zu differenzieren,
z. B. indem sie individuelle Pakete bestehend aus technischen
Produkten und lebenszyklusorientierten Services, sog.
Produkt-Service-Systemen (PSS) bieten. Gefragt sind daher
zunehmend verfügbarkeitsorientierte PSS, bei denen der
Maschinenbauer die Verfügbarkeit der Anlage oder des
Produktes garantiert und damit einen Teil des Herstellungsrisikos
des Kunden übernimmt. PSS können durch verschiedene
Geschäftsmodelle angeboten werden. Allerdings sind
viele Maschinenbauer weiterhin zurückhaltend darin,
Garantien hinsichtlich der Maschinenverfügbarkeit anzubieten.
Grund ist die fehlende Transparenz in Bezug auf den
Maschinenzustand. Dies wiederum macht Vorhersagen
bezüglich der verbleibenden Lebensdauer der Komponente
schwierig. Intelligente Sensoren zur präzisen Zustandsüberwachung
kritischer Maschinenkomponenten stellen daher
eine entscheidende „enabling“ Technologie für zukünftige
verfügbarkeitsorientierte Produkt-Service-Systeme dar.
sierten Abtastung ermöglicht. Dazu nutzt man oft die schon vorhandenen,
hochauflösenden Drehgeber oder Drehzahlsensoren
(Bild 01) als Sensor. Dieses Verfahren wird als Instantaneous
Angular Speed (IAS)-Erfassung benannt und zunehmend bei der
Zustandsüberwachung von Wälzlagern und Zahnradgetrieben
[3 - 5] eingesetzt.
Die Messung der momentanen Winkelgeschwindigkeit ist für die
Zustandsüberwachung oder Diagnose in Echtzeit von großer Bedeutung.
Die Drehung einer Maschinenwelle ist ein Ergebnis des
Gesamtbetriebs der Maschine und stellt damit Informationen über
alle mechanischen und elektromagnetischen Prozesse, die zur
Drehung beitragen, bereit. Jeder Defekt oder Ausfall hat theoretisch
eine Auswirkung auf die Momentandrehzahl. Die Messung
erfolgt typischerweise mit einem inkrementalen Drehgeber in
Kombination mit einer Zählerkarte, um die Zeit zwischen steigenden
Flanken des Gebersignals zu messen (Bild 02). So wird die
Winkelinformation direkt erfasst. Auf dem MR-Effekt basierte Encoder
weisen eine hohe Auflösung, eine hohe Winkelgenauigkeit
und eine hohe Bandbreite für schnell rotierende Wellen auf.
Untersuchungen an Stirnradgetrieben
In einem Kooperationsprojekt zwischen Sensitec und dem Institut
für Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd) an der
Technischen Universität Darmstadt unter Leitung von Professor
Eckhard Kirchner wurde die Zustandsüberwachung von Flankenschäden
an Stirnradgetrieben mit MR-Sensoren bei Anwendung
des IAS-Verfahrens untersucht [6]. Für die Messung der IAS wurde
ein Getriebe-Schwingungsprüfstand verwendet (Bild 03). Als
Antrieb (Arbeitsmaschine 2) diente ein 30 kW Drehstrom-Asynchronmotor,
der auf ein Ausgangsdrehmoment von 96 Nm
begrenzt wurde. Als Prüfling wurde ein modifiziertes Stirnradgetriebe
eingesetzt. Zwischen Antrieb und Prüfling wurde ein
Messflansch zur Drehmomentbestimmung sowie ein Telemetriesystem
angebracht. Als Bremse (Arbeitsmaschine 1) diente ein
weiterer Asynchronmotor.
Im Projekt wurden unterschiedliche Ziele verfolgt:
n Ein Vergleich von Sensoren basierend auf unterschiedlichen
magnetoresistiven Effekten (AMR, GMR und TMR)
14 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

MESSE I SENSOR+TEST 2021
04 Schematische Darstellung
der Einbaupositionen von
magnetoresistiven Sensoren
n Eine Untersuchung von unterschiedlichen
Einbauorten, um die
ideale Messstelle zu identifizieren
n Ein Vergleich der Empfindlichkeit
zwischen „klassischen“ piezoresistiven
Beschleunigungsaufnehmern
und MR-Sensoren
Wie aus Bild 04 zu entnehmen ist,
wurden vier unterschiedliche Sensorarten
sowohl antriebsseitig als auch lastseitig im modifizierten
Getriebe integriert. Teilweise wurden die Zahnräder selbst als Maßverkörperung
benutzt oder es wurden zusätzliche magnetische Polräder
angebracht, um die Funktion eines lagerlosen Drehgebers
nachzuempfinden.
Zunächst erfolgten Messungen im 4-Quadranten-Betrieb am
unbeschädigten Getriebe. Die Zahneingriffsfrequenzen waren eindeutig
sichtbar im ausgewerteten IAS-Signal. Anschließend wurde
Verbesserte Zustandsüberwachung von Anlagen
kann komplett neue Geschäftsmodelle im
Rahmen einer Industrie 4.0 ermöglichen
Literaturhinweise:
[1] Kölsch, P. et al: “A novel concept for the development of availability-oriented
business models”, Procedia CIRP 64 (2017) pp. 340 – 344
[2] Schmitt, R. & Voigtmann, C.; “Sensor information as a service – component of
networked production”, J. Sens. Sens. Syst., 7, 389–402, 2018
[3] Zhao, M.; Jia, X.; Lin, J.; Lei, Y. u. Lee, J.: Instantaneous speed jitter detection
via encoder signal and its application for the diagnosis of planetary gearbox.
Mechanical Systems and Signal Processing 98 (2018), S. 16–31
[4] Randall, R. B., Peng, D. u. Smith, W.: Using measured transmission error for
diagnostics of gears. 2019
[5] Roy, S. K.; Mohanty, A. R. u. Kumar, C. S.: Fault detection in a multistage
gearbox by time synchronous averaging of the instantaneous angular speed.
Journal of Vibration and Control 22 (2016) 2, S. 468–480
[6] Martin, G. : MR-Sensorik für die Zustandsüberwachung von Flankenschäden
in Stirnradgetrieben, Abschlussbericht zum Kooperationsprojekt, September 2020
[7] Slatter, R., Traute, J. & Lindemann, R.: Zustandsüberwachung von Profilschienenführungen
mittels magnetoresistiven Sensoren, VDI-Tagung Gleit &
Wälzlagerungen, Schweinfurt, Mai 2021 (noch nicht veröffentlicht)
ein Schaden an mehreren Zahnflanken bewusst herbeigeführt, um
zu sehen, ob die magnetoresistiven (MR-) Sensoren diese Beschädigung
erkennen könnten.
Die Messungen wurden wiederholt, und der lokale Zahnflankenschaden
war im IAS-Spektrum deutlich erkennbar. Ein Vergleich
mit den Signalen der Schwingungsaufnehmer zeigte, dass beide
Messverfahren ähnliche Empfindlichkeit ausgewiesen haben.
Ausblick
Die positiven Ergebnisse deuten darauf hin, dass das IAS-Verfahren
eine zumindest ebenbürtige Alternative zur Schwingungsüberwachung
mittels Schwingungsaufnehmer und zudem robuster gegenüber
Verzerrungen durch den Übertragungspfad ist. Die drei
wesentlichen Ziele des Projektes konnten alle erfolgreich erreicht
werden. Sensoren basierend auf allen drei gängigen MR-Prinzipien
sind prinzipiell geeignet für die Erfassung des IAS-Signals. Einbauorte
vergleichbar mit denen von üblichen lagerlosen oder konventionellen
Drehgebern haben nutzbare Signale geliefert. Damit werden
keine zusätzlichen Messstellen oder Sensoren benötigt, um
Schwingungsanalysen durchzuführen. Last, but not least, haben die
MR-Sensoren eine ähnliche Empfindlichkeit wie Schwingungsaufnehmer
ausgewiesen. Weitere Untersuchungen sind geplant sowohl
in einem weiteren Kooperationsprojekt zwischen Sensitec
und der TU Darmstadt als auch innerhalb des BMBF-geförderten
Projekts KI-PREDICT, mit Laufzeit bis Februar 2023, wo MR-
Sensoren benutzt werden, um die Zustandsüberwachung von Profilschienenführungen
zu ermöglichen [7].
Bilder: Aufmacher Shutterstock/Zapp2Photo, 01- 02 Sensitec,
03 - 04 pmd, TU Darmstadt
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Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare
Sicherheit verleiht den Deutschen Innovationspreis für Klima und
Umwelt (IKU). Er würdigt das Engagement der deutschen Wirtschaft
für Klima- und Umweltschutz.
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Die Gewinner jeder Kategorie erhalten einen mit 25.000
Euro dotierten Innovationspreis für Klima und Umwelt. Auf
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prämiert und der Öffentlichkeit vorgestellt. Ausgezeichnete
Unternehmen können am europäischen Wettbewerb „European
Business Awards for the Environment“ teilnehmen.
Medienpartner:
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SENSORIK UND MESSTECHNIK
Anforderungen und Leistungsmerkmale
festlegen
Anatol Straub, Digital Marketing
Specialist bei der KELLER AG
für Druckmesstechnik in
Winterthur, Schweiz
In allen Facetten
Hochgenaue, piezoresistive Druckmesstechnik –
für jede Anwendung die passende Lösung
Mit der Produktion von jährlich
rund 1,2 Millionen hochwertiger
Messzellen deckt Keller die meisten
Anwendungsfelder für
Drucksensoren ab. Dennoch lohnt
es sich, das Produkt spezifisch für
den Einsatz und die Integration in
übergeordnete Gesamtsysteme zu
optimieren. Das betrifft
Gehäuseteile oder Anschlussstecker
genauso wie den inneren Aufbau
des Sensors. Lesen Sie, wie einfach
sich viele Anpassungen umsetzen
lassen.
Anwender kennen die Anforderungen
und Umgebungsbedingungen für ihre
gesuchte Messtechnik am besten. Keller
kennt die Möglichkeiten piezoresistiver
Sensortechnik und hat seit 1974 unzählige
anspruchsvolle Projekte realisiert. Der gegenseitige
Erfahrungsaustausch war dabei
immer die Basis des Erfolgs. Nur mit dem
gemeinsamen Know-how kann die optimale
Sensorlösung gefunden werden.
Auch Anwendungen, die auf den ersten
Blick trivial erscheinen, bergen bei genauer
Betrachtung oft unerwartete Komplexität.
Werden die realen Einsatzbedingungen des
Sensors von Anfang an berücksichtigt, erhöht
dies die Effektivität und Langlebigkeit
enorm. Dies gilt für eine Füllstandsmessung
in der Regentonne genauso wie für
hochpräzise wissenschaftliche Laborgeräte
oder die sprichwörtliche Raketenwissenschaft.
Es ist daher sinnvoll, gemeinsam die passende
Lösung zu erarbeiten: Keller-Verkaufsingenieure
und Entwickler auf der einen
Seite, Anwender und Systemintegratoren
auf der anderen Seite. Ob eine Neuentwicklung
erforderlich ist oder ein bestehendes,
respektive modifiziertes Produkt
verwendet werden kann, hängt ganz
vom Kundenprojekt ab. Auf Basis der
Anforderungen wird gemeinsam ermittelt
welche Eigenschaften für eine störungsfreie
Messung benötigt werden.
Und dabei bekräftigt Bernhard Vetterli,
Technical Director bei der Keller AG: „Unser
Technologiewissen, die langjährige Erfahrung
und das Beherrschen der vielen
Prozesse für die Herstellung von Drucksensoren,
gepaart mit einer hohen Fertigungstiefe,
ermöglichen uns das Unmögliche
möglich zu machen.“
Zu Beginn werden grundlegende Sensorspezifikationen
festgelegt wie Gesamtmessbereich,
Genauigkeit, Kalibrierung auf bestimmte
Messpunkte und Druckeinheiten
oder die Skalierung des Ausgangssignals.
Bei Produkten mit digitalem Signalausgang
kommen zusätzliche Fragestellungen hinzu
wie beispielsweise die benötigte Abtastrate
oder Signalauflösung. Die festgelegten
Werte bilden die Basis für die Auswahl der
Komponenten.
Voraussetzung für korrekte
Messergebnisse schaffen
Die Berücksichtigung der Einsatzbedingungen
ist ebenfalls ein zentraler Teil der
Anforderungen und erhöht nicht nur die
Lebensdauer des Sensors, sondern ist oftmals
auch eine Voraussetzung für korrekte
Messergebnisse. Ist im druckhaltenden
System mit großem Überdruck oder dynamischer
Belastung zu rechnen, sollte die
Konstruktion des Sensors dafür optimiert
werden. Gewisse Anwendungen oder benachbarte
Anlagenteile bergen die Gefahr
von Signalverfälschungen und Ausfällen
durch Vibration oder Schock. Die Temperatur
hat ebenfalls starken Einfluss auf alle
Materialien und ihre Beständigkeit. Neben
Extremwerten können auch schnelle Temperaturwechsel
Komplikationen verursachen.
Nicht weniger wichtig ist die chemische
Beständigkeit. Aggressive Messmedien
greifen Gehäuse- und Dichtungsmaterialien
an, wenn diese nicht sorgfältig ausgewählt
wurden. Auch externe Faktoren wie
zum Beispiel Benzindämpfe, UV-Strahlung,
Salzwasser oder sogar Mikro-Organismen
können zum Problem werden. Deshalb ist
die Berücksichtigung aller relevanten Faktoren
essentiell. Natürlich besitzt jede noch
so gut optimierte Konstruktion weiterhin
eine Belastungsgrenze und muss gegebe-
16 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

SENSORIK UND MESSTECHNIK
02
01
03
01 Dank Druckbereichen von 5 mbar bis
2 000 bar und dem großen Erfahrungsschatz
decken Keller-Produkte ein enorm breites
Anforderungsspektrum ab
02 Sind die Drucksensoren ideal an die
Umgebungsbedingungen angepasst, erhöht
dies die Effektivität und Langlebigkeit
03 Kundenlogo, Seriennummer, Data Matrix
Codes etc. – Beschriftungen jeglicher Art sind
möglich
nenfalls durch zusätzliche Maßnahmen geschützt
werden. „Unsere Erfahrung lehrt
uns, dass die Materie scheinbar keine Grenzen
kennt, wenn es darum geht uns neue
Herausforderungen zu bereiten“, resümiert
Stefan Fehr, Head of Quality Assurance bei
Keller.
Vom Sensorchip bis hin zu
Fertigungstechnik
Der Aufbau eines Sensors muss alle vorhergehenden
Überlegungen berücksichtigen
und ist entscheidend für die Performance.
Von der Auswahl des Sensorchips über das
Koppelmedium bis hin zu den verwendeten
Werkstoffen und Fertigungstechniken. Zusätzlich
kommen hier Kundenwünsche züglich Bauform, Druckanschluss usw. so-
bewie
Anforderungen aus der Anwendung
und Vorgaben aus Normen und Gesetzen
zum Tragen.
Die Grundfunktion der Elektronik ist es,
das Messsignal aufzubereiten, eventuell zu
speichern und über die entsprechende
Schnittstelle auszugeben. In diesem Zusammenhang
ist auch die Integration applikationsspezifischer
Berechnungen in die
Firmware oder die Konfiguration von Geräten
und Software nach Kundenwunsch
möglich. Andere Anforderungen sind wiederum
von der Umgebung abhängig, wie
zum Beispiel erweiterter Blitzschutz, EMV
oder Explosionsschutz. Eigensichere Produkte
können auch spezifisch auf Parameter
des Gesamtsystems beim Kunden abgestimmt
werden.
Analoge oder digitale
Schnittstellen?
Digitale Schnittstellen können an Kommunikationsprotokolle
angepasst oder kundenspezifisch
konfiguriert werden. Gerade
in der Sensorik haben analoge Schnittstel-
len weiterhin einen hohen Stellenwert. In
beiden Bereichen hat Keller Erfahrung in
der Entwicklung applikationsspezifischer
Lösungen, darunter solche mit Lichtwellenund
Frequenzausgängen. Für den elektrischen
Anschluss lassen sich die benötigten
Anschlussstecker in die Konstruktion integrieren
und Kabelabgänge nach Wunsch
konfektionieren.
Auch ein eigenes Design
ist möglich
Neben Kundenlogos können auch funktionale
Beschriftungen – wie z. B. zusätzliche
Teilebezeichnungen, Seriennummern, Data
Matrix Codes oder Hilfsmarkierungen – als
Laserbeschriftung oder auf Etiketten angebracht
werden. Auch die kundenspezifische
Farbcodierung von Anschlusslitzen ist möglich.
Bei Consumer-Produkten wie Manometern
kann zudem ein eigenes Design mit
Kundenlogo für die Frontfolie verwendet
werden.
Bilder: 01 Hintergrund nordroden– stock.adobe.com,
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SENSORIK UND MESSTECHNIK
Spannende
Mission
Druck- und Feuchtemessungen auf dem Mars
Der Perseverance Rover ist gelandet
und die Arbeit beginnt. Mit der
Hilfe der eingebauten Messtechnik
soll der Rover nach Spuren von
vergangenem Leben auf dem roten
Planeten suchen und gleichzeitig
auch neue Erkenntnisse über
die Erde liefern. Sensoren zur
Feuchte- und Druckmessung helfen
dabei, unseren Schwesterplaneten
besser kennenzulernen.
Am 18. Februar haben Millionen von
Menschen weltweit gespannt mitverfolgt,
wie der Perseverance Rover der NASA
auf dem Mars gelandet ist. Nach der sieben
Monate langen Reise kann er dort nun seine
Arbeit beginnen. Ein Mars-Jahr ist er mindestens
aktiv, das entspricht zwei Jahren auf
der Erde. Perseverance untersucht die Gegend
rund um das ehemalige Flussdelta im
Jezero-Krater nach Spuren vergangenen Lebens.
Dort, wo früher Wasser war, ist die
Wahrscheinlichkeit am größten, auf derartige
Spuren so stoßen. Der Rover sammelt
außerdem Boden- und Gesteinsproben und
verstaut diese in seinem Inneren. Sie werden
von nachfolgenden Mission dann abgeholt
und ausgewertet.
Die Mission soll Fragen beantworten, und
zwar nicht nur zum roten Planeten. Mars
Liisa Åström, Vice President, Products and Systems,
Vaisala Oyj, Vantaa in Finnland
und Erde sind sich in vielerlei Hinsicht sehr
ähnlich. Beide Planeten verfügen über Eiskappen,
haben eine vergleichbare Achsenneigung
und Tageslänge und es gibt saisonale
Schwankungen. Außerdem hat der
Mars, wie die Erde, eine steinige Oberfläche,
die allerdings nicht bedeckt ist von
Wassermassen, Vegetation, Städten, Lebewesen
und Infrastruktur. Der Mars kann
also als Modell der Erde angesehen werden
und uns helfen, unseren eigenen Planeten
besser zu verstehen, ohne die Störfaktoren,
die hier vorhanden sind.
Messungen in rauer Umgebung
Um Antworten auf diese Fragen zu finden,
ist der Perseverance Rover mit einer Vielzahl
von Messgeräten ausgestattet. Mit an
Bord sind unter anderem Messgeräte von
Vaisala und dem Finnish Meteorological
Institute (FMI) zur Feuchte- und Druckmessung.
Die Humicap- und Barocap-Sensoren
wurden ursprünglich für industrielle
Anwendungen entwickelt und kamen auch
im Curiosity-Rover zum Einsatz, der sich
seit 2012 auf dem Mars befindet. Die beiden
Rover operieren etwa 2 000 km voneinander
entfernt und bilden zusammen ein kleines
atmosphärisches Beobachtungsnetzwerk
auf einem anderen Planeten.
Obwohl die Sensoren dieselben sind wie
in industriellen Anwendungen, müssen sie
auf dem Mars ganz besondere Umgebungsbedingungen
aushalten. Die Atmosphäre
ist deutlich dünner und besteht hauptsächlich
aus Kohlendioxid – zusätzlich herrschen
Temperaturen von eisigen - 125 bis
hin zu + 25 °C. Die Umgebung ist also rau
und extrem und die Komponenten müssen
zusätzlich Staubstürmen standhalten können,
die auf dem Mars regelmäßig auf-
treten. Des Weiteren kommt hinzu, dass die
Sensoren nicht gewartet oder repariert werden
können. Was kaputt geht, kann nicht
ersetzt werden und gefährdet im schlimmsten
Fall die ganze Mission. Hier zeigt sich,
wie verlässlich und langlebig Vaisala-Produkte
sind, denn die Curiosity-Sensoren
senden immer noch zuverlässig Daten zur
Erde. Die erste Herausforderung hat Perseverance
ebenfalls hinter sich: Start und
Landung verliefen reibungslos und alle
Messgeräte sind auf Sendung.
Feuchte und Druck im All und
in der Industrie
Die Vaisala Humicap-Sensoren wurden bereits
1973 entwickelt. Die damals weltweit
ersten kapazitiven Dünnfilm-Feuchtesensoren
sind mittlerweile zum Industrie-
Standard geworden und wurden seither
kontinuierlich weiterentwickelt. Der Sensor
besteht aus einem Substrat, typischerweise
Glas oder Keramik, auf dem ein dünner Polymerfilm
zwischen zwei leitenden Elektroden
aufgetragen ist. Die Sensoroberfläche
ist mit einer porösen Metallelektrode beschichtet,
um sie vor Verunreinigungen und
Kondensation zu schützen. Das Dünnfilmpolymer
absorbiert Wasserdampf, wenn die
relative Feuchte der Umgebungstemperatur
steigt und setzt ihn frei, wenn sie fällt. Die
dielektrischen Eigenschaften des Polymerfilms
hängen von der Menge des absorbierten
Wassers ab. Diese Eigenschaften ändern
sich, wenn sich die relative Feuchte um den
Sensor herum ändert. Gleiches gilt für die
Kapazität des Sensors: Die Elektronik des
Geräts misst die Kapazität und wandelt sie
in einen Feuchtemesswert um.
Feuchtemessungen sind in vielen Industrien
erforderlich, in denen Umgebungen
18 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

01 02
kritisch überwacht werden müssen. Humicap-
Sensoren kommen unter anderem bei der
Trocknung von Papier und der Herstellung von
Baustoffen zum Einsatz, denn die relative
Feuchte ist ein guter Indikator für den Fortschritt
des Trocknungsprozesses. In Reinräumen
helfen die Sensoren, konstante Umgebungen
zu garantieren. In der Lebensmittelindustrie
werden sie dazu eingesetzt, um eine gute Qualität
der Produkte sicherzustellen und in der Gebäudeautomation
tragen Feuchtesensoren zu
einem angenehmen Raumklima bei.
Leistungsstarke Drucksensoren mit
vielseitigem Einsatzspektrum
01 Barocap-Drucksensoren erzielen eine
hervorragende Messgenauigkeit, eine gute
Elastizität sowie eine geringe Temperaturabhängigkeit
02 Die Humicap-Sensoren wurden bereits
1973 entwickelt – die damals weltweit ersten
kapazitiven Dünnfilm-Feuchtesensoren sind
heute Standard und werden seither kontinuierlich
weiterentwickelt
überlegene Langzeitstabilität aus, was sie für
den Einsatz auf dem Mars perfekt macht.
Auf der Erde finden sie Anwendung in Wetterstationen,
Datenerfassungsbojen, in der
GPS-Meteorologie und der Protokollierung von
Umweltdaten, aber auch in druckempfindlichen
Industrieprodukten, wie beispielsweise
Laser-Interferometern und Lithografie-Systemen,
der Luftfahrt sowie in der Abgasanalyse.
Was auf dem Mars funktioniert,
funktioniert auch auf der Erde
Die besonders rauen Bedingungen im Weltraum
stellen strenge Anforderungen an die
Technologie. Dafür sind die zuverlässigsten
Luftqualitäts-
Messumformer
Für jede Anwendung die
passende Bauform
analog oder digital
Wenn Sensoren auf dem Mars funktionieren,
sind sie auch den größten Herausforderungen in industriellen
Anwendungen auf der Erde gewachsen
Die Barocap-Drucksensoren wurden in den
1980er Jahren entwickelt und kommen vor
allem in der Meteorologie zum Einsatz. Druckdaten
sind erforderlich, um den in der Atmosphäre
vorhandenen Wasserdampfgehalt zu
bestimmen. Auf dem Mars sollen so erste Erkenntnisse
über Wetter und Wind gesammelt
werden, die wichtig sind, wenn in der Zukunft
Menschen dort forschen und leben sollen.
Barocap vereint gleich zwei leistungsstarke
Technologien in sich: monokristallines Silizium,
das durch den Druck mithilfe von Größenänderungen
in der Siliziummembran misst,
und Kapazitätsmessung. Mit zu- oder abnehmendem
Umgebungsdruck biegt sich die
Membran, wodurch sich die Höhe des Vakuumspalts
im Inneren des Sensors verändert.
Die gegenüberliegenden Seiten des Vakuumspalts
fungieren als Elektroden. Der Abstand
der beiden Elektroden verändert sich und somit
auch die Kapazität des Sensors. Die Kapazität
wird gemessen und in einen ablesbaren
Wert für den Druck umgewandelt. Durch die
Kombination dieser Technologien erzielen sie
eine hervorragende Messgenauigkeit und eine
gute Elastizität, während die Hysterese gering
bleibt. Außerdem zeichnen sich die Sensoren
durch eine hervorragende Wiederholbarkeit,
geringe Temperaturabhängigkeit und eine
Sensoren erforderlich, die den Bedingungen
ohne Reparatur standhalten. Doch auch auf der
Erde haben wir es in der Industrie oft mit rauen
Bedingungen zu tun. Temperaturschwankungen
von bis zu 60 °C sind beispielsweise auch in
der Sahara zu finden und viele Sensoren werden
in unmittelbarer Nähe zu ätzenden Chemikalien
verbaut, die die Technologie beeinflussen
können. Wenn Messgeräte und Sensoren
unter den rauen Bedingungen auf dem Mars
funktionieren, sind sie auch den größten Herausforderungen
in industriellen Anwendungen
auf der Erde gewachsen.
Bilder: Aufmacher NASA/JPL Caltech, 01 Vaisala, 02 Tero
Pajukallio (Finnish Meteorological Institute)
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www.fuehlersysteme.de
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SENSORIK UND MESSTECHNIK
Messwertfilterung über IO-Link-Schnittstelle
www.baumer.com
Die induktiven Sensoren von Baumer bringen eine integrierte Messwertfilterung mit
fünf Voreinstellungen mit. Damit lässt sich der Evaluierungsprozess durch die Parametrierung
der primären Sensorfunktion über die IO-Link-Schnittstelle vereinfachen und
die Variantenvielfalt reduzieren. Die Messwertfilterung bietet neben der Standardeinstellung
vier Optimierungsmöglichkeiten: High Speed, High Accuracy, Robust und
High Pass. Der High-Speed-Modus löst Aufgaben mit schnell bewegenden Teilen mit
bis zu 1,2 kHz. Sind wiederum höchste Genauigkeiten gefragt, z. B. bei der Erkennung
von Materialausdehnungen im Bereich von 3 bis 5 µm, ist die High-Accuracy-Einstellung
die richtige Wahl. Bei der Wahl des Robust-Filters können Applikationen noch
zuverlässiger als im Standardmodus gelöst werden. Mit dem Hochpass-Filter können
bei einer Frequenzmessung entweder die Frequenzen unter 300 Hz ausgeblendet oder
Frequenzspitzen über 300 Hz detektiert werden.
Driftfreie Genauigkeit für Labor- und
Feldeinsätze
Mit dem Optidew 401 Taupunktspiegel-Hygrometer bietet Michell
Instruments ein mobiles Tischgerät mit Touchscreen an. Im Labor
von Rotronic dient es als Referenzgerät für einen HygroGen
Feuchtekalibrator. Dieser ist in der Lage, Messgeräte über ihren
gesamten Arbeitsbereich
zu kalibrieren
und erfüllt damit
auch die Qualitätsund
Konformitätsvorschriften
der
Pharmabranche. Er
lässt das Kalibrieren
von bis zu fünf
Sensoren gleichzeitig zu und wird in Kombination mit dem
Optidew 401 zur Kalibrierung von Feuchtesensoren, Datenloggern
und Handmessgeräten im Bereich von 0 bis +60 °C und 5 bis
90 % rF verwendet. Optidew 401 liefert präzise Messungen des
Taupunkts und ist zudem für das industrielle Umfeld prädestiniert.
Typische Merkmale sind ein robuster Spiegel, der resistent
gegen Korrosion ist, sowie die DCC-Plus-Funktion (Dynamic
Contamination Control). Sie erkennt Verunreinigungen auf der
Spiegeloberfläche und stellt sicher, dass Messungen ohne
Unterbrechung erfolgen können.
www.michell.de
Einstieg in die Schall- und
Schwingungsanalyse
Die imc Test & Measurement GmbH stellt das imc Wave Starterpaket
vor. Es besteht aus einem Bundle der Messdatenanalyse-
Software imc Wave mit einem USB-Messverstärker und
Mikrofonen oder Schwingungssensoren. Technikern und Ingenieuren
steht damit ein Komplettpaket zur Verfügung, um kostengünstig
in die Schall- und Schwingungsanalyse einzusteigen und
grundlegende Analysen durchzuführen. Die imc Wave Starterpakete
enthalten mit imc Wave eine leistungsfähige Software zur
Datenanalyse inklusive einer günstigen USB-Hardware zur
Datenerfassung. Das Starterpaket „Noise“ enthält zusätzlich ein
oder zwei IEPE-Messmikrofone, das Paket „Vibration“ einen oder
zwei IEPE-Beschleunigungsaufnehmer. imc Wave verfügt über
zahlreiche fertige Funktionen zur Auswertung von Schallpegeln
und Schallleistungspegeln sowie für die Schwingungsanalyse an
Maschinen. Die imc Wave Starterpakete sind damit ideal für die
Erfassung und Analyse
von ein- bis zweikanaligen
Anwendungen
geeignet. Für mehrkanalige
Messungen kann
imc Wave mit den imc
Messsystemen verbunden
werden.
www.imc-tm.de
Kapazitives Messsystem für lange Signalübertragungswege
Das kapazitive Messsystem capaNCDT 61x4 von Micro-Epsilon ist
ein aktives kapazitives System zur Messung von Weg, Abstand und
Position in industriellen Messaufgaben. Anders als bei alternativen
kapazitiven Sensoren ist bei
den aktiven capaNCDT Sensoren
der Vorverstärker im Sensor
integriert. Dadurch wirken sich
Kapazitätsänderungen im Kabel
kaum auf das Messsignal aus. Dies
bietet Vorteile bei der Bewegungsfreiheit
und ermöglicht die
Kabelführung mit Schleppketten
und an Roboterarmen. Darüber
hinaus können Kabellängen bis zu
15 m umgesetzt werden. Der aktive
Flachsensor ist mit einem Keramik-Sensorelement aufgebaut und
überzeugt durch seine kompakte und robuste Bauform. Der
Sensor wird unter anderem im Maschinenbau wie auch in der
Roboter- und Halbleiterfertigung
eingesetzt. Das capaNCDT 61x4
wird werksseitig auf die gewünschte
Kabellänge kalibriert, wodurch eine
optimale Signalqualität erzielt wird.
Damit ist das Sensorsystem sofort
einsatzbereit. Die Messdaten
werden über die RS485-Schnittstelle
oder über einen Analogausgang
ausgegeben.
www.micro-epsilon.de
20 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

Sensormodul mit hoher CO 2
-Messgenauigkeit
für Klimamessgeräte
Das kompakte Sensormodul EE895 von E+E Elektronik misst CO 2
,
Temperatur und Umgebungsdruck. Das kleine 3-in-1 Modul
eignet sich für Messgeräte, die zur Lüftungs- und Klimaregelung,
in der Gebäudeautomation oder zur Prozesssteuerung eingesetzt
werden. Durch den geringen
Stromverbrauch bietet sich das
Modul auch für batteriebetriebene
Messinstrumente an. Die
Temperatur- und Druckkompensation
sorgt für eine hohe
CO 2
-Messgenauigkeit bei sich
ändernden Umgebungsbedingungen.
Das NDIR-Zweistrahlverfahren
mit Autokalibration sorgt für
langzeitstabile Messergebnisse, da
es Alterungseffekte automatisch
kompensiert und verschmutzungsresistent
ist. Die werksseitige
Mehrpunkt CO 2
- und Temperaturjustage
gewährleistet eine hohe
CO 2
-Messgenauigkeit über den
gesamten Temperatureinsatzbereich von -40 bis 60 °C. Mit einem
separat erhältlichen EE895 Evaluation Board kann das Modul am
PC getestet werden. Die Evaluierungssoftware zeigt die
Messdaten in grafischer Form an und ermöglicht dem das
Einstellen des Messintervalls und der Einheiten für Temperatur
und Druck. Zur Weiterverarbeitung können die Daten als
CSV-Datei gespeichert werden.
Intelligent Testing
Für Ihre kleinen großen
Herausforderungen
www.zwickroell.com
Die Fruchtreifung steuern
Der neue photoakustische Sensor von Smartgas misst bereits
geringste Konzentrationen des Reifegases Ethylen mit sehr hoher
Genauigkeit und ermöglicht so die Einhaltung strenger Qualitätsvorgaben
im Obst- und Gemüsehandel. Grundvoraussetzung für
eine präzise Steuerung des Reifeprozesses ist die genau Messung
der C 2
H 4
-Konzentration über die gesamte Lieferkette. Ein
bewährtes Messprinzip ist die nichtdispersive Infrarot-Absorption
(NDIR). Der Sensorspezialist Smartgas bietet Anwendern mit dem
PAS-Sensor ein zusätzliches Messverfahren: die photoakustische
Spektroskopie (PAS).
www.smartgas.eu
zwickiLine bis 5 kN
Manchmal sind es die kleinen Details die den Unterschied
ausmachen. Egal wie klein oder groß die Prüfherausforderung
ist, die Prüfmaschine zwickiLine eignet sich für
die Forschung und Entwicklung genauso hervorragend
wie für die laufende Qualitätssicherung.
www.epluse.com
Drucküberwachung in Dosier- und
Klebeanlagen
Das Unternehmen BD Sensors hat den Druckmessumformer
DMP 339P entwickelt, der ohne silikonhaltige Komponenten
auskommt. Das Gerät zielt auf Anlagen in der Dosier- und
Klebetechnik ab und sorgt für eine zuverlässige Messung des
Arbeitsdrucks bei der Materialdosierung und -förderung – z. B.
beim Aufbringen von
Dichtmitteln, Lotpasten,
Lacken oder Vergußmaterial.
Um notwendige
Reinigungszyklen
durchführen zu können
sowie Materialablagerungen
in möglichen
Toträumen zu
unterbinden, ist vor allem eine bündige Anschlussmöglichkeit der
Messtechnik in die Anlage zwingend erforderlich. Denn härtet das
verwendete Material am Druckanschluss aus, führt dies zu
verfälschten Messergebnissen bzw. im schlimmsten Fall zu einem
Anlagenstillstand. Hier kommt der frontbündig verschweißte
Druckanschluss des DMP 339P ins Spiel, der in zwei G ¼" Ausführungen
zur Verfügung steht. Die Variante mit stirnseitigem O-Ring
sorgt für eine höchstmögliche Abdichtung gegenüber dem zu
verarbeitenden Material. Für eine uneingeschränkte Verwendung
in Lackieranlagen und ~straßen wird bei der geräteinternen
Druckübertragung auf silikonhaltige Werkstoffe verzichtet.
www.bdsensors.de
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STEUERN UND ANTREIBEN
Ein Operationsroboter
als typisches Beispiel einer
Anwendung mit mehrachsigen
Systemen
Präzise positioniert
Motion Controller Plattform für eine optimale Einbindung in unterschiedlichste Anwendungen
Robotik-, Analyse- und
Handlingsysteme erfordern häufig
eine kompakte Integration einer
großen Zahl von platzsparenden
und energieeffizienten Antrieben,
kombiniert mit hochdynamischen
Reglern und vernetztem
Bus-System. Wir stellen Ihnen eine
Systemlösung vor, die all diesen
Anforderungen gerecht wird.
Insbesondere Operationsroboter, Analysegeräte
der Medizin- und Labortechnik sowie
Multileaf-Kollimatoren in der Bestrahlungstechnik
sind auf miniaturisierte Antriebssysteme
angewiesen, die aufgrund eines
hohen Wirkungsgrades dicht gepackt
installiert werden können. Zu einem optimalen
Antriebspaket gehören neben Motoren
aber ebenso kompakte, vernetzbare
Motorsteuerungen, die direkt im Gerät
dicht bei den Motoren und Sensoren integrierbar
sind.
Miniaturisierte
Motorsteuerungen
Wichtigste Merkmale der Motorsteuerungen
sind eine hohe Energieeffizienz und eine
hohe Leistungsdichte für die platzsparende
Integration aller Komponenten.
Ebenso bedeutend sind Anschlüsse für diverse
Sensoren und Aktoren sowie eine
schnelle Bus-Schnittstelle. Die Epos4 Micro-Module
bieten einen hohen standardisierten
Funktionsumfang, modernste
Regler-Algorithmen, eine kompakte Leistungsendstufe
sowie eine CANopen- oder
EtherCAT-Schnittstelle – und sind dabei
ähnlich groß wie eine Briefmarke (ab
32 × 22 × 7 mm). Gerätehersteller können
die Plug in Module in der eigenen Elektronik
in der benötigen Achsanzahl integrieren.
Dies ermöglicht kostenoptimierte
Mehrachssysteme mit kompaktesten Abmessungen.
Bus-Schnittstelle als Rückgrat
des Gesamtsystems
Über die Bus-Schnittstelle werden von jeder
Antriebseinheit mit dem Master-Controller
(z. B. SPS oder Maxon MasterMACS) im
schnellen zyklischen Takt Befehls- und Zustandsdaten
ausgetauscht. Gängige Feldbus-Systeme
sind hierbei CANopen und
EtherCAT. EtherCAT bietet aufgrund höchster
Übertragungsraten insbesondere Vorteile
bei komplexen Mehrachsanwendungen,
besitzt aber den Nachteil zusätzlich notwendiger
Hardware und der großen, standardisierten
RJ45-Anschlussstecker bei der
Kopplung als Einzelachsen. Die Baugröße
der Steuerung und Bus-Stecker kann bei
Handgeräten und der Robotik teilweise
zum Killer-Kriterium für EtherCAT werden.
Micro auch mit EtherCAT
Bei EtherCAT werden induktive Übertrager
eingesetzt, um DC-Signalkomponenten aufgrund
von Potentialunterschieden auszublenden,
sowie Störungen zu unterdrücken
und die Signalintegrität sicherzustellen.
Diese Bauteile und der RJ45-Stecker benötigen
auf der Leiterplatte jedoch viel Bauraum
und sind kostentreibend, sofern diese für je-
Jürgen Wagenbach Leiter Customer Support,
Motion Control bei der maxon motor ag,
Sachseln in der Schweiz
22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

STEUERN UND ANTREIBEN
Bei der Integration mehrerer Epos4 Micro auf einem Elektronik-Board lassen sich die
EtherCAT-Ports über eine kapazitive Kopplung sehr kompakt verbinden
de einzelne Antriebssteuerung integriert
werden müssen. Bei der Integration mehrerer
Epos4 Micro auf einem gemeinsamen
Elektronik-Board besteht alternativ die
Möglichkeit, die EtherCAT-Ports intern über
eine kapazitive Kopplung sehr kompakt und
kostensparend zu verbinden. So werden nur
noch für den externen EtherCAT-Anschluss
RJ45-Stecker benötigt. Maxon bietet basierend
auf diesem Prinzip einen extrem kompakten
Multiachscontroller mit 90 × 56 mm
Baufläche (entsprechend der Größe einer
Visitenkarte), bestückt mit drei Epos4 Micro
24/5 EtherCAT Modulen an.
Einfach zu integrieren
Der Datenaustausch und die Kommandierung
der Motorsteuerung über CANopen
oder EtherCAT folgt dem CiA 402 Protokoll
(Device Profile for Drives and Motion Control).
Unterstützt werden die standardisierten
Betriebsarten PPM – Profile Position
Mode, PVM – Profile Velocity Mode, HM –
Homing Mode, CSP – Cyclic Synchronous
Position, CSV – Cyclic Synchronous Velocity
sowie CST – Cyclic Synchronous Torque. Als
standardisierter Motion Control Slave kann
die Motorsteuerung (wie alle Epos4-Varianten)
in die Systemmanager-Tools und Motion
Libraries von verschiedenen SPS-Herstellern
eingebunden werden. Anwendungen,
die von einem PC oder Raspberry Pi
via Maxon’s Epos Command Library kommandiert
werden sind ebenfalls möglich.
Bereit für das Industrial Internet
of Things
Die Epos4 ist unterster Informationslieferant
im IIoT-Umfeld einer Maschine bzw.
des Antriebsstrangs. Auf Motorströme und
Drehmomente, Drehzahlen, Positionswerte,
Fehlerzustände, Temperatur- und Lastwerte
von Steuerung und Motor, sowie Sensoren-
und Aktorenzustände kann über die
Bus-Schnittstellen der Motorsteuerung zugegriffen
oder die Daten zyklisch übertragen
werden.
Mit 25 kHz Stromreglertakt und 2,5 kHz
Drehzahl-/Positionsreglertakt besitzt die
Motorsteuerung identische Taktraten wie
alle anderen Varianten der gleichen Produktlinie.
Moderne Reglerkonzepte wie
Field Oriented Control (FOC), Feed Forward
und Observer Control, sowie die
Dual-Loop Regelung erlauben auch bei
der Epos Micro eine maximale Motorperformance
und Bewegungspräzision. Die
Dual-Loop Regelung mit einem Inkrementalgeber
auf der Motor- und einem
SSI-Absolutgeber auf der Abgangswelle
ermöglicht eine präzise Positionierung
der Last auch bei spielbehafteten oder
elastischen Antriebssystemen.
Unterstützt werden bürstenbehaftete
und bürstenlose DC-Motoren mit Hallsensoren,
Digital-Inkrementalgebern und
SSI-Absolutgebern. Insgesamt fünf digitale
Eingänge, drei digitale Ausgänge, zwei
analoge Eingänge (± 10 V) und ein analoger
Ausgang (± 4 V) erlauben die Anbindung
und Auswertung zusätzliche Aktoren
und Sensoren.
Leistungsstark und komfortabel
in der Inbetriebnahme
Die Leistungsdichte von größer 50 W Spitzenleistung
pro cm 2 Baufläche ohne(!) zusätzliche
Kühlung bei einer Umgebungstemperatur
von - 30 bis + 45 °C. In der Praxis
bedeutet dies eine Dauerabgabeleistung
von 120 W und Spitzenleistung von
360 W während 10 s bei einem Flächenbedarf
für Controller und Leistungsendstufe
von nur 32 × 22 mm («EPOS 24/5 Micro
CAN») und 7 mm Dicke.
Die intuitive Inbetriebnahme-Software
Epos Studio bietet mit dem Startup Wizard
eine geführte Grundkonfiguration sowie
ein automatisches Tuning aller Reglerparameter,
auch für komplexe Dual Loop
Reglerstrukturen.
Bilder: Aufmacher istock/surgical_robot, sonst.maxon
www.maxongroup.de

STEUERN UND ANTREIBEN
Flexible Formatverstellung
Warum ein Verpackungsmaschinenhersteller auf elektronische Positionsanzeigen setzt
Ganz gleich, ob es um die
Verpackung von Kaffeekapseln,
Hustenbonbons, Batterien oder
Pflaster geht – es kommt auf eine
möglichst flexible Lösung an, mit
der sich verschiedenste Formate
verpacken lassen. Dies erfordert
jedoch Maschinen, die eine
intelligente Formatverstellung
erlauben. Die Lösung sind
elektronische Positionsanzeigen.
Michaela Wassenberg, freie Journalistin,
Nürnberg
Bilder: Somic
Somic ist bekannt für innovative Lösungen
in Sachen Endverpackungsmaschinen,
also für Sekundär- und Tertiärverpackungen.
Dazu gehören Wraparound-Packer,
Tray-Packer oder Tray-Deckel-Packer sowie
Maschinen für Display-Verpackungen, die
Kunden im Supermarkt präsentiert werden.
Hier ist entweder beim Wraparound-Karton
eine typische Aufreißperforation vorhanden
oder bei der Tray- Deckel-Version wird
der Deckel entfernt und das Produkt im
Tray präsentiert. Somic-Maschinen zeichnen
sich in erster Linie dadurch aus, dass
der jeweilige Karton um das Produkt in seiner
Primärverpackung herumgefaltet und
nicht wie bei anderen Herstellern das Produkt
über Picker in einen vorgefalteten
Karton eingesetzt wird. In der Regel besteht
eine Verpackungsmaschine aus der Produktzuführung,
über die die Einzelprodukte
in eine sogenannte Sammelgruppe
gelangen. Typischerweise ist dies ein Fächersammler,
der die Produkte so gruppiert,
wie sie auch später im Karton stehen
sollen. Je nachdem, ob es sich um eine
einteilige oder eine zweiteilige Verpackung
handelt, wird ein flacher Kartonzuschnitt
von einem oder zwei Kartonmagazinen aus
weitertransportiert, bis das gruppierte Produkt
auf den flachen Zuschnitt geschoben
werden kann. Dieser wird schließlich um
das vom Faltkopf geschützte Produkt herum
gefaltet, was für das Produkt eine sehr
schonende Handhabung bedeutet. In der
nächsten Station wird das Produkt dann
verdeckelt oder individuell verschlossen,
je nachdem, ob es sich um eine Wraparound-
oder eine Deckel-Tray-Maschine
handelt.
Positionsanzeigen: eindeutig
und gut ablesbar
Für mögliche Formatverstellungen auf veränderte
Produkt- oder Verpackungsgrößen
sind in allen Somic-Maschinen mechanische
Positionsanzeigen von Siko, Spezialist
für industrielle Mess- und Antriebstechnik,
verbaut. „Mit Siko verbindet uns bereits eine
langjährige, gute Zusammenarbeit, was
die mechanischen Positionsanzeigen angeht“,
betont Dr. Johann Härtl, Leiter der
Konstruktion bei Somic. „Seit nun ungefähr
neun Jahren setzen wir auch auf die elektronischen,
busfähigen Siko-Anzeigen, zunächst
die AP04 und inzwischen das Nachfolgemodell
AP05. Diese sind sehr kompakt,
einfach in die Maschinensteuerung zu integrieren
und sehr bedienerfreundlich im
Hinblick auf Ablesbarkeit und Eindeutigkeit.“
Verstellungen bei Somic-Kundenmaschinen
sind sehr unterschiedlich: „Es gibt
Maschinen mit nur einer einzigen Formateinstellung,
sogenannte Highrunner-Linien.
Andere Kunden dagegen haben bis zu 20
oder 30 Formate auf den Anlagen und nutzen
die volle Flexibilität aus. Manche fertigen
sogar Wraparound- und Tray-Verpackungen
auf einer einzigen Maschine, wo
unterschiedlichste Produkte verpackt werden
müssen. Somic deckt ein großes Produktspektrum
im Lebensmittelbereich,
aber auch bei Non-Food, Pharmazie und
Kosmetik ab. Dazu Dr. Johann Härtl: „Alles,
was im Supermarkt in einer Tray-Verpackung
steht, könnte mit unseren Maschinen
verpackt worden sein!“
Der Deckel-Tray-Packer Somic 424 DT eignet
sich zum Sammeln, Gruppieren und Verpacken
von Produkten in offenen Kartons
24 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

STEUERN UND ANTREIBEN
01
01 Grüne Status-LEDs signalisieren die
korrekte Maschineneinstellung
02 Die elektronische Positionsanzeige
AP05 garantiert korrekte Maschineneinstellungen
und schnelle Umrüstzeiten
02
Prozesssicherheit mit Rot-/Grün-System
Die Vorteile der überwachten Formatverstellung, wie sie durch die
Integration der elektronischen Siko-Positionsanzeigen möglich ist,
sind schnellere Umrüstzeiten, eine ergonomische Bedienung und
eine hohe Prozesssicherheit. Der Bediener wählt das jeweilige Format,
das in der Maschinensteuerung als Rezept hinterlegt ist, einfach
an, und die Maschinensteuerung sendet die neuen Sollwerte an
die zu verstellenden Anzeigen. Die hinterleuchteten LCD-Displays
sind gut ablesbar und darüber hinaus mit grünen und roten Status-
LEDs versehen. Wenn über das Drehen einer Kurbel der korrekte
Wert erreicht ist, springt die LED auf Grün um: Position erreicht. Andernfalls
leuchtet die LED weiterhin rot und es muss nachjustiert
Elektronische Positionsanzeigen erleichtern den
Umstellungsprozess bei Verpackungsmaschinen
und sorgen für mehr Prozesssicherheit
werden. Zudem zeigen Pfeile auch bequem die Richtung an, in die
verstellt werden muss. Da durch die Kommunikationsschnittstelle
der Siko-Positionsanzeigen in der Maschinensteuerung immer die
aktuellen Positionsinformationen vorliegen, wird effektiv ausgeschlossen,
dass beim Wiederanfahren der Maschine fehlerhafte Einstellungen
zu Qualitätsproblemen oder sogar Beschädigungen an
Maschinenteilen führen könnten.
Das „Quick Change Prinzip“:
effizient auf neue Maße umstellen
Die Faktoren Zeitersparnis und Effizienz werden bei Somic nicht
nur über elektronische Positionsanzeigen beim Formatwechsel,
sondern auch über das „Quick Change Prinzip“ gewährleistet. Hier-
bei werden Formatteile im Ganzen in der Maschine gewechselt. Dazu
reicht ein Schnellhebelverschluss, durch den kein weiteres
Werkzeug benötigt wird. Zusammengenommen (Verstellung durch
elektronische Positionsanzeige und Quick Change Prinzip) können
die Verpackungsmaschinen deutlich effizienter auf neue Maße umgerüstet
werden.
Die Resonanz der Kunden auf die elektronisch überwachte Formatverstellung
ist sehr positiv, weiß Dr. Johann Härtl: „Die Ausrüstung
mit der AP05 ist optional; standardmäßig sind mechanische
Siko-Zähler verbaut. Der Trend geht aber ganz klar zu den elektronisch
überwachten Anzeigen, zumal ca. 90 bis 95 % unserer Maschinen
Formatverstellungen erfordern.“ Zirka 50 % der Kunden
setzen bereits auf die elektronische Variante, Tendenz steigend.
Dr. Johann Härtl: „Die Digitalisierung der Maschinen nimmt weiter
zu. Und die AP05 ist ein Sensor mehr, der mir hilft, Maschinendaten
aufzunehmen. So weiß ich zum Beispiel auch, wann ich mit
welcher Charge welche Einstellung gefahren habe, und kann die
Daten speichern.“
Nächster Schritt: Vollautomatisierung
Der nächste Ausbauschritt wäre die Vollautomatisierung der Formatverstellung
über Stellantriebe. Hier werden bei Somic bereits
erste Konzepte erprobt, da auf Kundenseite der Wunsch nach einer
zunehmenden Flexibilisierung der Maschinen hoch ist. Je mehr
Verstellpunkte es gibt und je häufiger die Formate gewechselt werden
müssen, desto interessanter wird die vollautomatische Verstellung.
Somic ist hinsichtlich vollautomatischer Stellantriebe bereits
mit Siko im Gespräch. „Wir unterstützen gern bei Weiterentwicklungen
und neuen Projekten“, betont Moritz Müller, Produktmanager
PositionLine bei Siko. „Dazu zählen zum Beispiel die Einbindung
von IO-Link-Schnittstellen zur Vereinfachung der Integration
in die Maschinensteuerung oder die Vollautomatisierung über unsere
anbaukompatiblen Kompaktstellantriebe.“
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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION I TITEL
Klein und doch ganz groß
Klimawächter als smarte Lösung für ein zuverlässiges Condition Monitoring
Optimale Konfektionierung und intelligentes Condition Monitoring
vermeiden Temperaturschäden im Schaltschrank. Wir stellen Ihnen eine
Lösung vor, die genau das vermeidet. Lesen Sie, wie smarte Schaltschrankwächter
das Klima im Blick behalten und dabei erstmals Zustandsdaten
direkt in die IT-Welt kommunizieren.
Für übermäßige Hitzeentwicklung in
Schaltschränken gibt es viele Erklärungen.
Gefahren durch falsch angeordnete
Geräte oder ungünstige Belüftung können
Konstrukteure oft im Vorfeld minimieren,
doch bei externen Einflüssen und Geräteanomalien
ist spezifisches Condition Monitoring
gefragt. Wer Sensordaten über Ethernet
im IIoT verarbeiten will, findet nun eine
smarte Lösung in Turcks Schaltschrankwächter
IM18-CCM.
Klaus Ebinger ist Leiter des Produktmanagement
Interfacetechnik bei der Turck GmbH & Co. KG
in Mülheim
Immer leistungsfähigere Geräte auf kleinerem
Raum zeugen von technischem Fortschritt.
Für den Schaltschrank bedeutet die
kompakte Bauform moderner Geräte entweder
ein geringeres Außenmaß, oder es
passt eine höhere Anzahl elektronischer
Komponenten in ihn hinein. Doch jede Innovation
hat ihre Kehrseite. In diesem Fall
für all jene, die bei fortschreitender Miniaturisierung
der Technik mögliche Begleiteffekte
wie die Wärmeentwicklung im Blick
behalten müssen. Besonders in Schaltschränken
können erhöhte oder unregelmäßige
Temperaturverhältnisse zu Leistungsverlust
oder gar dem Ausfall einzelner
Geräte führen. Umso wichtiger werden
neben der geeigneten Geräteanordnung
smarte Lösungen für Condition Monitoring
– wie der IM18-CCM, Turcks neustem
Klimawächter und Türsteher im Kompaktformat,
der die Zustandsüberwachung via
Ethernet sogar in die IT-Welt bringt.
Rücksicht nehmen auf
elektronische „Sensibelchen“
Mit einer höheren Geräte- bzw. Energiedichte
im Schaltschrank vermehrt sich unweigerlich
auch die Verlustleistung. Gemeint
ist der Teil des aufgenommenen
Stroms, der nicht prozessrelevant abgegeben
wird, sondern bei elektronischen Geräten
in Form von Wärme. Sind die Komponenten
eines Schaltschranks dann so angeordnet,
dass sich Wärmenester bilden oder
kaum kühle Luft strömen kann, entstehen
gleich mehrere Risiken: Präzise Messgeräte
werden ggf. ungenau, Komponenten haben
eine geringere Lebensdauer oder fallen aus.
Besonders hitzeanfällig sind komplexe Systeme
wie Steuerungen. Die meisten SPSen
haben eine maximale Betriebsumgebungstemperatur
von 55 °C.
Anomalien erkennen, bevor es
zu spät ist
Schon beim Bestücken eines Schaltschranks
lassen sich wärmeinduzierte Risiken
auf ein gewisses Maß reduzieren. Geräte
in Blöcken von moderater Größe zusammenfassen,
Luftbarrieren durch ungünstig
verlegte Kabel oder Kabelkanäle vermeiden
und wärmesensitive Komponenten möglichst
weit unten einbauen – mit solchen
Strategien schaffen Anwender gute Voraussetzungen.
Trotz optimaler Topologie oder
gar der Ventilation mithilfe von Klimaanlagen
ist es aber sinnvoll, die klimatischen
Verhältnisse im Schaltschrank permanent
elektronisch zu überwachen. So bemerken
Instandhalter frühzeitig Anomalien, um
Whitepaper: Hotspots
im Schaltschrank
vermeiden
Wie Sie mit fünf Strategien Gefahren
minimieren und Energie bei der
Belüftung oder Klimatisierung
sparen: bit.ly/WhitepaperTurck

TITEL I INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION
01 Mithilfe von Zustandsdaten aus dem
Schaltschrank lässt sich ein Geräteausfall
vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit
erhöhen
02
02 Trotz seiner geringen Breite von nur
18 mm hat der Schaltschrankwächter bereits
drei Sensoren an Bord – weitere externe
Sensoren können über Modbus RTU oder
CAN angeschlossen werden
03 Die Schaltschrankwächterserie IM-CCM
bietet Condition-Monitoring-Lösungen für
Endanwender und OEMs gleichermaßen
01
03
Fehlfunktionen zuvorzukommen – speziell,
wenn Geräte in weiter entfernten Schaltkästen
untergebracht sind. Das trifft zum Beispiel
auf Außenbereiche zu, wo Witterung
als externer Faktor hinzukommt.
Drei-in-eins-Überwachung auf
der Hutschiene
Den Türstatus sollten Unternehmen übrigens
nicht nur hinsichtlich Temperatur und
Luftfeuchtigkeit kontrollieren. Allen voran
in sogenannten „Kritischen Infrastrukturen“
(KRITIS) wie der Strom- und Wasserversorgung
müssen digitale
Systeme zuverlässig
und nachvollziehbar vor
unbefugtem Zugriff geschützt
werden. So sieht es
das IT-Sicherheitsgesetz vor.
Hier punkten Turcks CCM-Geräte
mit ihren sicheren Kontrollfunktionen.
Ohne großen Aufwand machen die Geräte
jeden Schaltschrank fit für den Einsatz in
Kritischen Infrastrukturen.
Der nächste Schritt: Fabrikebene
und IT-Welt verbinden
Um die Zustandsüberwachung von Schaltschränken
nicht nur vor Ort darstellen zu
können, sondern die Daten auch in die IT-
Der Schaltschrankwächter überträgt Messwerte via Ethernet
in IT-Netzwerke, bei Bedarf sogar dezentral vorverarbeitet
Raum für individuelle
Applikationen
Condition-Monitoring-Aufgaben sind so
individuell wie die Softwarelösungen vieler
Anlagenbauer oder Anwender. Daher erlaubt
der IM18-CCM auf seiner offenen
Linux-Plattform die Installation kundenspezifischer
Anwendungen. Das gibt Programmierern
die Möglichkeit, bestimmte
Routinen in das Gerät einzuspeisen, damit
es beispielsweise einen Taupunkt erkennt
oder natürliche Temperaturanstiege zu Beginn
der Sommermonate berücksichtigt.
Ebenso will mancher Nutzer vielleicht
seinen eigenen Cloud-Connector hochladen
– die Visualisierung von Trends oder
der Versand eines Alarms finden dann im
übergeordneten System statt.
Als einfach zu ergänzende Condition-Monitoring-Lösung
hat Turck vor einigen Jahren
die Schaltschrankwächter IM12-CCM
und IMX12-CCM (mit Ex-Zulassung) ins
Programm genommen. Die Kompaktgeräte
werden auf der Hutschiene montiert und
verfügen „on-board“ über drei Sensoren
zum Überwachen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit
und dem Türabstand. Über eine
parametrierbare Grenzwertbildung sendet
der IM(X)12 genau dann ein Signal,
wenn definierte Werte über- bzw. unterschritten
werden. Konkret hieße das etwa:
Ein Gerät ist überhitzt, im Schaltschrank
bildet sich Tau, oder die Tür wurde nicht
ordnungsgemäß verschlossen. Der IM12-
CCM besitzt einen internen Datenlogger
mit Zeitstempel und speichert Daten bis zu
zwei Jahren. So können Anwender schleichende
Veränderungen auch über längere
Zeiträume erkennen und die Ursache beheben.
Über eine Schnittstelle lassen sich zwei
Schaltschrankwächter im Master-Slave-
Mode betreiben, um den Türschluss und
andere Grenzwerte gleichzeitig an zwei
Punkten im Schaltschrank zu überwachen.
Der Master verarbeitet die Daten des Slaves
und sendet ein Signal an die Steuerung.
Schutz vor unbefugtem Zugriff
Welt zu übertragen, geht Turck mit dem
IM18-CCM nun den nächsten Schritt. Über
seine Ethernet-Schnittstelle liefert das
18 mm schmale Gerät die Messwerte der
Sensoren an übergeordnete Systeme. Dieser
Weg führt theoretisch bis in die Cloud,
die dem Wartungspersonal auch per mobilem
Endgerät jederzeit Zugriff auf aktuelle
Klimadaten ermöglicht. So verschwindet
allmählich die Grenze zwischen operativer
Ebene und IT-Infrastruktur.
Erweiterte Möglichkeiten bieten sich
aber nicht nur beim Daten-Output. Auch
beim Einsammeln von Messwerten besteht
größerer Spielraum. Via RS485 (Modbus
RTU oder CAN) können am IM18-CCM zusätzlich
zu den drei verbauten Sensoren externe
Geräte wie z. B. Vibrationssensoren
angebunden werden. Für ein ideales Temperaturbild
eines Schaltschranks ließen
sich z. B. auch mehrere Temperatursensoren
effizient auf unterschiedliche Positionen
verteilen, sodass keine weiteren Schaltschrankwächter
erforderlich wären. Oftmals
genügen schon die Daten dreier Sensoren,
um selbst in großen Schränken einen
akkuraten Gesamteindruck zu erhalten.
Ausblick: Mehr Schnittstellen,
mehr Speicherplatz
Temperatur, Luftfeuchtigkeit, aber auch die
Sicherheit von Schaltschränken sind Größen,
die in jedem Anlagenkonzept eine
wichtige Rolle spielen sollten. Mit dem
richtigen Gerätelayout und geschickter
Ventilation lässt sich die Basis für eine hohe
Verfügbarkeit der elektronischen Komponenten
schaffen. Begleitend stehen mit
Schaltschrankwächtern kompakte Condition-Monitoring-Werkzeuge
bereit, um allzeit
über kritische Messwerte informiert zu
sein. Turck hat mit dem IM18-CCM die
Brücke ins IIoT geschlagen und zudem
Freiraum für maßgeschneiderte Kundenlösungen
berücksichtigt. Wer sich obendrein
mehr Schnittstellenvielfalt wünscht, wird
noch in diesem Jahr auf eine zweite Geräteversion
zurückgreifen können. Diese bietet
einen weiteren Ethernet-Eingang sowie
Universal-I/Os, einen USB-Host und zusätzlichen
Speicherplatz.
Bilder: Hans Turck GmbH & Co. KG
www.turck.com
www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 27

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION
Transparenz in der Produktion
Mit smarten IoT-Lösungen für Werkzeugmaschinen bleiben Sie in der Gewinnzone
Werkzeugmaschinen, die
Metallbauteile fräsen oder
drehen, finden sich heute in jeder
Fertigungsstätte. Sie arbeiten
idealerweise ihre geplanten
Aufträge reibungslos ab. Aber
erledigen sie diese tatsächlich
wie gedacht? Und wie ist der
Maschinenzustand insgesamt?
Eine innovative IoT-Lösungen
zeigt, dass die Digitalisierung
schnell und unkompliziert
umgesetzt werden kann.
Oliver Prang ist Expert Digital Business Development
bei SMC Deutschland GmbH in Egelsbach
Digitalisierung und Industrie 4.0 sind
schon lange bei SMC angekommen –
vor allem in der Fertigung. Der Maschinenpark
in der Produktion der Automatisierungsexperten
in Egelsbach wächst stetig
und wird kontinuierlich an neue Anforderungen
angepasst. Neue Maschinen werden
hinzugekauft, ältere ersetzt. Die moderne
Produktion muss dabei besonders
flexibel sein, denn bei SMC ist Losgröße 1
bereits Realität. Während Standardkomponenten
in großen Stückzahlen hergestellt
werden, setzt SMC auch individuell ausgelegte
Komponenten in besonders kleinen
Stückzahlen um – von Kleinstbauteilen bis
zu mehreren Kilogramm schweren Werkstücken.
Ventilbaugruppen und pneumatische
Zylinder lassen sich ganz nach den
Anforderungen der Kunden bearbeiten
und auslegen.
Smarte Auftragsplanung
Jeder Fertigungsauftrag wird bei SMC zunächst
für eine relevante Maschine eingeplant.
Für ein effizientes Produktionsmanagement
braucht es dabei umfassende
Informationen zur Funktionalität und Verfügbarkeit
der Maschine. Sie könnte ungeplant
stillstehen, eine Störung aufweisen
oder auch von einem anderen Auftrag belegt
sein. Muss der Auftrag trotzdem fertig
werden, stünden unter Umständen Zusatzschichten
oder Überstunden an – ein weiterer
Punkt, der die Planung beeinflusst. All
diese Faktoren muss der Betreiber bei konventioneller
Aufgabenplanung im Kopf
haben. Sehr viel praktischer und effizienter
ist eine intelligente Plattform, auf der die
aktuellen Maschinenzustände gesammelt
im Blick sind. Deshalb hat SMC für die eigene
Fertigung eine vernetzte Lösung umgesetzt,
um die verschiedenen Anlagen endgeräteunabhängig
zu überwachen und ihre
Zustände zu visualisieren.
Schnelle Störungserkennung
für weniger Stillstände
Bei der Konzeption dieser neuen Lösung
sollten neben der optimierten Auftragsplanung
auch die Gesamtleistung gesteigert
und Stillstände reduziert werden. Dazu
musste die Störfallerkennung schneller
funktionieren als bisher. Für mehr Produktivität
brauchte es zudem optimierte Rüst­
28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

Für jeden Fertigungsauftrag muss die passende
Maschine eingeplant werden – dabei kommt es
besonders auf umfangreiche Maschinendaten an
INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION
You CAN get it...
Hardware und Software
für CAN-Bus-Anwendungen…
EX600-Busmodule vernetzen die Ventilinseln der Maschinen
und Anlagen und geben die Daten an das zentrale IoT-Gateway,
das sie weiterleitet an die Cumulocity-IoT-Plattform
MU-Thermocouple1 CAN FD
Konfigurierbare Messeinheit mit
Anschlüssen für 8 Thermoelemente.
CAN-FD-Interface zur Übertragung
der Messdaten.
595 €
zeiten. Die Herausforderung dabei: das
Sammeln der Daten aus den unterschiedlichen
Maschinen. Je nach Baujahr und Hersteller
boten diese eine ganze Palette uneinheitlicher
Schnittstellen.
Im ersten Schritt entschied sich das
Team von SMC deshalb, die digitalen Signale
der Maschinen zu nutzen. Diese sind
bereits in allen Maschinen, etwa als
Leuchtmelder, vorhanden. Um sie zu vernetzen,
bauten SMC Mechatroniker neue
Ventilinseln in Kombination mit EX600-
Busmodulen in die Schaltschränke und
verdrahteten diese mit diversen Signalen
aus der jeweiligen Maschine. Per Industrial
Ethernet liefert das EX600-Modul die Daten
weiter an ein zentrales IoT-Gateway in
der SMC Produktionshalle, welches sie
wiederum sammelt und mittels gesichertem
Netzwerkprotokoll an die IoT-Plattform
„Cumulocity“ weiterleitet. Diese Plattform
der Software AG entspricht den
Anforderungen von SMC optimal – sie ist
endgeräteunabhängig, cloudbasiert, bietet
starke Analytik-Tools und Datensicherheit
und ist weltweit verfügbar.
Jede Maschine wird zum
gläsernen Objekt
Einmal auf der IoT-Plattform angekommen,
können die gesammelten Daten analysiert
und grafisch aufbereitet werden. Bei
der Gestaltung des Dashboards fiel die
Wahl bewusst auf ein einfaches Design, da
nicht alle Nutzer das gleiche Know-how haben.
Doch alle sollen in der Lage sein, die
dargestellten Informationen schnell zu
sehen und zu verstehen. Beispielsweise
gibt eine Ampel komfortable Einsichten in
den Maschinenzustand. Die Plattform
zeichnet auch außerhalb der Fertigungshalle
ein umfassendes Bild des Maschinenparks
bis hin zu Kuchendiagrammen,
die die Zustände der Maschinen prozentual
anzeigen.
Optimierungspotenziale nutzen
Die Anwendung bei SMC zeigte bereits in
den ersten Wochen deutliche Erfolge. So
sind zum Beispiel die Maschinen und deren
Laufzeiten und Zustände transparenter.
Störfälle und Probleme im Prozess lassen
sich schnell erkennen und beseitigen,
bevor es zu ungeplanten Stillständen
kommt. Optimierte Rüstzeiten steigern darüber
hinaus die Gesamtauslastung signifikant.
Die relativ geringe Investition in neue
Hardware, deren Installation und die Inbetriebnahme
der IoT-Plattform amortisierten
sich schnell. SMC will deshalb künftig
weitere Maschinen einbinden und zusätzliche
Optimierungspotenziale bei Auftragsplanung
und Rüstzeiten erschließen. In der
Fertigung muss man nicht auf die Zukunft
warten – Industrie 4.0 lässt sich schon
heute realisieren.
Bilder: SMC
www.smc.de
Alle Preise verstehen sich zzgl. MwSt., Porto und Verpackung. Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.
PCAN-MicroMod FD
Grundplatinen
Konfigurierbare I/O-Module mit
CAN-FD-Interface. In verschiedenen
Versionen für analoge oder digitale
I/O-Anwendungen erhältlich.
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Frei programmierbarer 6-Kanal-
Router für CAN und CAN FD mit I/O
und Datenlogger. Auslieferung inkl.
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KOMPONENTEN UND SOFTWARE
Hygienisch und
sicher verbunden
Kabelverschraubung im
Hygienic Design mit EMV-Schutz
In den automatisierten Prozessen
der Lebensmittel- und
Pharmaindustrie müssen die
Maschinen hygienisch einwandfrei
ausgelegt sein und vor
elektromagnetischen Einflüssen
sicher geschützt werden. Eine
EMV-Kabelverschraubung im
EHEDG-Design bietet diese
Kombination.
Durch den steigenden Einsatz z. B. von
drahtlosen Kommunikationseinrichtungen,
Elektromotoren und Frequenzumrichtern
kommt es im industriellen Umfeld
häufig zu Anlagenstillständen und Fertigungsproblemen
aufgrund von elektromagnetischen
Störungen – auch bei der Lebensmittelproduktion
und im Bereich Chemie &
Pharma. Gerade die Kabeleinführung in
Gehäuse steht dabei im Fokus, denn hier
können Lücken im Schirmkonzept einer
Fertigungsanlage entstehen, durch die elektromagnetische
Strahlung durchschlüpft
und Funktionsstörungen z. B. in der Steuerung
und auf der Feldebene verursacht. Dadurch
können teure Produktionsfälle und –
ausschuss entstehen.
Hohe Hygieneanforderungen
In der Produktkontaktzone können Lebensmittel
mit Anlagenteilen in Berührung
kommen und anschließend in den Verarbeitungsprozess
zurückgelangen. Daher
sind hier die Hygiene-Anforderungen besonders
hoch und die dort verbauten Kom-
Dipl.-Ing. Walter Lutz, Fachjournalist, PRservice
in Haiger
30 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

NEW
NEW
SLETTER
SLETTER
ponenten dürfen nicht die Bildung potenzieller
Schmutznester begünstigen. In der
Spritzzone können Nahrungsmittel ebenfalls
an die einzelnen Bauteile gelangen und
als Nahrungsmittelrückstände an den Komponenten
haften bleiben. Somit liegt auch
hier der Fokus in der leichten, hygienegerechten
Reinigbarkeit der Anlage.
Um unnötige Lebensmittelanhaftungen
zu verhindern, müssen die Bauteile entsprechend
geschützt werden oder über
glatte Oberflächen verfügen. Oberstes Ziel
ist eine rückstandslose Reinigung der entsprechenden
Produktionsabschnitte. Für
beide Zonen muss eine Kabeleinführung
nach Hygienic Design konzipiert und zertifiziert
sein.
Glatte Oberflächen gegen
Anhaftungen
Mit der Blueglobe Tri Clean Plus stellt das
Unternehmen Pflitsch eine sichere Lösung
vor, die EMV-Schutz mit den anspruchsvollen
Hygienic Design-Vorgaben kombiniert
und nach EHEDG-Standard zertifiziert ist.
Diese Kabelverschraubung aus Edelstahl
besitzt sehr glatte Oberflächen (Rauheit Ra
< 0,8 μm) sowie gerundete, kantenfreie
Übergänge zu den Schlüsselflächen. Hohlräume,
Spalten und offene Gewindegänge
bleibt also unbeschädigt. Das ergibt eine
hohe Montagefreundlichkeit und Montagesicherheit,
was bei den Anwendern einen
hohen Stellenwert hat. Denn dabei
lassen sich Zeit und Kosten sparen sowie
eine hohe Betriebssicherheit der Gesamtmontage
mit hohen Schirmdämpfungswerten
erreichen.
Bereits beim Einschieben des Kabels in die
Tri-Kabelverschraubung ergibt sich aufgrund
der Federkraft eine zuverlässige Kontaktierung
selbst bei unrunden und außer
mittig liegenden Kabeln. Außerdem erlaubt
das Pflitsch Prinzip, dass der Kabelschirm
nur an der Kontaktstelle der Feder freigelegt
werden muss. Das Kabel kann so bis in den
Schaltschrank hineingeführt werden und
wird erst unmittelbar an der Anschlussstelle
abgelängt und abisoliert. Damit ergibt
sich ein hohes Maß an Schirmdämpfung
und die Verkopplungen von Nutz- mit Störsignalen
wird sicher vermieden. Mit über
80 dB bei 100 MHz und mit 65 dB bei
1 000 MHz bietet die Blueglobe Tri Clean
Plus hohe Signalsicherheit – zertifiziert für
Anwendungen nach Cat-7A.
Kabelschonende Abdichtung
Der E-Mail-Service
für Konstrukteure, Entwickler,
Systemintegratoren sowie
Produktionsverantwortliche
die sich mit der Konstruktion
und Entwicklung
eigener Maschinen
und Anlagen befassen.
Es wird wirkungsvoll verhindert, dass sich Verschmutzungen
anhaften und Bakteriennester bilden
sucht man vergeblich. So wird wirkungsvoll
verhindert, dass sich Verschmutzungen anhaften
und sogenannte Bakteriennester bilden
können.
Zudem gelingt die Reinigung z. B. per
Hochdruckdampf einwandfrei. Entsprechend
hoch sind die Schutzarten mit IP 68
und IP 69 ausgelegt. Für Dichteinsätze und
Dichtscheiben verwendet Pflitsch Kunststoffe
entsprechend der FDA 21 CFR
§ 177.2600, die für den Kontakt mit Lebensmitteln
geeignet sind.
Prozesssichere Montage
Pflitsch nutzt bei seiner Baureihe Blueglobe
ein einzigartiges Kontaktprinzip: Über
eine geschlossene Triangelfeder in der Kabelverschraubung
wird das Schirmgeflecht
des Kabels sicher und großflächig kontaktiert.
Gleichzeitig muss der Anwender lediglich
an der Kontaktstelle den Kabelmantel
entfernen. Das Schirmgeflecht
Die Blueglobe Tri Clean Plus baut kompakt
und niedrig, auch weil sie auf Block geschraubt
wird, sich also passgenau an die
Gehäuseoberfläche anschmiegt. Features
sind die kabelschonende Abdichtung durch
den großen Dichteinsatz und die überdurchschnittlich
hohe Zugentlastung, die
ein Herausrutschen des Kabels aus der Kabelverschraubung
verhindert. Die großflächige
Kontaktierung des Kabelmantels verhindert
außerdem, dass das Kabel auf Dauer
nicht irreparabel eingeschnürt wird und
damit die Abdichtung leidet.
Die Blueglobe Tri Clean Plus gibt es in
den Größen M12 bis M40 und dichtet aufgrund
des großen Spannbereichs des TPU-
Dichteinsatzes Kabeldurchmesser von 5 bis
29 mm zuverlässig ab. Um den hohen Fertigungstemperaturen
zu widerstehen, sind
diese Kabelverschraubungen zugelassen
für Temperaturen von - 40 bis + 85 °C.
Bilder: Pflitsch
www.hd-pflitsch.de
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dem gesamten
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KOMPONENTEN UND SOFTWARE
Eine runde Sache
Warum Sie auf modulare Steckverbinder in der Automation nicht verzichten sollten
So vielfältig die Anforderungen
und Lösungen im Bereich der
Automation heutzutage sind,
so unterschiedlich sind auch die
elektrischen Bauteile und
Komponenten. Gut also, wenn
man auf modulare Lösungen
zurückgreifen kann, die maximale
Flexibilität bieten.
Patrick Rieckhoff, Technischer Leiter bei der
ILME GmbH in Wiehl
Von Kunde zu Kunde, von Projekt zu Projekt
wechselnde Bedürfnisse an die automatisierte
Anlage lassen sich mit standardisierten
Komponenten oft nicht vollends
abdecken. Die Flexibilität, die von erfolgreichen
Unternehmen der Automatisierung
gefordert wird, wird daher auch von den
einzelnen Bauteilen gefordert. Mixo, der
modulare ILME-Steckverbinder für die Automation,
gleicht einem einfachen Baukastensystem.
Je nach Anzahl der Mixo-Module
bzw. der Größe des Steckverbindergehäuses
stehen fünf verschiedene Halterahmen
zur Verfügung, von einem Rahmen für 1
Moduleinheit (ME) bis zu einem Rahmen
für sechs Moduleinheiten. Nun zum interessanten
Teil: für die Schnittstellen, die in
dem Steckverbinder abgebildet werden sollen,
stehen über 80 verschiedene Mixo-Module
zur Auswahl (Buchsen- und Stiftmodule
als 1 Modul gesehen). Darunter nicht
nur welche für die elektrische Leistungsund
Signalübertragung, sondern auch für
Datenübertragung, Lichtwellenleiter, Videosignale
und sogar Druckluft. Mathematisch
ergeben sich somit 806 mögliche Konfigurationen.
Alle können wir Ihnen in diesem
Artikel natürlich nicht vorstellen – und
auch die gesamte Bandbreite an Modulen
würde den Rahmen sprengen – jedoch
zeichnen sich gerade für die Anforderungen
der Automation einige hochinteressante
MIXO-Module aus.
Verschiedene Datenstandards
sind mit an Bord
Eine der wichtigsten Aufgaben von Schnittstellen
in der Automatisierung ist die zuverlässige
Übertragung verschiedener Datenstandards.
Weitläufige Industrial IoT Netzwerke
mit hohen Linkstrecken zwischen
den Teilnehmern können mit dem Mixo
Megabit Modul CX 08 D5 stabil und zuverlässig
aufgebaut werden. Mit dem Modul
lassen sich vier Shielded Twisted Pairs
(STP), aber auch Unshielded Twisted Pairs
(UTP) nach Cat. 5e Class D, verbinden. Eine
Gigabit Ethernet Übertragung nach
1 000BASE-T und eine Linklänge von bis zu
100 m kann so in dem IIoT Netzwerk erreicht
werden.
Passend für die Anforderungen
einer Industrie 4.0
Ein kompaktes Maschinendesign, kleinere
und leichtere Steckverbindergehäuse und
somit ein platzsparendes und wirtschaftliches
Gesamtkonzept, kann mit dem Mixo
RJ45-Modul CX 01 J8…I mit IDC-
Schneidklemmanschluss realisiert werden.
Durch den direkten Anschluss der Ethernet
Leitung an den RJ45-Einsatz wird die Einbautiefe
drastisch reduziert, wodurch Gehäuse
kleiner ausfallen können. Selbstverständlich
geeignet für den physischen Aufbau
modernster Industrial Ethernet Netzwerke
mit bis zu 10 Gbit/s nach IEEE
802.3an 10GBASE-T durch Cat. 6 A
Class E A
und verschiedenen Kodierungen (TIA 568A,
TIA 568B und Profinet).
32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

KOMPONENTEN UND SOFTWARE
01 02 03
01 Das Gigabit-ModulCX 08 I6: die spezielle
Kontur des Moduls trennt die vier STP-Leiterpaare
auch im Steckverbinder voneinander
02 Beim Modul CX 20S I werden 20
empfindliche Signale separat geschirmt im
Modul übertragen
03 Beim Mixo-HDMI-Modul CX 01 MI lassen
sich Videosignale mit 4K Ultra HD im
HDMI-Standard übertragen
Benötigt das Industrie-4.0-taugliche Datennetzwerk
noch höhere Übertragungsgeschwindigkeiten
und hohe Linkstrecken,
evtl. sogar in Kombination mit PoE, PoE+
oder PoDL, so bietet hier das Mixo Gigabit
Modul CX 08 I6 eine entsprechende Hochleistungsschnittstelle.
Vier konstruktiv voneinander
getrennte Shielded Twisted Pairs
(STP) lassen sich, gerade durch die spezielle
Kontur des Mixo-Moduls konsequent geschützt,
durch eine 360 ° Abschirmung
steckbar verbinden. Hierdurch sind höchste
Gigabit-Datenraten nach 10GBase-T mit
Cat. 6A und einer Linklänge von bis zu
100 m möglich.
Hohe Bandbreite an Kontakten
für Sensoren und Aktoren
Müssen Signale von Sensoren oder Befehle
für Aktoren aus einem Teil der Anlage zu einem
anderen Teil befördert werden oder
müssen diese zu den entsprechenden PLCs
und Steuerungen gelangen, so benötigt die
modulare Schnittstelle auch Module mit einer
hohen Bandbreite von Kontakten.
432 Pole in einem „Schweren Steckverbinder“
für industrielle Anwendungen klingen
unvorstellbar, und doch ist dies theoretisch
möglich. Mit dem Modul CX 36 I für 36 Signalkontakte
auf nur einer Moduleinheit
lassen sich in einem doppelreihigen Steckverbindergehäuse
mit insgesamt 12 Modulplätzen
432 Pole mit Kenndaten von 4A/
32V/0,8kV 3 konfigurieren. Praktikabel ist
diese Kontaktdichte aufgrund der hohen
Leitungsdurchmesser sowie Steck- und
Ziehkräfte nicht mehr, jedoch bietet dieses
Modul mit seinen 36 Kontakten auf nur einer
Moduleinheit die höchste Bandbreite
von Kontakten für Sensoren und Aktoren.
Benötigen leistungsstarke Aktoren höhere
Ströme oder Spannungen, so bietet hier das
Modul CX 42 D eine ebenfalls hohe Kontaktdichte
von leistungsstarken 10A-Crimpkontakten
der Serie CD und Kenndaten von
10 A/150 V/2,5 kV 3. Heruntergerechnet auf
eine Moduleinheit beträgt die Bandbreite
statt 36 Pole nur 21 Pole, dafür steht jedoch
eine fast 12-fach so hohe einzelkontaktbezogene
Leistungsfähigkeit zur Verfügung.
Handelt es sich um eine störempfindliche
Verbindung oder einen sensiblen Sicherheitsschaltkreis,
der separat abgeschirmt
werden muss, so kann diese EMV-Abschirmung
durch das Mixo-Modul CX 20S I getrennt
vom restlichen Steckverbinder erfolgen.
Empfindlichste Signalleitungen werden
in diesem 20poligem Modul 360 ° abgeschirmt
mit Kenndaten von 4 A/ 32 V/0,8 kV
störstrahlungssicher übertragen.
Robust, mit integrierter
Leistungsversorgung
Mathematisch ergeben sich 806 mögliche
Steckverbinder-Konfigurationen
Keine Maschine kommt ohne eine Energieversorgung
aus. Daher gilt es, auch diese
Versorgung von elektrischer Leistung mit in
dem modularen Mixo-Steckverbinder zu integrieren.
Eine typische Netzspannung als
Energieversorgung der Anlage oder Maschine
kann ohne großen Konfektionierungsaufwand
in dem modularen Steckverbinder
abgebildet werden. Mit den Kenndaten
von 16 A/400 V/6 kV 3 bzw. 500 V im
Verschmutzungsgrad 2 und dem werkzeuglosen
Schnellanschluss Squich lässt sich
das 5polige Mixo-Modul CX 05 SH in Sekundenschnelle
konfektionieren und vibrationsbeständig,
dank Käfigzugfedertechnik,
in den bestehenden Mixo-Steckverbinder
integrieren.
Einsatz in Prüfeinrichtungen
Vielseitige Prüfeinrichtungen einer automatisierten
Anlage mit hohen Prüfspannungen
und Prüfströmen können mit Hilfe
des High Tension Moduls CX 02 4H betriebssicher
konstruiert und betrieben
werden. Dank der hohen Bemessungsspannung
von 2 900/5 000 V, des hohen Bemessungsstroms
von 40 A und der hohen
Stoßspannungsfestigkeit von 15 kV im Ver-
schmutzungsgrad 3 können individuelle
Schnittstellen für die jeweiligen Prüflinge
mit diesem 2-poligen Modul des Baukastensystems
aufgebaut werden.
All-in-one-Steckverbinder für
smarte Industrial Devices
Selbst spezielle Schnittstellen, z. B. für Videosignale,
lassen sich mit einem modularen
Steckverbinder abbilden. Industrial
Control Panels, Anzeigen und Bildschirme
sowie andere Mensch-Maschine-Schnittstellen
(HMI) lassen sich im Handumdrehen
mit der aus dem Personal Computer
Bereich bewährten HDMI-Schnittstelle verbinden.
Das Mixo-HDMI-Modul CX 01 MI
macht genau dies möglich, indem das dazugehörige
Patchkabel für HDMI 1.4 und
2.0 einfach in das Modul eingelegt wird. So
lassen sich nicht nur Videosignale mit
4K Ultra HD 60 Hz sondern auch 18 Gbit/s
Ethernet und ARC direkt mit übertragen. In
Kombination mit weiteren Modulen lässt
sich so der perfekte All-in-One Steckverbinder
für smarte Industrial Devices aufbauen.
Leicht im Handling
Kommt es nach der Konfiguration des modularen
Mixo-Steckverbinders nun zu der
Montage, so zeichnet sich das Ilme-System
durch das leichte Handling aus. Die einzelnen
Module werden einfach wie Bausteine
aneinandergereiht zusammengeschoben
und man erhält einen fixierten Monoblock.
Anschließend wird dieser einfach in den
entsprechenden Halterahmen eingesetzt
und mit den beiliegenden Clips arretiert.
Der so zusammengebaute Kontakteinsatz
kann dann entsprechend konfektioniert
und in das Steckverbindergehäuse eingebaut
werden. Muss später eine Schnittstelle
modifiziert werden, kann der Modulblock
für dieses Retrofit einfach wieder ausgebaut,
gelöst und angepasst werden.
Bilder: Ilme
www.ilme.com
www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 33

KOMPONENTEN UND SOFTWARE
Das passende Gehäuse für jede
Anwendung
Schleifen, bohren, lackieren:
Rose Systemtechnik
bearbeitet alle seine
Standardgehäuse nach
Kundenwunsch. Zum
Service gehört auch die
Bestückung mit den
erforderlichen Elektronikkomponenten.
Der
Gehäusespezialist bearbeitet sowohl
Einzelgehäuse als auch Serien mit hohen
Stückzahlen. In der mechanischen
Bearbeitung werden z. B. mit
CNC-Frästechnik Gravuren an Aluminiumund
Kunststoffgehäusen durchgeführt und
farblich ausgelegt. Durch Laserbearbeitung können die Edelstahlgehäuse
zudem an den Seiten, Deckeln und Böden an die
Applikation angepasst werden. Zum Serviceangebot zählen auch
das Anschweißen von Außenlaschen, das Aufschweißen von
Gewindebolzen und das Einbringen von Gewindebohrungen, das
Gewindeschneiden und die Rückwärtssenkung von Bohrungen.
Als Vorbereitung für besondere Ansprüche sind Oberflächenveredelungen
wie das Glasperlensandstrahlen oder Spachteln
möglich. Für eine EMV-Abschirmung werden die Gehäuseoberflächen
galvanisch vernickelt.
ww.rose-systemtechnik.com
Statusänderungen rundum und weithin
sichtbar
Werma erweitert das Signaltechnik-Angebot um die
LED-Drehspiegelleuchte 883. Sie wartet mit einer aufmerksamkeitsstarken
Signalisierung über große Distanzen auf und strahlt
Licht über einen Bereich von 360 ° aus. Die neue Drehspiegelleuchte
überzeugt durch ein schnörkelloses, funktionales Design
in Verbindung mit
energiesparenden,
und langlebigen
LED-Leuchtmitteln.
Im Vergleich zu den
Vorgängern werden
eine höhere Lichtintensität
und eine
vergrößerte Signalwirkung
erreicht. Durch
den im Innern
rotierenden Spiegel
entsteht der Eindruck eines Blitzes. Modell 883 ist in einem
Gehäuse in Schutzart IP65 untergebracht und daher für Außenbereiche
geeignet. Auch im Umfeld von Maschinen oder weitläufigen
Anlagen ist die Signalwirkung hoch und wird durch die
entstehenden Reflexe an Wänden oder Flächen weiter verstärkt.
Die LED-Drehspiegelleuchte lässt sich auf einem Tor oder am
Winkel montieren. Um Beschädigungen vorzubeugen, kann ein
Drahtschutzkorb angebracht werden.
www.werma.com
Taktil messen so einfach
wie kaum zuvor.
Digital. Mit IO-Link.
Anschlussfertige Verteilerblöcke mit integriertem Trennelement
Die Verteilerblöcke PTFIX mit Push-in-Anschluss von Phoenix Contact werden individuell konfiguriert
und vor Ort beim Anwender nur noch ausgepackt und angeschlossen. Jetzt sind die ersten
Verteilerblöcke mit integrierter Funktion erhältlich. Mit ihnen lassen sich schnell und einfach Signale
auftrennen sowie Sicherungen und Bauelemente
implementieren. Es gibt sie in drei verschiedenen
Varianten: TG stehen für unterschiedliche Trenn-,
Sicherungs- und Bauelementestecker zur Verfügung. Die
Ausführung MT besitzen eine integrierte Messertrennung
sowie die Version MTL eine integrierte
Hebelmessertrennung.
www.phoenixcontact.com
Lichtgitter verhindert ungewollten Wiederanlauf
Messen, Prüfen, Detektieren,
Referenzieren, Überwachen
• Spielfreie Kugelführung
• Grosse Variantenvielfalt
• Gleiche Prozessdaten für alle
Messwege
• Steckbar an der Messstelle
• Rekalibrierbar über IO-Link
www.peterhirt.ch
In der Lichtgitterfamilie PSENopt II von Pilz gibt es jetzt eine Wiederanlaufsperre als Zubehör. Die
PSENopt II lockout verhindert ein unbeabsichtigtes Wiederanlaufen der Maschine, z. B. bei
Wartungsarbeiten in Gefahrenbereichen. Zusätzliche Sicherheitssensoren sind nicht notwendig. Zur
Sperre gehört eine Montagevorrichtung, die seitlich am Lichtgitter befestigt wird. Ebenfalls
inbegriffen ist ein Schwenkarm, der vor das Sichtfeld des Lichtgitters geklappt wird, sobald der
Gefahrenbereich betreten wird. Zusätzliche Sicherheit bietet ein Schloss, das ein erneutes Verstellen
des Schwenkarms ausschließt. Durch die so erzwungene
Unterbrechung des Sichtfelds hat das Lichtgitter kein freies
Sichtfeld mehr, was den Wiederanlauf verhindert. Die Lichtgitter
bieten Finger-, Hand- oder Körperschutz für Anwendungen bis
PL e. In Kombination mit der konfigurierbaren Kleinsteuerung
PNOZmulti 2 ergibt das Lichtgitter mit Sperre eine sichere
Komplettlösung.
www.pilz.com

KOMPONENTEN UND SOFTWARE
Per Kunststoff-Energieketten sauber
geführt
Neu bei Norelem sind Energieführungsketten aus Kunststoff. Da
sich die Kettenglieder einzeln öffnen lassen, ist eine schnelle
Kabelbelegung möglich, auch mit bereits montierten Steckern.
Bei Verlegung mehrerer Leitungen können diese über
Trennstege voneinander separiert werden. Anschlusselemente
zur Befestigung der
Energieketten an der
Anlage sind ebenso
erhältlich wie Zugentlastungen.
Im
Sortiment von
Norelem finden sich
Energieführungsketten
mit Innenhöhen von
12 bis 45 mm,
Innenbreiten bis
200 mm und verschiedenen
Biegeradien. Die Nennlänge von 1 000 mm ist standardmäßig
ab Lager verfügbar. Eine Verlängerung wird durch das
Zusammenstecken einzelner Ketten erreicht. Energie- bzw.
Schleppketten schützen und führen eingelegte Leitungen und
kommen dort zum Einsatz, wo bewegte Maschinenteile mit
Strom, Daten oder Flüssigkeiten versorgt werden müssen, etwa
in CNC-Werkzeugmaschinen, Anlagen in der Verpackungsindustrie,
Baumaschinen, Kranen oder Hochregallagersystemen.
www.norelem.de
Engineering-Daten automatisch
verschlüsselt
Mit einer neuen
Aprol-Funktion
von B+R können
Entwickler ihre
Engineering-
Daten beim Imund
Exportieren
automatisch
verschlüsseln. So
sind Projekte vor
Cyber-Gefahren
geschützt – hohe
Datensicherheit ohne Aufwand. Gerade wenn bei größeren
Projekten Aufgaben auf globale Teams verteilt werden, ist ein
sicherer Austausch von Engineering-Daten unerlässlich. Um das zu
gewährleisten, müssen alle Konfigurationsdaten durch eine
Verschlüsselung geschützt werden. Mit der neuen Aprol-Funktion
„Datensicherheit beim Importieren und Exportieren“ wird dieses
Verschlüsseln einfach ermöglicht. Ist die Anlageninbetriebnahme
abgeschlossen, wird das gesamte Projekt manipulationssicher dem
zuständigen Archivar übergeben. Eine nachträgliche Manipulation
ohne Kenntnis des Passwortes ist unmöglich. Für den Anwender
bedeutet dies neben der hohen Datensicherheit auch eine
erhebliche Zeitersparnis, da ein manuelles Ver- und Entschlüsseln
der Engineering-Daten entfällt.
www.br-automation.com
Neue Features für die
Technologieplattform
Das Unternehmen Schneider Electric hat mit PacDrive 3 eine
Komplettlösung für die Automatisierung komplexer Maschinen
entwickelt. Diese Plattform wurde kürzlich um Einkabelmotoren
und neue Funktionen für Servoantriebe erweitert.
PacDrive 3 bietet Motion-Funktionalität für bis zu
2 600 Servomotoren oder Roboterachsen, vollständig integrierte
Ethernetbasierte
Echtzeitkommunikation
und
einheitliche
Softwareunterstützung
für die
komplette
Maschine. Im
Zuge der letzten
Aktualisierung
wurde das Paket
um neue Lexium SH3 Einkabelmotoren erweitert. Anwender
profitieren von erhöhter Flexibilität beim Anschluss und
reduziertem Verkabelungsaufwand. Parallel sind konstante
Positionsgenauigkeit und Leistungsfähigkeit wie bei vergleichbaren
Motoren mit 2-Leiter-Anschluss gewährleistet. Ebenfalls
neu ist ein zweiter Encodereingang für die Lexium 62 Servoantriebe.
Mithilfe des zusätzlichen Inkrementalgebers ist es nun
möglich, die reale Position der Servoachse für ein direkt an den
Antrieb angeschlossenes Peripheriegerät, wie Drucker oder
Kamera, bereitzustellen.
www.se.com
• stabil, störungsfrei,
sicher, verlustarm
• Unterschiedliche
Kabeltypen
(rund, flach)
sales@wppro.com
wppro.com/serie-660
SERIE 660
NETZWERKKABEL-
VERBINDUNGEN
• Kabellängen
bis zu 50m
• AWG 32 bis 24
• In den Klassen
Cat 5e, 6 und 6A
Mehr zur
Serie 660
INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2020 35

KOMPONENTEN UND SOFTWARE
RJ45-Netzwerkkabel: flexibel und
variantenreich
Stabil, störungsfrei, sicher, schnell und verlustarm sind Vorteile,
die kabelgebundene Netzwerkverbindungen unschlagbar
machen. Der Bedarf an Netzwerkkabeln ist daher weiter ungebrochen.
Mit der Serie 660 erweitert der Spezialist W+P das Sortiment
an vorkonfektionierten Netzwerkkabeln und bietet eine umfangreiche
Auswahl an Ausführungen und Längen, auf Wunsch in
verschiedenen Farben. So können lange Übertragungswege verlustarm
überwunden werden. Auch Kabelverbindungen für große Distanzen bis
zu 50 m deckt der Anbieter ab: Unterschiedliche Kabeltypen (rund, flach)
sind beidseitig mit 8-poligen RJ45 Verbindern versehen, die Kabelführung
erfolgt gerade. Vor Beschädigung schützen PVC-Umspritzungen, welche als
Zugentlastung mit integriertem Rasthebelschutz dienen. Geschirmte Varianten
schützen weitestgehend vor Störquellen. Kabelquerschnitte können im Bereich
AWG 32 bis 24 gewählt werden, bei Bedarf sind auch weitere kundenspezifische Lösungen
auf Anfrage möglich.. Ethernetkabel von W+P unterteilen sich in die Leistungsklassen
Cat 5e, 6 und 6A. Standardmäßig sind die Kontaktflächen mit einer Oberflächenvergoldung
von 1,27 µm versehen. Das Material der Litzen ist aus Reinkupfer, die Spannungsfestigkeit
beträgt 300 V AC. Die Einsatzgebiete reichen von Gebäudeinstallationen und Büros
über die Industrie bis hin in den privaten Bereich. Die Serie 660 ergänzt das vorhandene
Angebot an RJ45-Kabelkonfektionen, zu dem auch die Reihe WA610 als wasserdichte
Alternative zählt. Ein Muster der Serie 660 als Patchkabel ist auf Anfrage lieferbar,
Datenblätter stehen für Interessierte auf der Homepage zum Download bereit.
www.wppro.com
Smarte Sicherheitsmodule für die Kompakt-SPS
Mitsubishi Electric erweitert die Melsec iQ-F
SPS-Serie um zwei Module, die das Engineering
verkürzen, den Verdrahtungsaufwand verringern
und die Inbetriebnahme von Sicherheitssteuerungen
vereinfachen. Die Module FS5-SF-
MU4T5 und FX5-SF-8D14 unterstützen den
Aufbau eines Sicherheitssystems, das nach den
Sicherheitsnormen Kategorie 4, PLe und SIL3
zertifiziert ist. Sie werden direkt über Federklemmen an die
SPS-CPU Melsec FX5U oder FX5UC angeschlossen. Zur
Implementierung eines Sicherheitssteuerungssystems ist keine
separate Programmierung erforderlich. Neun
Safety-Funktionen lassen sich direkt über den
Drehschalter auf der Vorderseite auswählen. Die
Module ermöglichen den Einsatz einer FX5-SPS
sowohl für die Standard- als auch für die Sicherheitssteuerung.
Durch Anschluss eines Hauptsicherheitsmoduls
werden jeweils vier Ein- und
Ausgänge bereitgestellt. Über zwei Erweiterungsmodule
lassen sich bis zu 20 Ein- und vier Ausgänge realisieren.
www.mitsubishielectric.com
E-Greifer-Variante für Kleinteile-Handling
Die elektrisch angetriebenen GEP2000-Greifer hat die Zimmer
Group vor allem für Montageaufgaben und das Handling von
Kleinteilen entwickelt. Vor kurzem wurde diese Serie nun mit der
Umstellung auf –B optimiert und um die Greifer-Variante -03
erweitert. Diese sind jetzt frei positionierbar, das heißt der
Anwender kann den Greifer vorpositionieren. Dadurch lässt sich
der Hub flexibel an das Werkstück anpassen, der Nutzer spart Zeit
im Prozess und vermeidet Störkonturen. Die Greifer besitzen nun
zudem eine Werkstückverlustkontrolle.
Sollte ein Werkstück durch äußere
Einflüsse verloren gehen, erkennt der
Greifer dies und sendet die Information an
die Steuerung. Alle Greifer der Serie
GEP2000 sind mit einer integrierten
Steuerung und einer mechanischen Selbsthemmung
ausgestattet, die den Verlust des
Werkstücks bei Stromausfall verhindert.
www.zimmer-group.de
Hohe Performance von IO-System
Das IO-System Advanced bietet
durch das Gateway zum universellen
Wago IO-System der Serie 750 die
Vorteile und Funktionalitäten dieser
Serie und kombiniert diese mit einer
komfortablen, fehlervermeidenden
Mechanik sowie einer hohen Performance:
Kurze Reaktionszeiten, eine
hohen Synchronität der Signalübertragung
und die Möglichkeit,
schnelle Ethernet-Feldbusse wie Profinet, Ethercat und Ethernet/
IP zu nutzen, zeichnen dieses IO-System aus. Mit dem IO-System
Advanced führt Wago auch den Controller PFC200 in passender
Bauform neu ein, der auf der PFC-Technologie fußt. Der
Controller bildet durch das Linux-Betriebssystem und die Docker-
Virtualisierung die Brücke zu vielfältigen IT- und dank
IEC-61131-Laufzeitsystem auch zu OT-Technologien.
www.wago.com
36 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

Bildverarbeitung, optische Messtechnik und Inspektion
www.industrielle-automation.net
Thermografie – was
heute möglich ist
Warum das
Aufrüsten auf
5G wichtig ist
Ampullen, Dosen &
Co. rundum im Blick
Kameras, Objektive,
Beleuchtungen...
Impfstoff-Glasfläschchen
Automatisches Prüfsystem mit GigE-Industriekameras
sichert Qualität und Abfüllprozess

IM FOKUS
Infratec fördert soziale Projekte
Während der Corona-Pandemie gehörte Infratec zu den Unternehmen,
deren Produkte weltweit nachgefragt wurden. Als
Lieferant von Komponenten, die Medizingerätehersteller dringend
benötigten, konnte das Dresdner Unternehmen nahezu
ohne coronabedingte Einschränkungen durcharbeiten. Somit
blickt die Firma Infratec auf ein insgesamt erfolgreiches Geschäftsjahr
zurück. Auch in diesem Jahr möchte Infratec soziale
Projekte in Dresden unterstützen und fördern. Das Unternehmen
hofft, damit einen gemeinnützigen
Beitrag zum Wohle der
Gesellschaft zu leisten und einen
Teil „ihres Glückes“ mit anderen
teilen zu können.
www.infratec.de
Zeiss gewinnt Fraunhofer
Reinheitstechnik-Preis
Die Jury des Fraunhofer
IPA prämierte
die One-Scan-Technologie
von Zeiss.
Die neue Lösung für
die lichtmikroskopische
Analyse der
Technischen Sauberkeit
gewann den ersten
Preis und ist laut
Werner Renz, Global
Product Manager der
Carl Zeiss Industrial Microscopy Solutions, ein echter „Workflow-Turbo“.
Ohne eine reine Fertigungsumgebung wäre die
Herstellung von Mikrochips, Implantaten oder auch Mikround
Nanoprodukten undenkbar. Die Reinheitstechnische
Produktion ist heute deshalb eine Schlüsseltechnologie.
www.zeiss.de
Mehr Förderung für angehende Hidden Champions
Die Bildverarbeitungsbranche ist quicklebendig, agil und vor allem sehr innovationsfreudig. Allerdings auch
eher bescheiden und unauffällig. Wie ihre Applikationen: Ein Leuchten oder ein Blitzen sind meist der einzige
Hinweis darauf, dass dort Produkte eines Hidden Champions am Werk sind. Nicht vergleichbar mit dem
Wumms einer 1000 t-Presse im Maschinenbau. Der ist eben viel eindrucksvoller. Dabei verhelfen die Hidden
Champions der Bildverarbeitung dem Maschinenbau häufig erst so richtig zum Erfolg! Und Bildverarbeitungstechnologie
bildet weltweit einen wichtigen Zuliefermarkt für universell einsetzbare Produkte.
Ohne sie würden viele Maschinen gar nicht mehr funktionieren. Also sich auf diesem Erfolg
ausruhen? Nein, das ist nicht die Masche der fast durchgehend kleinen und kleinen mittelständischen
Unternehmen der Bildverarbeitung. Auf dem wissensintensiven und entwicklungsgetriebenen
Tätigkeitsgebiet arbeiten vor allem hochqualifizierte Fachleute, leidenschaftliche
Ingenieure und begeisterte Enthusiasten, deren Innovationsfreude beachtlich ist.
Stillstand ist nicht ihre Sache.
Ein Selbstläufer, könnte man meinen, wenn man die seit Jahrzehnten generierten Umsatzwachstumsraten
betrachtet. Doch die Hidden Champions könnten noch mehr geniale Ideen
generieren. Denn ihre Leistungen erbringen sie meist mit viel Idealismus und Aufopferung.
Denn all dies wird zum allergrößten Teil privat finanziert. Bei meist kleiner Unternehmensgröße
ist das zur Verfügung stehende Finanzvolumen dementsprechend gering.
Dabei wäre eine kleingliedrige Förderung hier mehr als sinnvoll. Ganz in diesem Sinne forderte
im Februar auch der stellvertretende VDMA-Hauptgeschäftsführer Hartmut Rauen „mehr Investitionen
in themenoffene und breitenwirksame Förderinstrumente“. Und weiter „Wir müssen die
besten Köpfe aus Industrie und Wissenschaft auch über geförderte Einzelprojekte hinaus zusammenbringen
und Synergien für unser Wertschöpfungsnetzwerk heben. Ansonsten profitieren
von der Förderung immer nur zu wenige“. Genau richtig: Die Bildverarbeitung mit ihren vielen
Synergiemöglichkeiten als wichtigen Punkt im Wertschöpfungsnetzwerk des Maschinenbaus
und der Automatisierung verstehen. Und weniger große Leuchtturmförderung betreiben,
sondern mehr in der Breite.
Übrigens will eine Mehrheit der BV -Unternehmen laut VDMA-Umfragen ihre Investitionen
in Forschung und Entwicklung in diesem Jahr auf ähnlichem oder höherem Niveau
wie 2020 laufen lassen. Gute Zeichen also, ob ohne oder hoffentlich mit künftig mehr
Förderung.
Ihr Ingmar Jahr
Dipl.-Ing. Ingmar Jahr,
Manager Schulung & Support, & Co. KG
bei der evotron GmbH & Co. KG in Suhl
38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

Visuelle
Intelligenz
Corona-Impfstoffe sind eine empfindliche
Ware. Wenn sie an die Impfzentren weltweit
verschickt werden, müssen sie gut und
sicher abgefüllt und verpackt sein. Erforderlich
ist dafür Spezialglas, das besonders rein ist
und nicht mit der Flüssigkeit reagiert. Die
Anforderungen an Hersteller dieser Glasfläschchen sind daher enorm. Für die
aufwändigen Prüfprozesse kommen Hochleistungskameras zum Einsatz, die
zum einen rotationssymmetrische Objekte detektieren können und zum
anderen jeden noch so kleinen Kratzer oder Sprung entdecken. Auf den folgenden
Seiten berichten wir über Systemlösungen, die solch anspruchsvolle Aufgaben
meistern und uns deshalb zuversichtlich in die Zukunft blicken lassen. Denn der
Bedarf an Impfstoff-Fläschchen wird in den nächsten Jahren um ein Vielfaches
ansteigen und damit die Nachfrage nach hochleistungsfähigen Prüfsystemen.
Ihre Nicole Steinicke
Basler – starke Jahresbilanz und positiver Ausblick
Die Basler AG hat Ende März 2021 den Jahresabschluss für das zurückliegende Geschäftsjahr
vorgelegt. In einem pandemiebedingt rückläufigen Marktumfeld konnte
der Konzernumsatz in 2020 auf 170,5 Mio. Euro (Vorjahr: 162,0 Mio. Euro) gesteigert
werden. Der gute Auftragsbestand stimmen das Management trotz anhaltender Unsicherheiten
weiterhin optimistisch. Dazu tragen auch Wachstumssignale in den Bereichen
Logistik, Halbleiter und Elektronik sowie aus China bei. Der Basler Konzern
plant im Geschäftsjahr 2021 einen Umsatz zwischen 190 Mio. und 210 Mio. Euro zu
erreichen. Weiterhin wird mit einer impfbedingten Besserung des Pandemie-Geschehens
in der zweiten Jahreshälfte gerechnet. Darüber hinaus wird angenommen, dass
es zu keinen Versorgungsengpässen für Elektronikkomponenten kommt. Diese Prognose
steht im Einklang mit dem mittelfristigen Ziel, bis Ende 2023 einen Umsatz von
250 Mio. Euro bei einer EBT-Marge von im Mittel 12 % zu erzielen.
www.baslerweb.com
Matrox AltiZ
Dual-3D Kamera
Laser Profilsensor
Der neue Matrox AltiZ 3D Profilsensor
liefert hochgenaue, abschattungsfreie
3D Messdaten und bietet ein
umfassendes Software Environment.
Keine Abschattungen
Zwei Kameras vermeiden den
toten Winkel im Objekt und liefern
stabile und dichte 3D Punktwolken
ohne Hinterschneidungen.
Höchste Präzision
Patentierte Algorithmen extrahieren
aus beiden Kamerabildern exakte
3D Daten.
Punktwolken mehrerer AltiZ Sensoren
lassen sich einfach und komfortabel
registrieren.
Die robuste IP67 Mechanik wird unter
engsten Toleranzen gefertigt und ist
präzisions-kalibriert.
Einfache Software
Der interaktive Matrox Design Assistant
erlaubt automatisierte Messungen in den
3D Daten – ohne Programmierung.
Mit dem GenICam GenDC Protokoll
kann Matrox AltiZ auch in 3rd party
Software integriert werden.
RAUSCHER
Telefon 0 8142/4 48 41-0 · Fax 0 8142/4 48 41-90
eMail info @ rauscher.de · www.rauscher.de

Thermografie – was heute möglich ist
Wie Sie mit Wärmebildkameras Prozesse optimieren und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen
Maschinen und Anlagen sind häufig einer
hohen Belastung ausgesetzt, rund
um die Uhr im Einsatz und müssen nicht
selten einer rauen Industrieumgebung
standhalten. Umso wichtiger ist es daher,
sie kontinuierlich zu überwachen, um so
Maschinenausfällen frühzeitig vorzubeugen.
Eine Möglichkeit sind Wärmebildkameras.
Sie schützen nicht nur Sachwerte
und Menschen, sondern auch geschäftskrimenschliche
Auge unsichtbare Infrarotbzw.
Wärmestrahlung auf und wandelt diese
in sichtbare Wärmebilder um. Eine qualifizierte
Auswertung dieser Wärmebilder liefert
dann die gewünschte Information, z. B. über
Schwachstellen in einer Anlage. Radiometrische
Wärmebildkameras geben für jeden
Bildpixel einen Temperaturwert aus und visualisieren
Temperaturunterschiede des
beobachteten Bereichs klar und verständlich.
Wird eine Temperaturschwelle überschritten,
sendet eine Wärmebild-Automatisierungskamera
einen Alarm oder löst – bei
Integration in andere Steuerungsprozesse –
eine Aktion aus, um die Lage zu entschärfen.
Automatisierungskameras
als Systemintegration
Thermografie ist in vielen
Anwendungen unverzichtbar
geworden. Mit ihr lassen sich nicht
nur die Funktion und der Zustand
elektrischer und mechanischer
Anlagen sicher überwachen. Auch
Schwachstellen können frühzeitig
und zerstörungsfrei detektiert und
behoben werden. Wir stellen Ihnen
einige Anwendungsbereiche der
Thermografie vor und zeigen Ihnen,
wie sie sich in automatisierte
Prozesse integrieren lassen.
tische Ausrüstung. Wartungsteams an Fertigungsstandorten
müssen Daten sammeln,
um den Anlagenzustand durchgängig zu
überwachen und auf diese Weise Ausfälle
vorhersehen zu können. Für Produktionsleiter
ist es wichtig, Prozessanomalien festzustellen,
die zu Produkt- oder Verpackungsmängeln
führen, bevor Produkte die
Fertigungsstraße verlassen. Sicherheitsbeauftragte
müssen übermäßige Wärmeentwicklung
bei Brenn- und Gefahrstoffen und
Elektrokomponenten erkennen können,
bevor sich Materialien entzünden und ein
Brand entsteht. Verantwortliche, die für Zustandsüberwachung,
Prozesssteuerung und
Brandschutz Wärmebildkameras einsetzen,
sorgen für maximale Verfügbarkeit und
wehren katastrophale Ereignisse ab.
Gute Gründe für
Wärmebildtechnik
Da Temperaturveränderungen ein Frühindikator
für Zustandsverschlechterung sowie
für uneinheitliche Temperaturverteilung
bei Produkten und Hotspot-Bereichen
sein kann, sind Wärmebild-Automatisierungskameras
die Technik der Wahl. Sie arbeiten
mittels Thermografie, einer bildgebenden,
objektiven Messmethode, um
Oberflächentemperaturen berührungslos
zu ermitteln. Die Kamera nimmt die für das
Der Thermografie-Spezialist Flir bietet ein
Spektrum radiometrischer Wärmebildkameras
als äußerst effiziente Automatisierungslösungen
an. Wir stellen Ihnen drei
Einsatzgebiete vor, in denen Automatisierungskameras
in kritischen Industrieanlagen
entscheidende Daten liefern.
Im ersten Fall geht es um die Zustandsüberwachung
in Stahlwerken. Wenige Anlagenausfälle
bringen so große Gefahren
und Schäden mit sich wie Pfannendurchbrüche
in Stahlwerken. Bricht ein Pfannenoder
Torpedowagen, treten hunderte Tonnen
geschmolzenen, 1 400 °C heißen Eisens
in die Werkshalle aus. Da sich Hotspots bei
dieser Art von Anlagen in weniger als einer
Minute entwickeln können, stellt das Technikserviceunternehmen
ANT Automation
seinen Kunden in der Stahlproduktion die
Continuous Infrared Analysis-Plattform
(CIRA) für die durchgängige Infrarotanalyse
bereit. Herzstück der CIRA-Lösung ist die
verlässliche Wärmebildtechnik einer Automatisierungskamera
von Flir. Sie überwacht
die gesamte Pfannen- und Torpedooberfläche,
stellt die Temperaturverlaufsdaten zur
Unterscheidung von typischen Spritzern
und echten Hotspots bereit und sendet
Alarme an die Mitarbeiter, wenn ein echter
Hotspot erkannt wird. Die ANT Automation-
Kunden profitieren von besser geschützten
Anlagen, günstigeren Versicherungsprämien
und mehr Sicherheit.
KI-basierte Prozesssteuerung
in der Papierherstellung
Der zweite Fall zeigt die Möglichkeiten in
der Papierindustrie. Ein zentraler Schritt in
der Papierherstellung ist das Kalandrieren,
40 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

01 Eine KI-basierte Überwachungslösung
hilft, Ablagerungen auf Kalanderwalzen und
Schäden am Papierverarbeitungssystem zu
vermeiden
bei dem die Papierbahnen zum Glätten
harte Druckwalzen durchlaufen. Zwischen
den Walzen kann sich jedoch ein Überschuss
an Feuchtigkeit entwickeln, sodass
der Walzenbezug Schaden nimmt und die
Anlage ausfällt. Bei einem Papierhersteller
in Nordamerika kam es jedes Jahr im
Schnitt zu 30 Vorfällen durch Feuchtigkeit,
die jeweils einen Verlust von 100 000 USD
verursachten. Um Abhilfe zu schaffen,
wandte sich der Hersteller an Eigen, einen
Anbieter KI-basierter Bildgebungslösungen.
Eigen stellte eine Plattform mit Flir-
Automatisierungskameras, ein Edge-Computing-Gerät
und Analysesoftware bereit.
Die Flir-Kameras überwachen die Papierbahnen
lückenlos, bevor sie in den Kalander
eintreten, und lösen bei Erkennung kalter
Streifen einen Entladealarm aus, damit
der Walzensatz für die Reinigung der Walzenbezüge
geöffnet wird. Schätzungen von
Eigen zufolge wird die Automatisierungslösung
300 Entladevorgänge auslösen und zu
Einsparungen von 1,2 Mio. USD beitragen.
02 Die intelligenten Sensorkameras
der A400/A700-Reihe eignen sich als
Automatisierungslösung in komplexen
Überwachungsanwendungen
Einsatz in der Abfallverwertung
Das dritte Beispiel beschäftigt sich mit dem
Bereich der Abfallaufbereitung. Ecologica
Tredi mit Sitz im norditalienischen Legnago
betreibt eine 11 000 m² große Verwertungsund
Aufbereitungsanlage für Sonder-, Gefahren-
und Nichtgefahrenabfälle. Sollte
sich Material entzünden und einen Anlagenbrand
verursachen, würden dabei nicht
nur Schadstoffe in die Umwelt freigesetzt,
sondern auch die Anlage beschädigt. Um
den Arbeitsschutz zu verbessern und die
geltenden Vorschriften zu erfüllen, ging
Ecologica Tredi eine Partnerschaft mit
Thermostick Elettrotecnica ein, ein auf moderne
Brandmeldesysteme spezialisiertes
Unternehmen. Thermostick Elettrotecnica
stellte ein umfassendes Überwachungs-,
Kontroll- und Alarmsystem auf Basis von
Flir-Automatisierungskameras bereit. Die
Kameras überwachen die Arbeits- und Lagerbereiche
und können bei definierten
Alarmereignissen Sprinkler oder Schaumkanonen
aktivieren. Daneben stellte Thermostick
Elettrotecnica eine Flir AX8-Kamera
bereit, die das aus dem Schredder laufende
Material auf dem Förderband überwacht.
Werden abnormal hohe Temperaturen erkannt,
hält das Band an. Nach dem Anlagen-Audit
erklärte das Innenministerium
Ecologica Tredi zu einer der Einrichtungen
mit dem besten Brandschutz.
Dies sind nur einige Beispiele, die zeigen,
wie sich Automatisierungslösungen wie die
Flir A400/A700-Smart-Sensor-Wärmebildkameras
nutzen lassen, um ungeplante
Ausfälle, Fertigungsstraßenstillstand, Brände
und andere „Überraschungen“ zu verhindern,
die erhebliche Störungen und finanzielle
Verluste nach sich ziehen.
Eine Kamera mit Intelligenz
Das besondere der Flir A400/A700 sind
Funktionen, die der Kamera Intelligenz verleihen.
Somit umfasst die Sensorkonfiguration
gleich mehrere Messwerkzeuge und Alarme
und bietet gleichzeitig die Möglichkeit
zur sofortigen Berechnung, wobei die Analyse
noch in der Kamera durchgeführt wird,
damit unmittelbar Ergebnisse vorliegen.
Dank der großen Auswahl an Objektiven,
motorgetriebener Fokus-Steuerung und
Konnektivität bieten die Kameras der A400/
A500/A700-Reihe eine beispiellose Leistung
und Flexibilität. Durch die einfache Konfiguration
kann dieses Überwachungssystem genau
auf die jeweiligen Qualitäts-, Produktivitäts-,
Wartungs- und Sicherheitsanforderungen
der Anwendung angepasst werden.
Bilder: Aufmacher warut – stock.adobe.com, sonstige Flir
www.flir.de/automation
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01
Nahtlos alles im Blick
Einfache Abbildung rotationssymmetrischer Objekte
In der Pharma-, Lebensmittel-
und Getränkeindustrie müssen
Produkte genau kontrolliert
werden, um den hohen
Anforderungen zu entsprechen.
Für die Überprüfung rotationssymmetrischer
Objekte entwickelte
ISW eine neue Lösung. Mit dabei:
vier Industriekameras, deren
gleichzeitig aufgenommene Bilder
ein Produkt komplett abbilden.
Nicole Marofsky, Marketing Communication,
Baumer Optronic GmbH, Radeberg
Rotationssymmetrische Objekte – hinter
dieser, zugegeben etwas sperrigen, Bezeichnung
verbergen sich viele Produkte
des täglichen Lebens. Zum Beispiel Sprühdosen,
Ampullen oder Konserven – also
Objekte, die komplett abbildbar sind, wenn
man sie um die eigene Achse dreht. Man
findet sie in Zylinderform häufig im Pharmabereich
und in der Verpackungsindustrie
für Lebensmittel und Getränke. Sensible
Branchen, bei denen es wichtig ist, die zum
Teil gesetzlich vorgeschriebenen qualitätsund
sicherheitsrelevanten Themen genau
zu kontrollieren, um mögliche Beschädigungen
von Verschraubungen, Verformungen
der Verpackung, fehlende Sprühdüsen
oder fehlende Etiketten oder auch falsche
Inhalte sicher zu erkennen.
Neue Lösung für altes Problem
Derzeitige Ansätze zur Kontrolle rotationssymmetrischer
Produkte konzentrieren
sich darauf, dass diese auf einer definierten
Strecke mit konstanter Geschwindigkeit
und exakter Belichtungszeit vor einer Kamera
einmal komplett um die eigene Achse
01 Die zu kontrollierenden Produkte werden
durch ein Transportband in die Prüfbox
eingefahren; ein integriertes Band übernimmt
die Produkte und transportiert sie durch den
Prüfprozess
gedreht werden. Die Aufnahme wird dann
abgewickelt und per Bildverarbeitung geprüft.
„Oft sind die Nahtbereiche zwischen
den einzelnen Bildern jedoch unsauber, so
dass teilweise nur Serienfehler, also Fehler
über mehrere Produkte, in einem Strom erkannt
werden können“, erläutert Stefan
Tukac, Prokurist bei ISW, die Nachteile bisheriger
Prüfanlagen. Das muss besser gehen,
dachten sich die Ingenieure bei ISW:
eine 100 % Kontrolle, die auch einmalig auftretende
Produktfehler sicher detektiert
und gleichzeitig im Produktionstakt bleibt.
Ein halbes Jahr später war die neue Prüfanlage
unter dem Namen „4ninety“ fertig. Der
Name ist dabei Programm: Das System
deckt mit vier Baumer Kameras jeweils 90 °
des Umfangs eines runden Körpers ab. „Genau
also die 360 °, die auch eine Abwicklung
beinhaltet“, erläutert Tukac. Die vier Einzelbilder
werden softwareseitig ohne Überlap-
42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

pung zu einem Gesamtbild zusammengesetzt
und ausgewertet.
Breites Prüfspektrum
Der Ansatz von ISW ist einfach und mit geringem
Aufwand in bestehende Produktionsprozesse
integrierbar. Die Prüfzelle
kann über jedem beliebigen Förderband
platziert werden. Mithilfe verschiedener
Achsen sind Kameras und Beleuchtung an
verschiedene Transportbänder und Produkte
innerhalb kürzester Zeit angepasst.
Einmal platziert, korrekt ausgerichtet und
softwareseitig eingerichtet, übernimmt die
Anlage vielfältige Prüfaufgaben. Kontrolliert
werden können die Formen von Produkten,
z. B. auf Unversehrtheit, Maßeinhaltung
oder Deckelplatzierung. Aber auch
die Anwesenheit und Lage von Merkmalen
wie die korrekte Platzierung von Etiketten
bis hin zur Prüfung von aufgebrachten 1Dund
2D-Codes oder von Texten (OCR/OCV)
sind möglich. „Unsere Standard-Bibliothek
besteht aus mehreren tausend Schriftarten.
So können wir Klarschriften von Kunden
unseren Standardschriften wie „Document“,
„Universal“ oder „Pharma“ für eine
sichere Lesbarkeit zuordnen“, erläutert Tukac
das Vorgehen bei OCR. Die Lage und Position
von Merkmalen werden in Weltkoordinaten
gemessen, so dass durch die einfache
Definition fester Schwellwerte fehlerhafte
Produkte anhand der gemessenen Abweichungen
in Millimeter oder Grad aussortiert
werden können. Bei der Etikettenerkennung
setzt das Unternehmen ISW auf
einen Graustufen- und Kontur-Algorithmus,
der aufgenommene Etiketten mit einem
Master vergleicht. Bei Unterschieden
wird das Produkt ausgeworfen.
Herzstück Bilderverarbeitung
Das Herzstück der Prüfanlage liegt in der
softwareseitigen, eigens entwickelten Bildverarbeitung.
Grundlage ist dabei die Aufnahme
von Bildern mit
sehr guter Bildqualität.
Anzeige
MILLISEKUNDEN
zum Ergebnis
VIS-VISION für die QS
www.optometron.de
„Wir setzen dafür auf
Baumer Kameras der CX-
Serie, mit denen wir sehr
gute Erfahrung hinsichtlich
hoher Zuverlässigkeit
und guter Kompatibilität
zu unseren Software-
Routinen haben“, erläutert Tukac. Zum
Einsatz kommen vier 5 Megapixel CX.I-
Kameras mit Sony Pregius IMX264 Sensor.
Polarisationsfilter unterdrücken die Reflektionen
auf den Produkten durch die Beleuchtung.
Mit dem vom Baumer patentierten
modularen Tube-System werden Kamera
und Objektiv zusätzlich durch eine variable
Anzahl an Zwischenringen zum Beispiel
gegen Staub geschützt. Gleichzeitig wird
damit die Schutzart IP 65/ IP 67 erreicht.
Kombiniert mit der hartanodisierten Oberfläche
sind die Kameras so gegenüber den
in Lebensmittelumgebungen oft notwendigen
Reinigungen perfekt gerüstet. „Neben
standardkonformer GigE Vision
Schnittstelle sind die Kameras zudem
lichtstark, liefern rauscharme Bilder und
überzeugten uns mit schneller, zuverlässiger
Bildübertragung“, ergänzt Tukac. Mit
ihrer hohen Bildqualität unterstützen die
Kameras ideal bei der Detektion kleiner
Abweichungen und der korrekten Nahtbildung
zwischen den Einzelbilden. Knowhow
steckt dabei auch in der Rechenleistung,
die immer ein rares Gut ist, wie Tukac
weiß: „Das Zurückrechnen der vier einzelnen
Bilder mit je 5 Megapixel Auflösung in
eine Ebene und die Berechnung der Nahtstellen
ist sehr prozessorlastig“. ISW löste
dies mit einem leistungsstarken Rechner,
Multithreading, einer sehr guten Grafikkarte
zur Ausla gerung rechenintensiver
Operationen
und einer cleveren
Programmierung. Sollen
Produkte mit mehreren
Etiketten geprüft werden,
die starke Hell- und Dunkelkontraste
aufweisen,
kann das System auch mit
vier LXG-Modellen mit einer Auflösung
von 4 Megapixel und HDR-Funktion betrieben
werden.
System mit Zukunft
„Seit 2019 bieten wir unser System am
Markt an. Unsere bisherigen Kunden aus
dem Pharmabereich und der Verpackungsindustrie
für Lebensmittel, wie Süßwaren,
sind durchweg zufrieden“, freut sich Tukac.
Das Potenzial ist aufgrund der breiten Anwendbarkeit
jedoch noch viel größer. Denn:
nicht nur zylindrische Objekte – auch andere
geometrische Formen, zum Beispiel
sechseckige Verpackungen – sind mit 4ninety
überprüfbar. „Eine Anpassung in der
Software reicht hier aus, damit wir mögliche
Abbildungsfehler aufgrund der Objektgeometrie
ausgleichen können“, gibt Tukac einen
Ausblick.
Bilder: Aufmacher Protosom – stock.adobe.com,
Aufmacher-Einklinker Baumer, sonstige ISW
www.baumer.com
www.isw-gmbh.biz
02 Vier 5 Megapixel Kameras nehmen je ein 90 ° Segment des zu
prüfenden Produktes auf; die Bilder werden anschließend
softwareseitig zur einer Aufnahme zusammengesetzt
02
03 Zusammengesetzte abgewickelte 360 ° Aufnahme zur
Code-Kontrolle eines rotationssymmetrischen Produktes
03
www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 43

Turbo für die
Datenübertragung
Warum das Aufrüsten auf 5G immer wichtiger wird – ein Spezialist gibt Aufschluss
Der Schnittstellen-Standard GigE-Vision hat die Leistungsfähigkeit
von Industriekameras noch einmal deutlich erhöht. Seit der
Initiierung dieses Standards und den ersten GigE-Kameras bietet
der Bildverarbeitungsmarkt mittlerweile 5-GigE-, 10-GigE- und
sogar 25-GigE-Kameras. Doch was steckt technisch dahinter und
was bedeutet das für die Praxis?
Neue Sensor-Generationen liefern extrem
hochauflösende Bilder mit hohen Bildraten,
und in Verbindung mit der rasanten
Entwicklung von Kameraschnittstellen stehen
Systemintegratoren und Anwender vor
einer Unmenge an Möglichkeiten und Konfigurationen.
Wo liegen die Grenzen meiner
bestehenden Konfiguration? Muss ich meine
Kamera, mein Netzwerk oder beides aufrüsten?
Wie stelle ich sicher, dass alle Komponenten
reibungslos zusammenarbeiten?
Klaus Mählert, Portfoliomanager für Kameras
und Bilderfassung bei Stemmer Imaging
gibt eine Orientierungshilfe und Antworten
auf die wichtigsten Fragen rund um GigE-
Kameras.
Das Interview führte Dipl.-Ing. (FH) Nicole
Steinicke, Ltd. Chefredakteurin, INDUSTRIELLE
AUTOMATION
Herr Mählert, der Interface-Standard
Gigabit-Ethernet, kurz GigE, hat sich in
den letzten Jahren in Anwendungen der
industriellen Bildverarbeitung etabliert.
Warum brauchen wir GigE und was ist
das Besondere daran?
Im Jahr 2006, als die Nachfrage nach
höheren Bildraten und schnellerer
Datenübertragung immer weiter gestiegen
ist, wurde der GigE-Vision-Standard von
einem Komitee aus zwölf Unternehmen
initiiert. Dieser ermöglicht die Erfassung
von hochauflösenden Bildern und deren
Übertragung über bestehende Ethernet-
Netzwerkkabel mit einer Länge von bis zu
90 m. Er hat sich weitgehend durchgesetzt
und ermöglicht den Anschluss mehrerer
Kameras an einen einzigen PC. Das Tolle
daran ist, dass aufgrund der Powerover-Ethernet-Technologie
ein einziges
Kabel für die Stromversorgung, Konfiguration
und Steuerung der Kamera verwendet
werden kann.
Obwohl in der Zwischenzeit neue Schnittstellen
etabliert wurden, haben sich
Kameras mit GigE-Vision-Schnittstelle
über viele Jahre hinweg behauptet, vor
allem aufgrund der flexiblen Netzwerktopologien
und Kabellängen. Seit 2011
unterstützt die heute aktuelle Version 2.0
die Ethernet NBase-T-Technologie mit
5, 10 und 25 Gbit/s sowie zusätzliche
Funk tionen wie die Synchronisation mit
PTP (IEEE1588) und Bildkompression.
Reichen die Möglichkeiten des Gigabit-
Tempos nicht mehr aus, kommt der
Standard NBase-T ins Spiel. In welchem
Leistungskorridor bewegen wir uns damit
und was hat zu den neuen Entwicklungen
von Kameras mit GigE-Schnittstelle auf
Basis der NBase-T-Technologie geführt?
1 GigE bietet eine maximale Übertragungsrate
von 115 MB/s, was für die älteren
CMOS- und CCD-Sensoren vollkommen
ausreichend war. Die neuesten CMOS-
Sensoren von ON Semiconductor und
Sony bieten hingegen unglaublich hohe
Auflösungen und sind außerdem sehr
schnell. Immer mehr Anwendungen
erfordern Bilddaten mit einer Bit-Tiefe
von 10 Bit oder mehr und in Farbe, was
die Datenmenge verdreifacht.
Daher werden die Datenraten auf bis
zu 595, 1 100 MB/s und sogar darüber
hinaus gesteigert. Parallel dazu hat
dank der rasant weiterentwickelten
44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

Die Kombination der 5GigE-Technologie
und dem Betriebssystem TurboDrive erzielt
eine ähnliche Leistung wie 10 GigE
Netzwerktechnologie NBase-T Einzug in
den Bildverarbeitungsmarkt gehalten.
Inzwischen sind Kameras mit 5, 10 oder
sogar 25 GigE verfügbar. In den gängigen
Bildverarbeitungsanwendungen mit
erhöhten Anforderungen setzen wir von
Stemmer Imaging auf die Vision-Schnittstelle
Genie Nano-5GigE von Teledyne
Dalsa, einem der führenden Anbieter in
der Bildverarbeitungsindustrie.
Hier würde ich gerne einmal nachhaken.
Warum setzen Sie ausgerechnet auf die
Genie Nano-5GigE von Teledyne Dalsa?
Die Genie Nano-5GigE hat den großen
Vorteil, dass sie in Kombination mit der
TurboDrive-Technologie von Teledyne
Dalsa Übertragungsraten ermöglicht, die
sich den Datenraten von 10-GigE-Kameras
deutlich nähern. 10-GigE-Kameras werden
allerdings etwas heißer und sind größer.
Daher ermöglicht die Kombination eine
ähnliche Leistung wie 10 GigE bei bis zu
90 m Kabellänge. Beispielsweise verfügt
die Genie Nano-5G 8100 über einem
ONSemiconductor XGS-Sensor mit einer
Auflösung von 45 MP und bietet eine
Bildfrequenz von bis zu 19,3 Bildern/s,
ohne dass die bestehende Ethernet-
Infrastruktur aufgerüstet werden muss.
Sie haben die Betriebsart „TurboDrive“
erwähnt. Können Sie erklären, welche
Möglichkeit sich durch ihren Einsatz
ergibt?
TurboDrive ist eine Betriebsart mit der
die Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeitsgrenze
von typischerweise 595 MB/s
auf bis zu 985 MB/s angehoben werden
kann. Es ermöglicht einer GigE-Vision-
Kamera, Pixel-Informationen mit
einer Rate von mehr als 150 % der
GigE-Bandbreite zu senden und die
Zeilen- und Bildraten über die nominale
Link-Kapazität hinaus zu beschleunigen.
Dennoch lassen sich alle Vorteile von
GigE-Netzwerken, wie Komponenten
und Protokolle für den Massenmarkt
und die Ethernet-Technologie, für
eine schnelle und kostengünstige
Kommunikation nutzen.
Darüber hinaus unterstützt
Stemmer Imaging
die Betriebsart auch
innerhalb der CVB
CameraSuite, die
kostenlos im Lieferumfang
aller bei
uns beziehbaren
GigE-Vision- und
USB3-Vision-kompatiblen
Kameras enthalten ist.
CameraSuite ermöglicht die interaktive
Parametrierung und Konfiguration der
Kameras mit den GenI Cam-Funktionen
„Neue GigE-Vision-Kameras werden den Anforderungen
an die Bilderfassung mit immer höheren Auflösungen
und Bildraten gerecht
in Kombination mit einer schnellen und
zuverlässigen Bildaufnahme.
Abschließend eine letzte Frage, Herr
Mählert: Welchen Mehrwert bietet ihr
Unternehmen im Zusammenhang mit
5-GigE-Kameras?
Die Entwicklung von Sensor-, Kameraund
Netzwerk-Technologien
zeigt, dass der Einsatz
kompatibler Technologien
klare Vorteile
bietet. Wir bei
Klaus Mählert ist
Portfoliomanager für
Kameras und Bilderfassung
bei Stemmer Imaging
in Puchheim
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VIS-VISION für die QS
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Stemmer Imaging stellen sicher, dass alle
Kameras umfassend getestet werden, um
eine optimale Sensorleistung
zu gewährleisten.
Außerdem
prüfen wir, ob die
Netzwerkkarten
zuverlässig funktionieren
und mit der
erforderlichen
Geschwindigkeit
und Infrastruktur kompatibel sind.
Kurz gesagt, wir sorgen dafür, dass die
Anwender stets die richtige Kamera und
die richtige Konfiguration für ihre Aufgabe
erhalten. Und wir testen alles vollständig,
um sicherzustellen, dass alle Komponenten
reibungslos und fehlerfrei zusammenarbeiten.
Beispielsweise können wir ein
Inspektionsnetzwerk mit mehreren
Kameras, die alle von einer einzelnen
Workstation angesteuert werden,
einrichten. Alternativ lassen sich auch
mehrere Workstations konfigurieren, die
alle in der Lage sind, jede Kamera im
Netzwerk zu überwachen.
Bilder: Stemmer Imaging,
Schmuckbild: coffeekai – stock.adobe.com/
www.stemmer-imaging.com

Höchste Qualitätsanforderungen
Automatisches Prüfsystem mit GigE-Industriekameras sichert
eines der aktuell wichtigsten Produkte der Welt: Impfstoff-Glasflaschen
Um die Covid-19-Pandemie zu
bekämpfen, wird rund um den
Globus angestrebt, die Bevölkerung
möglichst schnell mit Impfstoff zu
versorgen. Ein entscheidender
Faktor für die Lieferung der
Impfstoffdosen sind Glasfläschchen.
Daher fahren die Produzenten der
Fläschchen nun ihre Produktion
massiv hoch, um nicht zum
sprichwörtlichen Flaschenhals der
Lieferkette zu werden.
Silke von Gemmingen, Unternehmenskommunikation/PR,
IDS Imaging Development Systems
GmbH, Obersulm
Impfstoff-Fläschchen in medizinischer
Qualität sind jedoch keine Standard-Glasröhren.
Ob Rollrandflaschen, Gewindeflaschen
oder Ampullen, sie alle werden aus
dem Spezialglas Borosilikat gefertigt und
erfordern maßgeschneiderte Produktionslinien.
Jede Wechselwirkung zwischen dem
Behälter und der darin befindlichen Flüssigkeit
muss verhindert werden, da jede
chemische Interferenz den Impfstoff beeinträchtigen
könnte. Jeder noch so kleine
Kratzer, Riss oder Sprung kann darüber
hinaus eine ganze Charge unbrauchbar machen,
bereits während des Abfüllprozesses
die Anlage verunreinigen oder gar zum
Maschinenstillstand führen.
Die Anforderungen an Hersteller sind daher
enorm: es geht nicht nur um die schnelle
Produktion großer Mengen, sondern auch
um die Einhaltung besonders hoher Qualitätsstandards.
Gleichzeitig ist die Erhöhung
der Produktionskapazität i.d.R. zeit- und
kapitalintensiv. Eine wirtschaftliche, schnell
integrierbare, verlässliche Lösung zur Inspektion
von Impfstofffläschchen kommt aus
Bad Königshofen: Die Iso tronic GmbH, hat
das automatische Röhrenglas-Prüfsystem
Vialchecker entwickelt. Als Bildverarbeitungskomponenten
zur Maß- und Oberflächeninspektion
kommen dabei IDS-Industriekameras
aus der Kamera familie uEye CP
zum Einsatz.
Strenge Qualitätsanforderungen
Um eine schnelle Qualitätskontrolle mit
hoher Verlässlichkeit in der Fehlererkennung
bei der Herstellung von Impfstoff-
Fläschchen zu ermöglichen werden Hochleistungskameras
verwendet, die über
hochauflösende Sensoren verfügen und
dabei hohe Frameraten ermöglichen. Die
GigE Industriekameras aus der IDS uEye
CP-Familie werden kombiniert mit industrietauglichen
Touchscreen-Monitoren,
Schaltschrank, Anschluss an das jeweilige
Produktionssystem sowie einer intelligenten
Software.
Das All-in-One Prüfsystem Vialchecker
zur automatischen Dimensions- und Oberflächeninspektion
von Impfstofffläschchen
ist in zwei Varianten verfügbar. Die Einhaltung
der Maße kontrolliert der Vialchecker
Geometrie, während der Vialchecker Cosmetic
die Oberfläche jeder einzelnen Flasche
auf Makellosigkeit überprüft. Letzterer
kann wahlweise als Teil der Geometrieprüfung
eingesetzt werden oder als separates
System anspruchsvollere Aufgaben übernehmen.
Mehr als 50 Maßprüfungen
Der Vialchecker Geometrie beinhaltet mehr
als 50 Maßprüfungen und übernimmt sowohl
Prüfungen für Standard-, als auch für
Nicht-Standard Röhrenglasprodukte mit einer
Messgenauigkeit von bis zu 0,01 mm.
Mängel wie Risse, Kratzer, Absplitterungen,
Einschlüsse oder Flecken hingegen werden
vom Vialchecker Cosmetic mithilfe der leistungsstarken
Kameras mit einer Genauigkeit
von 0,1 mm 2 erfasst. Die intelligente
Software ermöglicht eine genaue Fehlerbeschreibungsanalyse
und Klassifizierung.
Die Prüfung erfolgt an verschiedenen
Stellen des Herstellungsprozesses, z. B. direkt
nach der Formung der Flaschen oder
kurz vor der Verpackung. Ein System unterstützt
dabei i.d.R. zwischen drei und acht
Kameras, so dass entlang der Produktionslinie
verschiedene Messstationen integriert
46 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

01
02
01 Rollrandflaschen, Gewindeflaschen oder
Ampullen aus Borosilikatglas für Impfstoffe
unterliegen höchsten Qualitätsanforderungen
02 Das Multikamerasystem ermöglicht
Hochgeschwindigkeitsverarbeitung bei der
Qualitätskontrolle von Impfstoffflaschen
werden können. „Je nach Kundenanforderung
wird das System mit entsprechenden
Sensoren bzw. Kameras spezifiziert oder ergänzt,
zum Beispiel zur Messung der Glasdicke“,
erklärt Valentin Mayer-Eichberger,
Chief Operating Officer bei Isotronic.
„Werden mehr als acht Kameras gebraucht,
werden mehrere Rechner in den Einsatz geschickt.“
Dabei beobachten sie beispielsweise
das seitlich rotierende Röhrenglas
oder den Glasboden und liefern hochauflösende
Bilder.
120 Fläschchenkontrollen
pro Minute
Die Kameras erfassen mindestens 20 Bilder
pro Rotation, damit kann der Vialchecker
bis zu 120 Fläschchen pro Minute mit
einer hohen Genauigkeit kontrollieren.
Neben der Echtzeit-Verarbeitung mit niedriger
Latenzzeit erfolgt eine detaillierte
Protokollierung des Systembetriebs. Die
Software stellt dabei sicher, dass die Produkte
innerhalb der geometrischen Produktspezifikation
liegen und fehlerfrei
sind, und dass dabei die Qualitätsanforderungen
erfüllt werden.
Je nach Anforderung und Prüfaufgabe
werden für die Messstation unterschiedliche
Kameramodelle benötigt. Aktuell greift
Isotronic vor allem auf die IDS Kamerafamilie
GigE uEye CP zurück. Sie bieten hohe
Funktionalität mit umfangreicher Pixelvorverarbeitung
und eignen sich dank des
internen 120 MB Bildspeichers zum Zwischenspeichern
von Bildsequenzen vor
allem für Multikamerasysteme wie den
Vialchecker. Die Kameras liefern Daten in
voller GigE-Geschwindigkeit und ermöglichen
mithilfe Power over Ethernet (PoE)
den Einkabel-Betrieb bis zu 100 m.
CMOS-Sensor mit umschaltbaren
Shutter-Modi
Eines der bevorzugten Modelle ist die Industriekamera
UI-5250CP-M-GL mit einem
e2v-Sensor mit 2MP-Auflösung, einem der
empfindlichsten Sensoren
im IDS Portfolio. Der
CMOS-Sensor ist in zwei
Versionen Mono- und Color
verfügbar und zeichnet
sich durch herausragende
Lichtempfindlichkeit aus.
Darüber hinaus bietet er
verschiedene umschaltbare
Shutter-Modi, die die abbildungsgetreue
Erfassung bewegter Motive oder die
rauschfreie Aufnahme von hohen Kontrasten
ermöglichen. „Dies ist besonders wichtig
für die schnelle, zuverlässige Erkennung
von Mängeln an der Glasoberfläche“, erklärt
Mayer-Eichberger die Wahl der uEye+-Kamera
aus dem Hause IDS.
Durch bis zu vier Areas of Interest können
entweder mehrere Merkmale gleichzeitig
überprüft oder die AOIs in einer Belichtungsreihe
mit unterschiedlichen Parametern
erfasst werden. Damit ist vor allem dieses
kleine Kraftpaket mit einer Framerate
von 52 fps für die unterschiedlichen
Prüfaufgaben entlang der Produktionslinie
geeignet.
Software mit intuitiv
bedienbarer Oberfläche
Die IDS Kameras sind direkt mit C++ an das
System angebunden. Ein von Isotronic entwickelter
Softwarealgorithmus erkennt
Fehler und gibt die Fehlermeldung über
den Monitor aus. „Wir haben nicht nur ein
Messsystem, welches Gut / Schlecht mitteilt,
sondern auch die Qualität von jedem
Produkt mitschreibt und über die Zeit Statistiken
anzeigt. Das nutzt der Einsteller der
Maschine, um zu überprüfen ob noch alles
korrekt ist und ob die Flasche gut eingestellt
wurde.“
Die Isotronic-Software verfügt über eine
intuitive, benutzerfreundliche Oberfläche,
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die auf die Bedürfnisse der Kunden abgestimmt
wurde. Außerdem ist der Vialchecker
optimiert für den Fernsupport mit kontinuierlichen
Updates und Softwareverbesserungen.
Mayer Eichberger ist überzeugt:
„Das ist die Grundlage für ein dynamisches,
nachhaltiges System. Wir
setzen maschinelles Lernen
für anspruchsvolle
Aufgaben wie die Fehlerklassifizierung
ein“. Vor-
Ort- oder cloudbasierte
Lösungen für den Umgang
mit großen Datenmengen,
sowie eine detaillierte
Analytik und Prozessoptimierung gehören
zum Leistungsumfang. Möglich sind z. B.
eine Analyse der Fehlerhäufigkeit über die
Zeit sowie die Über wachung des Werkzeugverschleißes
und Alarmierung. Der Cloud
Service für die Produktionsüberwachung ist
umfangreich: Am Ende der Produktion werden
Charts pro Qualitätsmaß berechnet. Für
die Abnahme des Messsystems können Zertifikate
zur Genauigkeit der Messungen erstellt
werden.
Ausblick
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Nach Expertenschätzungen steigt die weltweite
Nachfrage nach Impfstoff-Fläschchen
in den nächsten zwei Jahren um ein bis zwei
Milliarden. Auch der Chef von Astrazeneca,
einer der großen Impfstoffproduzenten,
warnte schon früh in der Pandemie: „Es gibt
nicht genug Fläschchen auf der Welt.“ Impfstofffläschchen-Hersteller
fahren weltweit
die Produktion des Glases hoch, das die wertvolle
Flüssigkeit schützen soll. Damit dies
gelingt, sind automatische, hochleistungsfähige
Prüfsysteme zur Gewährleistung des immensen
Qualitätsanspruchs gefragter denn
je. „Hinzu kommt ein generelles Wachstum
der Branche und der Nachfrage aus dem
asiatischen Raum – und das schon vor der
Pandemie“, bemerkt Mayer Eichberger.
Bilder: Isotronic GmbH
www.ids-imaging.de
www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 47

Flexibles Konzept für Zeilen-, Matrix- und
3D-Kameras
Die smarten OEM-Plattformen von EVT bieten für nahezu jede
Kamera-Anwendung etwas. Das flexible Kamerakonzept macht es
möglich, aus einer Plattform drei Lösungen zu entwickeln. Aus
dem CPU-Basis-Board mit FPGA und bis zu 1,6 GHz Rechenleistung
können sowohl
Zeilenkameras als auch
Matrixkameras und
3D-Sensoren gebaut
werden. Dazu kommen
flexibel austauschbare
Sensoren zum Einsatz. Ob
extrem schneller Zeilensensor
oder hochwertiger
Matrixsensor, die Basis
bleibt immer dieselbe. Die DualCore ARM bietet mit dem IP-Core
einen frei programmierbaren FPGA und ist mit 800 MHz oder
1,6 GHz verfügbar. An das Basis-Board kann auch ein Connector-
Board angeschlossen werden. Bei der 3D-Integrationsplattform
werden zusätzlich Laser und Objektiv-Halter angeboten.
www.evt-web.com
Industrielle Bildverarbeitung auf
Embedded-Systemen
Das Unternehmen Allied Vision erweitert seine Alvium
1800 CSI-2-Kameraserie um drei Kameramodelle, die mit Sony
IMX CMOS-Sensoren von 2,4 bis 12,2 Megapixeln Auflösung
ausgestattet sind. Alvium 1 800 C-240 ist mit dem Global-Shutter-
Sensor IMX392 bestückt, der eine Auflösung von 2,4 Megapixeln
bei 126 Bildern pro Sekunde bietet. Das 5,1-Megapixel-Modell
1 800 C-508 ergänzt das Angebot um einen schnellen Global-
Shutter-Sensor IMX250. Alvium 1 800 C-1240 verfügt über einen
hintergrundbeleuchteten Rolling-Shutter-Sensor IMX226, der
hochwertige Bilder mit 12,2 Megapixeln
und 41 Aufnahmen pro Sekunde
ermöglicht. Zusammen mit den
hochleistungsfähigen CSI-2-Kameramodellen
stellt Allied Vision einen
neuen MIPI CSI-2-Treiber für alle
NVIDIA Jetson-Module einschließlich
des Jetson Xavier NX mit dem neuen
JetPack SDK Version 4.4 zur
Verfügung.
www.alliedvision.com
Mit Hardware-kompatibler Sensorik schneller zum Ziel
Framos und Connect Tech stellen das Boson for Framos Carrier Board vor. Dieses All-in-Board wurde für
NVIDIA Jetson Nano sowie Jetson Xavier NX entwickelt und ermöglicht KI-basiertes Edge-Computing.
Mit dem Trägerboard lassen sich die Sensoren aus dem Framos Sensor Module Ecosystem direkt integrieren,
sodass Jetson-Lösungen schneller produktiv gesetzt werden können. Profitieren sollen Systemintegratoren,
die mit dem NVIDIA Jetson Entwickler-Kit realisierte Anwendungen in Serie produzieren möchten –
in kleineren Abmessungen und mit der doppelten Anzahl an Schnittstellen.
www.framos.com
IMPRESSUM
erscheint 2021 im 33. Jahrgang,
ISSN: 2194-1157 / ISSN E-Paper: 2747-8017
REDAKTION
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),
Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)
Redakteurinnen: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),
Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de
Vanessa Weingärtner (Vol.) (wv), Tel.: 06131/992-352,
E-Mail: v.weingaertner@vfmz.de
Redaktionsassistenz:
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,
Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,
(Redaktionsadresse siehe Verlag)
GESTALTUNG
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor
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48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

10-GigE-Kameraserie mit robustem
Gehäuse
Die Kameraserie mvBlueCOUGAR-XT von Matrix Vision
kombiniert ein 10-GigE-Interface mit der Leistungsfähigkeit
moderner Bildsensor-Technologie und IP67-Gehäuse für das
industrielle Umfeld. Die ersten
Modelle der Serie sind mit den
24,6-MP-, 20,4-MP- und
16,2-MP-Sensoren der Pregius S
Gen4 CMOS-Familie von Sony
ausgestattet. Mit der Standard-
Schnittstelle 10GigE erreicht die
mvBlueCOUGAR-XT eine hohe
Nettodatenrate von 1245 MB/s. Der
integrierte Frame-Buffer von 2 048 MB sorgt für eine zuverlässige
Datenübertragung. Das Precision Time Protocol ermöglicht es, die
Kamera per Software zu steuern und beim gleichzeitigen Betrieb
mehrerer Kameras eine präzise Synchronisation zu erreichen.
www.matrix-vision.com
Optische Halterung für Experimente und
OEM-Teile
Edmund Optics, Hersteller und
Distributor von Komponenten im
Bereich Optik, Bildverarbeitung
und Photonik, bietet ab sofort
kinematische optische Spiegelhalterungen
an. Die E-Reihe,
deren Entwickler Wert auf ein
gutes Preis-Leistungs-Verhältnis
gelegt haben, eignet sich für
Anwendungen in der Lehre, dem Prototypbau und bei der
Systemintegration. Kennzeichnend ist eine leichtgängige optische
Ausrichtung, wobei die kompakt konzipierten Halterungen
geneigt und verkippt werden können. Die E-Serie ist für Optiken
mit 0,5" (12,5 mm), 1,0" (25 mm), 2,0" (50 mm), 3,0" (75 mm) oder
4,0" (100 mm) Durchmesser einsetzbar.
www.edmundoptics.de
All-in-One-Kamerasystem für Edge
Computing
Für KI-Anwendungen und
maschinelles Lernen
entwickelt ist das All-in-
One-Kamerasystem
Neon-2000-JT2 von
Adlink. Im Kern besteht
es aus einer hochauflösenden
Smart-Kamera
und dem Jetson-TX2-
Modul von Nvidia. Die vorinstallierte Software erlaubt kurze
Entwicklungszeiten und die schnelle Integration in Applikationen
der Machine Vision und KI. Das kompakte Kamerasystem ist mit
verschiedenen Bildsensoren bis zu 5 MP Auflösung erhältlich.
www.acceed.com
Smart Camera unterstützt
Produktwechsel
B+R erweitert sein
integriertes Vision-
System um eine Smart
Camera, die Bildverarbeitungsaufgaben
in
Echtzeit miteinander
verknüpft. Möglich wird
dies durch prozessgesteuerte
Verarbeitungsketten.
Werden z. B.
unterschiedliche Produktvarianten gleichzeitig auf einer
Maschine gefertigt, kann die Smart Camera mit nur einer
Aufnahme prüfen, um welche Ausprägung es sich handelt und ob
etwa der Verpackungsdruck in Ordnung ist. Die Verarbeitungsketten
lassen sich nahezu beliebig verlängern. Der Applikationsersteller
verdrahtet die einzelnen Bildverarbeitungs-Funktionen
der Smart Camera virtuell in einem grafischen Editor. Aufwendige
Programmierarbeit ist nicht notwendig. Aufgrund der vollständigen
Integration in das B+R-System lassen sich auch komplexe
Aufgabenstellungen innerhalb von wenigen Minuten verknüpfen
und mit den Abläufen einer
MILLISEKUNDEN
zum Ergebnis
VIS-VISION für die QS
www.optometron.de
Durch Wände messen
Steuerung synchronisieren,
z. B. für einen Pick-Roboter,
der das Produkt aufnimmt
und in einen Karton
einsortiert.
www.br-automation.com
Mikromechanische Systeme wie
Beschleunigungs- und Drehratensensoren
enthalten komplexe,
als Silizium-Mikromechanik
realisierte, bewegliche
Komponenten, die hermetisch
von der Umgebungsatmosphäre
abgeschirmt und für optimale
Betriebsbedingungen evakuiert
sind. Die während der Systementwicklung
direkte optische
Messung des dynamischen
Verhaltens der Mikromechanik
erforderte bislang eine aufwendige
Entkappung des Sensors
und Messung in Verbindung mit sog. Vakuum-Probern. Mit dem
neuen MSA-650 Iris Micro System Analyzer von Polytec können
MEMS-Entwickler nun direkt durch die Siliziumkappe des
Bauelementes hindurch die Bewegung der MEMS-Komponenten
hochaufgelöst in Echtzeit erfassen – bei Frequenzen bis zu
25 MHz. Ermöglicht wird dies durch eine patentierte Messtechnik
mittels eines Infrarot-Interferometers. Die integrierte IR-Kamera
schaut ebenfalls durch die Kappe hindurch, liefert hochaufgelöste
Bilder der MEMS-Mechanik und ermöglicht mittels stroboskopischer
Videomikroskopie eine Messung der planaren Bewegungskomponente
(„In-Plane“). Die Hauptvorteile des neuen MSA
sind die schnelle Messung unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen
ohne aufwendige Präparation sowie die exzellente
Datenqualität aufgrund der Unterdrückung von Störeinflüssen.
www.polytec.com
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Luft- und Raumfahrt-
Technologie in
(irdischen) Robotern
Die beiden Gründer
Peter Meusel (li.) und
Zhaopeng Chen
Kollaborative Roboter sind leicht in bestehende
Fertigungsanlagen integrierbar und können auf
intelligente Weise mit ihrem Umfeld interagieren.
Außerdem sind sie sicherer, kleiner und günstiger als
bisherige Produktionsroboter. Das internationale
Hightech-Startup Agile Robots hat dieses enorme
Potential frühzeitig erkannt und schließt durch
innovative Hard- und Softwarelösungen die Lücke
zwischen künstlicher Intelligenz sowie Robotik.
Die Zukunft liegt in skalierbaren Robotersystemen, deren Konzepte
ganzheitlich für die flexible Integration von Wahrnehmungs-,
Intelligenz- und Betätigungselementen optimiert sind
Technologien aus Luft- und Raumfahrt revolutionieren zivile Roboterlösungen.
Diese Vision verfolgt Agile Robots als offizielle
Ausgründung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
(DLR). Das Unternehmen entwickelt dafür Systeme auf Basis modernster
Kraft-Momenten-Sensorik und weltweit führender Bildverarbeitungstechnik.
Die innovative Kombination dieser beiden
Schlüsseltechnologien ermöglicht die Realisierung von intelligenten,
benutzerfreundlichen und wirtschaftlich erschwinglichen
Roboterlösungen, die eine sichere Mensch-Roboter-Interaktion
gewährleisten. Sie sind dabei in der Lage, ihre Umwelt selbstständig
zu erfassen und auch in unbekannten Umgebungen präzise und
sicher zu arbeiten.
Agile Robots entwickelt hierfür nicht nur die Hardware, sondern
bietet zusätzlich seine eigene Software auf Basis von künstlicher
Intelligenz an. Diese ermöglicht durch eine einfache Integration
auch die Bedienung von Robotern anderer Hersteller. Das Unternehmen
schafft damit ein Novum gegenüber dem Status quo in der
Robotik-Branche und auch gegenüber der Konkurrenz. Denn üblicherweise
sind Roboterlösungen und die entsprechende Software
geschlossene Systeme. Agile Robots bricht diese Logik auf und ermöglicht
damit ebenfalls eine zeit- sowie kostensparende Aufrüstung
bestehender Anlagen. Die Anwendungsbereiche des Portfolios
von Agile Robots sind dabei vielfältig: Einsatzgebiete der
Roboterlösungen finden sich unter anderem in der Automobilindustrie
und Unterhaltungselektronikbranche – sowie darüber hinaus
auch in der Medizin, Dienstleistung und Logistik.
Seit der Gründung des Unternehmens im Jahr 2018 zeichnet sich
das Startup durch ein starkes Wachstum aus. Das Unternehmen beschäftigt
aktuell rund 70 Mitarbeiter*innen in München und 90 am
zweiten Standort in Peking. Tendenz steigend. Gründer Dr. Zhaopeng
Chen, Co-Gründer Peter Meusel sowie viele ihrer Kollegen
arbeiteten zuvor gemeinsam beim DLR und bilden ein Kernteam
mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Robotersystemen,
die in der Luft- und Raumfahrt bereits erfolgreich zum
Einsatz kommen. 2019 wurden die ersten eigenentwickelten Roboter
zur vertieften Anwendungsforschung und -entwicklung in
medizinischen High-End-Szenarien sowie anderen Branchen eingesetzt.
Nach zwei erfolgreichen Finanzierungsrunden im letzten
Jahr plant Agile Robots die Zertifizierung seines ersten Roboters für
den deutschen Markt. Zudem befindet sich aktuell der erste Produktionsstandort
in Deutschland im Aufbau. Ein erster Produktionsstandort
in China existiert bereits.
Bilder: Agile Robots AG
www.agile-robots.com
50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

VORSCHAU
IM NÄCHSTEN HEFT: 4/2021
ERSCHEINUNGSTERMIN: 01. 06. 2021 • ANZEIGENSCHLUSS: 14. 05. 2021
01
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03
04
01 Smarte Sensoren überwachen Coater-Motoren und erkennen
frühzeitig mögliche Ausfälle der Motoren
(Bild: ABB)
02 Lesen Sie, wie die Goldbeschichtung einer Stahlmembran die
Wasserstoff-Permeation deutlich reduzieren kann
(Bild: STS)
Der direkte Weg
Internet:
www.industrielle-automation.net
E-Paper:
digital.industrielle-automation.net
Redaktion:
Redaktion@industrielle-automation.net
WORLD OF INDUSTRIES:
www.world-of-industries.com
03 Cloud-basierte Anwendungen in Echtzeit – geht das? Ja, mit den
passenden Managed Switches für eine zuverlässige Kommunikation
(Bild: Pepper+Fuchs)
04 Um eine übersichtliche und effiziente Fertigung zu gewährleisten,
braucht es eine flexible Visualisierungslösung
(Bild: Siemens)
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)
www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 51

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Carmen Nawrath
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