INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2023
INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2023
INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2023
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19239<br />
SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />
06<br />
November <strong>2023</strong><br />
€ 13,00<br />
TITEL<br />
Energieführung: modular<br />
10 und laufruhig im Reinraum<br />
SPS <strong>2023</strong> mit den Trends<br />
08 der digitalen Automation<br />
Der neue OI4 Community<br />
56 App Store geht an den Start<br />
industrielle-automation.net
Jahre Leidenschaft<br />
für Technologie<br />
und Innovation<br />
3011439069<br />
All Electric Society Park<br />
Zukunft erleben, entdecken, erforschen<br />
In diesem Technologiepark wird die nachhaltige Welt von morgen gezeigt mit den Technologien von heute.<br />
Wie zuverlässig sind regenerative Energiequellen? Woher kommt die Energie, wenn die Sonne nicht scheint<br />
und der Wind nicht weht? Warum gibt es verschiedene Arten, ein Elektroauto zu laden? Und wie kommt<br />
der grüne Strom eigentlich in das Auto, in ein Gebäude oder in die Produktion?<br />
Antworten auf diese und weitere Fragen gibt der All Electric Society Park von Phoenix Contact in Blomberg.<br />
Der interaktive Park zeigt, wie Energie gewonnen, gespeichert und verteilt wird, wie der Energieeinsatz<br />
optimiert wird und wie all diese Bereiche zusammenhängen.<br />
Mehr Informationen unter phoenixcontact.com/aespark
EDITORIAL<br />
WIE INDIVIDUELL<br />
MUSS ES SEIN?<br />
Shampoos mit einem persönlichen Urlaubsbild, Gläser mit dem<br />
eigenen Namen oder T-Shirts mit dem Konterfei des Trägers. In einer<br />
Welt, in der personalisierte Produkte immer wichtiger werden, hat<br />
der Trend der Individualisierung schon längst die Industrie erreicht.<br />
Gefragt sind zunehmend maßgeschneiderte Lösungen, die spezifische<br />
Anforderungen erfüllen und bestenfalls auch noch nachhaltig sind.<br />
Für Unternehmen bedeutet das, sich auf die Bedürfnisse der Kunden<br />
einzustellen. Das klingt erst einmal vielversprechend, bringt aber auch<br />
Herausforderungen mit sich. Gut ist, dass sich dadurch neue Geschäftsmodelle<br />
eröffnen. Gleichzeitig sind damit aber auch höhere Engineering-<br />
Leistungen und Herstellungskosten verbunden. Jemand, der sich mit<br />
dieser Thematik auskennt, ist Sabine Bröckskes-Wetten, Inhaberin<br />
und Geschäftsführerin von einem der führenden Hersteller von Kabel<br />
und Leitungen. Sie berichtet in dieser Ausgabe, warum sie auf maßgeschneiderte<br />
Lösungen setzt und gleichzeitig mit neuen Produkten<br />
rund um Industrie 4.0 ganz vorne mit dabei ist (Seite 52).<br />
In der Produktion flexibel auf Trends und Bedarfe reagieren zu können,<br />
funktioniert jedoch nur mit den passenden Hard- und Softwarelösungen,<br />
wie das Beispiel der adaptiven Fertigung ab Seite 14 zeigt. Adaptiv<br />
bedeutet, dass sich die Maschine ohne mechanische Veränderungen<br />
automatisch an das zu fertigende Produkt anpasst. Ganz gleich, ob es<br />
darum geht, ab Losgröße 1 effizient zu automatisieren oder in größerem<br />
Maßstab, individuelle Möglichkeiten erhöhen die Wachstumschancen.<br />
45 mm<br />
NEU<br />
optoNCDT 1900<br />
Mehr Präzision.<br />
Laser-Wegsensoren für<br />
Advanced Automation<br />
• Einmaliges Sensorkonzept:<br />
Kompakt, schnell & genau<br />
• Ideal für hochauflösende und<br />
dynamische Messungen<br />
• Advanced Surface Compensation<br />
zur schnellen Messung auf<br />
wechselnden Oberflächen<br />
• Einfache Montage & Inbetriebnahme<br />
• Höchste Fremdlichtbeständigkeit<br />
seiner Klasse<br />
< 0,4 μm<br />
10 kHz<br />
Eine inspirierende Lektüre<br />
wünscht Ihnen<br />
Robotik<br />
Schweißprozesse<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />
Elektronik-Produktion<br />
Besuchen Sie uns<br />
SPS | Nürnberg | Halle 7A | Stand 130<br />
Kontaktieren Sie unsere<br />
Applikationsingenieure:<br />
Tel. +49 8542 1680<br />
micro-epsilon.de/opto
Operational Technology (OT) und Information Technology (IT) wachsen zusammen.<br />
Kombiniert bieten beide Welten ein enormes Potential zur Optimierung von Anlagenperformance,<br />
Flexibilität und Time-to-Market. Durchgehende Digitalisierung ist<br />
hier der Schlüssel – ob für Greenfield- oder Brownfield-Anlagen. Deshalb verbinden wir<br />
die Vorteile zweier Ethernet-Standards: PROFINET und OPC UA.<br />
Auf der Feldebene sichert PROFINET Ihnen bewährte Echtzeitfähigkeit, Zuverlässigkeit<br />
und Nachhaltigkeit. Ab der Steuerungsebene sorgt OPC UA für Standardisierung und<br />
Datensemantik zur IT und im Feld. Und mit Time Sensitive Networking (TSN),<br />
dem neuen Fundament, sind Sie in jeder Hinsicht bereit für die Zukunft.<br />
Wir schaffen die Basis für Ihre Bestform.<br />
siemens.de/ot-it-2gether<br />
MTP<br />
EDITORIAL<br />
03 Wie individuell muss es sein?<br />
52<br />
TITEL<br />
10 Hygienic Design: Energieführungssystem<br />
für die partikelfreie Halbleiterfertigung<br />
SZENE<br />
06 News & Trends<br />
MESSE<br />
08 Messe SPS <strong>2023</strong>: Wenn sich alles um die<br />
digitalisierte Industrie dreht<br />
14 Warum Machine Vision für die Produktion<br />
unverzichtbar ist<br />
16 Manufacturing-X: Warum mehr Datenraum<br />
in der Supply Chain resilient macht<br />
18 Drahtlose Identifikation und<br />
Temperaturüberwachung von Siloboxen<br />
20 Leistungsstarke Sensorik senkt Kosten und<br />
steigert Qualität<br />
23 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
TITEL<br />
10<br />
Sabine Bröckskes-Wetten,<br />
Inhaberin und Geschäftsführerin,<br />
SAB Bröckskes in Viersen<br />
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
26 Zuverlässige Objekterkennung<br />
dank Fremdlichtsicherheit<br />
28 Optimales Anlagenmanagement mit dem IIoT<br />
30 5 FRAGEN AN Dr. Martin Klenke, Director<br />
Business Development, Teledyne Imaging über<br />
ein neues Konzept zum Thema Embedded Vision<br />
32 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
36 Energiemonitoring: einfach, flexibel und skalierbar<br />
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
38 IM DIALOG mit Jörg Paulus über Absolutdrehgeber,<br />
Wiegand-Sensorik und TMR-Technologie<br />
40 Joghurt trifft Edelstahl: Automatisierungslösungen<br />
für den aseptischen Bereich<br />
43 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
Magazin<br />
Neuheiten, Trends und Anwendungen aus Industrie 4.0<br />
Anzeige: Igus GmbH, Köln<br />
PROFINET UND OPC UA. ZWEI STANDARDS. EIN NETZWERK.<br />
Fit für die Digitalisierung<br />
von OT bis IT<br />
BIG PICTURE RUND<br />
UM PROFINET<br />
Das Konzept für die Digitalisierungswelle<br />
5G<br />
SRCI<br />
omlox<br />
<br />
OPC UA<br />
APL<br />
Edge<br />
TSN<br />
Ausgabe 2 | <strong>2023</strong><br />
Cloud<br />
Security<br />
vPLC<br />
MTP BEWÄHRT SICH<br />
IN DER PRAXIS<br />
ZUKUNFTSSICHER MIT<br />
ZWEI-DRAHT-LÖSUNG<br />
IO-LINK IN GETRÄNKE-<br />
ABFÜLLANLAGEN<br />
Bild: olly/Adobe Stock / PNO<br />
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BEILAGE<br />
Diese Ausgabe enthält eine Beilage<br />
der PROFIBUS Nutzerorganisation<br />
e.V., Karlsruhe.<br />
Lesen Sie, wie Sie mit Energieführungen für den<br />
Reinraum die Gesamtanlageneffektivität steigern<br />
4 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
44 Datenaustausch von CSD auf moderne<br />
Kommunikationswege umstellen<br />
46 Mit TSN in die neue Ära der digitalen<br />
„Connected Industries“<br />
48 Funktionale Sicherheit bei<br />
Automated Guided Vehicles<br />
51 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
52 IM DIALOG mit Sabine Bröckskes-Wetten<br />
über Trends, Industrieanforderungen und<br />
neue Lösungen für die Digitalisierung im<br />
Kontext von Industrie 4.0<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
56 Neuer Community App Store der<br />
Open Industrie 4.0 Alliance<br />
58 Gut verpackt: Individuelle Gehäuselösungen<br />
für smarte Messtechnik<br />
60 Prinzip Codegenerierung: Vom Modell zu<br />
kontinuierlich aktualisierbaren Maschinen<br />
64 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
SPECIAL CONNECTIVITY<br />
66 Green Technology: Mit Verbindungstechnik<br />
die Nachhaltigkeit fördern<br />
68 Kabellos und flexibel durch IO-Link<br />
70 DENKFABRIK Connectivity der Zukunft<br />
72 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
BLICK:WINKEL<br />
74 Zuverlässige Qualitätsprognosen in Echtzeit<br />
dank künstlicher Intelligenz<br />
73 Impressum<br />
38<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 5
NEWS & TRENDS<br />
SIEMENS INDUSTRIAL EDGE<br />
ÖKOSYSTEM WÄCHST WEITER<br />
Siemens Xcelerator,<br />
die offene digitale<br />
Businessplattform,<br />
schafft ein offenes<br />
Ökosystem für die<br />
Zusammenarbeit<br />
zwischen Kunden,<br />
Siemens und zertifizierten Partnern – von<br />
großen Technologieunternehmen bis hin<br />
zu unabhängigen Softwareentwicklern.<br />
Auf der diesjährigen Hannover Messe<br />
verkündeten Festo und Siemens ihre<br />
neueste Partnerschaft. Festo ist dem<br />
Industrial Edge Ökosystem beigetreten.<br />
Als Auftakt bietet Festo ab sofort die App<br />
„Festo AX Data Access“ im Industrial<br />
Edge-Marktplatz von Siemens an. Hier<br />
können Industriekunden zahlreiche Apps<br />
von unterschiedlichen Anbietern erwerben.<br />
Die auf der Basis dieser Apps integrierten<br />
IoT-Lösungen bieten den Kunden höhere<br />
Produktivität, Flexibilität und Möglichkeiten<br />
für ein nachhaltiges Wirtschaften.<br />
www.siemens.com<br />
NEUER VIRTUELLER TREFFPUNKT FÜR<br />
TECHNOLOGIEBEGEISTERTE RUND UM PROFINET<br />
Im Zeitalter der Digitalisierung wird die Vernetzung von Maschinen und<br />
Anlagen immer wichtiger. Für die an diesem Prozess beteiligten Fachleute<br />
ist ein schneller Zugriff auf die richtigen Informationen und Werkzeuge<br />
unerlässlich. PI (Profibus & Profinet International) hat dafür mit der<br />
Profinet Ecosystem Plattform einen virtuellen Kollaborationsraum für all<br />
diejenigen eingerichtet, die an der Zukunft der Profinet-Technologie aktiv<br />
mitwirken möchten. Mit einer neuen Webseite (www.profinet.com) und<br />
dem dazugehörigen<br />
Community Forum<br />
wird eine Wissenszentrale<br />
für Entwickler<br />
und Produktmanager<br />
aufgebaut. Die<br />
Ecosystem Plattform<br />
ist ein wegweisendes<br />
Projekt, das die<br />
Digitalisierung der<br />
Industrie mit<br />
wertvollen Informationen<br />
vorantreiben wird. Sie schafft Raum für Wissensaustausch,<br />
Zusammenarbeit und Innovation, den Entwickler, Produktmanager und<br />
technisch versierte Fachleute nutzen können, um die Grenzen der<br />
industriellen Vernetzung zu überwinden und auszuweiten.<br />
www.profibus.com<br />
WIE DIE INDUSTRIE DIE GLOBALEN CO 2<br />
-EMISSIONEN<br />
BIS 2030 UM 11 PROZENT REDUZIEREN KANN<br />
Die Industrie steht vor der Herausforderung, weltweite Dekarbonisierungsziele<br />
zu erreichen und gleichzeitig die wachsende Nachfrage zu decken. Ein<br />
neuer Bericht der Energieeffizienz-Initiative zeigt auf, wie Unternehmen in<br />
diesem Zusammenhang sofort aktiv werden können. Die Initiative wurde von<br />
ABB als globales Forum gegründet und umfasst heute mehr als 400 Unternehmen.<br />
Der heute veröffentliche Bericht „The Case for Industrial Energy<br />
Efficiency“ zeigt Führungskräften, wie mit zehn Massnahmen, die sich auf<br />
ausgereifte Technologien stützen und die ohne komplexe oder teure Projekte<br />
zügig umgesetzt werden können, Kosten und Emissionen deutlich gesenkt<br />
werden können. Aufbauend auf dem „Industrial Energy Efficiency Playbook“, das 2022 von der Energieeffizienz-Initiative<br />
veröffentlicht wurde, hilft der neue Leitfaden Unternehmen dabei, eine der aktuell grössten Hürden zu überwinden: die<br />
Entwicklung eigener Business Cases. Nähere Informationen zum Bericht finden Sie unter bit.ly/reportIEA.<br />
www.abb.com<br />
ELEKTRO- UND DIGITALINDUSTRIE: WIEDER LEICHTES PLUS BEI AUFTRAGSEINGÄNGEN<br />
Im August <strong>2023</strong> stiegen die Auftragseingänge in der<br />
deutschen Elektro- und Digitalindustrie um 2,4 Prozent<br />
gegenüber Vorjahr. Damit haben die Bestellungen nach<br />
dem Rückgang im Juli zuletzt wieder zulegen können.<br />
Der nominale Umsatz der Branche rückte im August<br />
<strong>2023</strong> um 8,0 Prozent gegenüber Vorjahr auf 20,6<br />
Mrd. Euro vor. Laut Verband ist das Geschäfts klima in<br />
der deutschen Elektro- und Digitalindustrie<br />
im September den sechsten Monat in Folge gefallen.<br />
Sowohl die aktuelle Lage als auch die allgemeinen<br />
Geschäftserwartungen wurden ungünstiger beurteilt<br />
als noch im Vormonat.<br />
www.zvei.org<br />
6 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
NEWS & TRENDS<br />
„Das Streben nach technologischer<br />
Souveränität sowie wirtschaftlicher und<br />
gesellschaftlicher Resilienz darf nicht zum<br />
Vorwand für immer weitreichendere<br />
industriepolitische Initiativen fernab von<br />
Marktkräften, Freihandel sowie unternehmerischer<br />
Eigenverantwortung werden.“<br />
Karl Haeusgen, Präsident, VDMA, Frankfurt a. M.<br />
KÜBLER GROUP GEHT<br />
MUTIG IN DIE ZUKUNFT<br />
Nachdem Kübler im Jahr 2022 den<br />
Umsatz um 20 Prozent auf fast<br />
95 Mio. Euro gesteigert hat, werden<br />
es in diesem Jahr wohl ‚nur‘ knapp<br />
10 Prozent sein. Aller Voraussicht<br />
nach wird dennoch zum ersten Mal<br />
in der Unternehmensgeschichte die<br />
100-Millionen-Euro-Umsatzmarke durchbrochen. Die Unternehmer haben<br />
damit auf die richtigen Themen gesetzt: Messung, Übertragung und<br />
Auswertung von Energie und Signalen. Hinzu kommen Erfolge in den<br />
Kernmärkten sowie ein Ausbau der Markenbekanntheit und Marktanteile.<br />
Auch die geografische Expansion wurde vorangetrieben. Im Bild: Die<br />
Geschäftsführer Lothar Kübler, Gebhard Kübler und Martin Huth (v.l.n.r.).<br />
www.kuebler.org<br />
48 %<br />
Die Zahl der Service-Roboter für<br />
den professionellen Einsatz ist<br />
weltweit um 48 % auf insgesamt<br />
158.000 verkaufte Einheiten<br />
gestiegen. Auf mobile Robotik in<br />
Transport und Logistik entfällt<br />
dabei der größte Marktanteil.<br />
Quelle: International Federation<br />
of Robotics (IFR)<br />
20 %<br />
Die Produktion von Industrie-<br />
Robotern stieg in Deutschland<br />
um 20 % und damit auf 35.616<br />
Einheiten in 2022 – ein neuer<br />
Rekordwert. Dies entsprach 6 %<br />
der weltweiten Installationen.<br />
Quelle: International Federation<br />
of Robotics (IFR)<br />
KARRIEREPORTAL SPS CAREERDRIVE IST ONLINE<br />
Aufgrund der hohen Nachfrage nach Experten und interessierten Nachwuchskräften hat der Veranstalter<br />
der internationalen Leitmesse SPS zum Herbst die Jobbörse SPS CareerDrive gelauncht. Unter<br />
automation-jobs.de finden branchen-fokussiert Talente spannende vakante Positionen im Automatisierungsumfeld.<br />
Arbeitgeber können die Plattform nutzen, um auf sich aufmerksam zu machen.<br />
www.mesago.de<br />
Sicherheitsauswertung SCR P<br />
Die smarte Lösung für Maschinensicherheit<br />
Und wie sieht das SCR P in Ihrem<br />
Schaltschrank aus?<br />
BERNSTEIN Produkte sorgen am Frachtterminal<br />
eines großen deutschen Flughafens für<br />
Arbeitssicherheit und erleichtern die Fehlersuche<br />
bei einer Störung enorm.<br />
Hier erfahren Sie alle Details zum Foto.<br />
BERNSTEIN AG | Hans-Bernstein-Straße 1 | 32457 Porta Westfalica<br />
www.bernstein.eu/smart-safety-system
SPS <strong>2023</strong><br />
INTERNATIONALER ERFOLG<br />
Nach dem Erfolg der Schwesterveranstaltungen<br />
in Italien und China,<br />
soll die SPS im Jahr 2024 erstmals in<br />
den USA vertreten sein. Im Rahmen<br />
der ITMS wird die Marke SPS als<br />
„Automation Sector powered by<br />
SPS – Smart Production Solutions“<br />
auftreten. Ab 2025 soll alle zwei<br />
Jahre eine eigenständige Fachmesse<br />
in Atlanta abgehalten werden.<br />
FACHMESSE SMART PRODUCTION SOLUTIONS<br />
WENN SICH ALLES UM DIE<br />
DIGITALISIERTE INDUSTRIE DREHT<br />
Die 32. Ausgabe der Fachmesse SPS bietet auch dieses Jahr ein umfassendes Programm<br />
rund um digitale und smarte Automatisierungstechnik. Vom 14. bis 16. November <strong>2023</strong><br />
können Besucher in Nürnberg insgesamt 1.300 Aussteller in 16 Messehallen entdecken –<br />
gezeigt werden Lösungen vom einfachen Sensor bis hin zu intelligenten Systemen.<br />
Automatisierungsaufgaben erfordern Innovation und Entwicklung.<br />
Genau diesen Leitsatz verkörpert auch die<br />
diesjährige SPS-Fachmesse. Besucher erwartet ein breites<br />
Spektrum an Ausstellern. Unter ihnen internationale<br />
Firmen, sowie kleinere Unternehmen und Start-Ups. Die SPS gliedert<br />
sich in acht Themenschwerpunkte. Darunter zählen die Fachbereiche<br />
elektrische Antriebstechnik, mechanische Infrastruktur,<br />
Sensorik & Systemlösung, Industrielle Kommunikation, Software<br />
& IT in der Fertigung, Interfacetechnik, Steuerungstechnik und<br />
Mensch-Maschine Interface, welche auf drei Geländeteile verbreitet<br />
vorzufinden sind. Allerdings rücken auch Themen wie<br />
Künstliche Intelligenz und IT-Security weiter in den Vordergrund.<br />
Dabei wird ein besonderer Schwerpunkt auf fokussierte Besucherführung<br />
sowie fachlichen und persönlichen Austausch gelegt.<br />
Für dieses umfangreiche Programm wird die Ausstellungsfläche<br />
von 14 auf insgesamt 16 Messehallen erweitert. So stehen im Vergleich<br />
zur SPS 2022 zwei weitere Hallen zur Verfügung.<br />
INNOVATION BRAUCHT WACHSTUM<br />
Neben der Inbetriebnahme von zwei zusätzlichen Messehallen<br />
zeigen sich im Kontrast zum Vorjahr neben wachsenden Buchungszahlen<br />
eine hohe Wiederbuchungsrate. Hierbei sei die<br />
große Nachfrage der Grund des erweiterten Messegeländes. Der<br />
Fokus auf Wachstum lässt sich dieses Jahr also nicht nur in den<br />
Ausstellungen finden: Mit rund 1.300 gebuchten Ausstellern liegt<br />
die Automationsmesse über dem Erwartungsniveau aus 2022.<br />
Auch die Anzahl internationaler Besucher sollen, mit einem An-<br />
teil von rund 29 Prozent im vergangenen Jahr, wieder umfangreich<br />
vertreten sein. „Nach dem erfolgreichen Restart im vergangenen<br />
Jahr hat sich das Interesse an der SPS weiterhin verstärkt<br />
und die Rückmeldungen liegen bereits deutlich über Vorjahresniveau<br />
zum gleichen Zeitpunkt. Zudem sind wir derzeit mit vielen<br />
weiteren Unternehmen in Kontakt, was uns sehr positiv<br />
stimmt und darauf hindeutet, dass sich die SPS wieder in Richtung<br />
Vor-Corona-Niveau entwickelt,“ so Sylke Schulz-Metzner,<br />
Vice President SPS bei Mesago Messe Frankfurt.<br />
DIGITALES KONZEPT „SPS ON AIR“ HAT SICH<br />
BEWÄHRT UND BLEIBT BESTEHEN<br />
Auch in diesem Jahr wird weiterhin das digitale Konzept „SPS on<br />
air“ in Begleitung zu dem Rahmenprogramm angeboten. Dabei<br />
können sich Besucher bereits ab September digital an der Messe<br />
beteiligen. „SPS on air“ erlaubt Interessenten sich über Angebote<br />
zu informieren, Termine zu vereinbaren und Kontakte zu knüpfen.<br />
Auch das digitale Pre-Heat Event findet wieder statt. Dieses<br />
bietet Besuchern am 08. November <strong>2023</strong> die Option erste Eindrücke<br />
zu erlangen und die verschiedenen Angebote der Aussteller<br />
kennenzulernen. Zuletzt seien 2022 vor allem die Fachbeiträge<br />
und Podiumsdiskussionen aus dem Messeforum gewinnbringend<br />
gewesen, sodass auch diese beibehalten werden.<br />
Bilder: Mesago Messe Frankfurt GmbH / Arturo Rivas Gonzalez<br />
www.sps-messe.de<br />
8 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPS<br />
COMPAMED // PRODUCTRONICA<br />
SPS Nürnberg<br />
14. - 16. November <strong>2023</strong><br />
Halle 10.0 | Stand 310<br />
COMPAMED Düsseldorf<br />
13. - 16. November <strong>2023</strong><br />
Halle 8a | Stand F20<br />
PRODUCTRONICA München<br />
14. - 17. November <strong>2023</strong><br />
Halle B.3 | Stand 250<br />
www.binder-connector.de
ENERGIEFÜHRUNGSSYSTEM FÜR DIE PARTIKELFREIE HALBLEITERFERTIGUNG<br />
SAUBER UND LAUFRUHIG<br />
IM REINRAUM<br />
Das Erzeugen sehr feiner Strukturen für die Produktion von Mikrochips,<br />
Sensoren und optischen Linsen erfordert eine hochkomplexe Wertschöpfungskette<br />
der Halbleiterproduktion. Kürzlich hat Heidelberg Instruments bei einigen<br />
Maschinentypen die Energiezuführung von herkömmlichen Schleppketten auf<br />
das e-skin flat Reinraum-Energiekettensystem von Igus umgestellt.<br />
10 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPS <strong>2023</strong><br />
01 Mit den<br />
kompakten<br />
VPG-Anlagen lassen<br />
sich hochpräzise<br />
Fotomasken erzeugen,<br />
die unter anderem in<br />
der Halbleiterfertigung<br />
benötigt werden<br />
01<br />
Wie entstehen die feinsten Strukturen auf den Wafern<br />
der Halbleiterproduktion? Wer eine umfassende<br />
Antwort auf diese Frage sucht, ist im Westen Heidelbergs,<br />
genauer gesagt im Stadtteil Wieblingen,<br />
an der richtigen Adresse. Dort hat die Heidelberg Instruments<br />
Mikrotechnik GmbH im Jahr 2021 ihre neue Firmenzentrale bezogen.<br />
Mit mehr als 350 Mitarbeitern weltweit entwickelt und<br />
fertigt sie dort Lithographie-Anlagen für Mikro- und Nanostrukturen,<br />
zum Beispiel für Halbleiter, Sensoren, optische Linsen<br />
und Fotomasken. In diesem hoch spezialisierten und anspruchsvollen<br />
Markt bewegt sich Heidelberg Instruments im High-End-<br />
Bereich. Die Anlagen werden weltweit sowohl in der Industrie<br />
als auch in der Forschung genutzt. Seit der Gründung im Jahr<br />
1984 hat sich Heidelberg Instruments als Pionier in der maskenlosen<br />
Laserlithographie – der Kernkompetenz des Unternehmens<br />
– zu einem Global Player entwickelt. Durch stetige Innovationen<br />
und strategische Zukäufe hat das Unternehmen neben<br />
der maskenlosen Lithographie, die Strukturen und Höhenprofile<br />
im Mikro- und Nanometerbereich erzeugen kann, auch weitere<br />
Technologien zur hochpräzisen Strukturierung von Oberflächen<br />
erschlossen. Mit der thermischen Nanolithographie (t-SPL) für<br />
die fortschrittliche Nanostrukturierung und dem 3D-Mikrodruck<br />
auf Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation (TPP) wurden weitere<br />
Hochtechnologien aufgenommen.<br />
Anwendungsgebiete der Systeme finden sich sowohl in der Fertigung<br />
und Entwicklung (R & D) als auch in der Industrie in den<br />
Bereichen der Elektronik, Sensorik, Optik und Medizintechnik.<br />
VIELSEITIGE FOTOMASKENPRODUKTION<br />
MIT DEN VPG-ANLAGEN<br />
Volume Pattern Generator-Anlagen, kurz VPG, von Heidelberg<br />
Instruments finden hauptsächlich in der industriellen Massenfertigung<br />
Anwendung. Sie erzeugen per UV-Laser mit hoher Präzision<br />
und Geschwindigkeit Fotomasken, die als Vorlagen für die<br />
Produktion von Mikrochips, Sensoren, LEDs und Micro-Electro-<br />
Mechanical Systems (MEMS) dienen. Andere Anwendungsmöglichkeiten<br />
der VPG-Systeme sind das Direktschreiben von Mikrostrukturen<br />
auf Wafern.<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 11
SPS <strong>2023</strong><br />
02a<br />
02b<br />
HOHE ANFORDERUNGEN AN PRÄZISION,<br />
LAUFRUHE UND SAUBERKEIT<br />
Neben der hohen Präzision gehören der 24/7-Betrieb und die<br />
kurzen Zykluszeiten im Sekundentakt zum Anforderungsprofil<br />
der Antriebe in den Anlagen. Michael Kappel, Leiter Elektrokonstruktion:<br />
„Deshalb entwickeln wir viele Kernkomponenten, zu<br />
denen auch luftgelagerte Kreuztische gehören, im eigenen Haus.“<br />
Da der Belichtungsprozess unter Reinraumbedingungen stattfindet,<br />
müssen die Antriebskomponenten entsprechend ausgewählt<br />
werden. Das gilt vor allem für die Energie-, Signal- und Medienzuführungen<br />
an den Kreuztischen. Auch kleinste Staubkörner<br />
beeinträchtigen die Qualität der Belichtung. Eine weitere Anforderung<br />
ist mindestens ebenso wichtig. Kappel: „Jede noch so geringe<br />
Unruhe im Lauf der Energiezuführung gilt es zu vermeiden,<br />
da sie die Präzision des Belichtens vermindert.“<br />
AKTUELLES PROJEKT: ENTWICKLUNG EINES<br />
KREUZTISCHES<br />
In diesem sensiblen Aufgabenfeld arbeiten die Konstrukteure<br />
von Heidelberg Instruments seit Jahren mit Igus zusammen –<br />
schon in der Entwicklungsphase. Aktuelles Beispiel ist die Entwicklung<br />
eines neuen Kreuztisches für die kleineren Modelle der<br />
02a + b Bei der Belichtung der Substrate sind häufig<br />
Genauigkeiten im Nanometerbereich gefordert; entsprechend<br />
laufruhig müssen die Energiezuführungen in den Linearantrieben<br />
des Kreuztisches sein<br />
03 Heidelberg Instruments nutzt die e-skin flat an den y-Achsen<br />
des Kreuztisches einiger Anlagentypen<br />
04 Michael Kappel (l.), Leiter Elektrokonstruktion bei Heidelberg<br />
Instruments, mit Igus Verkaufsberater Bastian Lenz – und mit einem<br />
Flachbandkabel der Serie e-skin flat<br />
Baureihen VPG und Ultra. Hier wurden Energieketten mit kleinen<br />
Biegeradien benötigt – eine Anforderung, die in der Halbleiterindustrie<br />
üblicherweise mit kundenspezifischen Flachbandkabeln<br />
erfüllt wird. Diese Leitungen werden mit Mindestlängen<br />
für den Bezug produziert. Bei Heidelberg Instruments wollte<br />
ENERGIEKETTEN IN REINRAUM-<br />
UMGEBUNG MÜSSEN BESONDERS<br />
ABRIEBFEST SEIN<br />
man aber flexibel bleiben und für jede Maschine einen – natürlich<br />
reinraumgerechten – individuell konfigurierten Satz mit Energiekette<br />
und Leitungen einsetzen. Kritisch war dabei vor allem die<br />
y-Achse des Kreuztisches: Sie wird dynamisch bewegt; die x-Achse<br />
nur inkrementell.<br />
03<br />
ENERGIEFÜHRUNGSKONZEPT OHNE KETTEN<br />
Während dieses Entwicklungsprojektes stellte Igus die e-skin flat<br />
vor: ein neues Energieführungskonzept, das auf die bisher üblichen<br />
Ketten verzichtet. Stattdessen werden die Leitungen und<br />
Schläuche in flachen Profilen – sogenannten Pods – geführt, die<br />
sich bei Bedarf ganz einfach einzeln öffnen und wieder verschließen<br />
lassen. Dieses kompakte System erlaubt geringe Biegeradien<br />
und ist in der Bewegung verschleiß- und abriebfest, auch weil es<br />
keine Kettenglieder gibt, die sich berühren. Somit kann es – auch<br />
mehrlagig – in Reinräumen eingesetzt werden, wie Tests des<br />
Fraunhofer IPA bestätigen. Die Neuheit kam zum richtigen Zeitpunkt:<br />
Die Konstrukteure in Heidelberg bauten einen Demonstrator<br />
für Dauerversuche mit der neuen Energieführung, die im<br />
Igus-Testlabor inzwischen 120 Mio. Zyklen mit ISO 1 absolviert<br />
hat. Die Leitung bestand den Test zur vollsten Zufriedenheit des<br />
12 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPS <strong>2023</strong><br />
04<br />
Anwenders. Igus leistete noch letzte Anpassungsarbeiten bei den<br />
Befestigungselementen – und fertig war die neue Energiezuführung<br />
für die „kleinen“ VPG- und Ultra-Anlagen.<br />
FLEXIBEL IN DER KONSTRUKTION UND IM<br />
ANLAGENBETRIEB<br />
Diese Lösung ist nun seit gut einem Jahr im Einsatz und bewährt<br />
sich in der Praxis auch bei sehr dynamischen Anwendungen mit<br />
Zykluszeiten von rund einer Sekunde – das sind mehr als 31 Mio.<br />
Zyklen im Jahr. Heidelberg Instruments setzt dabei hochwertige<br />
Igus chainflex Leitungen mit abriebarmem TPE-Mantel ein.<br />
Weil die Anlagen jeweils kundenspezifisch ausgestattet und gefertigt<br />
werden, können die Energieführungen unterschiedlich<br />
bestückt sein. Darauf sind die Elektrokonstrukteure bei Heidelberg<br />
Instruments eingerichtet. Kappel: „Wir senden von jeder<br />
Anlage einen Datensatz an Igus. Auf dessen Basis legen Experten<br />
die e-skin flat aus und geben zum Beispiel vor, welches Kabel in<br />
welchem Pod verlegt wird.“ Für den Anlagenhersteller ist dieses<br />
Konzept ideal: „Das ist die einzig mögliche Lösung, wenn man<br />
flexibel bleiben will – in der Konstruktion und auch beim Betrieb<br />
der Anlage.“ Eben weil die e-skin flat auch im Betrieb Vorteile<br />
bringt, wird Heidelberg Instruments, wenn der Kunde es wünscht,<br />
in den kommenden Monaten vorhandene Anlagen mit den neuen<br />
Leitungen nachrüsten.<br />
DER NÄCHSTE SCHRITT<br />
Die Kombination von e-skin flat und den reinraumgeeigneten<br />
TPE-Leitungen eignet sich schon gut für die anspruchsvolle Anwendung<br />
in der Halbleitertechnik. Igus hat aber auch ein Leitungsprogramm<br />
speziell für diese Energiezuführung entwickelt.<br />
Genau genommen handelt es sich dabei gar nicht um Leitungen.<br />
Denn zu diesen gehört per Definition ein Mantel. Die CFCLEAN-<br />
Leitungen bestehen dagegen nur aus der Verseilung und das<br />
reicht vollkommen aus, weil die Pods der e-skin flat genügend<br />
Schutz für die speziell verseilten Litzen bieten. Auf dieses Konzept<br />
wird Heidelberg Instruments ebenfalls umschwenken. Dazu<br />
abschließend der Spezialist von Heidelberg Instruments: „Wir<br />
werden einen neuen Tisch konstruieren und in diesem Zuge werden<br />
wir sowohl die x-Achse als auch die y-Achse des Linearsystems<br />
mit der e-skin flat und den CFCLEAN-Leitungen ausrüsten.“<br />
Bilder: 01, 02a+b Heidelberg Instruments; sonstige Igus<br />
www.igus.de<br />
UNTERNEHMEN<br />
Igus GmbH<br />
Spicher Str. 1a<br />
51147 Köln<br />
Tel. 02203 9649 0<br />
E-Mail: info@igus.de<br />
AUTOR<br />
Peter Mattonet, Branchenmanager<br />
Reinraum, Igus GmbH, Köln<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 13
SPS <strong>2023</strong><br />
WARUM MACHINE VISION FÜR DIE PRODUKTION UNVERZICHTBAR IST<br />
DAS ADAPTIVE AUGE<br />
Sie lesen Barcodes, messen Füllstände, positionieren Robotergreifer und überprüfen<br />
die Montage – Machine-Vision-Systeme sind in der Fertigungsautomatisierung in<br />
vielen Unternehmen mittlerweile ein ‚must have‘. Warum sind sie für die adaptive<br />
Fertigung besonders prädestiniert und welchen Mehrwert hat die Anwenderseite<br />
davon? Das erfahren Sie im Interview mit Nikolai Feurer, Experte für Verpackungstechnik<br />
bei B&R, und Andreas Waldl, Produktmanager Vision Systems.<br />
Herr Waldl, welche Rolle spielt ein Vision System als Baustein<br />
in der adaptiven Maschine?<br />
ANDREAS WALDL: Eine Maschine, die sich automatisch an<br />
kontinuierlich ändernde Produkte und Anforderungen anpassen<br />
kann, muss eine „sehende Maschine“ sein. Als Auge dient dabei<br />
das Vision System, das wir bei B&R konsequent in die Steuerungstechnik<br />
integriert haben.<br />
Herr Feurer, hätten Sie dafür ein Beispiel aus der Praxis?<br />
NIKOLAI FEURER: Nehmen wir als Beispiel eine Abfüllanlage<br />
für Shampoo-Flaschen unterschiedlicher Form und Größe. Die<br />
leeren Flaschen werden ungeordnet auf einem Förderband zugeführt.<br />
Zur Befüllung ist im Vorfeld ein Aufrichten der Flaschen<br />
notwendig, hierzu kommen in der Regel Pick-and-Place-Roboter<br />
zum Einsatz. Um die Flasche greifen zu können, benötigt die<br />
Steuerung in Echtzeit Informationen darüber, wo sich die<br />
Flasche gerade befindet und wie sie ausgerichtet ist. Außerdem<br />
werden Informationen zu den Abmessungen benötigt, um die<br />
Flaschen zwischen zwei Shuttles wie in unserem Transportsystem<br />
AcopoStrak zu klemmen. All diese Prozesse sind auf die<br />
Daten des Machine Vision Systems angewiesen und müssen im<br />
Bereich weniger Mikrosekunden synchronisiert ablaufen.<br />
Und hier kommt die tiefe Integration des Vision Systems von<br />
B&R in den Automatisierungsverbund zum Tragen?<br />
WALDL: Exakt. Bei einer adaptiven Fertigung muss die Bilderkennung<br />
mit der Besonderheit umgehen, dass sich das zu erkennende<br />
Produkt im Extremfall von Losgröße 1 mit jedem Takt<br />
ändert. Je schneller sich die Beleuchtung an das jeweilige Produkt<br />
anpasst, umso höher ist die Taktgeschwindigkeit. Aufgrund der<br />
tiefen Integration in die Automatisierungslösung kann sich das<br />
B&R Vision System, vor allem die Beleuchtung, zur Laufzeit flexibel<br />
an Änderungen anpassen – ohne Einbußen bei der Erkennungsqualität.<br />
Die Beleuchtung mit maximaler Homogenität<br />
und Intensität, die bereits in 150 Nanosekunden erreicht wird,<br />
sorgt dafür, dass alle Erkennungsprozesse bei höchstmöglicher<br />
Taktgeschwindigkeit mit reproduzierbaren Ergebnissen ablaufen.<br />
Der Knackpunkt liegt also in der schnellen automatischen<br />
Anpassungsfähigkeit des kompletten Erkennungsprozesses<br />
pro Produkttakt bei konstanter Erkennungsqualität?<br />
FEURER: Unsere Vision-Lösung ist vollständig in das B&R-<br />
System integriert, wodurch sich eine mikrosekundengenaue<br />
Kommunikation mit Steuerungen, Antrieben, Sicherheitstechnik<br />
und Industrie-PCs aus unserem Portfolio umsetzen lässt. Jetzt<br />
kann sich die Kamera mit der Achse synchronisieren oder eine<br />
Motorposition als Trigger nutzen. Besonders für hochdynamische<br />
Anwendungen sind damit zielgenaue Aufnahmen möglich,<br />
ohne die Ausbringung durch Halteperioden zu senken.<br />
WALDL: Voraussetzung für eine zuverlässige Erkennung ist die<br />
produktindividuelle Beleuchtung, die sich an die jeweils erforderliche<br />
Situation anpasst. Dafür bieten wir eine in der Industrie<br />
einmalige Auswahl an externen Beleuchtungssystemen.<br />
Bietet das B&R Vision System weitere Vorteile über den<br />
eigentlichen Erkennungsprozess hinaus?<br />
WALDL: Durchaus. Ein Kunde entscheidet sich für eine adaptive<br />
Anlagenlösung, weil sie die Herstellung individualisierter<br />
Produkte unter den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen einer<br />
Massenfertigung ermöglicht. Zentrale Überlegung ist daher<br />
letzten Endes, wie wirtschaftlich die gewählte Vision-Lösung ist.<br />
Wir reden also über den Beitrag einer Vision-Lösung zur<br />
Gesamtanlageneffektivität (OEE) und über die Kosten, die ihr<br />
Betrieb über den kompletten Lifecycle verursacht – also die<br />
Total Cost of Ownership (TCO).<br />
14 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
WIR BRAUCHEN DYNAMIK<br />
Auch wenn uns der gesunde Menschenverstand<br />
sagt, dass nicht immer alles<br />
sofort verfügbar und individuell auf die<br />
persönlichen Bedürfnisse abgestimmt<br />
sein muss, ist der Bedarf hoch. Wir<br />
brauchen daher Maschinen, die sich<br />
an die Produkte anpassen und nicht<br />
umgekehrt. Sie ermöglichen die<br />
individuelle Masssenproduktion, mit<br />
der Hersteller personalisierte Aufträge<br />
direkt von der Produktionslinie bis zum<br />
Verbraucher anbieten können und zwar<br />
in Losgröße 1: die adaptive Maschine.<br />
NICOLE STEINICKE,<br />
Chefredakteurin Industrielle Automation<br />
Welche Vorteile bietet denn eine Vision-Lösung in Hinsicht auf die<br />
Gesamtanlageneffektivität (OEE) in der adaptiven Maschine?<br />
WALDL: Zum einen sparen sie Material und Energie für Ausschuss, der sonst aufgrund<br />
schlechter oder fehlender Synchronisation bei hochfrequenten Produktwechseln<br />
anfallen würde. Auch Fehlfunktionen durch Fremdlichteinfluss oder optische Störeinflüsse<br />
lassen sich mit dem B&R Vision System eliminieren und damit die Gesamtausbringung<br />
steigern. Aber insgesamt ist es die Tatsache, dass die adaptive Anlage eine<br />
breite Produktvarianz bei höchsten Taktraten mit maximaler Zuverlässigkeit erkennt.<br />
Wie wirkt sich das in der Praxis aus?<br />
WALDL: Das fängt beim Engineering an. Es ist viel einfacher und weniger fehleranfällig,<br />
wenn das Entwicklungsteam in einem gemeinsamen Tool wie unserem Automation<br />
Studio arbeitet, anstatt mit zwei oder mehr unterschiedlichen Werkzeugen. Zudem<br />
erleichtert die Einbindung das Plug-and-play. Unsere Vision-Sensoren sind ab Werk<br />
noch mit keinen Funktionen, wie Erkennung von Mustern oder Barcodes ausgerüstet.<br />
Erst wenn der Vision-Sensor mit der Maschine verbunden wird, bekommt er von der<br />
Steuerung automatisch alle benötigten Funktionen und Parameter aufgespielt. Und<br />
wenn der Betreiber die Kamera oder die Beleuchtung austauschen muss, erfolgt auch<br />
die Neuparametrierung per Plug-and-play.<br />
Ist die Integration denn immer noch etwas Besonderes für die Vision-Welt?<br />
WALDL: Ja, das ist es nach wie vor. Traditionell ist ein Vision System eine Art „Insel“<br />
mit eigener Programmierung. Es ist nicht als gleichberechtigter Teilnehmer in die<br />
Gesamtautomatisierung integriert, sondern gibt lediglich über eine Standardschnittstelle<br />
Daten auf den Bus. Solche Lösungen sind daher nicht aus einem Guss und bieten<br />
unter dem Strich oft nur durchschnittliche Performance, denn die Regelkreise mit<br />
der verbundenen Steuerung werden nicht optimiert. Für den Anwender bedeutet das<br />
höhere Kosten durch den zusätzlichen Aufwand.<br />
Bilder: Aufmacher B&R, Porträt Vereinigte Fachverlage<br />
www.br-automation.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
B&R Industrial Automation GmbH<br />
B&R Straße 1, A-5142 Eggelsberg<br />
Tel. +43 7748 6586 0<br />
E-Mail: office@br-automation.com<br />
KLEINER, SCHNELLER,<br />
SMARTER<br />
Ethernet Connectivity für die<br />
industrielle Transformation<br />
Ethernet übernimmt in immer mehr<br />
Bereichen den Job des universellen<br />
Kommunikationsprotokolls. Damit<br />
wird die Vision eines einheitlichen<br />
Protokollstandards für die Kommunikation<br />
von der Cloud bis an jeden<br />
Sensor möglich – damit wird das IIoT<br />
immer mehr Realität. Doch keine<br />
industrielle Transformation mit Ethernet<br />
ohne die passende Infrastruktur.<br />
www.HARTING.com/industrial-ethernet
EFFIZIENZ UND RESILIENZ STEIGERN MIT MANUFACTURING-X<br />
MEHR DATENRAUM ENTLANG<br />
DER SUPPLY CHAIN<br />
Die branchenübergreifende Initiative Manufacturing-X soll einen geschützten<br />
Datenraum für komplette Lieferketten schaffen. Der durchgängige Datenfluss mit<br />
Echtzeitinformation besitzt enormes Potenzial für mehr Effizienz und Robustheit in<br />
den Abläufen. Organisatorisch und rechtlich wurden schon wichtige Weichen gestellt.<br />
Die weltumspannende Lieferkette als ebenso effiziente<br />
wie problemlose Standardlösung wird seit der Corona-<br />
Pandemie und dem russischen Angriffskrieg gegen die<br />
Ukraine zwar kritischer betrachtet und punktuell verkürzt,<br />
doch gibt es zur internationalen arbeitsteiligen Ökonomie<br />
keine realistische Alternative. Neben den politischen Umfeldfaktoren<br />
hängt die Robustheit einer Lieferkette vor allem von der<br />
Verfügbarkeit und dem freien Fluss der Informationen über die<br />
eingebundenen Produktions- und Logistikprozesse ab. Dem<br />
ständigen Echtzeitaustausch von Daten stehen heute jedoch<br />
noch viele Datensilos und Kommunikationsschranken im Weg.<br />
Sie verhindern, dass etwa Daten über aktuelle Bestände oder absehbaren<br />
Nachschubbedarf frei verfügbar sind, statt nur punktuell<br />
bekannt zu sein. Es gibt bislang weder die Standards noch die<br />
Infrastruktur, die für eine echte Durchgängigkeit nötig wären.<br />
DATENRAUM-EVOLUTION<br />
Hier setzt die vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Initiative<br />
Manufacturing-X an. Sie knüpft an die ältere Initiative<br />
Gaia-X an, die einen vertrauenswürdigen Datenraum mit abgesicherter<br />
interoperabler Punkt-zu-Punkt-Kommunikation und<br />
durchgängiger Semantik umsetzt sowie den Eclipse Data Space<br />
Connector (EDC) mitbringt. Er verwendet getrennte Kanäle für<br />
die Nutz-Daten („Data Plane“) auf der einen und für die Kontrolle<br />
und Abwicklung der Kommunikation („Control Plane“) auf der<br />
anderen Seite. Im nächsten Schritt wird Catena-X jetzt zur Blaupause<br />
für Manufacturing-X, das statt einer Branche die gesamte<br />
verarbeitende Industrie verknüpfen soll. Um die damit verbundene<br />
erheblich größere Komplexität zu bewältigen, wird sich der<br />
Fokus von der Wertschöpfungskette (Catena-X) zum Lebenszyklus<br />
(Manufacturing-X) verschieben.<br />
Bewährte Standards der Industrie 4.0 werden sowohl im Rahmen<br />
von Catena-X als auch von Manufacturing-X genutzt. Eine<br />
wichtige Rolle spielt hier die Verwaltungsschale. Als IEC-Norm<br />
63278-1 definiert, standardisiert sie die digitalen Abbilder von<br />
physischen Assets. Sie besteht aus domänenspezifischen Teilmodellen,<br />
die sich ihrerseits aus Dateien, Merkmalslisten oder<br />
spezifischen beschreibenden Merkmalen zusammensetzen.<br />
Diese werden von Experten für die jeweiligen Bereiche definiert.<br />
Die International Digital Twin Association (IDTA) übernimmt<br />
die Koordination dieser Arbeiten sowie die kostenlose Bereitstellung<br />
in Form standardisierter Vorlagen (Templates) in einem<br />
Github-Repository. Als ein Teilmodell in diesem Rahmen<br />
ist der Digital Product Passport (DPP) gedacht. Die EU fordert<br />
ihn ab 2024, zunächst in mehreren Schlüsselindustrien, zur<br />
16 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPS <strong>2023</strong><br />
standardisierten Bereitstellung von Daten zu einzelnen Produkten.<br />
In diesem „Ausweis“ sind Informationen über Echtheit,<br />
Herkunft, Lieferkette und Produktion hinterlegt; er ermöglicht<br />
Rückverfolgbarkeit und soll auch zur Entstehung nachhaltiger<br />
Wirtschaftskreisläufe beitragen.<br />
IDENTIFIZIERUNG UND LOKALISIERUNG<br />
Einem ähnlichen Prinzip folgt der Identification Link als Baustein<br />
von Manufacturing-X. An seiner Entwicklung und Normung<br />
als IEC 61406 war Pepperl+Fuchs als Gründungsmitglied des<br />
Digital-Data-Chain-Konsortiums (DDCC) maßgeblich beteiligt.<br />
Die Informationen über konkrete Objekte stammen überwiegend<br />
aus den Feldebenen von Produktion und Logistik, wo die Komponenten<br />
hergestellt werden und verschiedene Stationen durchlaufen,<br />
kurz dem Shop-Floor. Von zentraler Bedeutung sind hier besonders<br />
Daten zu Anwesenheit, Identität, Lage sowie Position der<br />
Materialien, Betriebsmittel und (Vor-)Produkte. Diese Daten<br />
werden als nutzbare Messwerte von modernen, netzwerkfähigen<br />
Sensoren bereitgestellt, die im Idealfall direkt mit allen beteiligten<br />
Ebenen kommunizieren.<br />
Eine durchgängige und normierte virtuelle Repräsentanz physischer<br />
Assets (Rohstoffe, Halbfertigwaren und Endprodukte) in<br />
Form der Verwaltungsschale ist die Voraussetzung für die Teilnahme<br />
an den Prozessen der Industrie 4.0 und wesentliche<br />
Grundlage für Manufacturing-X. Für die Zuordnung des physischen<br />
Gegenstands zu seiner Verwaltungsschale wird ein eindeutiger<br />
Identifikator benötigt. Hier kommt der beschriebene Identification<br />
Link zum Einsatz. Eine durchgängige Lokalisierung des<br />
Gegenstandes im industriellen Umfeld auf seinem Weg durch die<br />
Lieferkette wird mit omlox möglich. Dieser offene Standard kombiniert<br />
mit Plug-and-Play-Interoperabilität zahlreiche drahtlose<br />
Technologien wie UWB, Wi-Fi, GPS, 5G, RFID und Bluetooth und<br />
ermöglicht eine durchgängige Lokalisierung. So kann etwa ein<br />
omlox-fähiges RFID-Schreib-/Lesegerät an Bord eines Transportfahrzeugs<br />
einzelne Güter beim Beladen identifizieren; während<br />
des Transports werden dann Status und Aufenthaltsort via<br />
LTE oder 5G drahtlos übertragen. Damit lässt sich zum Beispiel<br />
eine Verzögerung automatisch erkennen, die Planung und Steuerung<br />
der nachgelagerten Vorgänge kann ohne Zeitverzug auf die<br />
veränderte Situation reagieren.<br />
AZ_IndAutomation_210x105_Layout 1 09.10.<strong>2023</strong> 14:23 Seite 1<br />
RICHTLINIENDRUCK UND<br />
FÖRDERVERLOCKUNG<br />
Die Bereitstellung der Verwaltungsschale zum Produkt wird<br />
praktisch für alle Komponenten und alle Hersteller zur Notwendigkeit<br />
werden. Neben dem industriellen Megatrend und den<br />
Vorgaben des Digital Product Passport entsteht zusätzlicher<br />
Druck durch Gesetze und EU-Richtlinien etwa zur Nachhaltigkeitsberichterstattung<br />
(CSRD) oder zur Lieferkettenkontrolle.<br />
Ohne eine effiziente Kommunikationsinfrastruktur zwischen den<br />
Geschäftspartnern lassen sich die kumulierten Anforderungen<br />
kaum erfüllen. Mit einer Verwaltungsschale für jedes Asset wird<br />
die Sache erheblich vereinfacht.<br />
Die Erstellung der Verwaltungsschalen wird somit zu einer<br />
Pflichtaufgabe aller Komponenten-Hersteller. Die Digital Twin<br />
Infrastructure der Pepperl+Fuchs-Tochter Neoception ist eine<br />
effiziente und bereits bewährte Lösung dafür. Sie nutzt existierende<br />
Datenstrukturen zur automatisierten Erstellung von standardkonformen<br />
Verwaltungsschalen.<br />
Bild: Pepperl+Fuchs<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Pepperl+Fuchs SE<br />
Lilienthalstraße 200<br />
68307 Mannheim<br />
Tel. 0621 776-0<br />
E-Mail: fa-info@de.pepperl-fuchs.com<br />
AUTOR<br />
Benedikt Rauscher,<br />
Leiter globale IoT / Industrie 4.0 Projekte,<br />
Pepperl+Fuchs SE, Mannheim
SPS <strong>2023</strong><br />
DRAHTLOSE IDENTIFIKATION UND<br />
TEMPERATURÜBERWACHUNG VON SILOBOXEN<br />
HOCHWERTIGES SAATGUT<br />
In hochautomatisierten Aufbereitungsanlagen für Zuckerrüben-Saatgut muss<br />
das Saatgut unter geeigneten klimatischen Bedingungen vermehrt und<br />
aufbereitet werden. In diesem Prozess sichert eine RFID-Lösung die kontaktlose<br />
Energie-, Adressdaten- und Messwertübertragung von Temperatursensoren im<br />
Inneren von Siloboxen und damit eine hohe Anlagenverfügbarkeit – auch durch<br />
Profinet-S2-Redundanz der RFID-Interfaces.<br />
Als einer der weltweit führenden Saatgut-Spezialisten für<br />
Mais, Zuckerrüben und Getreide setzt KWS Saat modernste<br />
Methoden der Pflanzenzüchtung ein, um die Erträge<br />
von Landwirten zu steigern sowie die Widerstandskraft<br />
von Pflanzen gegen Krankheiten, Schädlinge und abiotischen<br />
Stress weiter zu verbessern. Das Saatgut muss dazu unter kontrollierten<br />
Klimabedingungen und höchsten Qualitätsstandards vermehrt<br />
und aufbereitet werden. In der Zuckerrübensaatgut-Produktion<br />
am Standort Einbeck bereitet KWS die Zuckerrübensamen in<br />
einem hochautomatisierten, mehrstufigen Prozess auf. Zwischen<br />
den einzelnen Prozessschritten wird das Saatgut vollautomatisch in<br />
Boxen transportiert und in einem dynamischen Hochregalsystem<br />
gelagert. Zur Sicherung der Saatgut-Qualität ist es erforderlich, die<br />
Temperatur im Inneren der Lagerboxen bestimmen und überwachen<br />
zu können jederzeit und möglichst exakt.<br />
Das Saatgut muss bestimmte Anforderungen erfüllen, beispielsweise<br />
hinsichtlich der Toleranzen gegen verschiedene Krankheiten<br />
oder Trockenheit. Die entsprechenden Daten werden im<br />
System zwischen einem Server und der Steuerung ausgetauscht<br />
und verarbeitet. „Käme es in Folge eines Steuerungsausfalls zum<br />
Verlust von Silodaten, könnte nicht mehr nachvollzogen werden,<br />
welches Saatgut in welcher Box gelagert wird“, sagt Christian Fricke,<br />
Team Leader Technische Innovationen bei KWS. „In diesem Fall<br />
bliebe nichts anderes, als das nicht mehr zuordenbare Saatgut<br />
zu entsorgen.“<br />
Das gesuchte Lagerhaltungssystem muss daher höchste Verfügbarkeit<br />
und Datensicherheit garantieren. Systeme auf Profinet-<br />
Basis können für diese Zwecke mit einer redundanten Steuerung<br />
ausgelegt werden, die in der Profinet-Spezifikation als S2-Redundanz<br />
bezeichnet wird. Turcks kompakte TBEN-RFID-Interfaces<br />
mit Profinet-S2-Systemredundanz für hochverfügbare Systeme<br />
erfüllen diese Anforderung. Im Falle eines steuerungsbedingten<br />
Ausfalls übernimmt eine parallele SPS die Prozesssteuerung automatisch<br />
und ohne Datenverlust. Ein weiterer Vorteil: Die robusten<br />
RFID-Interfaces in Schutzart IP67 können ohne Schutzgehäuse<br />
direkt vor Ort im Lager montiert werden.<br />
DRAHTLOSE ENERGIE-/SIGNALÜBERTRAGUNG<br />
Im Aufbereitungsprozess übernimmt ein Roboter die dynamische<br />
Entnahme und Platzierung der Saatgut-Boxen auf dem jeweiligen<br />
Regalplatz. Basierend auf den bisherigen Erfahrungen<br />
des Produktionsteams, lag das Augenmerk bei der neuen Lösung<br />
auf einer kontaktlosen Energie- und Signalübertragung: „Im vorherigen<br />
System erfolgte die Signalübertragung über Kontaktstifte<br />
unter der Box“, erklärt Fricke die Ausgangssituation. „Jedoch<br />
führten Verunreinigungen an den Kontaktstiften oder eine ungenaue<br />
Platzierung der Boxen auf den Stiften immer wieder zu Stillstandzeiten<br />
in der Produktion, weshalb wir nach einer verbesserten<br />
Lösung suchten.“<br />
Turcks RFID-Lösung sieht an der Unterseite jeder Box RFID-<br />
Tags mit angeschlossenem Sensorelement vor, das die Temperatur<br />
im Inneren des Lagerbehälters misst. Jeder Regalplatz ist mit<br />
einem RFID-Schreib-Lesegerät ausgestattet, das den Datenträger<br />
18 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
01 Dank des HF-Busmodus lassen sich die<br />
HF-Schreib-Lesegeräte pro Regal-Etage ganz<br />
einfach mit T-Stücken in Reihe anbinden,<br />
sodass der sich Verdrahtungsaufwand und<br />
Kosten senken lassen<br />
Sensorik & Feldgeräte<br />
Luftqualität:<br />
VOC,CO₂,CO<br />
02 Die RFID-Interfaces in<br />
IP67-Ausführung werden ohne<br />
Schaltschrank im Lager auf einer<br />
Metalltafel verschraubt<br />
Strömung,<br />
Volumenstrom<br />
an der Box ausliest, sobald sie eingelagert wird<br />
(Aufmacher). Zudem versorgt das Schreib-<br />
Lesegerät den Temperatursensor über die im<br />
Datenträger induzierte Spannung mit Energie.<br />
Dadurch entfällt der Wartungsaufwand einer<br />
batterieversorgten Lösung vollständig.<br />
AUTOMATISCHE IDENTIFIKATION<br />
DURCH RFID<br />
Die Verwaltung der Boxen übernimmt das Leitsystem<br />
des Hochregallieferanten. Gleichzeitig<br />
empfängt ein Prozessleitsystem die Buchungstelegramme<br />
der Steuerung. Wird beispielsweise<br />
eine Box auf eine neue Position gestellt,<br />
passt das Prozessleitsystem die Einträge in der<br />
Datenbank an. „Das Lagersystem merkt sich,<br />
wo eine Box eingelagert wurde“, erklärt Fricke.<br />
Die RFID-Technologie erlaubt eine eindeutige<br />
und lückenlose Überwachung aller Boxen<br />
während des Transports und der Lagerung.<br />
Durch die auf dem RFID-Tag an der Unterseite<br />
der Box gespeicherte ID kann jederzeit geprüft<br />
werden, ob die Box auf dem richtigen Regalplatz<br />
steht. Kommt es zu Unstimmigkeiten,<br />
wird ein Lagerabgleich vorgenommen. Damit<br />
liefert das RFID-System die Basis zur Verifikation<br />
der Datenbankinformation.<br />
HF-BUSMODUS ERMÖGLICHT<br />
SCHNELLE INBETRIEBNAHME<br />
Eine Hauptanforderung an das neue System<br />
bestand darin, die komplexe Geometrie der alten<br />
Lösung und seinen hohen Verkabelungsund<br />
Verdrahtungsaufwand zu vermeiden. Hier<br />
punkten Turcks RFID-Interfaces mit einem<br />
einzigartigen Feature: dem HF-Busmodus.<br />
Diese Funktion erlaubt den Anschluss von bis<br />
zu 32 HF-Schreib-Lesegeräten pro Port. Das<br />
senkt in Applikationen mit vielen Schreib- und /<br />
oder Lese-Positionen Verdrahtungsarbeit wie<br />
auch Kosten erheblich.<br />
Temperaturwerte und IDs werden zyklisch<br />
ausgelesen. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche<br />
Temperaturüberwachung sichergestellt.<br />
Zudem können die ausgelesenen Werte den Behältern<br />
jederzeit zugeordnet werden.<br />
AUTOMATISCHE ADRESSIERUNG<br />
DER BUSSYSTEME<br />
Die automatische Adressierung der RFID-<br />
Schreib-Lesegeräte erweist sich sowohl bei Inbetriebnahme<br />
als auch im Servicefall als Vorteil.<br />
Nach Verbindung mit den T-Stücken erhalten die<br />
Geräte automatisch Adressen zugewiesen, die im<br />
Webserver freigeschaltet wurden. Ist ein Gerät<br />
defekt und muss ausgetauscht werden, registriert<br />
die TBEN nach der Entnahme, welches Schreib-<br />
Lesegerät fehlt.<br />
Wird ein neues Modul verbunden, erhält es automatisch<br />
die Adresse seines Vorgängers. Die Lagerung<br />
vorkonfigurierter Ersatzgeräte oder das<br />
umständliche Adressieren von Ersatzgeräten im<br />
Servicefall sind damit nicht mehr nötig.<br />
Bilder: Turck<br />
www.turck.com<br />
AUTOR<br />
Thorsten Enthöfer, Produktmanager RFID-<br />
HF-Systeme, Hans Turck GmbH & Co. KG<br />
Kanalrauchmelder<br />
Differenzdruck, Luftdruck,<br />
Druckschalter<br />
Feuchte und Temperatur<br />
+49 911 37322-190<br />
info@fuehlersysteme.de<br />
www.fuehlersysteme.de
SPS <strong>2023</strong><br />
LEISTUNGSSTARKE SENSORIK SENKT KOSTEN UND STEIGERT QUALITÄT<br />
DAMIT SICH DER ROBOTER<br />
ZURECHTFINDET<br />
Beim Einsatz von Robotern in industriellen Produktionsprozessen spielen<br />
Sensoren eine zentrale Rolle. Die Sensoren ermöglichen, dass Roboter ihre<br />
Umgebung wahrnehmen und sich im Raum orientieren können.<br />
Dadurch sind Roboter in der Lage, Arbeitsschritte präzise auszuführen.<br />
Wir stellen Ihnen ein Produktportfolio mit unterschiedlichen Messprinzipien<br />
vor, welches in zahlreiche Robotikanwendungen eingebunden ist.<br />
Sensoren nehmen entscheidenden Einfluss auf die Effizienz<br />
und Genauigkeit in robotergesteuerten Produktionsprozessen.<br />
Sie tragen dazu bei, dass Roboter Aufgaben<br />
wie Montage, Inspektion und Qualitätskontrolle schnell<br />
und zuverlässig durchführen können, da sie dem Roboter als<br />
Sinnesorgane dienen. Der Einsatz von Robotern reduziert Produktionskosten<br />
sowie Ausschuss und erhöht die Produktqualität.<br />
Sensorspezialist Micro-Epsilon unterstützt mit seinem breiten<br />
Sensorportfolio vielzählige Herstellungsprozesse.<br />
KALIBRIEREN VON ROBOTERACHSEN<br />
Bereits beim Kalibrieren von Roboterachsen werden Sensoren<br />
von Micro-Epsilon eingesetzt. Um eine vollautomatische und<br />
selbstständige Kalibrierung von Roboterzellen zu erreichen,<br />
werden Laserscanner ScanControl und Laser-Triangulationssensoren<br />
OptoNCDT verwendet. Der Einsatz dieser optischen<br />
Sensoren ermöglicht die permanente Überwachung und Wiederherstellung<br />
des Produktionsprozesses per Knopfdruck. Die<br />
Sensoren werden direkt am Roboter platziert und messen auf<br />
eine Platte mit Referenztargets. Dieses System wird zusammen<br />
mit einer speziellen Software des Unternehmens Teconsult betrieben.<br />
In die Software lassen sich verschiedene Sensoren von<br />
Micro-Epsilon direkt einbinden. Außerdem können mit der Lösung<br />
automatisierte Messungen, Prüfungen oder Korrekturen<br />
der Roboterkinematik, des Robotergreifers und der Peripherie<br />
der Roboterzelle erfolgen. Die Sensorik wird permanent in die<br />
Roboterzelle integriert oder als portables Service-Tool genutzt.<br />
20 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPS <strong>2023</strong><br />
MESSPRINZIP LASER-TRIANGULATIONS-<br />
SENSOREN<br />
Das Messprinzip der Laser-Triangulation basiert auf einer<br />
einfachen geometrischen Beziehung: Eine Laserdiode<br />
emittiert einen Laserstrahl, der auf das Messobjekt<br />
gerichtet ist. Die reflektierte Strahlung wird über eine<br />
Optik auf einer CCD-/CMOS-Zeile abgebildet. Der<br />
Abstand zum Messobjekt wird über eine Dreiecksbeziehung<br />
zwischen Laserdiode, Messpunkt auf dem Objekt<br />
und Abbild auf der CCD-Zeile bestimmt. Die Messauflösung<br />
erreicht dabei den Bruchteil eines Mikrometers.<br />
AUTOMATISCHE INSPEKTION VON<br />
EISENBAHNLASCHEN<br />
Mills CNC, Anbieter für Werkzeugmaschinen, setzt Lasersensoren<br />
der Reihe OptoNCDT zur automatischen Vermessung von<br />
großen, warmgewalzten Eisenbahnlaschen aus Stahl ein. Die<br />
Eisenbahnlaschen verbinden zwei Schienen miteinander und<br />
müssen dafür möglichst gerade und eben sein. In einer für die<br />
Messaufgabe entwickelten Messzelle werden sowohl die Durchbiegung<br />
als auch ein möglicher Verzug der Laschen ermittelt.<br />
Für diese Messaufgabe ist der Lasersensor mit einem großen<br />
Messbereich von 750 mm auf einem Roboter montiert. Der Roboter<br />
führt den Sensor über die Laschen und ermittelt über die<br />
Abstandswerte die Ebenheit. Dank kompakter Sensorbauform<br />
und direkter Datenausgabe ohne externen Controller ist eine<br />
einfache Einbindung an Roboter möglich.<br />
3D-SCAN VOR DEM LASERAUFTRAGS-<br />
SCHWEISSEN<br />
Beim Laserauftragsschweißen wird auf der Bauteiloberfläche<br />
ein Schmelzbad erzeugt und durch das Zuführen eines pulverförmigen<br />
Zusatzwerkstoffs entsteht eine porenfreie Schicht.<br />
Kernaufgabe der Sensoren ist dabei, Freiformen zu erfassen so<br />
01 Um eine vollautomatische und selbstständige Kalibrierung von<br />
Roboterzellen zu erreichen, werden Laserscanner und Laser-Triangulationssensoren<br />
verwendet<br />
wie Formabweichungen vor der Laserbearbeitung zu erkennen.<br />
Dazu scannt ein Laserscanner der Reihe ScanControl die Bauteile<br />
ab. Sofern es die Bauteilgeometrie erfordert, erfolgt dies<br />
aus mehreren Richtungen. Unabhängig von den Reflexionseigenschaften<br />
des Materials liefert der Sensor stets zuverlässige<br />
Messwerte. Die Rohdaten werden direkt an eine kundenseitige<br />
Software übertragen, zu einem 3D-Modell zusammengefügt<br />
und schließlich für die Bahnplanung des Laser-Schweißkopfes<br />
verwendet. Anschließend lässt sich die Düse im richtigen Abstand<br />
zur Oberfläche platzieren und über die errechnete Bahn<br />
führen. Das Resultat ist eine neue, gleichmäßige und vollflächige<br />
Oberfläche. Im Gegensatz zu einer Kameralösung ermöglichen<br />
es Laser-Profilscanner, ein 3D-Modell zu erstellen, und<br />
sie sind oberflächenunabhängig bezüglich des Kontrastes. Auch<br />
die höhere Präzision sowie die vielfältigen Integrations- und<br />
Verarbeitungsmöglichkeiten der gewonnenen Messdaten bieten<br />
bei dieser Anwendung deutliche Vorteile. Im Vergleich zum<br />
taktilen Messen ist zudem die erforderliche Taktzeit durch das<br />
berührungslose Vermessen erheblich geringer.<br />
ASitrifft IIoT.<br />
AS-Interface Gateway<br />
Halle 7A Stand411<br />
14.–16.11.<strong>2023</strong><br />
Mehr Informationenunter<br />
pepperl-fuchs.com/pr-gateway<br />
IntegrierteRESTAPI und umfangreicherWebserver<br />
ebnenden Weg<br />
zu Industrie4.0.
SPS <strong>2023</strong><br />
setzt ist. Das Ergebnis, wie in diesem Fall Spalt und Bündigkeit,<br />
wird direkt im Sensorkopf generiert und an die SPS ausgegeben.<br />
02 Kernaufgabe der Sensoren beim Laserschweißen ist es, Freiformen<br />
zu erfassen sowie Formabweichungen vor der Laserbearbeitung zu<br />
erkennen<br />
DRUCKKOPFPOSITIONIERUNG<br />
BEIM BETONDRUCK<br />
Laser-Profil-Scanner von Micro-Epsilon können beim Betondruck<br />
zur Prozessregelung eingesetzt werden. Die kompakten<br />
und leichten Scanner lassen sich direkt an einem Roboter montieren<br />
und messen den Betonstrang unmittelbar nach dem Auftrag.<br />
Dank großer Messbereiche sowie der integrierten Signalberechnung<br />
und Auswertung wird der komplette Strang schnell<br />
und präzise vermessen und das bewertete Messsignal direkt an<br />
die Steuerung übertragen.<br />
EXAKTE SCHEIBENMONTAGE<br />
In der Automobilindustrie gibt es Messaufgaben, bei denen die<br />
gleichzeitige Erfassung mehrerer Messwerte oder die dreidimensionale<br />
Erfassung von Messobjekten bei kurzen Taktzeiten<br />
notwendig ist. Beispielsweise wird bei der Scheibenmontage ein<br />
Laserliniensensor ScanControl eingesetzt, der detaillierte Abstandswerte<br />
in allen Ebenen erfasst. Bei der Montage sitzt der<br />
Sensor an dem Roboter, der die Scheibe am Fahrzeug einpasst.<br />
Wird die Scheibe aufgesetzt, erfasst der Scanner das komplette<br />
Profil der Scheibe und deren Umfeld, wodurch auf einen Schuss<br />
und damit in kürzester Zeit alle notwendigen Werte ermittelt<br />
werden. Es lässt sich bestimmen, ob die Scheibe gerade und<br />
mittig platziert ist und ob sie in allen Ebenen passgenau einge-<br />
PRÜFUNG VON KLEBERAUPEN<br />
Eine weitere Messaufgabe betrifft den Klebeauftrag, der schon<br />
vor dem Einpassen der Scheibe erfolgte und ebenfalls durch<br />
einen Laserscanner geprüft wird. Dazu wird der Scanner direkt<br />
an dem Roboter montiert, der die Kleberaupe aufträgt. Hierbei<br />
fährt der Sensor über die Stellen, auf die der Kleber bereits aufgebracht<br />
wurde. Es wird ein 3D-Abbild der Kleberaupe erstellt, welches<br />
Aufschluss darüber gibt, ob die Menge des Klebers ausreicht,<br />
ob der Auftrag lückenlos erfolgt ist und ob die Kleberaupe an der<br />
richtigen Stelle angebracht wurde. Alle erfassten Messwerte werden<br />
separat gespeichert. Sollte zu einem späteren Zeitpunkt ein<br />
Fehler im Prozess auftreten, kann zur Fehleranalyse auf diese<br />
Messwerte zurückgegriffen werden.<br />
STÄRKEN DER OPTISCHEN SENSOREN<br />
Die Stärken der Laserscanner ScanControl und Laser-Triangulationssensoren<br />
OptoNCDT liegen in ihrer kompakten Bauweise,<br />
wodurch sie auch bei wenig Platz gut in die roboterbasierte Applikation<br />
integriert werden können. Dank robuster Verkabelung sind<br />
die Sensoren für die extremen Dreh- und Torsionsbewegungen<br />
am Roboterarm geeignet. Sie besitzen zudem eine integrierte,<br />
hochempfindliche Empfangsmatrix, die es ermöglicht, auf fast<br />
allen industriellen Materialien zu messen und dies weitestgehend<br />
unabhängig von der Oberflächenreflexion.<br />
Die Echtzeit-Qualitätskontrolle ermöglicht ein sofortiges Eingreifen<br />
in die Produktionssteuerung. Zur Auswahl stehen Sensoren<br />
mit roter Laserdiode oder mit der patentierten Blue-Laser-<br />
Technologie, die in der Regel dann eingesetzt wird, wenn das<br />
rote Laserlicht an seine Grenzen stößt. Dies ist beispielsweise<br />
bei organischen Materialien, Holz, semitransparenten Materialien<br />
oder glühenden Metallen der Fall. Das blaue Laserlicht lässt<br />
sich auf bestimmten Oberflächen schärfer fokussieren und ermöglicht<br />
auch dort hochpräzise Messergebnisse.<br />
Für Anwendungen, bei denen raue Umgebungsbedingungen<br />
herrschen, bietet Micro-Epsilon spezielles Zubehör an, das die<br />
Sensoren schützt. So ist etwa für Schweißapplikationen ein spezielles<br />
Gehäuse erhältlich, dessen Schutzscheiben austauschbar<br />
sind. Eine zusätzliche Druckluftspülung schützt die optischen<br />
Komponenten vor Staubablagerungen.<br />
Bilder: Micro-Epsilon<br />
www.micro-epsilon.de<br />
MESSPRINZIP LASERSCANNER<br />
Der Laser-Profil-Scanner greift auf das Triangulationsprinzip<br />
zur zweidimensionalen Profilerfassung zurück.<br />
Er sendet einen Laserstrahl aus, der zu einer Laserlinie<br />
aufgeweitet wird. Diese trifft auf das Messobjekt.<br />
Das Laserlicht wird von der Oberfläche des Messobjekts<br />
reflektiert und auf einer hochempfindlichen Empfangsmatrix<br />
im Sensor abgebildet. Der Controller berechnet<br />
aus diesem Matrixbild neben den Abstandsinformationen<br />
(z-Achse) auch die Position entlang der Laserlinie (x-Achse).<br />
Diese Messwerte werden dann in einem sensorfesten,<br />
zweidimensionalen Koordinatensystem ausgegeben. Bei<br />
bewegten Objekten oder bei Traversierung des Sensors<br />
können somit auch 3D-Messwerte ermittelt werden.<br />
UNTERNEHMEN<br />
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG<br />
Königbacher Str. 15, 94496 Ortenburg<br />
Tel. 08542 168-0<br />
ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />
bit.ly/Laser-Scanner_zur_Prozesssteuerung<br />
22 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPS <strong>2023</strong><br />
ABB: NACHHALTIGKEIT UND DIGITALISIERUNG IM FOKUS<br />
Mit den Geschäftseinheiten Motion und Elektrifizierung setzt ABB an seinem Stand auf der<br />
SPS den Fokus auf die Themen Nachhaltigkeit und Digitalisierung. Lösungen wie Synchron-<br />
Reluktanzmotoren senken beispielsweise den Energieverbrauch im Prozess um bis zu<br />
25 Prozent. Auch für das intelligente Management aller Energieströme liefert das Unternehmen<br />
Lösungen. Der ABB Ability Energy und Asset Manager unterstützt Anwender beim<br />
Erkennen und Verstehen von Ineffizienzen, Schwachstellen und Zusammenhängen. Er<br />
ermöglicht die Erfassung, Analyse und Visualisierung des Energieflusses einzelner Anlagen<br />
und ganzer Standorte. Für eine nachhaltige Produktion ist es zudem wichtig, auf elektrische<br />
Energie umzustellen und in erneuerbare Energiequellen zu investieren. Für CO2-neutrales elektrisches Heizen bietet ABB<br />
effiziente thyristorbasierte Powercontroller. Für die umfassende Dekarbonisierung der Industrie ist die wachsende Wasserstoffwirtschaft<br />
entscheidend. Mit zuverlässiger DC-Technologie ist ABB Technologie- und Integrationspartner für die Produktion<br />
von grünem Wasserstoff mittels Elektrolyse. Auch profitieren nachhaltige Gleichstromnetze vom neuen Halbleiter-Leistungsschalter<br />
Sace Infinitus, der laut Hersteller eine 100-mal höhere Lebensdauer als herkömmliche Unterbrecher hat.<br />
www.abb.com<br />
PROPRIETÄRE<br />
SYSTEME ADÉ<br />
Mit EcoStruxure Automation<br />
Expert hat Schneider Electric<br />
einen neuen Weg eingeschlagen.<br />
Basierend auf der Norm<br />
IEC61499 ist es Nutzern des<br />
Softwaretools möglich,<br />
hardwareunabhängig und<br />
softwarezentriert zu automatisieren.<br />
In einer von der<br />
Hardware abstrahierten<br />
Softwareschicht stehen<br />
vorgefertigte und wiederverwendbare<br />
Funktionsblöcke<br />
zur Verfügung, in denen<br />
bestimmte, unterschiedlich<br />
komplexe Anwendungen<br />
gekapselt sind. Diese Funktionsblöcke<br />
beinhalten den<br />
Steuerungsteil, die Visualisierung,<br />
die I/O-Anbindung<br />
sowie die Dokumentation<br />
einer Anwendung. Durch das<br />
Ziehen einer einfachen,<br />
grafischen Verbindungslinie<br />
können diese Funktionsblöcke<br />
dann zu nahezu beliebig<br />
komplexen System zusammengeschaltet<br />
werden. Das<br />
Engineering von Anlagen und<br />
Systemen ist auf diese Weise<br />
deutlich leichter, weniger<br />
fehleranfällig und geht<br />
schneller.<br />
www.se.com
You CAN get it...<br />
Hardware und Software<br />
für CAN-Bus-Anwendungen…<br />
FLEXIBLE KABELEINFÜHRUNG BEI SCHALTSCHRÄNKEN<br />
Damit Anlagenbauer ihre Kabel über die modularen<br />
Elemente im Sockel des Schaltschranks einfach und<br />
flexibel einführen und sicher verbauen können, bietet<br />
Rittal spezielle Profile zur Kabeleinführung mit einem<br />
elastischen Klemmprofil aus PU-Schaum. Das Profil<br />
wird in diesem Fall an den Bodenblechen aufgesteckt.<br />
Neben den Schaumstoffprofilen bieten die Zubehör-<br />
Elemente von Rittal auch die Möglichkeit, Tüllen zu verwenden, die in ein Kabeleinführungsblech<br />
gesteckt werden. Der nötige IP-Schutz ist dabei immer sichergestellt.<br />
www.rittal.de<br />
PCAN-M.2<br />
CAN-FD-Interface für M.2-Steck-<br />
plätze. Erhältlich mit ein, zwei oder<br />
vier Kanälen inkl. Software, APIs und<br />
Treiber für Windows und Linux.<br />
BLUETOOTH MESH MIT BIS ZU<br />
50 TEILNEHMERN REALISIERBAR<br />
Die Umsetzung von Industrie-4.0-Anwendungen ist<br />
häufig mit einer umfassenden Verkabelung verbunden.<br />
Mit neuen Bluetooth-Komponenten von IFM lässt<br />
sich dieser Zusatzaufwand per Bluetooth Mesh<br />
einsparen. Über den IO-Link Bluetooth-Adapter<br />
EIO344 und die Bluetooth-Basisstation EIO404 können Sensordaten drahtlos für<br />
IIoT-Anwendungen zur bereitgestellt werden, ohne in die Steuerungstechnik<br />
eingreifen zu müssen. Der Bluetooth-Adapter wird zwischen IO-Link Sensor und<br />
bestehender Leitung in das System integriert und überträgt die Daten via Bluetooth<br />
an die Basisstation. Der Y-Weg zur Anbindung an das IIoT wird damit drahtlos.<br />
www.ifm.com<br />
HYGIENE-DRUCKMITTLERSYSTEM MIT<br />
IO-LINK UND SCHALTERFUNKTION<br />
Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.<br />
PCAN-Repeater DR<br />
Repeater zur galvanischen Trennung<br />
von zwei CAN-Bus-Segmenten mit<br />
Busstatusanzeige und schaltbarer<br />
Terminierung.<br />
PCAN-Explorer 6<br />
Software zur Steuerung, Simulation<br />
und Überwachung von CAN-FD- und<br />
CAN-Bussen Aufzeichnung und<br />
Wiedergabe Automatisierung mit<br />
VBScript und Makros Verständliche<br />
Darstellung der ID und Daten<br />
www.peak-system.com<br />
Otto-Röhm-Str. 69<br />
64293 Darmstadt / Germany<br />
Tel.: +49 6151 8173-20<br />
Fax: +49 6151 8173-29<br />
info@peak-system.com<br />
Für Sterilprozesse in intelligenten Anlagensystemen<br />
hat Wika ein neues Druckmittlersystem mit IO-Link<br />
entwickelt. Typ DSSA11SA ist auch mit Schalterfunktion<br />
und Vor-Ort-Statusanzeige verfügbar. Das<br />
kompakte, 3-A- und EHEDG-zugelassene Druckmittlersystem<br />
wird über eine TriClamp-Verbindung adaptiert. Sein Hygienic Design<br />
erfüllt die Anforderungen von CIP- und SIP-Prozessen. Die IO-Link-Ausführung<br />
ermöglicht eine Integration in digitalisierte Strukturen und eine Remote-Konfiguration<br />
des Geräts. Sie verfügt auch über eine Diagnosefunktion, die dem<br />
Anwender einen permanenten Überblick über den Gerätezustand gibt, was die<br />
Wartung erleichtert. Eine 360°-LED-Anzeige mit den Ampelfarben liefert eine<br />
rasche Statusinformation vor Ort.<br />
www.wika.de<br />
KOMPAKTES I/O-SYSTEM MIT NEUER<br />
IIOT-SPANNUNGSVERSORGUNG<br />
Turck erneuert die Spannungsversorgungen seines<br />
kompakten I/O-Systems Excom mit zwei Varianten für<br />
IIoT-Daten. Das PSM24-3G.1 versorgt die Systeme in<br />
Zone 2/22 mit Spannung, während das PSM24-N.1 die<br />
Systeme im sicheren Bereich (N-System) versorgt.<br />
Dabei bleibt die Kompatibilität zu den bisherigen Spannungsmodulen gewahrt.<br />
Auch Versorgungsredundanzen können kombiniert aus alten und neuen Modulen<br />
aufgebaut werden. Die zusätzlichen IIoT-Daten der neuen Module werden über die<br />
Ethernet-Gateway-Module kommuniziert. Mit den neuen Spannungsversorgungsmodulen<br />
stellt Turck die Einsatzfähigkeit des I/O-Systems auf lange Zeit sicher.<br />
www.turck.de
MONTAGE-ASSISTENT IN NEUER VERSION<br />
Eplan stellt 2024 die neue Version der Software Eplan Smart<br />
Mounting zur Verfügung. In dieser wird jetzt der gesamte<br />
Auftragsdurchlauf in der Fertigung aufgezeigt. Unterschiedliche<br />
Dashboards zeigen alle Aufträge an, die in Arbeit<br />
sind – inklusive Bearbeitungsfortschritt. In einer einzigen<br />
Übersicht sieht der Fertigungsleiter alle für ihn relevanten<br />
Informationen<br />
–samt der<br />
Kommentare<br />
der Werker auf<br />
Auftragsebene.<br />
Auf Wunsch<br />
kann ein<br />
Auftrag<br />
selektiert<br />
werden, um sämtliche Informationen zum individuellen<br />
Auftragsfortschritt anzuzeigen. Die Software zeigt auf, wie<br />
viele Aufträge in einem bestimmten Zeitraum bearbeitet<br />
wurden und ermittelt KPIs wie die durchschnittlich benötigte<br />
Zeit pro Komponente oder Verbindung. Diese Werte lassen<br />
sich zur Kalkulation neuer Aufträge optimal nutzen und neue<br />
Workflows zur Fertigungsoptimierung werden auf diese<br />
Weise einfach getestet. Wird beispielsweise der Prozess der<br />
Komponentenbeschriftung umgestellt, kann nach ein paar<br />
Aufträgen die Zeit pro Artikel überprüft werden.<br />
www.eplan.de<br />
UPDATE: GANZHEITLICHES ÖKOSYSTEM<br />
FÜR MANAGED INDUSTRIAL IOT<br />
Unter der Marke Netfield vereint Hilscher für industrielle<br />
Kommunikationstechnologien ein ganzheitliches Ökosystem<br />
für moderne, Cloud-basierte Industrie 4.0-Lösungen. Die<br />
Infrastrukturkomponenten ermöglichen ein effizientes<br />
Management<br />
vernetzter Industrieumgebungen<br />
– vom<br />
Sensor bis zur Cloud.<br />
So eröffnen sich<br />
Anwendern umfangreiche<br />
Optionen für<br />
die Aggregation,<br />
Verarbeitung und Monetarisierung ihrer Anlagendaten,<br />
sowie die Verwaltung von Geräten aus der Ferne und deren<br />
Nutzung für die Datenaggregation. Das Release von Netfield<br />
OS 2.4, Hilschers Laufzeitumgebung für Edge-Geräte, bildet<br />
dafür einen weiteren Baustein. Das neue Betriebssystem<br />
wurde für den Betrieb zwischen einem Feldbusnetzwerk,<br />
dem Unternehmensnetzwerk und der Cloud-Anwendung<br />
optimiert und kann, zusammen mit den Dock-Anwendungen,<br />
zentral verwaltet werden. Zudem ist ein transparenter<br />
Fernzugriff auf alle Komponenten möglich. Für die Verwaltung<br />
aller Einstellungen und Dienste steht das User Interface<br />
des Local Device Managers zur Verfügung, das über<br />
einen offenen und dokumentierten Plugin-Mechanismus<br />
erweiterbar ist. Ebenfalls ermöglicht das Betriebssystem<br />
erweiterte Konfigurationsmöglichkeiten der Laufzeitumgebung<br />
für Edge-Geräte.<br />
www.hilscher.com
ZUVERLÄSSIGE OBJEKTERKENNUNG<br />
DANK FREMDLICHTSICHERHEIT<br />
NICHT BLENDEN<br />
LASSEN<br />
Ein häufiger Störfaktor für Lichtschranken und Lichttaster ist<br />
Fremdlicht. Insbesondere die beliebten LED-Lichtquellen erschweren<br />
die zuverlässige Objekterkennung. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen<br />
optische Sensoren vor, die sich von Fremdlicht nicht blenden lassen.<br />
Bei der Objekterkennung kommen häufig optische Sensoren<br />
zum Einsatz. Sie detektieren präzise, kontaktlos und<br />
mit kurzen Ansprechzeiten. Lichtschranken und Lichttaster<br />
haben jedoch eine Schwachstelle. Sie funktionieren<br />
meist mit sichtbarem Licht, dessen Spektralbereich auch in<br />
Kunstlicht oder Sonnenlicht vorkommt. Diese Lichtquellen<br />
können deshalb bei optischen Sensoren Fehldetektionen verursachen.<br />
Insbesondere LED-Beleuchtung und helles Sonnenlicht<br />
haben sich als – oft nur schwer zu ermittelnde – Störfaktoren<br />
herausgestellt.<br />
LED-LICHT ERHÖHT DIE WAHRSCHEINLICHKEIT<br />
VON FEHL DETEKTIONEN<br />
Bei Neu- oder Ersatzinstallationen werden LEDs immer häufiger<br />
als Deckenlicht und für die Maschinenbeleuchtung eingesetzt.<br />
Wegen des geringen Stromverbrauchs bei hoher Lichtausbeute<br />
sind sie deutlich wirtschaftlicher als alternative Lichtquellen. Zudem<br />
sorgen Vorschriften dafür, dass künftig Leuchtstofflampen<br />
in der EU und in der Schweiz nicht mehr verkauft werden dürfen.<br />
Das kann Auswirkungen auf automatisierte Prozesse haben.<br />
Denn durch die zunehmende Verwendung von LEDs ändern sich<br />
in Produktionshallen die Fremdlichtbedingungen und somit die<br />
Störfaktoren für optische Sensoren. Die Wahrscheinlichkeit für<br />
Fehldetektionen steigt. Warum ist das so?<br />
Untersuchungen von optischen Sensoren verschiedener Hersteller<br />
zeigen, dass sich diese in unterschiedlichen Frequenzbereichen<br />
von LED-Lichtquellen stören lassen. Damit ist die<br />
zuverlässige Objekterkennung nicht mehr möglich, und der Anwender<br />
muss die Ursache ermitteln. Solange sich das zeitliche<br />
Schaltverhalten durch den Fremdlichteinfluss nicht ändert, ist<br />
die Fehlersuche relativ einfach. Ganz anders sieht es bei den<br />
optischen Sensoren aus, die in Abhängigkeit von den unterschiedlichen<br />
Störfrequenzen adaptiv den internen Messzyklus<br />
erhöhen. Für den Anwender hat das eine erhöhte Ansprechzeit<br />
beziehungsweise Schaltzykluszeit zur Folge. Das wiederum kann<br />
dazu führen, dass die Prozesstaktzeiten nicht mehr eingehalten<br />
werden und es zu einem kompletten Maschinenstillstand oder<br />
im schlimmsten Fall zu einem Maschinencrash kommen kann.<br />
Die Fehlersuche gestaltet sich hier äußerst schwierig, da nicht<br />
gleich offensichtlich ist, woher die Störung rührt und sie auch<br />
von alleine wieder verschwinden kann.<br />
Hinzu kommt: Nicht nur LED-Deckenlampen beeinflussen die<br />
Funktionsfähigkeit von Lichtschranken und Lichttastern negativ.<br />
Auch dicht beieinander montierte Sensoren oder Belichtungssysteme<br />
für Industriekameras sind potenzielle Störfaktoren.<br />
26 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
01 Die O200 Reflexionslichttaster von Baumer sind nicht nur<br />
besonders fremdlichtsicher, sondern schaffen dank kompakter<br />
Bauform große Freiheiten für das Maschinendesign<br />
02 Ideales Team für Anwendungen in der Montagetechnik:<br />
Der O200 (rechts) ergänzt die umfangreiche Toolbox für<br />
Lichtschranken und Lichttaster O300/500 sowie OT300/500<br />
FREMDLICHT-ALGORITHMUS BESEITIGT<br />
FEHLERQUELLEN<br />
Der einfachste Weg, zeitintensive Fehlersuchen zu vermeiden, ist<br />
die zuverlässige Objekterkennung durch optische Sensoren –<br />
zuverlässig unter allen denkbaren Lichtbedingungen inklusive<br />
LED-Beleuchtung. Baumer hat Fremdlicht, insbesondere LEDs,<br />
früh als gewichtigen Störfaktor identifiziert und mit eigener Forschung<br />
die Grundlagen für einen neuen Standard in der Detektionssicherheit<br />
gelegt. Die aktuelle Generation optischer Sensoren<br />
des Herstellers zeichnet sich deshalb durch hohe Fremdlichtsicherheit<br />
aus, hinter der ein innovativer Algorithmus steckt.<br />
Vereinfacht gesagt, funktioniert die Fremdlichtunterdrückung<br />
so: Zu Beginn eines jeden Messzyklus werden die verschiedenen<br />
Einflussfaktoren der Störlichtquelle mit sogenannten Dunkelmessungen<br />
ermittelt und durch einen entsprechenden Regelkreis<br />
und innovative Algorithmen kompensiert. Dank einer kontinuierlichen<br />
Bewertung dieser Einflussfaktoren passt sich der<br />
Sensor automatisch an Änderungen der Beleuchtungssituation<br />
an. Zusammen mit einer hochpräzisen Optik und einer leistungsfähigen<br />
Elektronik sorgt dies für eine gleichbleibend hohe Messgeschwindigkeit<br />
und damit eine kurze Ansprechzeit des Sensors<br />
von 0,5 ms. Diese Kombination aus Geschwindigkeit und Fremdlichtsicherheit<br />
prädestiniert die fremdlichtsicheren Lichtschranken<br />
und Lichttaster für viele Automatisierungsanwendungen.<br />
Zu den optischen Sensoren mit außergewöhnlich hoher Fremdlichtsicherheit<br />
zählen beispielweise die Sensorfamilien O200 und<br />
O330 aus dem umfassenden Portfolio von Baumer. Da diese<br />
Sensoren auch unempfindlich gegen LED-Störlicht sind, schließen<br />
sie die Fehlerquelle Fremdlicht im Produktionsbetrieb von<br />
Anfang an aus.<br />
HOHE ANLAGENVERFÜGBARKEIT IST SICHER<br />
Optische Sensoren, die sich durch Fremdlicht beeinflussen lassen,<br />
können die Prozesssicherheit gefährden. Baumer hat mit umfangreichen<br />
Forschungsprojekten diese Schwachstellen optischer Sensoren<br />
untersucht und zuverlässig funktionierende Lösungen entwickelt.<br />
Mit der neuen Generation optischer Sensoren profitieren<br />
Anwender von hoher Fremdlichtsicherheit. Die Lichtschranken<br />
und Lichttaster eliminieren so viele potentielle Fehlerquellen im<br />
Produktionsbetrieb. Das sorgt für mehr Prozess sicherheit auch bei<br />
sich ändernden Lichtverhältnissen und bildet die Basis für<br />
einen sicheren 24/7-Betrieb und gute Anlagenverfügbarkeit.<br />
Bilder: Baumer<br />
www.baumer.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Baumer GmbH<br />
Pfingstweide 28, 61169 Friedberg<br />
Tel. 06031 6007-0<br />
E-Mail: sales.de@baumer.com<br />
AUTOR<br />
Markus Imbach, Senior Produkt<br />
Manager optische Sensoren, Baumer<br />
www.ProcessSensing.com<br />
Michell | Dew Point Instruments<br />
Aii | Oxygen Sensors<br />
Rotronic | Humidity Instruments<br />
Rotronic | Monitoring System<br />
LDetek | Trace Impurity Analyzers<br />
Dynament | Gas Safety Sensors<br />
Ntron | Oxygen Analyzers<br />
SST | Oxygen Sensors
OPTIMALES ANLAGENMANAGEMENT<br />
MIT DEM IIOT<br />
IMMER AM PULS<br />
DER MESSUNG<br />
Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist nicht nur einfach ein<br />
anderes Netzwerk für die Sensorik in verfahrenstechnischen<br />
Anlagen. Es eröffnet ein Potenzial, dass weit über die technische<br />
Anlagenführung hinausgeht. Voraussetzung und Basis für das<br />
IIoT ist die digitale Transformation der Unternehmen, die bis tief<br />
in die Prozesstechnik reicht. Aber jede Transformation bedeutet<br />
Aufwand – rechnet sich das? Das erfahren Sie in folgendem Beitrag.<br />
Die Technologie bietet<br />
Diagnose-, Überwachungsund<br />
Verifikationsfunktionen<br />
On-Site über Field-Tools, aus<br />
der Anlagensteuerung oder<br />
vollständig „remote“<br />
unabhängig von Ort und<br />
Zeit über das Internet<br />
Wenn Maschinen reden könnten, wäre vieles einfacher.<br />
Wir wüssten schneller, ob es gut läuft, ob sich<br />
Probleme ankündigen, was wir tun können, damit<br />
die Technik gute Arbeitsbedingungen hat. „Anlagen<br />
reden nicht, viele unserer Sensoren aber schon“, sagt Kevin Rueff,<br />
Leiter eines global aufgestellten Teams von UX/DX Designern<br />
mit Schwerpunkt digitale Angebote beim Instrumentierungs-<br />
Spezialisten Endress+Hauser. Rueff meint damit Geräte mit der<br />
hauseigenen Heartbeat Technology. Endress+Hauser hat Instrumenten-Familien<br />
aus den Bereichen Durchfluss- und Füllstandmessung,<br />
Temperaturmessung, Drucksensorik und Analysetechnik<br />
mit Heartbeat Technology ausgestattet. „Wenn wir zuhören,<br />
erfahren wir sehr viel darüber, was sich an einer Messstelle und<br />
mit dem Messgerät tut. Dazu kommen einige aktive Möglichkeiten,<br />
zum Beispiel eine Remote-Verifikation des Geräts“, ergänzt<br />
Rueff.<br />
REINE ANLAGENFÜHRUNG REICHT<br />
NICHT MEHR<br />
Die traditionelle und vorherrschende Sicht auf die Anlagenlandschaft<br />
zeigt eine Art Insel mit einem – fast – geschlossenen System<br />
der sogenannten Operational Technology (OT). Das Sinnbild dieser<br />
Insel ist der Steuerstand, der über ein Feldbussystem Daten<br />
aus Feldgeräten erhält und mithilfe dieser Daten die Anlagensteuerung<br />
erledigt. Mehr ist in einem solchen Konzept kaum vorgesehen.<br />
Das „Mehr“, um das es dabei gehen kann, wird im Engineering<br />
und bei den Anlagenplanern schon lange gesehen. Bei<br />
Endress+Hauser gab es die ersten Ansätze, die vorhandenen Informationen<br />
über und aus Feldgeräten über die reine Anlagensteuerung<br />
hinaus nutzbar zu machen, vor etwas mehr als 20 Jahren.<br />
Im Kern geht es darum, die Daten, die in Anlagen ohnehin<br />
reichlich entstehen, in einem weiteren Kontext nutzbar zu<br />
machen, beispielsweise in ERP-Systemen mit entsprechenden<br />
Modulen für das Asset Management. Das betrifft auf Seiten der<br />
In strumentierung die gelieferten Messwerte, aber auch eventuelle<br />
weitere Informationen, die bestimmte Gerätetypen zur Verfügung<br />
stellen können. Die Unternehmenslandschaft der Information<br />
Technology (IT) ist allerdings in der Regel effektiv getrennt<br />
von der OT. Sowohl auf der Hardware- wie auf der Software-Seite<br />
sind Schnittstellen zwischen beiden Welten bisher eher Ausnahmeerscheinungen<br />
– mit der Konsequenz, dass selbst schon<br />
vorhandene Informationen nicht oder kaum ausgewertet und<br />
manche Gerätefunktionen nicht genutzt werden. Ein Grund<br />
dafür ist die fehlende Software-Umgebung zur Auswertung und<br />
zum Abruf bestimmter Gerätefunktionen in der OT-Umgebung.<br />
Augenfällig wird das bei der Analyse von Daten, die erst durch<br />
Aggregierung beziehungsweise Vernetzung verschiedener Informationen<br />
– und der Informationen aus verschiedenen Geräten –<br />
möglich wird, eine Funktionalität, die OT nicht bietet.<br />
28 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
DIAGNOSE, VERIFIKATION UND<br />
ÜBER WACHUNG ÜBER DIE CLOUD<br />
Von zwei Seiten treibt Endress+Hauser die Vernetzung von Geräten<br />
und Informationen einerseits und die vollständige Nutzung<br />
des Potenzials der Feldgeräte voran: Mit der Heartbeat Technology<br />
und dem IIoT-Ökosystem Netilion. Heartbeat bieten Diagnose-,<br />
Überwachungs-, und Verifikationsfunktionen On-Site über Field-<br />
Tools, aus der Anlagensteuerung oder vollständig „remote“ unabhängig<br />
von Ort und Zeit über das Internet. Die Anbindung der<br />
Feldgeräte an die Cloud realisiert Endress+Hauser über Edge<br />
Devices. Sozusagen als Relaisstation zum Nutzer arbeitet dann<br />
Netilion, eine Cloud-Umgebung, die herstellerunabhängig Feldgeräte<br />
einbinden kann.<br />
Heartbeat-Geräte können ihren Zustand über eine Selbstdiagnose<br />
regelmäßig in die Cloud melden und damit anstehende<br />
Wartungsarbeiten im Rahmen einer Trendauswertung sehr<br />
genau planbar machen. Auch bisher unvorhersehbare Ausfälle<br />
können sich so ankündigen, zum Beispiel über eine erkannte Belagbildung<br />
an Sensoren, detektierte Abrasion, Schaumbildung<br />
oder Gerätealterung. Die nötigen Informationen können dem<br />
Wartungsdienstleister, ob im eigenen Unternehmen, automatisch<br />
mit einer Liste der Arbeiten und eventuell benötigten Teile<br />
übermittelt werden. Diagnosefunktionen können über die Cloud<br />
auch jederzeit manuell angestoßen werden. Die Diagnosemeldungen<br />
erfolgen standardisiert nach NAMUR NE 107.<br />
Zum Leistungsumfang der Heartbeat-Geräte gehört auch eine<br />
nach ISO 9001 rückführbare in-situ Verifikation auf Mausklick<br />
oder Touch auf ein Display und ohne Prozessunterbrechung. Die<br />
regulatorische Compliance ist damit Teil des Konzepts; zum<br />
Abschluss der Verifikation wird automatisch ein eindeutiger Bericht<br />
erstellt.<br />
AUS DER FERNE VERIFIZIEREN UND<br />
SICHER DOKUMENTIEREN<br />
Ein Beispiel aus der Praxis kann illustrieren, wie die Transformation<br />
einer bestehenden Anlagenlandschaft große Vorteile generiert,<br />
auch wenn der Anlass eher unwillkommen war. Fünf Jahre<br />
war das Verifikationsintervall für Durchflussmessgeräte bei einem<br />
Betreiber von Abwasseraufbereitungsanlagen. Die etwa 2.500 Geräte<br />
an mehr als 300 Standorten wurden von 40 Mitarbeitenden in<br />
sechs Teams betreut, immer direkt vor Ort – bis das Verifikationsintervall<br />
auf zwei Jahre gesenkt wurde. Die Ressourcen stark aufzustocken<br />
wäre eine Lösung gewesen, allerdings bei durchschnittlichen<br />
Kosten im mittleren dreistelligen Euro-Bereich eine teure.<br />
Mit der Umrüstung auf Heartbeat-Durchflussmessgeräte können<br />
die Verifikationen unter Einhaltung der rechtlichen Vorgaben<br />
aus der Ferne angestoßen und sicher dokumentiert werden. Reisezeiten<br />
entfallen, die Kosten pro Verifikation werden signifikant<br />
gesenkt. In diesem Beispiel ist es vor allem die Zahl der Feldgeräte<br />
und die räumliche Distanz, die mithilfe einer digitalen Plattform<br />
weit besser bewältigt werden kann als nach dem alten Verfahren.<br />
Auf der wirtschaftlichen Seite stand eine Reduzierung der<br />
Betriebskosten (OPEX) von etwa 50 Prozent auf der Bilanz der<br />
Umrüstung.<br />
FAZIT<br />
Bei anderen Anlagen kann es andere Gründe geben, die für eine<br />
Digitalisierung und Transformation in das IIoT sprechen. Auch<br />
viele unterschiedliche Geräte erhöhen den Aufwand, und in verfahrenstechnische<br />
Anlagen sind die Messstellen häufig nur<br />
schwer zu erreichen. Das IIoT ist hier im besten Sinne eine wegweisende<br />
Technologie, die gleichzeitig den Aufwand für das Gerätemanagement<br />
senkt, die Verfügbarkeit von Anlagen erhöht<br />
und die Kosten dabei signifikant reduziert. Wie hoch genau der<br />
Return on Investment der digitalen Transformation einer Anlage<br />
ausfällt, ist natürlich sehr vom Anlagenlayout und der installierten<br />
Messtechnik abhängig. Für Rueff ist das Abwasseranlagen-<br />
Projekt jedenfalls gut gelaufen. „Das Feld digital anzubinden ist<br />
ein echter Booster für die Effizienz. Und prozesstechnische Anlagen<br />
leben lange. Die digitale Aufrüstung kann der Weg auf ein<br />
neues Level sein, ohne grundlegend in das Anlagendesign einzugreifen.“<br />
Keine schlechte Perspektive, findet Rueff.<br />
Bilder: Endress+Hauser<br />
www.de.endress.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Endress+Hauser<br />
(Deutschland) GmbH+Co. KG<br />
Colmarer Straße 6<br />
79576 Weil am Rhein<br />
Tel. 07621 975-01<br />
E-Mail: info.de@endress.com<br />
AUTOR<br />
Thomas Adolph, freier Journalist, für<br />
Endress+Hauser<br />
Messverfahren<br />
Festelektrolyt-Potentiometrie<br />
NDIR-Sensoren<br />
Wärmeleitfähigkeit<br />
Elektrochemische Sensoren<br />
Keidel-Zellen<br />
Gasanalytik für die Prozessmesstechnik<br />
www.zirox.de<br />
ZIROX Sensoren und Elektronik GmbH | Am Koppelberg 21 | 17489 Greifswald | Tel.: +49(0)3834-83 09 00 | Fax: +49(0)3834-83 09 29 | E-Mail: info@zirox.de<br />
Zirox.indd 1 22.09.2017 11:05:04<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 29
5FRAGEN AN...<br />
… Dr. Martin Klenke,<br />
Director Business Development<br />
bei Teledyne Imaging<br />
Teledyne Imaging hat unter der<br />
Bezeichnung IVS (Integrated Vision<br />
Solutions) ein neues Konzept zum<br />
Thema Embedded Vision angekündigt.<br />
Dr. Martin Klenke, Director<br />
Business Development bei Teledyne<br />
Imaging erklärt, was die Besonderheiten<br />
von IVS sind und was dieses<br />
System von anderen Embedded<br />
Vision-Systemen unterscheidet, die<br />
bereits am Markt sind.<br />
01 WAS UNTERSCHEIDET IVS VON ANDEREN EMBEDDED VISION-SYSTEMEN?<br />
IVS steht nicht für ein dediziertes, klar umrissenes Produkt,<br />
sondern vielmehr für eine Vision-System-Plattformfamilie<br />
bestehend aus Hochleistungskomponenten mit verschiedenen<br />
Prozessoren und hoher Datenverarbeitungsbandbreite,<br />
was weit über den Ansatz etablierter Embedded Vision-Systeme<br />
hinaus geht. Das Konzept umfasst eine neue Produktkategorie,<br />
bei der die Lösung einer speziellen Bildverarbeitungsaufgabe<br />
im Vordergrund steht. Die Auswahl der notwendigen<br />
Kernparameter wie Auflösung, Interfaces, Optik etc.<br />
erfolgt in einer individuellen Systemauslegung, meist<br />
gemeinsam mit dem Anwender. Um dies zu erreichen, wird<br />
aus dem Technologieangebot der Teledyne Imaging-Gruppe<br />
eine Hardware/Softwarekombination bereitgestellt, bestehend<br />
aus ausgewählten Hochleistungs-Visionsystemen mit<br />
integrierter Prozessorleistung (embedded) sowie auf den<br />
speziellen Zweck angepasster Software. Im Gegensatz zu<br />
typischen Embedded Vision-Systemen zielt diese Produktgruppe<br />
daher nicht auf starre Standardkomponenten, bei<br />
denen die Applikationsprogrammierung dem Anwender<br />
überlassen wird, sondern es wird gezielt die Konstellation<br />
bereitgestellt, die eine nahtlose Integration in Kundensysteme<br />
oder -Prozesse ermöglicht. Das umfasst auch die Möglichkeit<br />
der Integration von Kunden-Software auf dem System. Das<br />
Ergebnis ist oft ein autonom arbeitendes, kompaktes<br />
Hochleistungs-Vision system, das in der gleichen Anwendung<br />
bei einem anderen Kunden völlig anders gestaltet sein muss.<br />
02 WIE IST DAS NEUE KONZEPT IM HINBLICK AUF DAS BESTEHENDE ANGEBOT<br />
AN HARD- UND SOFTWARE VON TELEDYNE IMAGING EINZUORDNEN?<br />
Das Konzept ist ein zusätzliches vertikales Angebot an<br />
Anwender, die sich mit einem konkreten Anwendungsfall<br />
befassen müssen. Oft sind die erforderlichen Bildverarbeitungskenntnisse<br />
entweder nicht ausreichend oder keine<br />
kundenseitigen Ressourcen vorhanden, um Lösungen anhand<br />
von Standardkomponenten zu erarbeiten. Im Gegensatz dazu<br />
sind typische Teledyne Imaging-Angebote eher horizontal,<br />
ohne die Notwendigkeit spezieller Anwendungsadaptation.<br />
30 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
03 AB WANN WIRD DAS EMBEDDED<br />
VISION-SYSTEM VERFÜGBAR SEIN?<br />
Wir nehmen ab sofort Anfragen bezüglich anwendungsorientierter<br />
Bildverabeitungslösungen entgegen.<br />
04 KÖNNEN SIE BEISPIELE VON<br />
ANWENDUNGEN NENNEN, FÜR DIE IVS<br />
BESONDERS GUT GEEIGNET IST?<br />
Eine naheliegende Anwendung ist zum Beispiel ein<br />
autonomes Überwachungssystem. Hohe Auflösungen<br />
erlauben die Erfassung vieler Objekte, große Überwachungsbereiche<br />
oder maximale Erfassungsqualität.<br />
Darüber hinaus reduziert die Korrelation verschiedener<br />
Detektionsmethoden aus dem gleichen Datensatz (zum<br />
Beispiel Biometrik, Barcodes, Schrift, Defekte, Objekterkennung<br />
etc.) den Datenstrom erheblich, so dass eine<br />
qualitativ hochwertige Entscheidung lokalisiert ermöglicht<br />
wird, auch ohne Anbindung an externe Datensysteme.<br />
Diese Fähigkeiten sind wertvoll beispielsweise für Anwendungen<br />
in den Bereichen Paketsortierung und Food Sorting.<br />
Gezielte, effiziente Datenvorverarbeitung, um Peripheriegeräte<br />
zu minimieren, ist ein weiterer typischer Anwendungsfall.<br />
So ist die Integration schneller Bildsensoren mit<br />
massiven Datenströmen in intelligente Scanner, oft auch<br />
mit 3D-Methoden, im Markt seltener anzutreffen, weil ein<br />
tiefgreifendes Know-how der Sensortechnologie notwendig<br />
ist, um ein autonomes System zu entwickeln. Aufgrund der<br />
eigenen Sensorfertigung der Teledyne Imaging-Gruppe<br />
kann hier ein weiterer Mehrwert für den Anwender erzielt<br />
werden. Darüber hinaus verarbeitet ein modernes Onboard<br />
Processing-System Daten mit wesentlich geringeren<br />
Latenzzeiten als rechnergestützte Anlagen, was Echtzeitanwendungen<br />
realisierbar und auch zum Beispiel große<br />
Kabellängen oder Slave-PCs überflüssig werden lässt.<br />
Ein wichtiger genereller Aspekt ist auch das Thema Convenience,<br />
das heißt die Kombination aus einfacher Integration,<br />
Ersetzbarkeit, geringen Rüstzeiten und autonomem,<br />
einfachem Betrieb. Dessen Bedeutung ist unterschiedlich<br />
für jeden Anwendungsfall zu ermitteln, IVS erlaubt es aber,<br />
dieses Kriterium auch für hohe Bandbreiten anzuwenden.<br />
05 WELCHE WEITEREN NEUENT-<br />
WICKLUNGEN FOLGEN DEM TREND UND<br />
VERSPRECHEN WACHSTUMSCHANCEN?<br />
Teledyne hat viele aufregende Entwicklungen im gesamten<br />
Bereich der Bildverarbeitungs technologie auf den Weg<br />
gebracht. Diese reichen von unseren fortschrittlichen<br />
Sensorplattformen, optischen Modulen und ToF-Sensoren<br />
über unsere leistungsstarken Zeilen- und Flächenkameras<br />
bis hin zu unseren 3D-Profil sensoren, Wärmebildkameraplattformen<br />
und KI-fähigen Bildverar beitungssystemen.<br />
All das verspricht viel Wachstumspotenzial, auch in 2024.<br />
DIE FRAGEN STELLTE VANESSA SENDROWSKI,<br />
REDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />
Bilder: Porträt Teledyne; Schmuckbild swissa – stock.adobe.com<br />
www.teledyneimaging.com<br />
Kurz erklärt<br />
Teledyne nutzt seine Bildverarbeitungshardware-<br />
und -softwarekapazitäten<br />
und paart diese mit seinem umfassenden<br />
Fachwissen über Bildverarbeitungsanwendungen,<br />
um anwendungsspezifische<br />
eingebettete Bildverarbeitungssysteme<br />
zu liefern, die auf die<br />
Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten<br />
und auf hohen Datendurchsatz<br />
ausgerichtet sind.<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 31
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
BREITE SCAN-ABDECKUNG UND<br />
KI-DEKODIERUNG<br />
Cognex hat das stationäre Barcode-Lesegerät Data-<br />
Man 380 vorgestellt, das mit fortschrittlicher Optik<br />
und künstlicher Intelligenz (KI) den Durchsatz in<br />
Logistik- und Fertigungsanwendungen beschleunigt.<br />
DataMan verwendet einen hochauflösenden Sensor,<br />
um mehrere Codes in<br />
nur einem Bild zu<br />
erfassen und eine<br />
bestmögliche Rückverfolgbarkeit<br />
zu gewährleisten.<br />
Dieses große<br />
Sichtfeld vereinfacht<br />
die Implementierung<br />
und den Betrieb,<br />
wobei ein DataMan<br />
380 die Leistung<br />
mehrerer konventioneller Lesegeräte übertreffen soll.<br />
Zudem kann dank KI-gestützter Dekodier-Algorithmen<br />
der Durchsatz durch die schnelle Lokalisierung und<br />
Unterscheidung unterschiedlicher Symbologien<br />
beschleunigt werden.<br />
www.cognex.com<br />
TECHNOLOGIESPRUNG BEI WASSERSTOFF:<br />
NUR MIT DER PASSENDEN MESSTECHNIK<br />
Wasserstoff entwickelt sich<br />
gerade zu dem Energieträger<br />
der Zukunft. Er lässt sich mit<br />
Hilfe erneuerbarer Energien<br />
nicht nur CO 2<br />
-neutral<br />
gewinnen, sondern auch<br />
gut speichern und vielseitig<br />
verwenden. Für viele<br />
Unternehmen ist der Umgang mit Wasserstofftechnologien<br />
jedoch eine große Herausforderung. Es müssen neue Lieferanten<br />
und neue technische Lösungen gefunden werden.<br />
Insbesondere für den Umgang mit explosiven Gasen werden<br />
spezielle Produkte und spezielles Know-how erforderlich.<br />
Jumo bietet eine breite Palette an Produkten für Wasserstoff:<br />
Mess- und Regeltechnik für Druck, Temperatur, Füllstand,<br />
Leitfähigkeit, Durchfluss und Safety mit entsprechenden<br />
Zulassungen für Explosionsschutz, funktionale Sicherheit<br />
oder Schiffzulassungen. Zudem bietet Jumo aber auch sein<br />
Know-how als Entwicklungspartner für Projekte entlang<br />
der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette von der<br />
Erzeugung bis zur Nutzung an.<br />
www.jumo.de<br />
Universal // Smart // Easy<br />
Durchflussmessung mit IO-Link<br />
Vortex-Durchflusssensoren für<br />
Maschinenbau und industrielle Anlagen.<br />
Die bewährten SIKA-Sensoren kombiniert mit einer innovativen<br />
Kommunikationsschnittstelle bieten Ihnen wichtige Vorteile in<br />
den Bereichen Inbetriebnahme, Produktivität und Instandhaltung.<br />
Tobias Diehl<br />
Senior Technical Sales Engineer<br />
www.sika.net<br />
32 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
ABSOLUTE MESSGERÄTE ERMÖGLICHEN DEN<br />
SICHEREN EINSATZ VON COBOTS<br />
Roboter und Menschen arbeiten in immer mehr Fertigungsprozessen<br />
Hand in Hand. Um Verletzungen durch Kollisionen<br />
auszuschließen, erfassen absolute Messgeräte von AMO die<br />
Distanz zwischen den Akteuren hochgenau und zuverlässig.<br />
Dafür eignen sich absolute Längen- und Winkelmessgeräte<br />
von AMO. Sie ermitteln Positionswerte mit Abweichungen von<br />
weniger als einem<br />
Mikrometer pro Signalperiode.<br />
Dadurch ist die<br />
hochgenaue Positionierung<br />
von Roboter-Achsen<br />
möglich, sodass<br />
Cobots auch in unmittelbarer<br />
Nähe zu Menschen<br />
sicher arbeiten können.<br />
Da bei jeder Messung zwei voneinander unabhängige Werte<br />
im Geber erzeugt werden, ist jeder Wert zudem redundant.<br />
Die Übertragung von Fehlerbits an die Steuerung schließt<br />
darüber hinaus Abweichungen bei der Übermittlung der<br />
Positionsdaten aus. Die absoluten Längenmessgeräte LM-<br />
KA 2010 und LMKA 3010 sowie die absoluten Winkelmessgeräte<br />
WMKA 2010 und WMKA 2110 sind für den Einsatz in<br />
sicherheitsgerichteten Anwendungen zertifiziert (SIL2, PL d).<br />
Um die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung<br />
zwischen Messgerät und Antrieb sicherzustellen, hat AMO<br />
zudem einen mechanischen Fehlerausschluss entwickelt. Mit<br />
den Lösungen vom AMO lassen sich auch herkömmliche<br />
Industrieroboter einfach zu Cobots umrüsten.<br />
www.amo.at<br />
INDUKTIVE MINIATURSENSOREN MIT<br />
INTEGRIERTER ELEKTRONIK<br />
Insbesondere bei der Positions- und Anwesenheitserkennung<br />
ist der Bauraum für die entsprechenden Sensoren oftmals<br />
stark begrenzt. Als Lösung für diese Problematik hat Contrinex<br />
einen induktiven Miniatursensor mit komplett integrierter<br />
Elektronik entwickelt. Die Sensoren stehen in runden Edelstahlgehäusen<br />
mit Durchmessern von 3 bis 4 mm, in Edelstahlgehäusen<br />
mit<br />
M5-Gewinde oder in<br />
quadratischen<br />
Edelstahlgehäusen<br />
mit 5 mm Kantenlänge<br />
zur Verfügung.<br />
Je nach Steuerungssystem<br />
können die<br />
Sensoren mit PNP- oder NPN-Ausgängen als NO- (Normally<br />
Open) oder NC- (Normally Closed) Variante für die Erfassung<br />
von Schaltabständen bis 2,5 mm geliefert werden. Für die<br />
Kommunikation steht bei den PNP-NO-Varianten dabei auch<br />
eine IO-Link-Schnittstelle für eine applikationsspezifische<br />
Parametrierung zur Verfügung. Laut Hersteller lassen sich die<br />
Miniatursensoren einfach und schnell montieren und in<br />
Betrieb nehmen. Weitere Merkmale der Sensoren sind der<br />
geringe Stromverbrauch und der Betriebstemperaturbereich<br />
von - 25 bis + 70 °C.<br />
www.contrinex.com<br />
DIGITALMANOMETER FÜR MOBILE<br />
SERVICE-ANWENDUNGEN<br />
Das Digitalmanometer<br />
CPG1200 von Wika ermöglicht<br />
es, komfortabel und flexibel<br />
Betriebsdrücke einzustellen,<br />
Druckschalter nachzujustieren<br />
und Drücke zu überwachen,<br />
beispielsweise bei der Dichtheitsprüfung<br />
von Transportbehältern.<br />
Das Unternehmen hat<br />
das batteriebetriebene CPG1200 speziell für den Einsatz in<br />
mobilen Anwendungen ausgelegt. Dank stabilem Kunststoffgehäuse<br />
und optionaler Gehäuseschutzkappe ist das Gerät<br />
robust und hält im Einsatz Erschütterungen sowie Schocks<br />
mühelos stand. Die Messtechnik deckt alle gängigen<br />
Bereiche von -1 bis 1.000 bar (-14,5 bis 15.000 psi) mit einer<br />
Genauigkeit von bis zu 0,25 % FS ab. Die Messrate lässt sich<br />
auf eine, drei, vier oder zehn Messungen pro Sekunde<br />
einstellen. Zudem verfügt das CPG1200 über einen Energiesparmodus.<br />
Betriebszeiten von bis zu 4.000 Stunden sind<br />
ohne Batteriewechsel möglich. Ein Datenlogger für bis zu<br />
1 Million Datenpunkte ist optional integrierbar.<br />
www.wika.de<br />
INDIVIDUELLE MESSLÖSUNG<br />
Für ein Pharma-Unternehmen hat Labom<br />
eine individuelle Lösung für eine<br />
Füllstandmessung in einem Behälter<br />
entwickelt. Die Herausforderung war, bei<br />
deutlich variierenden Drücken und einer<br />
großen Temperaturspanne an nur einer<br />
Messstelle mit einer sehr hohen Genauigkeit<br />
zu messen. Als Lösung wurden hier<br />
zwei Druckmessumformer der Serie<br />
Pascal CV3 eingesetzt, die jeweils unterschiedliche Messbereiche<br />
abdecken und die zusammen auf nur einen Druckmittler<br />
montiert sind. Je nach Zeitpunkt im Prozess und Füllstand im<br />
Behälter kann dieses System von Messbereich bis 4 bar auf bis<br />
zu 400 mbar wechseln. Der kleinere Messbereich ist überlastsicher<br />
und der Sensor gegen die höheren Drücke unempfindlich.<br />
www.labom.com<br />
Weniger<br />
Ein grüner<br />
Fußabdruck für<br />
Ihr Prüflabor –<br />
CO 2 sparen durch<br />
Modernisierung<br />
www.zwickroell.com/nachhaltigkeit<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 33
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
NEU JUSTIERTE OLED-FLÄCHENBELEUCHTUNG FÜR MACHINE VISION<br />
A-221x46-W4K0-W-DIF-S erweitert Evotrons Baureihe flacher OLED-Flächenbeleuchtungen.<br />
Bei Auflicht- und Durchlichtanwendungen überzeugt das System<br />
mit einer Homogenität von mehr als 95 Prozent. Die patentierte Lumisens-<br />
Technologie sorgt für wiederholgenaue Präzision bei Dauer- und Blitzbeleuchtung.<br />
Dank Light-Sensor-Processor und digitaler Regelungstechnik werden alle<br />
Betriebsparameter permanent überwacht und stabil eingehalten. Die Geräte mit<br />
einer Dicke von 5,0 mm und einer Leuchtfläche von 221 × 46 mm² lassen sich so<br />
gezielt, bis an ihre physikalischen Grenzen, schadfrei und konstant ansteuern.<br />
Das Aluminiumgehäuse mit Gorilla-Glasabdeckung entspricht Schutzart IP67.<br />
Im Zusammenspiel garantiert der digitale LED-Controller DCS2402-1S von Evotron eine schnelle und wiederholgenaue<br />
Einstellung der Helligkeit. Parallel ist für Temperatur- und Ausfallschutz gesorgt. Dauer- und Blitzbetrieb bis zu einer<br />
Frequenz von 500 kHz sind möglich bei einer Konstanz der Blitzenergie von 99 Prozent.<br />
www.evotron-gmbh.de<br />
OPTISCHER DISTANZSENSOR FÜR HÖCHSTE PRÄZISION BEI 80 METER REICHWEITE<br />
Sick präsentiert den neuen, optischen Distanzsensor DT80. Spezifiziert für Reichweiten bis 80 m,<br />
überzeugt der Time-of-Flight-Sensor durch seine Genauigkeit und Auflösung. Ein neues Usability-<br />
Konzept gewährleistet die Konfiguration des DT80 über das symbolunterstützte Sensordisplay,<br />
über die Konfigurationssoftware Sopas oder über IO-Link. Messgeschwindigkeiten und weitere<br />
Parameter lassen sich so auf einfache Weise einstellen. Das kompakte Metallgehäuse ist ideal<br />
geeignet für beengte Montageverhältnisse. Schutzart IP65 und IP67 ermöglichen auch den<br />
Langzeit-Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen. Die integrierte Temperaturkompensation<br />
gewährleistet auch bei schnellen Temperaturwechseln oder intensiver Sonneneinstrahlung<br />
hochpräzise und zuverlässige Messergebnisse.<br />
www.sick.com/de<br />
Füllstand & Grenzstand<br />
www.afriso.de/fuellstand<br />
Für jede Anwendung<br />
die passende Lösung?<br />
Füllstandmess technik<br />
von AFRISO!<br />
Ultraschalltransmitter, Puls-<br />
Reflex-Füllstandmessgeräte<br />
oder kapazitive Grenzschalter<br />
und Füllstand transmitter<br />
genau für Ihren Ein satz fall<br />
Äußerst kompakte und robuste<br />
Aus führungen, individualisier<br />
bar auch für spezielle<br />
Anforderungen<br />
Menügeführtes Program mierdisplay<br />
zur Geräte einstellung<br />
und Vor-Ort-Anzeige<br />
Auf Wunsch:<br />
Montage zubehör,<br />
passende Anzeigeund<br />
Regelgeräte u.v.m.<br />
KOMPAKTES OLED-ANZEIGEMODUL<br />
Als neue digitale Anzeigeeinheit für DMS-Kraftsensoren mit<br />
integriertem Messverstärker hat Inelta Sensorsysteme die<br />
Kabelelektronik IMK-2442-OLED eingeführt. Das Display<br />
aktualisiert die Anzeigewerte im 100 ms-Takt. Das mit<br />
60 × 35 × 22 mm kompakt dimensionierte Anzeige modul<br />
mit OLED-Display lässt sich über Stecker und Buchse im<br />
M12-Format mittels Sensorkabel einfach in die Signalübertragung<br />
einbinden. Die mit Sensoren mit Stromausgang von 4…20 mA kompatible Anzeigeeinheit<br />
gibt die Ausgangswerte von Kraftsensoren optional in Newton oder Milliampere an. Sie kann bei<br />
LVDT-Sensoren die Bewegung aber auch in Millimetern anzeigen. Das Gehäuse der IP64-Anzeigeeinheit<br />
besteht aus eloxiertem Aluminium und ein Einsatz ist zwischen - 10 bis + 60 °C möglich.<br />
www.inelta.de<br />
AUCH KLEINSTE DRUCKLUFTLECKS ERKENNEN<br />
Eine Akustikkamera zur Erkennung von Druckluftlecks mit verbesserter Empfindlichkeit,<br />
automatischer Filterung und automatischer Abstandseinhaltung ist die Si124-LD Plus von<br />
Teledyne Flir. Das Modell stellt Inspektoren eine optimierte Bedienoberfläche und Softwarefunktionen<br />
bereit, mit denen sich kleine Druckluftlecks präziser lokalisieren<br />
lassen. Die Kamera lässt sich mit einer Hand bedienen. Mit dem<br />
Feature AutoFilter wird automatisch der beste Filter zur Lokalisierung<br />
kleiner Lecks ausgewählt und durch die Eliminierung irrelevanter<br />
Hintergrundgeräusche die Inspektion beschleunigt. Der Abstand<br />
zum Leck wird mit AutoDistance gemessen, um aus einer Entfernung<br />
bis 5 m die Leckrate in Echtzeit zu schätzen. Eine Kontinuierliche<br />
Auto-Korrektur optimiert die Leckerkennung, sodass sich auch<br />
Lecks von 0,016 bis 0,004 l/min lokalisieren lassen.<br />
www.flir.de
VOLLAUTOMATISIERTE HÄRTEPRÜFUNG<br />
ZwickRoell unterstützt Metall-Labore mit einem vollautomatisierten<br />
Härteprüfsystem. Dieses System adressiert den<br />
wachsenden Bedarf an sicheren und zuverlässigen Materialkennwerten<br />
und stellt sich gleichzeitig den Herausforderungen<br />
des Kostendrucks in der Qualitätskontrolle. Und so<br />
funktioniert die Lösung: Die Proben werden zunächst<br />
manuell in Magazine<br />
sortiert. Ab hier<br />
übernimmt das<br />
automatisierte<br />
Prüfsystem die<br />
Kontrolle. Es befördert<br />
die Proben zur automatischen<br />
Werkstoffprüfung<br />
und sortiert die<br />
Prüflinge anschließend für eine etwaige notwendige<br />
Inspektion. Dies minimiert potenzielle Bedienereinflüsse<br />
und stellt sicher, dass die Prüfergebnisse sowohl sicherer<br />
als auch vergleichbarer sind. Im Herzen des Systems<br />
arbeitet der Duravison 200 Universal-Härteprüfer. Er deckt<br />
einen Lastbereich von 0,3 bis 250 kg ab und ist in der Lage,<br />
gängige Härteprüfungen wie Vickers und Brinell durchzuführen.<br />
Für die effiziente Probenzuführung sorgt der<br />
Robotest N Leichtbauroboter, der besonders bei gängigen<br />
Pick-and-Place-Anwendungen in der Härteprüfung<br />
punktet. Ein weiterer Vorteil: Der Robotest N ist vollständig<br />
in die ZwickRoell Automatisierungssoftware integriert und<br />
erfordert keine speziellen Roboterprogrammier- oder<br />
-bedienkenntnisse.<br />
www.zwickroell.com<br />
MESSWERTGEBER INDIVIDUELL<br />
ZUSAMMENSTELLEN<br />
Für jede Anforderung die passende Kombination bietet die<br />
modulare Reihe von Messwertgebern Vaisala Indigo. Die<br />
Sonden können einfach am Messwertgeber montiert<br />
werden, und das System ist einsatzbereit. Diese lassen sich<br />
leicht austauschen,<br />
sodass verschiedene<br />
Parameter<br />
gemessen werden<br />
können. Mit einem<br />
Messwertgeber<br />
können zum<br />
Beispiel die<br />
Einlass- und<br />
Auslassbedingungen<br />
eines Prozesses oder auch verschiedene Parameter<br />
gleichzeitig gemessen werden, wie CO 2<br />
, Feuchte, Taupunkt,<br />
Temperatur oder verdampftes Wasserstoffperoxid. Die<br />
neueste Entwicklung in der Indigo-Plattform ist die Indigo-<br />
510-Familie. Sie sind mit Touchscreen-Display aus chemisch<br />
verstärktem Glas zur lokalen Datenvisualisierung erhältlich.<br />
Aber auch Messwertgeber ohne Display sind verfügbar. Die<br />
Messwertgeber bieten erweiterte Optionen für den Messsondenanschluss,<br />
die Versorgungsspannung und die<br />
Verkabelung. Erhältlich sind sie bei Cik Solutions.<br />
www.cik-solutions.com<br />
Prozesse verbessern ist wie Klettern.<br />
Mit einem starken Partner meistert<br />
man jede Herausforderung.<br />
So wie sich Sportler auf ihr Team verlassen, können sich<br />
unsere Kunden auf uns als Partner verlassen. Gemeinsam<br />
meistern wir die Herausforderungen für ein gemeinsames<br />
Ziel: die Optimierung von Fertigungsprozessen im Hinblick<br />
auf Wirtschalichkeit, Sicherheit und Umweltschutz.<br />
Lassen Sie uns gemeinsam besser werden.<br />
Erfahren Sie mehr unter<br />
www.de.endress.com
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
EIN KLEINER SCHRITT MIT GROSSER WIRKUNG<br />
ENERGIEMONITORING: EINFACH,<br />
FLEXIBEL UND SKALIERBAR<br />
Energiekosten sind ein zentrales Thema für fast alle Unternehmen.<br />
Nachhaltige Energieeinsparungen sind aber nur möglich, wenn die<br />
Ursachen für unnötig hohe Verbräuche bekannt sind. ipf electronic zeigt,<br />
wie sich ein effizientes Energiemonitoring möglichst einfach, schnell und<br />
ohne hohe Anfangs- und Folgekosten umsetzen lässt.<br />
In einer ganzen Reihe an Industrieanwendungen wird auf vielfältige<br />
Weise Energie benötigt, sei es zur Produktion von Wärme<br />
oder Kälte, für die Bereitstellung von Druckluft oder diverser<br />
flüssiger Medien oder für die Erzeugung und den Einsatz von<br />
technischen Gasen. Die potenziellen Einsatzbereiche für die unverzichtbare<br />
Energie sind derart vielfältig, dass selbst eine annähernd<br />
lückenlose Aufzählung hier schier unmöglich ist. Die<br />
meisten Industrieanwendungen haben aber eines gemein: Sie<br />
liefern in irgendeiner Form Messdaten.<br />
WERTVOLLE INFORMATIONEN FÜR<br />
NACHHALTIGE KOSTENSENKUNG<br />
Solche Zahlen und Werte, unter Umständen verknüpft beziehungsweise<br />
ergänzt mit weiteren Informationen, zum Beispiel zu korrelierenden<br />
Arbeitsabläufen sowie Prozessen, liefern den Schlüssel<br />
für ein durchgängiges Energiemonitoring mit vielen Analysemöglichkeiten.<br />
Je granularer die Messdaten gewonnen werden,<br />
desto hilfreicher und wertvoller sind die Informationen, die sich<br />
hieraus für nachhaltige Energieeinsparungen ableiten lassen.<br />
AUFWENDIGE IMPLEMENTIERUNG<br />
UND MEHRKOSTEN<br />
Voraussetzung hierfür ist ein modulares und variabel einsetzbares<br />
System als zentrale Schnittstelle, über die die Daten mit Blick auf<br />
gezielte Maßnahmen für Kosteneinsparungen aufgenommen, zusammengeführt,<br />
weiterverarbeitet und analysiert werden können.<br />
Viele Systeme für ein Energiemonitoring sind jedoch in der<br />
Handhabung zu unflexibel, überdies hinsichtlich der Schnittstellen<br />
zu verschiedenen Sensorlösungen als Datenlieferanten nur<br />
mit hohem Aufwand zu implementieren und führen, einmal ganz<br />
abgesehen von den hohen Initialinvestitionen, beispielsweise<br />
durch Softwarelizenzgebühren, notwendigen Cloudanbindungen<br />
oder Wartungsverträge, zu regelmäßigen Mehrkosten.<br />
GATEWAYS ALS HERSTELLERUNABHÄNGIGE<br />
PLATTFORM<br />
ipf electronic setzt daher im Sinne einer soliden Kalkulation ganz<br />
bewusst auf ein System für das Energiemonitoring, das unter an<br />
36 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
ANZEIGE<br />
derem auf Open Source Software<br />
und einer herstellerunabhängigen<br />
Plattform basiert, die nach der Implementierung<br />
keinerlei Mehroder<br />
Zusatzkosten verursacht und<br />
zu allen derzeit im Markt verfügbaren<br />
Hardware- und IT-Systemen kompatibel<br />
ist.<br />
Zentrale Systemkomponenten sind die<br />
Implementierung der<br />
Gateways auf Maschinenebene,<br />
zum Beispiel durch den<br />
direkten Anschluss an eine<br />
Steuerung, oder aber durch<br />
Anbindung an entsprechende,<br />
auf Anlagenebene<br />
installierte Sensorik<br />
leistungsstarken Gateways BY000002 und BY000003 mit ARM-<br />
Prozessor. Sowohl das leicht einzurichtende Betriebssystem als<br />
auch der Webclient zur Verarbeitung, Bereitstellung und Visualisierung<br />
der Messdaten über ein Dashboard befinden sich bereits<br />
„onboard“.<br />
Die Gateways zur Erfassung von Energieströmen ermöglichen<br />
eine hohe Einsatzflexibilität und Skalierbarkeit ohne aufwendige<br />
Umbauten. So lässt sich sowohl ein kontinuierliches Monitoring<br />
auf Anlagenebene als auch eine vernetzte fabrikweite Lösung implementieren,<br />
die jederzeit erweiterbar ist.<br />
HOHE KONNEKTIVITÄT UND EINFACHE<br />
NETZWERKINTEGRATION<br />
So können bis zu sechs digitale und vier analoge Sensoren direkt<br />
an ein Gateway angeschlossen werden. Alternativ hierzu besteht<br />
die Option, Sensoren zum Beispiel über Modbus (32 Geräte via<br />
Modbus RTU / 200 Geräte via Modbus TCP) anzubinden. Mit<br />
dem Modul AB000003 sind die Gateways außerdem zur Erfassung<br />
von bis zu acht zusätzlichen analogen Eingangssignalen erweiterbar.<br />
Des Weiteren stellen die Geräte Schnittstellen wie<br />
100 MbE / GbE, CAN, RS485 sowie USB 2.0 Host und USB 2.0 Device<br />
bereit. Vielseitig und flexibel sind die Gateways auch mit<br />
Blick auf die firmeninterne Netzwerkintegration durch die Unterstützung<br />
zahlreicher Protokolle: Modbus, CAN, Cloud of Things,<br />
OPC U/A, DB/SQL und MQTT.<br />
Die kontinuierlich erfassten Daten und Messwerte werden im<br />
großen internen Ringspeicher der Gateways oder über USB 2.0<br />
Device-Schnittstelle auf ein externes Speichermedium abgelegt.<br />
Darüber hinaus lassen sich die Messwerte auf einen lokalen Server<br />
übertragen oder über eine sichere VPN-Verbindung in einer<br />
Cloud abspeichern.<br />
EXTREM VIELSEITIGES, LEISTUNGSFÄHIGES<br />
DASHBOARD<br />
Die übersichtliche Visualisierung aller Messwerte auf einem PC<br />
oder Mobilgerät erfolgt über das Dashboard, einer plattformübergreifenden<br />
Open Source Anwendung (Grafana) zur grafischen<br />
Darstellung von Daten aus verschiedensten Quellen. Das<br />
interaktive, individuell konfigurierbare und sehr leistungsfähige<br />
Dashboard bietet hierzu überaus vielfältige Optionen zur Datenvisualisierung<br />
(beispielsweise Tachometer-, Säulen- oder Kurven-Diagramme,<br />
Heatmaps, Histogramme, etc.). Auch die einfache<br />
Auswahl individueller Detailansichten mit vergrößerten<br />
Darstellungen und somit höherer Auflösung, zum Beispiel von<br />
Zeitachsen und so weiter, ist hierbei möglich.<br />
Einmal konfigurierte Dashboards lassen sich in ein kompaktes<br />
JaveScript-Datenformat exportieren, auf andere Gateways übertragen<br />
und mit der Visualisierungssoftware öffnen. Eine plattform<br />
unabhängige VNC-Verbindung ermöglicht außerdem eine<br />
teamweite Zusammenarbeit. Das System von ipf electronic präsentiert<br />
sich somit auch im Hinblick auf einen reibungslosen<br />
Datenaustausch ohne Medienbrüche als offene, praktikable und<br />
einfach zu handhabende Lösung.<br />
ZAHLREICHE SENSOREN FÜR DEZENTRALE<br />
VERBRAUCHSMESSUNGEN<br />
Flankierend zu den Gateways offeriert ipf electronic eine ganze<br />
Reihe an unterschiedlichen Lösungen für dezentrale Verbrauchsmessungen<br />
aus einer Hand. Hierzu gehören zum Beispiel Sensoren<br />
der Baureihen SM89/SM90, SL92/SL87 und YT3 für die<br />
Durchfluss-, Volumen- und Temperaturmessung von elektrisch<br />
leitfähigen Flüssigkeiten sowie technischen Gasen wie Erdgas,<br />
Messumformer der Reihe NZ für Wechselstrom mit integriertem<br />
Stromwandler, Drucksensoren der Baureihe DW3 zur Erfassung<br />
von gasförmigen und flüssigen Medien, sowie Füllstandsensoren<br />
der Reihe FK für flüssige und pastöse Medien. Das Angebot in<br />
diesen Bereichen wird von ipf electronic zudem kontinuierlich<br />
ausgebaut.<br />
LÖSUNG AUCH FÜR DAS CONDITION<br />
MONITORING<br />
Über das Energiemonitoring hinaus, erfüllen die neuen Gateways<br />
von ipf electronic außerdem sämtliche Voraussetzungen für<br />
ein gezieltes Condition Monitoring, ebenfalls ohne aufwendige<br />
Umbauten sowie hohe Investitions- und Folgekosten. Für eine<br />
permanente Zustandsüberwachung von Maschinen, Anlagen<br />
und Prozessen werden die von Sensoren und Aktoren gesammelten<br />
Daten auf den Gateways gespeichert und können, optional<br />
angereichert mit weiteren Daten von speicherprogrammierbaren<br />
Steuerungen (SPS) und Servern (BMD, MDE, etc.), über das<br />
Dashboard visualisiert und analysiert werden. Je nach Anforderungen<br />
lassen sich zudem über das Betriebssystem der Gateways<br />
Schwellen- oder Grenzwerte festlegen, zum Beispiel zur Überwachung<br />
von Temperaturverläufen, Füllständen, etc. Bei Erreichen<br />
eines zuvor definierten Wertes kann eine automatische Benachrichtigung<br />
beispielsweise als E-Mail oder SMS generiert werden.<br />
Bilder: ipf electronic<br />
www.ipf.de<br />
UNTERNEHMEN<br />
ipf electronic GmbH<br />
Rosmarter Allee 14<br />
58762 Altena<br />
Tel. 02351 9365-0<br />
E-Mail: info@ipf.de<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 37
IM DIALOG<br />
IM GESPRÄCH MIT JÖRG PAULUS ÜBER ABSOLUTDREHGEBER,<br />
WIEGAND-SENSORIK UND TMR-TECHNOLOGIE<br />
IMMER DEN NÄCHSTEN SCHRITT<br />
Jörg Paulus ist Anteilseigner der Fraba Gruppe. Im Jahr 2003 fing er bei<br />
der Fraba Gruppe an und war maßgeblich für die Entwicklung eines voll<br />
integrierten IT-Systems verantwortlich. Im Jahr 2014 wurde er zum Partner<br />
gewählt und ist seitdem für den Drehgebermarkt in der Region EMEA<br />
verantwortlich. Wir sprechen mit ihm über die neue Generation von<br />
Ixarc-Absolutdrehgebern.<br />
Vanessa Sendrowski: Herr Paulus, absolute Drehgeber<br />
unterscheiden sich zwischen magnetischen und optischen<br />
Drehgebern. Was unterscheidet die beiden Technologien<br />
voneinander und ist eine Technologie überlegen?<br />
JÖRG PAULUS: Der optische Drehgeber ist die ältere und bekanntere<br />
Technologie. Sie bietet zwar Vorteile in der hohen Auflösung<br />
und Genauigkeit, ist allerdings recht aufwendig und<br />
preisintensiv. Demgegenüber bietet die magnetische Technologie<br />
Vorteile in der Robustheit, denn sie ist zum Beispiel robust<br />
gegen Vibrationen, Feuchtigkeit und Staub, was bei optischen<br />
Systemen zu Problemen führen würde. Die magnetische Technologie<br />
kann zudem kleiner gebaut werden und erreicht vor<br />
allem im Zusammenspiel mit dem Wiegand-Sensor als Multiturn-Absolutwertgeber<br />
den nächsten Schritt – ganz ohne sperrige<br />
Getriebe oder lästige Batterien. Dadurch ist man auch auf der<br />
Kostenseite den optischen Drehgebern überlegen.<br />
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in 95 Prozent der Fälle<br />
der magnetische Drehgeber überlegen ist. Trotzdem gibt es<br />
allerdings Anwendungen, für die optische Drehgeber besser<br />
geeignet sind. Die optische Technologie ist grundsätzlich zwar<br />
keine schlechte Technologie, der Trend geht jedoch deutlich hin<br />
zur Magnetik.<br />
Die neuen magnetischen Ixarc-Drehgeber enthalten<br />
anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (englisch<br />
application-specific integrated circuit, ASIC) als Logiccontroller<br />
für das batterielose Multiturn-System. Diese wurden von<br />
Posital, gemeinsam mit dem Schwesterunternehmen Ubito, in<br />
Eigenregie entwickelt. Worin bestanden die größten Herausforderungen,<br />
denen Sie sich bei der Entwicklung stellen<br />
mussten?<br />
PAULUS: Die sicher größte Herausforderung war, dass wir zum<br />
ersten Mal einen eigenen ASIC, also eine in Silikon gegossene<br />
Logik, entwickelt haben. Keiner der Ingenieurinnen und Ingenieure<br />
bei uns hat das zuvor schon einmal gemacht, von daher<br />
mussten sie sich intensiv in neue Technologien und Bereiche<br />
einarbeiten. Aber das ist genau das, was wir als Fraba wollen:<br />
die nächste Challenge, die nächste Herausforderung. Zu sehen,<br />
dass die Mitarbeitenden immer wieder über sich hinauswachsen<br />
und die nächste Herausforderung meistern, fasziniert mich<br />
jedes Mal aufs Neue.<br />
Die neuen Ixarc Multiturn-Geräte warten mit einem<br />
optimierten Wiegand-Paket auf. Was genau bedeutet das und<br />
können Sie erklären, wie die Energieernte mit Wiegand<br />
funktioniert?<br />
PAULUS: Der Wiegand-Sensor ist ein System, welches aus einem<br />
Magnetfeld Energie generieren kann. Sollte also einmal die<br />
Stromzufuhr unterbrochen sein und die Umdrehungen müssen<br />
trotzdem weiter erfasst werden, kann der Wiegand-Sensor die<br />
nötige Energie liefern, um die ASICs mit Strom zu versorgen. Mit<br />
unserer Nextgen-Initiative haben wir unser Portfolio an magnetischen<br />
Ixarc-Drehgebern einer umfassenden Aktualisierung<br />
unterzogen und den Wiegand-Sensor noch stabiler gemacht.<br />
Das haben wir geschafft, indem wir einen vollautomatisiert hergestellten<br />
Wiegand-Sensor verwenden. Dadurch wird die Qualitätsausbeute<br />
erhöht und bleibt nun immer gleich hoch. Zudem<br />
ist das gesamte System mit dem ASIC jetzt noch robuster geworden.<br />
Zum Beispiel treten Schwierigkeiten durch Toleranzen auf<br />
der Platine deutlich seltener auf. Das ist der Mehrwert, der in<br />
dem neuen Wiegand-Sensor beziehungsweise dem neuen Wiegand-Multiturn-System<br />
entstanden ist.<br />
38 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
Posital ist einer der ersten Drehgeberhersteller,<br />
der TMR-Technologie in verschiedenen<br />
Bereichen einsetzt. In vielen<br />
Auto mobilanwendungen hat sich TMR<br />
bereits bewährt. Wird die Technologie<br />
außerdem noch in anderen Anwendungen<br />
eingesetzt und wenn ja, in welchen?<br />
PAULUS: Die Tunnel-Magneto-Resistance<br />
(TMR)-Technologie wurde erst 1991 erfunden<br />
und ist folglich noch eine sehr neue Technologie.<br />
Bisher gibt es daher nur wenige Produkte,<br />
die TMR nutzen. Momentan findet sie bereits<br />
bei uns Verwendung in der Singleturn-Technologie<br />
und die Automobil industrie setzt TMR<br />
zum Beispiel in Lenksensoren ein. Darüber<br />
hinaus wird die Technologie aber auch genutzt,<br />
um neuartige Festplatten zu bauen. Hier<br />
spielen beispielsweise höhere Datendichte,<br />
kleinerer Raum sowie schnelleres Schreiben<br />
beziehungsweise Lesen von Daten eine wichtige<br />
Rolle. Auch die M-RAMs (Magnetoresistive<br />
Random Access Memories) an denen<br />
momentan gearbeitet wird, basieren auf TMR.<br />
Magnetische Technologien werden auch in<br />
vielen weiteren Bereichen die Zukunft vorantreiben.<br />
Erst in den letzten Jahrzehnten ist in<br />
diesem Bereich sehr viel Grundlagenforschung<br />
betrieben worden, die dann natürlich erst jetzt<br />
zunehmend in Produkten Verwendung findet.<br />
Was gab den Anstoß dazu, die neuen<br />
Drehgeber mit der neuen TMR-Technologie<br />
auszustatten?<br />
PAULUS: Unsere bisherigen Drehgeber hatten<br />
ihren Lebenszyklus erreicht und wir wollten<br />
PRÄZISE UND ZUVERLÄSSIGE<br />
ABTASTLÖSUNG<br />
Absolute Drehgeber liefern ab dem<br />
Moment des Einschaltens eindeutige<br />
Positionswerte, auch für Bewegungen,<br />
die im stromlosen Zustand auftreten.<br />
Sie sind in Singleturn- und Multiturn-<br />
Ausführungen mit unterschiedlichen<br />
Auflösungen und Kommunikationsschnittstellen<br />
sowie in vielzähligen<br />
mechanischen Anschlusskonfigurationen<br />
erhältlich. Absolutdrehgeber von<br />
Posital sind hochgenau und zuverlässig.<br />
wieder den nächsten Schritt gehen, indem wir<br />
die nächste Generation entwickeln. Im Zuge<br />
dieser Weiterentwicklung haben wir unseren<br />
Singleturn-Drehgeber von der Hall-Technologie<br />
auf TMR umgestellt. Diese bringt sehr viele<br />
Vorteile, wie zum Beispiel geringerer Stromverbrauch,<br />
aber auch höhere Genauigkeit und<br />
Auflösung. Natürlich wollten wir diese Eigenschaften<br />
nutzen und haben uns dann relativ<br />
schnell für die neueste Technologie entschieden.<br />
TMR hat uns dabei wieder vor neue Herausforderungen<br />
gestellt. Genau das ist es aber,<br />
was zu unserer DNA passt – sich Herausforderungen<br />
zu stellen und dabei wieder den nächsten<br />
Schritt zu gehen.<br />
Können Sie mir vielleicht schon einen Ausblick<br />
in zukünftige Entwicklungen geben?<br />
PAULUS: Mit unserer neuen Basis-Sensorik<br />
für unsere Drehgeber haben wir eine ausgezeichnete<br />
Plattform geschaffen. Trotzdem gibt<br />
es aber natürlich noch weitere Themen, mit<br />
denen wir uns weiter beschäftigen werden.<br />
Dazu zählen Themen wie Safety Encoder oder<br />
Safety Technologie, vor allem auch auf Basis<br />
dieser neuen Sensorik. Auch die Größenreduzierung<br />
wird weiterhin eine Rolle spielen,<br />
gerade im Bereich der Wiegand-Sensorik.<br />
Schlussendlich ist es dann eigentlich einfach,<br />
für die unterschiedlichen Applikationen die<br />
passende Sensorik, Mechanik, Steckertechnik<br />
und Interface anzubieten. Allerdings gibt es<br />
auch da andauernd Veränderungen, auf die<br />
wir immer wieder eingehen werden, wenn<br />
gerade Bedarf besteht.<br />
Das Interview führte Vanessa Sendrowski,<br />
Redakteurin Industrielle Automation<br />
Bilder: Aufmacher Hintergrund Fraba, sonstige Vereinigte<br />
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STEUERN UND ANTREIBEN<br />
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Glatte Oberflächen, die sich leicht reinigen lassen, säure- und laugenbeständige<br />
Materialien, flexibler Aufbau: All diese Anforderungen der Lebensmittel- und<br />
Getränkeindustrie erfüllen Edelstahl-Servomotoren von SEW-Eurodrive. Flexibel<br />
und modular lassen sich die Automatisierungslösungen für den aseptischen<br />
und UltraClean-Bereich an kundenspezifische Anforderungen anpassen, wie<br />
folgende Beispiele zeigen.<br />
Erdbeer- oder doch lieber Naturjoghurt? Während sich die<br />
Auswahl im Supermarkt noch vor wenigen Jahren oft auf<br />
diese simple Frage beschränkte, zeigt sich heute ein ganz<br />
anderes Bild: Das Joghurtregal im Frischebereich gleicht<br />
mittlerweile eher einer ganzen Abteilung. Von laktosefreien Produkten<br />
über veganen Kefir und andere Milchersatzprodukte bis<br />
hin zu ausgefallenen Geschmacksrichtungen – die Ansprüche<br />
der Verbraucherinnen und Verbraucher an Qualität und Auswahl<br />
steigen stetig. Auch Themen wie nachhaltige Verpackungen,<br />
schonende Herstellung und Bioprodukte rücken immer mehr in<br />
den Fokus. Verbraucherinnen und Verbraucher interessieren sich<br />
dafür, wie und woraus Joghurtprodukte hergestellt werden. Was<br />
kaum jemand auf den ersten Blick sieht: Die Herausforderungen,<br />
die sich daraus für die Produktion ergeben. Kleine Chargen, flexible<br />
Produktionslinien und ein schnelles Umrüsten der Maschinen<br />
sind nur einige Punkte, die die Lebensmittelindustrie, aber<br />
auch die Maschinenbauer erfüllen müssen. Flexibles Maschinendesign<br />
ist hier ebenso gefragt, wie die einfache und schnelle Reinigung<br />
der Maschinen. Denn auch die hygienischen Anforderungen<br />
und die gesetzlichen Vorschriften werden immer strenger.<br />
HYGIENEGERECHTES EDELSTAHL-PORTFOLIO<br />
Ob im UltraClean- oder im aseptischen Bereich, die Maschinen<br />
müssen resistent gegen die eingesetzten Reinigungsmittel sein –<br />
eine Anforderung, die auch die Automatisierungskomponenten<br />
in den Maschinen erfüllen müssen. „Wir haben diese Entwicklungen<br />
im Blick und bieten vielfältige und flexible Hard- und<br />
Softwarebaukästen an. Jetzt haben wir sie für den UltraClean und<br />
aseptischen Bereich um ein breites Portfolio an Edelstahl-Servomotoren<br />
erweitert“, erläutert Sarah Herberger, Product Life Cycle<br />
Managerin bei SEW-Eurodrive. Das Produktportfolio (Übersicht<br />
unter bit.ly/407IUUv) für den hygienischen Bereich umfasst unter<br />
anderem Edelstahlgetriebe vom Planeten- bis zum Winkelgetriebe<br />
und Edelstahl-Servomotoren (CM2H).<br />
Das Produktportfolio muss den Anforderungen der hygienesensiblen<br />
und reinigungsintensiven Lebensmittel-, Getränkeund<br />
Pharmaindustrie gerecht werden und in dauerhaft feuchter<br />
Umgebung zuverlässig funktionieren. Daher werden spezielle<br />
Gehäusedesigns und besonders hochwertige Edelstähle verwendet.<br />
Beispielsweise weist das Gehäuse keine Vertiefungen auf.<br />
40 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
XXX<br />
Schmutznester und Feuchtigkeitsansammlungen werden so vermieden und die<br />
glatten Oberflächen sind leicht zu reinigen, säure- und laugenbeständig. „Weil unsere<br />
Lösungen dieser Linie komplett aus Edelstahl bestehen, sind sie korrosionsfrei,<br />
bis Schutzart IP 69K erhältlich und erfüllen zudem die strengen Richtlinien der European<br />
Hygienic Engineering Design Group (EHEDG)“, erläutert Sarah Herberger.<br />
Das modular aufgebaute Angebot von SEW-Eurodrive umfasst neben der Antriebstechnik<br />
auch die Elektronik und die dazugehörige Software. „Bei uns bekommen<br />
Kunden alles aus einer Hand – passgenau und auf individuelle Bedürfnisse zugeschnitten“.<br />
FLEXIBLER FLANSCH ERLEICHTERT MONTAGE<br />
ultrawendig<br />
360°<br />
ANTRIEBSTECHNIK UND ELEKTRONIK<br />
MÜSSEN HYGIENEGERECHT SEIN<br />
UND AUCH IN FEUCHTER UMGEBUNG<br />
ZUVERLÄSSIG FUNKTIONIEREN<br />
Ein neues Highlight ist der B5-Flansch als Option am Edelstahl-Servomotor für den<br />
Hygienebereich. Die Product Life Cycle Managerin betont: „Damit schaffen wir<br />
noch mehr Flexibilität im Maschinendesign, zum Beispiel durch den Einsatz eines<br />
Winkelgetriebes“. Dieser Flansch erleichtert den Anbau verschiedener Edelstahlgetriebe<br />
aus dem Automatisierungsbaukasten von SEW-Eurodrive und erweitert damit<br />
die Lösungsvielfalt für den Kunden. Ein weiteres großes Plus: Das Produktportfolio<br />
für den Hygienebereich ist auch als StarterSET erhältlich – also als eine Art<br />
Baukasten, in Form einer ganzheitlichen Automatisierungslösung. „Für Maschinenbauer<br />
ist es oft sehr zeitaufwendig, die einzelnen Komponenten, die für die Automatisierung<br />
benötigt werden, zu einer perfekten Lösung zusammenzustellen“,<br />
sagt Sarah Herberger. „Hier ist viel Know-how gefragt, um die passende Soft- und<br />
Hardware zu identifizieren, die auch für den aseptischen Bereich geeignet ist.“<br />
SEW-Eurodrive hat sich genau dieser Herausforderung angenommen und mit dem<br />
StarterSET Horizontal Fill and Seal progressiv - Hygienic (637) eine ganzheitliche<br />
Automatisierungslösung für horizontale Füll- und Verschließmaschinen für den<br />
aseptischen Bereich entwickelt. Damit erhalten Kunden eine komplette Automatisierungslösung<br />
aus einer Hand, die nahtlos ineinandergreift.<br />
INDIVIDUELLE AUTOMATISIERUNGSLÖSUNGEN<br />
SEW-Eurodrive entwickelt Lösungen in enger Zusammenarbeit mit den Kunden.<br />
Dass die Produkte im Hygienebereich auch in der Praxis überzeugen, zeigt das Beispiel<br />
der VMS-Maschinenbau GmbH, einem renommierten Maschinenbau-Unternehmen<br />
für aseptische Abfüll- und Verschließmaschinen für die Lebensmittelindustrie.<br />
Um eine hohe Produktqualität und Effizienz in der Produktion zu gewährleisten,<br />
setzt VMS-Maschinenbau auf Automatisierungslösungen von SEW-Eurodrive.<br />
Weil die Nachfrage nach umweltfreundlichen Verpackungen steigt, hat<br />
VMS sein Maschinenportfolio um die Kontifill Glassline erweitert – Abfüll- und Verschließmaschinen,<br />
die unter anderem das Abfüllen von Milchprodukten wie Joghurt<br />
in Glasbehälter ermöglichen.<br />
01 Der B5-Flansch<br />
für den Hygienebereich<br />
erleichtert den<br />
Anbau verschiedener<br />
Edelstahlgetriebe<br />
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STEUERN UND ANTREIBEN<br />
Besonders wichtig ist dabei die vorschriftsmäßige Reinigung der<br />
Maschine im laufenden Betrieb. Hier kommt es auf Robustheit<br />
an, um Korrosion zu vermeiden und den Anforderungen des<br />
aseptischen Bereichs gerecht zu werden – denn alle produktberührenden<br />
Teile werden mit 143 °C heißem Sattdampf sterilisiert.<br />
„Gemeinsam mit VMS-Maschinenbau haben wir eine individuelle<br />
und flexible Automatisierungslösung entwickelt, die diese Ansprüche<br />
erfüllt“, erläutert Sarah Herberger. Die Lösung erfüllt<br />
höchste Hygieneanforderungen bis log6 und ist darüber hinaus<br />
für CIP(Cleaning in Place)- und SIP(Sterilizing in Place)- Prozes-<br />
se geeignet, um die Anforderungen der Validierung im<br />
aseptischen Bereich zu erfüllen. „Wichtig war auch,<br />
dass VMS-Maschinenbau die Anforderungen der<br />
Endkunden nach Modularität und Flexibilität<br />
auch bei der Automatisierung erfüllen konnte,<br />
um ein schnelles Umrüsten der Maschinen auf<br />
unterschiedliche Produkte und kleine Chargen<br />
zu ermöglichen“, so Herberger. Auch hier sind<br />
die Komponenten von SEW-Eurodrive unver-<br />
zichtbar, denn sie ermöglichen die flexible Konfiguration<br />
der Anlagen und tragen so zur Effizienz der<br />
Produktion bei.<br />
NACHHALTIGES ABFÜLLEN<br />
VMS-Maschinenbau hat die Glassline erfolgreich am Markt platziert<br />
– unter anderem bei der Genossenschaft Milchhof Sterzing.<br />
Das Südtiroler Unternehmen setzt bei seinen Molkereiprodukten<br />
auf Qualität und Nachhaltigkeit und bietet unter anderem Bio-<br />
Produkte an. Darüber hinaus legt der Milchhof Wert auf eine<br />
nachhaltige Verpackung seiner Produkte. Für den Bio-Joghurt<br />
kommen deshalb unter anderem Glasbehälter zum Einsatz. Die<br />
Glassline von VMS erfüllt die hohen hygienischen Anforderungen<br />
und bietet die nötige Robustheit, um den anspruchsvollen Reinigungsprozessen<br />
standzuhalten. Auch hier überzeugt die Automatisierungslösung<br />
von SEW-Eurodrive: Sie bietet die nötige Widerstandsfähigkeit<br />
für den aseptischen Bereich und die Flexibilität<br />
für die sich schnell ändernden Kundenanforderungen.<br />
02 Hochwertige<br />
Edelstahl-Servomotoren<br />
sind eine sichere Lösung<br />
für hygienesensible<br />
Anwendungen wie die<br />
Abfüllung von<br />
Milchprodukten<br />
„Der Milchhof Sterzing ist ein gutes Beispiel dafür, wie<br />
wichtig eine enge Zusammenarbeit ist. Das Unternehmen<br />
profitiert von der Kooperation zwischen VMS und SEW-Eurodrive.<br />
Wir haben von Anfang an die Anforderungen des Endkunden<br />
mitgedacht. So ist es uns gelungen, eine vollautomatische<br />
Abfüllanlage zur Verfügung zu stellen, die flexibel im aseptischen<br />
Bereich eingesetzt werden kann“, verdeutlicht Sarah Herberger.<br />
Darüber hinaus sind unsere Lösungen beim Milchhof Sterzing<br />
bereits in weiteren Bereichen im Einsatz – zum Beispiel in der<br />
Fördertechnik der Verpackungslinie, wo die Antriebs- und Automatisierungslösungen<br />
für reibungslose Abläufe sorgen.<br />
MIT INNOVATIONSKRAFT IN DIE ZUKUNFT<br />
Die Anforderungen der Kunden steigen stetig, aber auch neue gesetzliche<br />
Vorgaben und sich schnell verändernde Technologietrends<br />
prägen das Bild. Maschinenbauer und Produzenten müssen<br />
darauf in Zukunft noch flexibler reagieren. Die Dynamik der<br />
Branche erfordert ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit und<br />
Innovationsbereitschaft. SEW-Eurodrive hat diese Entwicklungen<br />
im Blick und begleitet seine Kunden durch Veränderungsprozesse<br />
mit individuell anpassbaren Automatisierungslösungen.<br />
„Wir stehen im engen Austausch mit unseren Kunden. Unser Ziel<br />
ist es, unsere Lösungen flexibel zu gestalten und kontinuierlich<br />
zu verbessern“, fasst Herberger zusammen.<br />
Bilder: Aufmacher Genossenschaft Milchhof Sterzing, Statement Daniela Kraft<br />
VMS-Maschinenbau, sonstige SEW<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
Mit unserem umfangreichen Portfolio tragen<br />
wir dazu bei, die hohen Standards in hygienesensiblen<br />
Produktionsumgebungen zu erfüllen.<br />
Unsere Lösungen sind individuell anpassbar<br />
und modular aufgebaut – um aktuelle und<br />
zu künftige Anforderungen bestens abzudecken.<br />
Sarah Herberger, Product Life Cycle Managerin<br />
bei SEW-Eurodrive<br />
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SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG<br />
Ernst-Blickle-Str. 42, 76646 Bruchsal<br />
Tel. 07251 75-2526<br />
E-Mail: sew@sew-eurodrive.de<br />
AUTOR<br />
Hans-Joachim Müller, Marktmanager<br />
Antriebselektronik, SEW-Eurodrive,<br />
Bruchsal<br />
42 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
FUNKTIONSZUWACHS BEI TRACK UND SHUTTLE<br />
B&R präsentiert neue Komponenten für seine mechatronischen<br />
Produkttransportsysteme. Die Erweiterungen für Acopo Strak,<br />
SuperTrak und Acopos 6D bieten Möglichkeiten in neuen Anwendungsbereichen<br />
und eröffnen zusätzliche Marktchancen. Die neuen<br />
Shuttles für Acopo Strak<br />
sind für den reibungslosen<br />
und verschleißarmen<br />
Betrieb optimiert und<br />
können gemeinsam mit<br />
bestehenden Transporteinheiten<br />
betrieben werden.<br />
Außerdem bieten sie eine<br />
höhere Genauigkeit, so dass<br />
sich weitere Anwendungen in der Batteriemontage für Elektroautos<br />
oder in der Medizintechnik eröffnen. Mit einem neuen 90 °-Kurvensegment<br />
bietet das SuperTrak-System mehr Konfigurationsmöglichkeiten<br />
bei geringerem Platzbedarf. Im Vergleich zu Standardtransportsystemen<br />
macht die Lösung die Trackgestaltung noch variabler.<br />
Das neue Kurvenelement gibt dem Maschinenkonstrukteur die<br />
Möglichkeit, mehr Bearbeitungsstationen innerhalb des Tracks zu<br />
platzieren – statt außerhalb. Mit der nächsten Generation der<br />
aseptischen und hygienischen Shuttles für Acopos 6D lassen sich<br />
Kleinserien wirtschaftlich produzieren. Die Shuttles erfüllen nun<br />
auch hohe Hygieneanforderungen und lassen sich leicht reinigen.<br />
Anwender, die zusätzlich eine keimfreie Umgebung benötigen,<br />
können auf die aseptische und Hygiene-Variante setzen.<br />
www.br-automation.com<br />
Mobile Safety HMI – ein<br />
Gerät für den kompletten<br />
Maschinenpark<br />
FREQUENZUMRICHTER IN NEUEN VARIANTEN<br />
Sieb & Meyer hat seine SD4x-Produktfamilie weiter ausgebaut<br />
und präsentiert die neuen Varianten und Features der SD4S-,<br />
SD4M- und SD4B-Serien. Die Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />
bieten verschiedene Vorteile. Die<br />
SD4S Serie ist in Baugrößen der 50, der 230 und der 400 V-Klasse<br />
zu erhalten. Die verfügbare<br />
Prozessorperformance ermöglicht<br />
für eine Erhöhung der<br />
maximalen Ausgangsfrequenz<br />
auf 4.000 Hz für Synchron- und<br />
6.000 Hz für Asynchronmotoren<br />
sowie neue Regelungsfunktionen.<br />
Die SD4M zeigt ihre Stärken<br />
beim Einsatz in Turboverdichtern<br />
und Turbokompressoren. Hier<br />
bewährt sich die geringe<br />
Motorerwärmung in Kombination<br />
mit dem hohen Systemwirkungsrad.<br />
Es stehen Versionen<br />
für AC- und DC-Einspeisung<br />
in einem Leistungsbereich von 70-500 kVA zur Verfügung. Beide<br />
dieser Serien bieten eine Regelungsfunktion für IPM-Motoren. Der<br />
SD4B eignet sich sowohl für den Einsatz als dynamischer Servoverstärker<br />
als auch für einen Betrieb von drehenden Niedervolt-<br />
Synchron- und Asynchronmotoren. Im Hochgeschwindigkeitsbereich<br />
ermöglicht dieser einen sensorbehafteten Betrieb von<br />
Motoren mit überlagerter Synchronisationsfunktion auf Basis von<br />
24 V-Synchronisations-Signalen.<br />
www.sieb-meyer.de<br />
mobil und sicher bedienen (kabellos)<br />
individuell und kostengünstig<br />
(Standard-Mediengerät,<br />
Betriebssystem nach Wunsch)<br />
induktives Laden<br />
Not-Halt, dreistufiger Zustimmtaster<br />
als Basisausführung, erweiterbar<br />
zertifizierte Wireless Safetyfunktionen<br />
SIL 3, PL e<br />
flexible Gehäuselösungen<br />
(Farbe, Form, Design etc.)<br />
Safety-SPS mit Zugang direkt<br />
in den Safety-BUS<br />
Komplettlösungen (Safety PLC,<br />
Safety Drives, Safety I/O Module)<br />
ACD Antriebstechnik GmbH<br />
Engelberg 2 | 88480 Achstetten<br />
+49 7392 708-500<br />
info@acd-antriebstechnik.de<br />
www.acd-gruppe.de/antriebstechnik<br />
Der direkte Link zu<br />
Mobile Safety HMI<br />
Nürnberg 14. bis 16.11.<strong>2023</strong><br />
Halle 4 | Stand 549
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
DATENAUSTAUSCH VON CSD AUF MODERNE KOMMUNIKATIONSWEGE UMSTELLEN<br />
BESTEHENDE ANLAGEN<br />
WEITER BETREIBEN<br />
Der stetig steigende Bedarf an Bandbreite führt zu immer kürzeren Zyklen<br />
der Kommunikationstechnologien. Die Laufzeit von Investitionsgütern im<br />
Anlagenbau übersteigt damit teils deutlich die Verfügbarkeit der<br />
gewählten Datenanbindung. Der leistungsvermittelte Datendienst CSD ist<br />
ein Beispiel für diese Entwicklung, denn dieser wurde zum 31.03.<strong>2023</strong><br />
abgeschaltet. Um die bestehende Infrastruktur weiter nutzen zu können,<br />
braucht es eine Lösung, um die Kommunikation über Analogmodems oder<br />
CSD-Datenanrufe auf andere Art fortzuführen.<br />
Mit der Einführung moderner IP-Telefonanlagen ist<br />
der Betrieb analoger Kabelmodems Geschichte, da<br />
diese Technik nicht mehr unterstützt wird. Auch der<br />
leitungsvermittelte Datendienst Circuit Switched<br />
Data (CSD), der einst in den 1990er-Jahren für den GSM-Mobilfunkstandard<br />
entwickelt wurde, um auch in Mobilnetzen Daten<br />
als Töne über eine Telefonleitung übertragen zu können, repräsentiert<br />
nicht mehr den Stand der Technik. Anwendungsbeispiele<br />
dieser aus heutiger Sicht ineffizienten Technik sind<br />
Übertragungsaufgaben mit geringem Datenvolumen wie die<br />
Fernaus lesung von Zählerständen oder die Übermittlung der<br />
Signale von Heizungen, Feuermeldern und Alarmanlagen an<br />
die entsprechenden Einsatzzentralen von Pförtnern, Servicebereitschaften<br />
und Brandmeldezentralen.<br />
Bei den europäischen Mobilfunkanbietern gilt diese langsame<br />
Übertragungsmethode als Auslaufmodell und wird nur noch im<br />
Rahmen bestehender Verträge bereitgestellt. Zum 31.03.<strong>2023</strong><br />
wurden die CSD-Dienste endgültig abgeschaltet. Dennoch existieren<br />
insbesondere in der Anlagenautomation und Gebäudeleittechnik<br />
immer noch viele Installationen und ältere Machineto-Machine-Anwendungen<br />
(M2M), die auf CSD basieren. Die<br />
funktionsfähige Technik sofort komplett zu ersetzen, würde in<br />
vielen Fällen erheblichen Aufwand und Kosten verursachen.<br />
„Das stellt die Betreiber vor große Probleme“, weiß Ralf Glaser,<br />
Entwicklungsleiter bei IoTmaxx, aus seinen Beratungsgesprächen<br />
und ergänzt: „Unsere Kunden suchen nach einer Möglichkeit,<br />
die derzeit eingesetzten CSD-Modems zu ersetzen, ohne<br />
die eigentliche Anlage verändern zu müssen.“<br />
44 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
und Systeme in unterschiedlichen Branchen. Die Geräte stellen<br />
Sensordaten wie Temperatur, Feuchtigkeit, Vibrationen, Schaltzustände<br />
und vieles mehr zur Verarbeitung für verschiedene Applikationen<br />
zur Verfügung. Die IoTmaxx-Gateways ermöglichen<br />
die Anbindung unterschiedlichster Systeme. Sie sind auf sichere<br />
Anwendungen im mittelständischen Industrieumfeld abgestimmt<br />
und bieten mit ihrer Schnittstellen- und Protokollvielfalt für<br />
drahtgebundene und drahtlose Industrie-4.0-Anwendungen alle<br />
erforderlichen Optionen. Als physikalische Schnittstellen stehen<br />
Ethernet, USB, RS232, RS485, CAN-Bus sowie 1-Wire zur Verfügung.<br />
Ein SD-Karten-Slot rundet die Schnittstellen-Optionen ab.<br />
Bilder: IoTmaxx<br />
www.iotmaxx.com<br />
Die Gateways Maxx GW4100 und Maxx GW4101 bieten mit ihrer<br />
Schnittstellen- und Protokollvielfalt alle erforderlichen Optionen für<br />
drahtgebundene und drahtlose Industrie-4.0-Anwendungen<br />
CSD-ERSATZ IM SCHALTANLAGENBAU<br />
Thomas Terner von der Chemnitzer Zasa Elektro GmbH ist im<br />
Schaltanlagen- und Steuerungsbau tätig. Er steht häufig vor der<br />
Aufgabe bestehende Kommunikations- und Fernwartungseinrichtungen<br />
zu modernisieren und kennt das Problem: „CSD-<br />
Verbindungen werden von modernen Kommunikationsnetzwerken<br />
ebenso wenig unterstützt wie analoge Kabelmodems.<br />
Um die bestehende Infrastruktur weiter nutzen zu können,<br />
muss also eine Lösung her, um die Kommunikation über<br />
Analog modems oder CSD-Datenanrufe auf andere Art fortzuführen.“<br />
Das CSD over IP Gateway GW4100 von IoTmaxx ersetzt<br />
die bisherigen Lösungen 1:1. Es verfügt über eine integrierte<br />
serielle Schnittstelle, auf der ein klassisches Modem simuliert<br />
ÜBER EINE SERIELLE SCHNITT-<br />
STELLE WIRD EIN KLASSISCHES<br />
MODEM SIMULIERT<br />
und die Kommunikation ohne Änderung der bestehenden Systeme<br />
weiterhin sichergestellt wird. „Der Anwender kann seine bestehende<br />
Kommunikationsinfrastruktur weiterverwenden und<br />
muss lediglich CSD over IP Gateways von IoTmaxx an Stelle der<br />
bisherigen Modems installieren. So kann er weiterhin mit den<br />
Anlagen im Feld per Datenanruf kommunizieren“, erklärt Glaser<br />
das Lösungskonzept. „Die Installation und Inbetriebnahme der<br />
Lösung war wirklich ausgesprochen einfach. Im CSD-Ersatz-Set<br />
sind alle benötigten Kabel für die serielle Schnittstelle bereits<br />
enthalten. Damit ist alles sofort einsatzbereit“, so Terner.<br />
Der Vorteil der Lösung: Abgesehen von dem Austausch der bisher<br />
verwendeten Modems in der Bestandsanlage ist keine zusätzliche<br />
Anpassung der bestehenden Komponenten erforderlich.<br />
Wird das Mobilfunk-Gateway mit einer SIM-Karte verwendet, so<br />
können bei Bedarf auch SMS über diese Verbindung versandt werden.<br />
Zur Identifikation der Kommunikationsteilnehmer wird jedem<br />
GW4100-Gateway eine virtuelle Telefonnummer zugewiesen.<br />
GATEWAYS FÜR JEDE IIOT-ANWENDUNG<br />
Die programmierbaren IIoT-Mobilfunk-Gateways sammeln, verarbeiten<br />
und übertragen Informationen industrieller Maschinen<br />
UNTERNEHMEN<br />
IoTmaxx GmbH<br />
Bultstraße 5a, 30159 Hannover<br />
Tel. 0511 936874-00<br />
E-Mail: info@iotmaxx.de<br />
AUTOR<br />
Christian Lelonek, Geschäftsführer,<br />
IoTmaxx GmbH<br />
Flexibel einsetzbare<br />
HMI-Lösungen für anspruchsvolle<br />
Industrieumgebungen<br />
MMT Serie OPC Serie MES Serie VMT Serie<br />
Mehr unter:<br />
www.ads-tec-iit.com<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 45
MIT TSN IN DIE NEUE ÄRA DER DIGITALEN „CONNECTED INDUSTRIES“<br />
DAS NÄCHSTE LEVEL<br />
Time-Sensitive Networking, kurz TSN, beschleunigt in der industriellen Kommunikation<br />
die Implementierung von Netzwerken. Zu den Vorteilen gehören konvergente und damit<br />
vereinfachte Netzwerke, die die Implementierungskosten reduzieren und gleichzeitig die<br />
Produktivität erhöhen. Zukunftsorientierte Organisationen wie die CLPA schaffen die<br />
Voraussetzungen dafür.<br />
Industrie 4.0 verlangt smarte Lösungen und Digitaltechnologien.<br />
Diese Lösungen und Technologien erfassen Daten, die weitergeleitet<br />
und analysiert werden, um daraus verwertbare Informationen<br />
zur Optimierung von Produktivität und Effizienz<br />
zu gewinnen. TSN ist eine Erweiterung des industriellen Standard-Ethernet,<br />
die wichtige Standards zur Zeitsynchronisation<br />
und Datenfluss-Priorisierung sowie Planbarkeit ermöglicht. Die<br />
CLPA hatte schon früh die enormen Möglichkeiten dieser Technologie<br />
erkannt und entwickelte CC-Link IE TSN, das erste offene<br />
industrielle Ethernet, das die Gigabit-Bandbreite mit TSN-<br />
Funktionalität kombiniert.<br />
DIE VORTEILE DER KONVERGENZ<br />
Mit der Hinwendung zu Industrie 4.0 steigt in der Fertigungsindustrie<br />
derzeit der Bedarf an Konnektivität, um größere Datenmengen<br />
verarbeiten zu können. Dies verstärkt die Nachfrage<br />
nach Industrienetzwerken, die in wesentlichen Bereichen besonders<br />
leistungsstark sind: Informationstechnik (IT) und Operational<br />
Technology (OT) müssen verschmelzen, damit die Fertigungsund<br />
Überwachungssysteme Daten austauschen können. TSN<br />
stellt von der Produktionslinie bis zur IT eine zentrale, konvergente<br />
Netzwerkarchitektur zur Verfügung und ermöglicht somit<br />
die gemeinsame Datennutzung. Darüber hinaus lassen sich mit<br />
TSN die Netzwerke in der Fertigung vereinfachen, um die Transparenz<br />
der Prozesse zu verbessern. Insbesondere werden weitere<br />
separate Netzwerke überflüssig, die in der Vergangenheit für die<br />
jeweiligen Aufgaben von Motion Control, Safety, E/A usw. notwendig<br />
waren. TSN führt all dies in einer einzigen Architektur zusammen,<br />
um die gemeinsame Nutzung der Daten zu erleichtern<br />
und das Prozessverständnis zu verbessern.<br />
Netzwerktechnologien mit TSN-Funktionalität lösen zudem<br />
„Automatisierungsinseln“ auf. „Automatisierungsinseln“ verhindern<br />
die digitale Transformation in der Produktion, weil<br />
zwischen ihnen keine Datenkommunikation stattfinden kann.<br />
Sie verhindern reaktionsschnelle und flexible Anlagen, mit negativen<br />
Auswirkungen auf die Produktivität, Effizienz und Produktqualität<br />
sowie die Fehlersuche und Instandhaltung.<br />
46 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
Je mehr Automatisierungsanbieter,<br />
Maschinenhersteller<br />
und Endanwender die Vorteile<br />
von CC-Link IE TSN nutzen,<br />
umso mehr Dynamik erfährt<br />
die digitale Transformation.<br />
John Browett, CLPA Europe<br />
Für die neue Ära der digitalen „Connected Industries“ müssen<br />
diverse Kompatibilitätsprobleme gelöst werden, bevor Unternehmen<br />
sich weiterentwickeln und die digitale Transformation<br />
erfolgreich implementieren können. TSN bietet in diesem Zusammenhang<br />
zahlreiche Vorteile und Optionen, die sowohl für<br />
Fertigungsunternehmen selbst als auch für Anbieter von Automatisierungskomponenten<br />
und Ausrüstungen.<br />
NAHTLOSE INTEGRATION<br />
Die offenen Netzwerktechnologien der CLPA dienen der nahtlosen<br />
Konnektivität in der industriellen Kommunikation in weiten<br />
Bereichen der Fertigungsindustrie. Letztendlich eignen sie sich<br />
für alle Automatisierungsapplikationen der diskreten Fertigung.<br />
Unternehmen, die TSN nutzen, verhilft CC-Link IE TSN zu interoperablen,<br />
vernetzten Applikationen. Hierfür reicht eine Netzwerkarchitektur<br />
mit stark reduzierter Komplexität, die die Investitions-<br />
und Betriebskosten senkt und Automatisierungsprojekte<br />
rationalisiert. Dies bestätigen „Early Adopters“, die in der Fertigung<br />
und in ihren Anlagen bereits mit CC-Link IE TSN-Systemen<br />
arbeiten.<br />
Die neue Netzwerktechnologie und die große Auswahl an kompatiblen<br />
Produkten führen insbesondere in Applikationen der<br />
Automobilindustrie, der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie<br />
sowie der Logistik zu mehr Produktivität. Auch Hersteller in den<br />
Bereichen Unterhaltungselektronik, Lithium-Ionen-Batterien,<br />
Halbleiter und Konsumgüterindustrie profitieren von entsprechenden<br />
Lösungen.<br />
PASSENDE KONNEKTIVITÄTSSTANDARDS<br />
FÜR EIN UMFASSENDES ÖKOSYSTEM<br />
Für die Entwicklung von TSN-kompatiblen Komponenten benötigen<br />
Anbieter entsprechende Entwicklungswerkzeuge. Software-<br />
Stacks, Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte<br />
Schaltungen (ASICs) oder selbst programmierbare Chips (FPGAs).<br />
Zur Unterstützung der Automatisierer bei der Entwicklung effizienter<br />
und reaktionsschneller Komponenten mit TSN-Funktionalität<br />
halten zahlreiche Anbieter Entwicklungsoptionen für CC-Link<br />
IE TSN bereit und fördern somit die Entstehung eines umfassenden<br />
Ökosystems und Industriestandards. Zusätzlicher Vorteil ist<br />
das Zertifizierungsprogramm der CLPA: Anbieter können ihre<br />
Produkte testen und zertifizieren lassen, um die Kompatibilität<br />
mit der Netzwerktechnologie der Organisation nachzuweisen.<br />
Dies gewährleistet, dass kompatible Komponenten mit zertifizierten<br />
Produkten anderer Hersteller reibungslos kommunizieren<br />
können – ganz im Sinne von Industrie 4.0.<br />
Unternehmen, für die die Industrieautomatisierung eine Rolle<br />
spielt, wissen die Vorteile von TSN in Form von besserer Performance,<br />
Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit zu schätzen. Je mehr<br />
Automatisierungsanbieter, Maschinenhersteller und Endanwender<br />
diese Vorteile von CC-Link IE TSN nutzen, umso stärker<br />
nimmt die digitale Transformation in der Industrie Fahrt auf.<br />
Dabei ist die CLPA mit ihren Lösungen ein Innovationsführer für<br />
die grundlegenden Technologien der Kommunikation der<br />
Zukunft und wird auch weiterhin den technischen Fortschritt<br />
mitgestalten.<br />
Bilder: CLPA<br />
www.eu.cc-link.org/de<br />
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FUNKTIONALE SICHERHEIT<br />
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Um Abläufe effizienter zu gestalten und die Flexibilität zu erhöhen, übernehmen AGVs<br />
und AMRs zunehmend Transportaufgaben in der Produktion, Logistik und im Dienstleistungssektor.<br />
Zur Erfüllung der Anforderungen hinsichtlich kurzer Durchlaufzeiten,<br />
hoher Flexibilität und geringer Lagerbestände sind intelligente Gesamtlösungen<br />
gefragt, in denen Sicherheitskonzepte einen integralen Bestandteil bilden.<br />
Bei Automated Guided Vehicles (AGV) – auch fahrerlose<br />
Transportsysteme (FTS) genannt – handelt es sich um innerbetriebliche<br />
flurgebundene Fördersysteme mit automatisch<br />
gesteuerten Fahrzeugen, deren primäre Aufgabe<br />
der Materialtransport ist. Die AGVs lassen sich auf verschiedene<br />
Arten betreiben, zum Beispiel auf Schienen, Rädern oder einem<br />
magnetischen Leitsystem. Die Fahrzeuge sind mit Sensoren<br />
und Kameras ausgestattet, damit sie ihre Umgebung erkennen<br />
und Hindernissen ausweichen. Ihre Steuerung erfolgt über eine<br />
zentrale Software, die den Transportauftrag an das AGV sendet<br />
und die Beförderung überwacht. Automated Guided Vehicles,<br />
die innerhalb und außerhalb von Gebäuden eingesetzt werden,<br />
bestehen im Wesentlichen aus einem oder mehreren Fahrzeugen,<br />
einer Leitsteuerung, Einrichtungen zur Standortbestimmung,<br />
Lageerfassung und Datenübertragung sowie der Infrastruktur<br />
und peripheren Einrichtungen.<br />
SICHERHEITSRELEVANTE STEUERUNGSTEILE<br />
BIS PL D GEMÄSS EN ISO 13849-1<br />
Zur Erledigung seiner Aufgaben benötigt ein AGV eine fest definierte<br />
Route. Hindernisse werden durch die Sensorik erkannt,<br />
ihnen aber nicht ausgewichen. Im Gegensatz dazu sind Autonomous<br />
Mobile Robots (AMR) in der Lage, durch die Unterstützung<br />
von KI-Methoden (Künstliche Intelligenz) situative Entscheidungen<br />
zu treffen. Aufgrund der zuvor erlernten KI und<br />
geeigneter Sensorik, die ihre Umgebung aufnimmt, sowie durch<br />
die Übermittlung von Rohdaten, können AMR navigieren und<br />
das Hindernis somit umfahren.<br />
Die sicherheitstechnischen Anforderungen zur Absicherung<br />
von AGVs lassen sich aus der C-Norm EN ISO 3691-4 ableiten,<br />
die in der Ausgabe aus dem Jahr <strong>2023</strong> aktualisiert wurde. Lidar-<br />
Systeme (Light imaging, detection and ranging) zur Personener-<br />
48 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
kennung – beispielsweise Laserscanner – müssen so ausgelegt<br />
sein, dass sie das Fahrzeug anhalten, bevor es zum Kontakt zwischen<br />
den festen Teilen des Flurförderzeugs oder der Last und<br />
einer stehenden Person kommt. Zu diesem Zweck ist die gesamte<br />
Breite des AGV samt seiner Ladung zu berücksichtigen. Gemäß<br />
EN ISO 3691-4 müssen sicherheitsrelevante Steuerungsteile – wie<br />
Personenerkennungssysteme – bis zu Performance Level d nach<br />
der Norm EN ISO 13849-1 konzipiert sein.<br />
UNTERSCHIEDLICHE MÖGLICHKEITEN DER<br />
SICHERHEITSGERICHTETEN KOMMUNIKATION<br />
Die Schutzfeldgröße des Scanners ist in Abhängigkeit von der<br />
tatsächlichen Geschwindigkeit des Flurförderzeugs zu steuern,<br />
wobei gilt: Je schneller das AGV fährt, desto größer bemisst sich<br />
der Anhalteweg und folglich auch die Schutzfeldlänge des Scanners.<br />
In vielen Fällen reicht es aus, den Fahrbereich des AGV mit<br />
zwei Scannern abzusichern. Bedingt durch die Fahrtrichtung<br />
wird jedoch immer nur ein Scanner von der lokalen Sicherheitssteuerung<br />
ausgewertet. Dazu können unterschiedliche technische<br />
Lösungen zum Einsatz kommen.<br />
Eine komfortable Möglichkeit besteht darin, die sicherheitsrelevanten<br />
Informationen über ein standardisiertes Safety-Protokoll<br />
– zum Beispiel Profisafe – auszutauschen. Je nach der zur<br />
Verfügung stehenden Datenbreite lassen sich die einzelnen<br />
Feldsätze des Scanners so feingranular sowie geschwindigkeitsabhängig<br />
ansteuern. Alternativ können die sicherheitsrelevanten<br />
Signale über lokale I/O-Module zwischen der Sicherheitssteuerung<br />
und dem Scanner kommuniziert werden. In diesem<br />
Fall erfolgt die Erfassung der Geschwindigkeitssignale über Encoder,<br />
deren Weiterverarbeitung im konfigurierbaren Sicherheitssystem<br />
PSRmodular von Phoenix Contact stattfindet. Mit<br />
speziellen AGV-Funktionsbausteinen gibt es die Möglichkeit,<br />
eine Differenzgeschwindigkeit aus zwei Encoder-Signalen zu<br />
ermitteln, die sich beispielsweise bei einer Kurvenfahrt ergibt.<br />
Auf diese Weise lassen sich unter Beachtung der baulichen Gegebenheiten<br />
– etwa bei beengten Fahrtrassen – die optimalen<br />
Bewegungsprofile konfigurieren.<br />
BETRIEB GRÖSSERER FLOTTEN MIT<br />
HÖHERER VERFÜGBARKEIT<br />
Das Wireless-Ethernet-Produktportfolio von<br />
Phoenix Contact ist für verschiedene AGV-Systeme<br />
ausgelegt. Es erfüllt die weltweit unterschiedlichen<br />
Anforderungen hinsichtlich der Robustheit und Zuverlässigkeit<br />
mit dem Ziel einer reibungslosen Kommunikation<br />
der Flurförderzeuge zu überlagerten Systemen. Die<br />
FL WLAN Basic Library unterstützt die Ankopplung der<br />
WLAN-Module an eine PLCnext-Steuerung über die<br />
REST-Funktion. So lässt sich zum Beispiel die Signalstärke<br />
jederzeit überwachen, und Ausleuchtungslücken<br />
werden identifiziert. Durch die Einführung der Zukunftstechnologien<br />
5G und WLAN 6 ergeben sich neue<br />
Optionen in Bezug auf die Datenübertragung von AGVs.<br />
Eine höhere Bandbreite und deterministisches Verhalten<br />
ermöglichen größere Flotten mit höherer Verfügbarkeit.<br />
Darüber hinaus lässt sich die Fahrzeugintelligenz<br />
in die Edge oder Cloud verlagern.<br />
SAFETY BRIDGE TECHNOLOGY FÜR<br />
DEN EINSATZ IN DARK WAREHOUSES<br />
AGV werden oftmals im Verbund in Dark Warehouses genutzt.<br />
Hierbei handelt es sich um nahezu vollständig automatisierte<br />
Lager- und Logistikzentren, die praktisch ohne Bedienpersonal<br />
auskommen. Sofern die AGVs keine lokalen Personenerkennungsmaßnahmen<br />
aufweisen, sind Schutzumhausungen vorzusehen,<br />
wobei der Zugangsbereich durch beweglich trennende<br />
Schutzeinrichtungen mit Verriegelungen abgesichert wird. Darüber<br />
hinaus wirken sich globale Not-Halt-Signale von den Bedienstellen<br />
auf jedes einzelne Flurförderzeug aus.<br />
iC-RZ Series<br />
Absolute Positionsencoder-ICs für Funktionale Sicherheit<br />
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Nürnberg, 14.–16.11.<strong>2023</strong>, 4A - 146
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
Laserscanner<br />
02<br />
Encoder<br />
Fahrantrieb<br />
01 Dark Warehouse als nahezu vollständig automatisiertes<br />
Lager- und Logistikzentrum fast ohne Bedienpersonal<br />
02 Sicherheitskonzept des lokalen AGV<br />
01<br />
DAS SPEZIALGEBIET DER<br />
FUNKTIONALEN SICHERHEIT<br />
WANDELT SICH KONTINUIERLICH<br />
FUNKBASIERTE ÜBERTRAGUNG ZUR<br />
REDUZIERUNG DER INBETRIEBNAHMEZEIT<br />
Phoenix Contact bietet zur Elektrifizierung und Automatisierung<br />
von AGV ein innovatives, aufeinander abgestimmtes Produktund<br />
Lösungsportfolio. Zu diesem Zweck wird ein AGV unter den<br />
Aspekten Control, Communication, Safety, Navigation, Electrification<br />
und Energy betrachtet. Auf Basis des offenen und flexiblen<br />
Ecosystems PLCnext Technology lassen sich diese Facetten zu<br />
einem System kombinieren, welches Vorteile im Engineering<br />
sowie der Inbetriebnahme und dem Betrieb der Flurförderzeuge<br />
zur Verfügung stellt. Als Beispiel sei der Aspekt der Communication<br />
genannt. Das Funkmodul FL WLAN 1100 mit IP54-Eigenschaften<br />
ist einfach auf dem AGV montierbar und umfasst eine<br />
REST-Schnittstelle. Über dieses Interface kann die PLCnext-<br />
Steuerung die WLAN-Parameter während der Inbetriebnahme<br />
des AGVs auf das Funkmodul schreiben, was den Zeitaufwand<br />
deutlich reduziert. Als weiteres Communication-Gerät ermöglicht<br />
der neue NearFi-Koppler auf der Grundlage einer 100-MBit-<br />
Ethernet-Übertragung in Full Duplex eine störungsfreie AGV-<br />
Maschinenkopplung im 60-GHz-Frequenzband.<br />
Bilder: Phoenix Contact<br />
www.phoenixcontact.de<br />
Für die sicherheitsgerichtete Kommunikation in diesem Umfeld<br />
eignet sich insbesondere die Safety Bridge Technology (SBT) von<br />
Phoenix Contact. Ein lauffähiges SBT-System setzt sich aus sicheren<br />
Ein- und Ausgangsmodulen sowie den sogenannten Logikmodulen<br />
(LPSDO) zusammen. Das Logikmodul fungiert als<br />
zentraler Bestandteil der Safety-Bridge-Installation. Es generiert<br />
und kontrolliert das sicherheitsgerichtete SBT-Übertragungsprotokoll<br />
und bearbeitet die logischen Verknüpfungen der parametrierten<br />
Sicherheitslogik. Die sicheren Signale, die mit den Safety-Bridge-I/O-Modulen<br />
aufgenommen und ausgegeben werden,<br />
lassen sich über fast alle Automatisierungsnetzwerke sowie<br />
sämtliche gängigen Steuerungstypen weiterleiten. Die Kommunikation<br />
zwischen den Logikmodulen oder zu den Ein- und Ausgangsmodulen<br />
kann dabei ebenfalls über den Funkstandard<br />
WLAN erfolgen.<br />
Für die Dark-Warehouse-Applikationen wird die AGV-Flotte in<br />
verschiedene Gruppen unterteilt. Die SBT-Logikmodule (SBT#1-4)<br />
überwachen jeweils eine Gruppe von maximal 15 Flurförderzeugen.<br />
Übergeordnet steuert ein SBT-Logikmodul (SBT #0) den<br />
sicherheitsgerichteten Datenaustausch zwischen den Gruppen.<br />
Auf der Gegenseite empfängt jedes AGV die übergeordneten Not-<br />
Halt-Signale zur Weiterleitung an die lokale Sicherheitssteuerung<br />
PSRmodular des AGVs.<br />
UNTERNEHMEN<br />
Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />
Flachsmarktstr. 8, 32825 Blomberg<br />
AUTOREN<br />
Carsten Gregorius, Manager Strategic<br />
Product Marketing Safety, und Özkan<br />
Öztürk, Manager System Design AGV,<br />
beide Phoenix Contact Electronics GmbH,<br />
Bad Pyrmont<br />
50 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
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bildet die Schnittstelle zwischen<br />
Mensch und Maschine. Mit den HMIs<br />
seiner JSmart-Serie bietet Exor eine<br />
Reihe von flexiblen und effizienten<br />
Bedienpanels. Mit den JSmart700M-<br />
Produkten erhalten Anwender ein<br />
robustes Bedienpanel mit Tragarmsystem.<br />
Das Multitouch-Display ist jederzeit eng am Bediener und stellt sicher,<br />
dass die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine gewährleistet ist.<br />
Für Anwendungen in kritischen Bereichen, bei denen ein leistungsstarker<br />
HTML5-Webbrowser erforderlich ist, biete Exor das JSmart700M Browser<br />
Panel. Dieses verfügt über ein großes Display mit kapazitivem Multitouch-<br />
Screen und robuster Glasfront. Beide Displays sind sowohl als HTML5-Web-<br />
Panel wie auch mit der eigenen Software JMobile erhältlich. Die leicht zu<br />
erlernende Software deckt die Bereiche Konnektivität, Geräte- und Prozessmanagement<br />
sowie Datenvisualisierung ab. Damit ist auch die Basis für<br />
jede funktionierende IoT-Anwendung gelegt.<br />
www.exorint.com<br />
CYBERSICHERHEIT: KONFORMITÄTSPRÜFUNG<br />
NEU IM PROGRAMM<br />
TÜV Süd Product Service ist für Konformitätsprüfungen<br />
nach der Funkanlagenrichtlinie in<br />
der Nando-Datenbank der EU eingetragen und<br />
seit August zusätzlich gelistet, Cybersicherheitsbestimmungen<br />
zu prüfen. Viele Geräte,<br />
die Verbraucher nutzen, sind mit dem Internet<br />
verbunden und müssen den Anforderungen<br />
der Funkanlagenrichtlinie genügen. „Hersteller und Unternehmen, die<br />
internetfähige Produkte in der EU in Verkehr bringen, welche unter die<br />
Funkanlagenrichtlinie fallen, sollten ihre Neuentwicklungen rechtzeitig auf<br />
Konformität prüfen”, so Florian Wolff von Schutter, Leiter IT-Security von<br />
CIoT-Produkten. Im Januar 2022 hat die EU Artikel 3 Absatz 3 d, e und f der<br />
Funkanlagenrichtlinie um den Punkt Cybersicherheit und Datenschutz<br />
konkretisiert. Ab 1. August 2025 sind diese Bestimmungen verpflichtend.<br />
www.tuvsud.com<br />
DIE NEXTGEN-INITIATIVE<br />
Neue Maßstäbe<br />
für die Sensortechnik<br />
Exakt nach Ihren Vorgaben gefertigt<br />
100% kompatibel zu Vorgängermodellen<br />
Neue Mess- & Signalverarbeitungs-<br />
technologien für IXARC Drehgeber &<br />
TILTIX Neigungssensoren<br />
Mehr Präzision und Genauigkeit<br />
Höhere Auflösung und weniger<br />
Energieverbrauch – dank TMR-Technologie<br />
Programmierbar –<br />
kompatibel mit dem UBIFAST-Tool<br />
EDGE-DEVICES MACHEN ABLÄUFE IIOT-FÄHIG<br />
Wie der IIoT-Einstieg auch in der Intralogistik gelingt, zeigt Weidmüller<br />
anhand von Produkten und Lösungen für die Automatisierung und Datenanalyse.<br />
Dabei stehen auch Dezentralisierung und Visualisierung im Fokus.<br />
So sorgen im Shopfloor u-control M3000 und M4000 für eine präzise<br />
Kontrolle von Maschinen. Als Edge- und Steuerungssystem zugleich<br />
verbinden sie die IT mit der Logistik, wie etwa Bänder oder Lastenaufzüge.<br />
Dabei werden Daten erfasst, im Netzwerk bereitgestellt und mithilfe der<br />
Software von Weidmüller umgewandelt. So befähigt zum Beispiel das<br />
Industrial-AutoML-Tool Domänenexperten,<br />
auf Basis ihres Applikationswissens<br />
eigenständig Machine-<br />
Learning-Modelle zu erzeugen.<br />
Außerdem reduzieren die webbasierten<br />
HMI- und SCADA-Lösungen<br />
von Weidmüller Kosten für die<br />
Parametrierung und Diagnose.<br />
www.weidmueller.com<br />
Einfach online bestellen:<br />
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ab Losgröße 1!<br />
Besuchen Sie uns auf der<br />
SPS <strong>2023</strong> in Nürnberg!<br />
Halle 4A / Stand 300
„WIR SEHEN UNS<br />
ALS PARTNER<br />
UNSERER KUNDEN“<br />
Sabine Bröckskes-Wetten,<br />
Inhaberin und<br />
Geschäftsführerin,<br />
SAB Bröckskes in Viersen<br />
Mit einem Jahresumsatz von über 134 Mio. € weltweit zählt SAB Bröckskes<br />
zu den führenden Herstellern von hochflexiblen Kabeln und Leitungen.<br />
Besonders im Fokus steht die Entwicklung maßgeschneiderter Produkte.<br />
Wir fragen die Geschäftsführerin Sabine Bröckskes-Wetten nach Trends,<br />
Industrieanforderungen und neuen Lösungen für die Digitalisierung im<br />
Kontext von Industrie 4.0.<br />
Frau Bröckskes-Wetten, als Familienbetrieb steht SAB<br />
Bröckskes für die Entwicklung und Fertigung verschiedenster<br />
Kabel – von halogenfreien über besonders flexible Leitungen<br />
bis hin zu Busleitungen und Spezialkabeln. In welchem Bereich<br />
hat sich in den letzten Jahren besonders viel getan?<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Die Applikationen und Einsatzbedingungen<br />
von elektrischen Leitungen unserer Kunden werden<br />
immer komplexer und erfordern häufig eine individuelle<br />
Anpassung an die gegebenen Bedingungen. Genau hier setzen<br />
wir als Spezialkabelhersteller an und entwickeln anwendungsorientierte<br />
Verbindungslösungen. Dazu klären wir möglichst<br />
schon vor der ersten Konstruktion eines neuen Produktes, wie<br />
die Leitung beschaffen sein soll, wie die Kontaktierung in der<br />
Anwendung erfolgt und welche Eigenschaften dabei wichtig<br />
sind. Unser Portfolio entwickelt sich sehr anwendungsorientiert.<br />
Wir produzieren mittlerweile kaum mehr Leitungen von der<br />
Stange, sondern legen unseren Fokus auf der Konstruktion<br />
neuer Produkte, die wir in enger Zusammenarbeit mit unseren<br />
Kunden entwickeln. Mit unserer breiten Palette an Isolationsund<br />
Mantelwerk stoffen können wir nahezu jedes Verbindungsproblem<br />
unserer Kunden lösen. Häufig wird vom Markt eine<br />
Komplettlösung aus Kabel und Steckverbinder gefordert. Daher<br />
haben wir in letzten Jahren unsere Kapazitäten im Bereich der<br />
Kabelkonfektionierung deutlich ausgebaut. Heute können wir<br />
eine Vielzahl konfektionierter Verbindungslösungen anbieten<br />
und noch individueller auf Kundenbedürfnisse reagieren.<br />
Aktuelle Zahlen belegen, dass kaum eine Branche so schnell<br />
wächst wie die Robotik. Hier sind Leitungen gefordert, die<br />
millionenfachen Biegewechsel-Zyklen sowie hohe Torsionsbelastungen<br />
meistern. Welche Herausforderungen sind damit<br />
in der Entwicklung verbunden und wo liegen die Trends in<br />
diesem Bereich?<br />
52 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
IM DIALOG<br />
ÜBER SAB BRÖCKSKES<br />
Das 1947 von Peter Bröckskes in Viersen als Einmannbetrieb<br />
für den elektrischen Anlagenbau gegründete<br />
Unternehmen zählt heute mit mehr als 550 Beschäftigten<br />
und einem in über 100 Ländern erwirtschafteten Umsatz<br />
von über 134 Mio. Euro zu den weltweit führenden<br />
Spezialkabelherstellern. Das Portfolio umfasst neben<br />
Kabeln und Leitungen in unterschiedlichsten Materialausführungen<br />
auch die Kabelkonfektionierung sowie<br />
messtechnische Lösungen. Beliefert werden zahlreiche<br />
Branchen von der Industrieautomation und Kommunikationstechnologie<br />
über Hersteller von Agrarmaschinen,<br />
die Bahn- und Schifffahrtstechnik bis zur Medizintechnik.<br />
01 Die kundenspezifische Kabelkonfektion wurde in den letzten<br />
Jahren weiter ausgebaut, um besser auf Kundenwünsche einzugehen<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Die Robotik ist nach wie vor<br />
einer der wichtigsten Märkte für SAB. Wir liefern ein breites<br />
Spektrum an robotertauglichen Leitungen: angefangen von<br />
Schleppleitungen für die siebte Achse bis hin zu tordierund<br />
biegbaren Leitungen für Schlauchpakete an den 6-Achskinematiken<br />
oder im Scara-Roboter. Auch Teach-Pendantleitungen<br />
oder Leitungen für die sekundäre Peripherie wie<br />
diverse Schweißzangen- und Steuerleitungen haben wir als<br />
Energie-, Feldbus- sowie Ethernet-Leitung bis Cat.7A im<br />
Fertigungsprogramm.<br />
Den hohen mechanischen Beanspruchungen der Robotik entsprechend<br />
sind unsere Roboterleitungen in Materialauswahl<br />
und Konstruktion gezielt auf eine lange Lebensdauer ausgelegt.<br />
In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden entwickeln wir<br />
ständig neue Leitungen für Roboteranwendungen und können<br />
unsere Leitungen im eigenen Haus auf Herz und Nieren prüfen.<br />
Unser Prüfspektrum reicht von Biegeversuchen über Tests auf<br />
Öl- oder Medienbeständigkeit bis zu Tests auf unseren Hochfrequenz-Prüfplätzen<br />
und in unserem Brandlabor. Nur so werden<br />
wir den hohen Qualitätsansprüchen unserer Kunden gerecht.<br />
Der zunehmende Digitalisierungsgrad industrieller Anlagen<br />
fordert eine Weiterentwicklung bestehender Ethernet-<br />
Verkabelungen. Hier kommt Single Pair Ethernet, kurz SPE,<br />
ins Spiel, das eine Highspeed-Datenübertragung sowie<br />
Stromversorgung über nur ein verdrilltes Adernpaar ermöglicht.<br />
Wie setzen Sie diese Vorteile in Ihren Lösungen um und<br />
inwieweit profitieren Anwender davon?<br />
Individualisierte Produktentwicklung<br />
und Orientierung an den Bedürfnissen<br />
des Marktes ist insbesondere im<br />
technologischen Umfeld mehr denn<br />
je ein wichtiges Thema.<br />
NICOLE STEINICKE,<br />
Chefredakteurin Industrielle Automation<br />
dungen. Die Vereinfachung und Verschlankung von Verkabelungssystemen<br />
ist ein wichtiger Trend. Der Weg geht immer<br />
mehr in Richtung Optimierung und Miniaturisierung.<br />
Sie bieten individuelle Leistungen und maßgeschneiderte<br />
Produkte für verschiedenste Einsatzgebiete an. Welche<br />
Vorteile ergeben sich dadurch für Anwender?<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Kundenzufriedenheit hat für<br />
uns oberste Priorität. Danach richten wir unser gesamtes<br />
Handeln aus. Nicht zuletzt durch unseren Vertrieb und Außendienst<br />
sind wir in der Lage, unsere Kunden bei neuen Projekten<br />
und Entwicklungen von Anfang an zu begleiten. So können wir<br />
die speziellen Anforderungen und Wünsche jedes Kunden direkt<br />
in die Entwicklung und Konstruktion von Spezialleitungen<br />
einfließen lassen. Schließlich kennt der Kunde seinen speziellen<br />
Anwendungsfall ganz genau. Dieses Wissen setzen wir in ein<br />
Leitungsdesign um. Nicht selten entwickeln wir gemeinsam mit<br />
unseren Kunden neue Leitungen mit einer oder mehreren<br />
Musterproduktionen. Nur so ist es möglich, eine optimale und<br />
dauerhaft funktionierende Leitung zu entwickeln. Unsere Kunden<br />
schätzen diesen Service sehr, denn durch unsere 75-jährige<br />
Erfahrung können wir viele Parameter bereits im Vorfeld<br />
berücksichtigen und die Entwicklungszeit deutlich verkürzen.<br />
Welche Rolle spielt für Sie die zunehmende Digitalisierung?<br />
Eröffnet diese neue Einsatzfelder oder sind damit eher neue<br />
Herausforderungen verbunden, die gemeistert werden<br />
müssen?<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Digitalisierung und Industrie<br />
4.0 sind seit einigen Jahren auch bei uns und unseren Kunden<br />
in aller Munde. Als Kabelhersteller beschäftigen wir uns aber<br />
schon viel länger mit der Vernetzung von Produktion und Maschinen.<br />
Mit der Einführung der ersten Feldbussysteme haben<br />
wir das Thema aufgegriffen und die Bedürfnisse des Marktes<br />
frühzeitig erkannt. Mittlerweile erwirtschaften wir einen Großteil<br />
unseres Umsatzes mit Kabeln, die dem Bereich Industrie 4.0<br />
zuzuordnen sind. Wir produzieren zahlreiche Bus-, Ethernetund<br />
Hybridleitungen für die Vernetzung intelligenter Systeme.<br />
Wo sehen Sie neue Produktbereiche und Branchen in den<br />
nächsten Jahren?<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Wir wollen uns in Zukunft noch<br />
stärker als erster Ansprechpartner der Industrie für komplexe<br />
Verbindungslösungen positionieren. Mit unserer langjährigen<br />
Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Sonderlösungen<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Mit Single-Pair-Ethernet ist ein<br />
weiterer Meilenstein in der industriellen Vernetzung erreicht.<br />
Als Mitglied im SPE Industrial Partner Network e.V. gestalten wir<br />
die Entwicklung dieser neuen Technologie von Anfang an mit.<br />
Wir haben bereits zahlreiche Single-Pair-Ethernet-Leitungen für<br />
unterschiedliche Anwendungsbereiche auf den Markt gebracht<br />
– insbesondere für hochflexible und robotertaugliche Anwenwww.industrielle-automation.net<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 53
IM DIALOG<br />
02<br />
02 Verseiler bei SAB Bröckskes: Die Fertigungsmöglichkeiten<br />
wurden im Hinblick auf die Vielzahl an unterschiedlichen und<br />
spezifischen Kundenanforderungen hin optimiert<br />
03 Die Anforderungen und Wünsche des Kunden fließen direkt<br />
in die Entwicklung und Konstruktion von Spezialleitungen wie hier<br />
in Hybridleitungen ein<br />
03<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Seit 2011 trage ich als Geschäftsführerin<br />
und Inhaberin von SAB Bröckskes eine Verantwortung<br />
für über 550 Mitarbeiter und deren Familien. In dieser kurzen<br />
Zeit wurden wir leider schon mit einigen Krisen konfrontiert.<br />
Die Auswirkungen der weltweiten Finanzkrise waren noch nicht<br />
ganz verarbeitet, da zeichneten sich bereits weitere Probleme ab.<br />
Die Corona-Pandemie stellte uns vor enorme Herausforderungen.<br />
Als wäre die Welt nicht schon kompliziert genug, brach mitten in<br />
Europa ein Krieg aus. Lieferketten reißen ab, Rohstoffpreise<br />
explodieren. Die globale Energiekrise setzt dem Ganzen die<br />
Krone auf. Meine oberste Priorität ist daher, das Unternehmen<br />
auch in stürmischen Zeiten erfolgreich in die Zukunft zu führen<br />
und die Arbeitsplätze hier in Viersen langfristig zu sichern.<br />
Bisher sind wir aus allen Krisen gestärkt hervorgegangen. Die<br />
Notwendigkeit, strukturelle Veränderungen und ein Umdenken<br />
einzuleiten, hat auch viele positive Effekte bewirkt. Daher freue<br />
ich mich neue Herausforderungen, die ich gemeinsam mit<br />
meinem Team anpacken kann. Besonders froh bin ich, dass<br />
mir mein Vater weiterhin mit all seiner Erfahrung zur Seite steht<br />
und mich in wichtigen Fragen berät.<br />
Welche Rolle spielt für SAB Bröckskes der CO 2<br />
-Fußabdruck<br />
bei der Fertigung eigener Produkte und welchen Stellenwert<br />
nimmt die Nachhaltigkeit ein?<br />
möchten wir unseren Anspruch unterstreichen, für jeden Kunden<br />
und Anwendungsfall eine individuelle Verbindungslösung zu<br />
entwickeln und zu fertigen – ganz gleich, ob der Kunde eine<br />
neue Spezialleitung oder eine anschlussfertige Komplettlösung<br />
wünscht.<br />
Viele Unternehmen leiden unter dem aktuellen Fachkräftemangel?<br />
Wie sieht dies in Ihrem Unternehmen aus?<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: Neben der Digitalisierung<br />
stehen sicherlich auch die Gewinnung von Fachkräften und die<br />
Mitarbeiterbindung im Fokus. Gerade in den letzten drei Jahren<br />
hat sich der Fachkräftemangel immens verschärft. Hier gilt es<br />
gegenzusteuern und unsere Vorteile als innovatives, familiengeführtes<br />
und mitarbeiterfreundliches Unternehmen zu präsentieren.<br />
Unsere Ziele erreichen wir nur mit dem richtigen Team.<br />
Deshalb setzen wir weiterhin auf Ausbildung und Fachkräftesicherung.<br />
Für uns als Familienunternehmen ist es ein klares<br />
Ziel, qualifizierte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zu gewinnen,<br />
bei uns zu entwickeln und langfristig an uns zu binden.<br />
Die Wirtschaftslage ist weiterhin durch Hemmnisse wie die<br />
Pandemie, gestörte Lieferketten, inflationäre Materialpreise<br />
sowie hohe Energiepreise gekennzeichnet. Auch neue<br />
politische Regularien machen es Unternehmen nicht leicht.<br />
Wie gehen Sie bei SAB Bröckskes damit um und wie resilient<br />
sehen Sie sich in dieser volatilen Zeit?<br />
SABINE BRÖCKSKES-WETTEN: In den kommenden Jahren<br />
werden wir uns noch stärker mit dem Thema Nachhaltigkeit<br />
hin zu einer CO 2<br />
-neutralen Produktion beschäftigen. Bereits<br />
2005 haben wir erfolgreich ein Umweltmanagementsystem<br />
und 2011 ein Energiemanagementsystem eingeführt. Das<br />
Thema Nachhaltigkeit ist nicht mehr wegzudenken und<br />
wird bei allen strategischen Entscheidungen berücksichtigt.<br />
Deshalb beteiligen wir uns auch aktiv im Energie- und<br />
Klima schutz netzwerk und wollen im nächsten Jahr einen<br />
Fahrplan in Richtung Carbon Zero auflegen.<br />
Das Interview führte Dipl.-Ing. Nicole Steinicke,<br />
Chefredakteurin Industrielle Automation<br />
Bilder: SAB Bröckskes<br />
www.sab-kabel.de<br />
UNTERNEHMEN<br />
SAB BRÖCKSKES GmbH & Co. KG<br />
Grefrather Str. 204-212b<br />
41749 Viersen<br />
Tel. 02162 898-0<br />
AUTORIN<br />
Nicole Steinicke, Chefredakteurin<br />
Industrielle Automation<br />
54 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
FELDGERÄTE NOCH FLEXIBLER EINSETZBAR<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
Für den kompakten Chip-Carrier NetRapid 90<br />
bietet die Hilscher Gesellschaft für Systemautoma<br />
tion mbH ab sofort auch einen Protokoll-Stack<br />
für Open Modbus/TCP. Damit<br />
erweitert der Spezialist für industrielle Kommunikationstechnologien<br />
die Varianz seines<br />
multiprotokollfähigen Embedded-Moduls.<br />
Anwender erhalten den NetRapid 90 bereits<br />
komplett getestet und mit vorgeladenem Stack.<br />
„Mit dem Release von Open Modbus/TCP für<br />
NetRapid 90 stellen wir unseren Kunden die<br />
Weichen für einen noch flexibleren Einsatz ihrer Feldgeräte“, beschreibt Simon Fischer, Produktmanager<br />
Embedded Modules bei Hilscher, die Vorteile der Protokollerweiterung. „Da unsere<br />
Lösung Ready-to-integrate ist und eine schnelle Time-to-Market ermöglicht, ebnet das Release<br />
ohne hohen Entwicklungsaufwand den Weg für die Erschließung neuer globaler Märkte.“ Der<br />
Chip-Carrier fungiert als Slave-Schnittstelle, unterstützt in einem Design Feldbus-, Real-Time-<br />
Ethernet- sowie IoT-Protokolle und wird wie ein Standard-QFP-Bauteil auf die Grundplatine<br />
gelötet. Mit seiner kompakten Größe von 15 × 32 mm und dem erweiterten Temperaturbereich<br />
eignet sich das Modul selbst für kleine Sensoren oder Robotik-Komponenten.<br />
www.hilscher.com<br />
ZUGANG ZU UNGENUTZTEN FELDDATEN<br />
Mit dem neuen Field Data Enablement Portfolio macht Siemens nun ungenutzte Felddaten für<br />
die IT zugänglich und damit Fertigungsunternehmen effizienter und zukunftsfähiger. Denn in<br />
vielen Produktionsanlagen liegt in der Feldebene noch viel verborgenes Potenzial für Optimierungen,<br />
etwa zur Automatisierung von Maschinen und Anlagen.<br />
Aktuell werden nur etwa 20 Prozent der Gesamtdatenmenge<br />
genutzt. Bislang werden Daten für IT-Systeme bereitgestellt,<br />
indem die Steuerung Daten aus dem Shopfloor an Edge- oder<br />
Cloud-Systeme schickt. Daher bleiben für die IT-Daten unerreichbar,<br />
die nicht in der Steuerung verfügbar sind, etwa Informationen<br />
über die Inbetriebnahme. Field Data Enablement (FDE)<br />
ermöglicht die Konvergenz von IT- und OT-Daten, ohne die<br />
Steuerung neu programmieren zu müssen. Damit werden<br />
OT-Daten für IT-Systeme zugänglich, die ansonsten ungenutzt<br />
blieben oder bei laufenden Produktionsanlagen nur mit hohem<br />
Aufwand und nicht rückwirkungsfrei erreichbar wären.<br />
www.siemens.de<br />
CONDITION-MONITORING-PLATTFORM<br />
PER PLUG-AND-PLAY EINBINDEN<br />
Mit dem IM18-CCM60 hat Turck seine Condition-Monitoring-Plattform<br />
zur Zustandsüberwachung von<br />
Schaltschränken um ein weiteres anwenderfreundliches<br />
Modell ergänzt, das keine Programmierkenntnisse<br />
voraussetzt. IM18-CCM60 basiert auf dem von In.Hub<br />
entwickelten IIoT-Betriebssystem Siineos. Das InCore-<br />
Framework bietet eine große Auswahl an fertigen Komponenten, über die sich die integrierten<br />
Schnittstellen und Sensoren sowie alle gängigen Netzwerk- und Industrieprotokolle einfach<br />
bedienen lassen. Neben vorhandenen Apps können auch eigene Programme und Apps erstellt<br />
oder geladen werden. Der webbasierte Assistent begleitet die Einrichtung, sodass selbst<br />
Nutzer ohne Vorkenntnisse mit dem IM18-CCM60 problemlos umgehen können. Damit ist<br />
auch einfacher Zugriff auf die Sensoren für Temperatur, Feuchte und Türabstand möglich. Über<br />
den Open VPN-Client lässt sich im Feld eine sichere Verbindung zur IT aufbauen und ein<br />
Fernzugriff auf das Gerät wie auch optional auf angeschlossene Maschinen herstellen.<br />
www.turck.com<br />
14. - 16. Nov. <strong>2023</strong><br />
Halle 5, Stand 131
NEUER COMMUNITY APP STORE DER<br />
OPEN INDUSTRIE 4.0 ALLIANCE<br />
EIN MEGASTART<br />
Im November soll der Flagship Store for the<br />
OI4 Community an den Start gehen. Er wurde<br />
von der Firma Hilscher in Kooperation mit der<br />
Open Industrie 4.0 Alliance konzipiert und wird<br />
in eigenem Namen betrieben. Lesen Sie, wie die<br />
offene Plattform des App Stores sowohl<br />
Anbietern als auch Anwendern industrieller<br />
Apps den Weg ebnet zu einer umfassend<br />
digitalen, vernetzten Produktion.<br />
Was zur Hannover Messe <strong>2023</strong> angekündigt wurde,<br />
wird zur SPS <strong>2023</strong> im Detail vorgestellt. Die verschiedenen<br />
Mitglieder der Open Industry 4.0 Alliance<br />
(OI4) haben eine Arbeitsgruppe gebildet, um die<br />
Grundidee eines offenen, hersteller- und hardwareunabhängigen<br />
App Stores umzusetzen. Das Ziel ist es, einen offenen und transparenten<br />
Prozess zu schaffen, der für verschiedene App Stores gleich<br />
ist, und der es zum einen den Anbietern von Apps aus dem industriellen<br />
Umfeld auf einfache, standardisierte und sichere Art und<br />
Weise ermöglicht, ihre Apps in einem auf die Zielgruppe industrieller<br />
Anwender ausgerichteten App Store zu präsentieren und<br />
zum kostenlosen oder bezahlpflichtigen Download anzubieten.<br />
Zum anderen können Anwender in einem solchen App Store<br />
die für sie passenden Apps suchen und finden und wiederum auf<br />
möglichst einfache, standardisierte und sichere Art und Weise zu<br />
übernehmen und in Betrieb zu nehmen. Die Standardisierungsbemühungen<br />
innerhalb der OI4 sorgen zudem dafür, dass diese<br />
Apps, sofern sie diese Standards unterstützen, auch auf möglichst<br />
vielen Endgeräten problemlos laufen und untereinander Daten<br />
austauschen können, wenn der Anwender dies wünscht.<br />
WHITEPAPER INFORMIEREN ÜBER<br />
TECHNISCHE DETAILS<br />
Ein in Erstellung befindliches Whitepaper, das zur SPS <strong>2023</strong> verfügbar<br />
sein wird, informiert die App-Anbieter, die dieses App<br />
Store-Angebot nutzen wollen, über technische Details, die sie erfüllen<br />
müssen, um eine OI4-konforme App im Store zu veröffentlichen.<br />
Aber auch Apps, die diese Spezifikation noch nicht oder<br />
gar nicht erfüllen, können in das App Store-Angebot mit aufgenommen<br />
werden. Darüber hinaus spezifiziert ein weiteres Whitepaper<br />
das dazugehörige Manifest, das benötigt wird, um die technischen<br />
Details der App für den Upload in den OI4 Community<br />
App Store festzulegen.<br />
DAS KONZEPT DES FLAGSHIP STORE FÜR<br />
DIE OI4-COMMUNITY<br />
Die Firma Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH hat<br />
in enger Abstimmung mit der Open Industry 4.0 Alliance und ihren<br />
Arbeitskreisen zur Vereinfachung der Digitalisierung in der<br />
Produktion das Konzept eines Community Stores für OI4 Mitglieder<br />
und Anwender mit Hilfe einer vollfunktionsfähigen, skalierenden<br />
E-Commerce-Plattform auf https://flagshipstore.hilscher.<br />
com umgesetzt und wird diesen zur SPS <strong>2023</strong> mit App-Partnern<br />
aus dem OI4-Umfeld an den Start bringen. Hilscher agiert hier<br />
auch als Betreiber und Verantwortlicher dieses Marktplatzes.<br />
Marktplatz deshalb, weil jeder App-Anbieter dort selbständig mit<br />
seinem App-Angebot auftreten kann. Transaktionen, das heißt<br />
der Erwerb kostenpflichtiger Apps über den Community App<br />
DER E-COMMERCE-MARKTPLATZ<br />
SOLL DIE DIGITALISIERUNG IN<br />
DER PRODUKTION DEUTLICH<br />
VEREINFACHEN<br />
Store, sind ebenfalls möglich, unter Einsatz der in der Industrie<br />
üblichen Bezahlmethoden. Hierbei treten die App-Anbieter<br />
selbst als Verkäufer auf, sodass die vertragliche Beziehung direkt<br />
zwischen dem App-Anbieter und dem App-Nutzer stattfindet.<br />
Technologisch gesehen nutzt der Community App Store Container-Technologie,<br />
eine Open-Source-Lösung zur virtualisierten<br />
Inbetriebnahme von Apps auf Industrie-PCs und Edge Gateways.<br />
Jede App, die als Container-App (z.B. Docker) verfügbar ist, kann<br />
über den App Store ausgeliefert und in Betrieb genommen werden.<br />
Apropos Betrieb: auch hier bemüht sich die OI4 um Vereinfachung<br />
und Standardisierung. Hierzu liegt das Konzept vor, in<br />
die teils bereits verfügbaren Edge-Management-Systemen eine<br />
Schnittstelle zu integrieren, welche durch die OI4 definiert wird.<br />
Mit Hilfe dieser API können zukünftig Apps aus dem Community<br />
App Store automatisiert über die sogenannte digitale Lieferadresse<br />
übermittelt werden. Vom Edge-Management-System aus werden<br />
die Apps dann von den Betriebs- und Überwachungsverantwortlichen<br />
auf Shopfloor-Ebene auf die Endgeräte verteilt und in<br />
Betrieb genommen. Hilschers Geräte- und Applikationsverwaltungslösung<br />
netField.io ist ein Beispiel eines solchen Edge Management<br />
Systems und kann im Zusammenspiel mit dem Flagship<br />
Store für die OI4-Community genutzt werden.<br />
56 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
App<br />
Purchase<br />
App Purchaser<br />
1<br />
4<br />
Custom UI<br />
OI4<br />
Development<br />
REST API<br />
License<br />
Ticket<br />
5<br />
App<br />
Manifest<br />
License<br />
Ticket<br />
7<br />
10<br />
App Usage<br />
App<br />
Deployment<br />
PLC<br />
License Creation<br />
2<br />
6a<br />
6b<br />
netFIELD.io<br />
License Ticket<br />
License<br />
Ticket<br />
8<br />
License Server<br />
Deployment<br />
3<br />
9<br />
License<br />
Sales<br />
CodeMeter<br />
Licence Central<br />
Database<br />
Admin<br />
Depot<br />
ebenfalls im Rahmen der oben genannten Transaktionen beim<br />
Download zur Verfügung gestellt. Beim Aktivieren der Lizenz<br />
wird diese an das zu aktivierende Gerät gebunden, so dass eine<br />
Vervielfältigung der Software, zum Beispiel durch Kopieren des<br />
Docker-Containers, unterbunden wird.<br />
Um auch hier das Handling mit den Nutzungsrechten für den<br />
App-Anwender möglichst einfach zu machen, hat Hilscher in Kooperation<br />
mit Wibu-Systems eine spezielle License Server-App<br />
„netFIELD App License Server“ entwickelt, die auf den gleichen<br />
Edge-Geräten des Anwenders laufen kann wie die eigentliche<br />
Applikation. Diese License Server-App kommuniziert im Hintergrund<br />
mit CodeMeter License Central, die automatisiert Lizenzen<br />
erzeugen, verteilen und verwalten kann. Der App-Anwender<br />
wählt unter den verfügbaren Lizenzen zur Nutzung der Apps die<br />
gewünschte aus und aktiviert diese mit einem Klick.<br />
Flagship Store for<br />
OI4 Community<br />
Open Operator Cloud<br />
(e.g. https://netfield.io)<br />
Wibu-Systems<br />
Service<br />
AUSBLICK<br />
Vom Edge-Management-System – zum Beispiel<br />
netField.io – aus, werden die Apps von den Betriebs- und<br />
Überwachungsverantwortlichen auf Shopfloor-Ebene<br />
auf die Endgeräte verteilt und installiert<br />
VON DER APP ÜBER DIE BERATUNG<br />
BIS HIN ZUR HARDWARE<br />
Aber nicht nur Apps sollen im App Store zu finden sein. Auch Beratungs-<br />
und Service-Leistungen sowie auf den Bereich industrielle<br />
Kommunikation ausgerichtete Hardware wie Gateways, Edge<br />
Gateways und Industrie-PCs sollen dort zum Direktkauf auch<br />
über das Internet angeboten werden. Entsprechend wird Hilscher<br />
als Betreiber dieses Marktplatzes bereits im Vorfeld, aber<br />
insbesondere nach dem Start des Community App Stores intensiv<br />
auf die Suche nach interessierten Partnern und Anbietern gehen.<br />
Wer jetzt bereits weiß, dass er Interesse an dem Konzept des OI4-<br />
Marktplatzes hat und dort als Anbieter oder Anwender auftreten<br />
möchte, kann weitere Info über die unten genannten Kontaktdaten<br />
von Hilscher ab sofort anfordern.<br />
Wibu-Systems und Hilscher arbeiten gemeinsam daran, die Nutzung<br />
der Container-Technologie für den Einsatz in der Digitalisierung<br />
und Vernetzung der Produktion so einfach und sicher<br />
wie möglich zu gestalten – und zwar für alle Beteiligten. Also<br />
nicht nur für die App-Anwender in der Produktion, die mit Hilfe<br />
der Container-Technologie und Edge Computing dem steigenden<br />
Produktivitätsdruck und Fachkräftemangel entgegenwirken wollen,<br />
sondern auch für die App-Anbieter, die mit ihren Lösungen<br />
einen einfachen, aber dennoch sicheren Zugang zum Bereich der<br />
digitalen Produktion suchen, wo sie bisher nicht vertreten waren.<br />
Und zwar ohne den dabei notwendigen Schutz ihres geistigen Eigentums,<br />
das in der von ihnen entwickelten Software steckt, zu<br />
vernachlässigen.<br />
Wibu-Systems und Hilscher wollen in Kooperation mit den anderen<br />
Mitgliedern der Open Industry 4.0 Alliance eine offene<br />
Plattform in Form des Flagship Store für die OI4-Community<br />
schaffen, der allen Anbietern und Anwendern weiter hilft auf<br />
dem Weg zur umfassend digitalen, vernetzten Produktion.<br />
Bilder: Aufmacher anttoniart – stock.adobe.com, Bild Wibu-Systems<br />
www.wibu.com<br />
www.hilscher.com<br />
VERSCHLÜSSELUNG UND LIZENZIERUNG<br />
Um die Apps, die über den Flagship Store für die OI4-Community<br />
angeboten werden, genauer gesagt das geistige Eigentum daran,<br />
gegen unbefugte Nutzung zu schützen, hat Hilscher sich entschieden,<br />
die Softwareschutz-Lösung CodeMeter der Firma<br />
Wibu-Systems AG einzusetzen. Die CodeMeter-Technologie wurde<br />
bereits in den App Store integriert, was den App-Anbietern<br />
erlaubt, ihre Apps optional vor dem Upload in den App Store damit<br />
zu schützen. Mittels CodeMeter Protection Suite können<br />
Apps in wenigen Minuten automatisch verschlüsselt und mit<br />
einer Lizenzprüfung versehen werden. CodeMeter Protection<br />
Suite ist für eine große Vielfalt an Programmiersprachen und<br />
Umgebungen verfügbar. Es werden alle Umgebungen unterstützt,<br />
die klassischen Maschinencode erzeugen, wie zum Beispiel<br />
C/C++, Rust oder Go, aber auch Sprachen, die Intermediate Code<br />
erzeugen, wie Java und .NET, sowie Skriptsprachen, bei denen<br />
der Source Code ausgeliefert wird, wie Python und JavaScript.<br />
Zusätzlich steht ein Lizenzierungs-API zur Verfügung, wenn einzelne<br />
Features lizenziert werden sollen oder Freemium-Modelle<br />
gewünscht sind.<br />
Durch die automatische Verschlüsslung ist das geistige Eigentum<br />
dieser App vor Produktpiraterie und Reverse Engineering geschützt.<br />
Passende Software-Schlüssel (Tickets) zum Freischalten<br />
der App nach dem Download über den Community Store werden<br />
UNTERNEHMEN<br />
WIBU-SYSTEMS AG<br />
Zimmerstraße 5<br />
76137 Karlsruhe<br />
AUTOREN<br />
Uwe Schnepf, Hilscher Gesellschaft für<br />
Systemautomation mbH, und<br />
Elke Spiegelhalter, PR bei Wibu-Systems<br />
MEHR ZUM E-COMMERCE<br />
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AB NOVEMBER <strong>2023</strong><br />
www.oi4appstore.com<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 57
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
INDIVIDUELLE GEHÄUSELÖSUNGEN<br />
FÜR SMARTE MESSTECHNIK<br />
GUT VERPACKT<br />
Bei der Überwachung und Optimierung von Prozessen spielen Messgeräte<br />
in den verschiedensten Branchen und Anwendungsfeldern eine zentrale<br />
Rolle. Die präzise Erfassung, Analyse und Kontrolle physikalischer und<br />
geometrischer Größen sind hierbei essenziell. Für zuverlässige Ergebnisse<br />
müssen alle Komponenten, insbesondere die Elektronik, gut geschützt sein.<br />
Mobil oder stationär, indoor oder outdoor, autark oder<br />
kabelgebunden – die Welt der Messtechnik und somit<br />
auch die Anforderungen an ihre Gehäuse sind so<br />
vielfältig wie komplex. Eines haben sie aber alle gemeinsam:<br />
Sie sind mit hochwertiger und präziser Elektronik ausgestattet,<br />
die entsprechend „verpackt“ werden muss. Je nach Einsatzgebiet<br />
variiert die Ausgestaltung der Geräte. Tisch- oder<br />
Wandapplikationen eignen sich besonders für dauerhaft stationäre<br />
Anwendungen an einem festen Standort, während Handgeräte<br />
oder Wearables durch ihre Portabilität und Flexibilität praktisch<br />
für den mobilen Einsatz sind.<br />
SENSIBLE ELEKTRONIK<br />
Fortschrittliche Elektronikverpackungen spielen eine entscheidende<br />
Rolle, wenn es um die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit<br />
von smarten Messgeräten geht, denn sie schützen die empfindliche<br />
Elektronik – das Herzstück der Geräte. Daher sind einige<br />
Punkte bei der Auswahl des passenden Gehäuses von zentraler<br />
Bedeutung, die im Folgenden genauer beleuchtet werden.<br />
IP-SCHUTZART: WORAUF KOMMT ES AN?<br />
Die IP-Schutzart kennzeichnet den Schutzgrad des Gehäuses gegen<br />
das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit. Welche Schutzart<br />
erforderlich ist, hängt von der Umgebung ab, in der das Messgerät<br />
eingesetzt wird: Je rauer die Umgebungsbedingungen, desto<br />
höher sollte die IP-Schutzart des Gehäuses sein, um der empfindlichen<br />
Elektronik das nötige Maß an Schutz und Sicherheit<br />
vor schädlichen Einflüssen zu bieten. Bei Temperatur- und<br />
Druckschwankungen bietet sich außerdem der Einsatz von<br />
Druckausgleichselementen zum Schutz vor Kondenswasserbildung<br />
in hermetisch abgedichteten Elektro- und Elektronik-Gehäusen<br />
an. Sie sorgen für konstante Be- und Entlüftung sowie<br />
Anpassung des Innendrucks.<br />
MATERIAL UND EIGENSCHAFTEN<br />
Auch die Auswahl des Gehäusematerials ist nicht zu vernachlässigen.<br />
Kunststoffgehäuse bieten oft eine gute Balance zwischen<br />
Festigkeit, Gewicht und Kosten. Sie bieten zudem Flexibilität in<br />
Farbe und Form. Außerdem verfügen unterschiedliche Kunststoffe<br />
über verschiedene Eigenschaften hinsichtlich UV- oder<br />
Chemikalien-Beständigkeit, Brennbarkeit, Schlagzähigkeit, Verschleißfestigkeit<br />
und viele mehr, je nach der Zusammensetzung<br />
des Materials.<br />
ERGONOMIE ZÄHLT: GRÖSSE UND DESIGN<br />
Die Gehäusegröße sollte optimal auf die elektronischen Komponenten<br />
abgestimmt sein: Von miniaturisierten Elektronikanwendungen<br />
bis hin zu großvolumigen Geräten, gibt es sämtliche Abmessungen<br />
und Bedarfe. Ein durchdachtes Design bietet außerdem<br />
effiziente und oft auch vielfältige Montagemöglichkeiten.<br />
Darüber hinaus müssen häufig auch hohe Ansprüche an Bedienungs-<br />
und Ablesefreundlichkeit oder Ergonomie erfüllt werden.<br />
58 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
ENTWICKLUNG – IM ERSTEN<br />
ENGINEERINGSCHRITT MITGEDACHT<br />
Hochwertige Gehäuse bieten Elektronikentwicklern viele Vorteile:<br />
Zuverlässigen Schutz der empfindlichen Elektronikkomponenten<br />
und bei präziser Abstimmung der Gehäuse auf die Elektronikeinbauten<br />
oder andersherum, kann auch die Messgenauigkeit<br />
positiv beeinflusst. Darüber hinaus fördern sie die Langlebigkeit<br />
der Messgeräte und minimieren außerdem das Risiko von Ausfällen<br />
und Reparaturen, was nicht nur Zeit, sondern auch Kosten<br />
spart. Und wo Standardausführungen an ihre Grenzen stoßen,<br />
DIE SCHNITTSTELLEN DER<br />
GEHÄUSE LASSEN SICH FLEXIBEL<br />
ANPASSEN UND LEICHT IN DIE<br />
INFRASTRUKTUR INTEGRIEREN<br />
können Gehäuse mit anwendungsorientiertem Zubehörprogramm<br />
und Systemvielfalt sowie kundenspezifischer Bearbeitung<br />
punkten. So umfangreich die physikalischen Größen sind,<br />
die im Fokus stehen können, so unterschiedlich sind auch die<br />
Geräte, die diese erfassen. Die Gehäusereihen von OKW bieten<br />
hierbei verschiedene Möglichkeiten für die Installation.<br />
VON DER MEDIZINTECHNIK ÜBER DIE<br />
AUTOMATISIERUNG BIS ZU SMART FARMING<br />
Je nach Anwendungsschwerpunkt bietet das Produktprogramm<br />
vielfältige Lösungen, wie das Datec-Compact, welches optimal<br />
für Multimessgeräte geeignet ist. Das Handgehäuse (IP65 mit<br />
entsprechender Dichtung) ist in drei unterschiedlichen Größen<br />
und zwei Standardfarben erhältlich. Durch die ergonomische<br />
Form liegt es sicher in der Hand und ermöglicht ermüdungsfreies<br />
Bedienen.<br />
Die Solid-Box bietet alle Voraussetzungen für moderne Elektronikverpackungen<br />
im industriellen Umfeld oder im geschützten<br />
Außenbereich. Das robuste Industriegehäuse (flammgeschütztes<br />
V0-Material, Schutzart IP66/67, Schlagschutz IK08) ist in den<br />
Standardfarben anthrazitgrau und lichtgrau sowie in drei unterschiedlichen<br />
Ausführungen erhältlich. Die großvolumige<br />
Gehäuse konstruktion ist für Messgeräte zur digitalen Füllstandsmessung,<br />
als Messverstärker oder zum Beispiel für Langzeitmessungen<br />
im Smart Farming geeignet.<br />
Die Wand- und Pultgehäusereihe Protec kann beispielsweise<br />
für Kalibriergeräte genutzt werden. Das Gehäuse aus hochwerti-<br />
Die verschiedenen Gehäusereihen sind für unterschiedlichste<br />
Einsatzzwecke geeignet<br />
gem V0-Material verfügt über eine ergonomisch um 20° geneigte<br />
Bedienfläche und wird in drei Größen, der Farbe grauweiß und in<br />
drei Ausführungsvarianten angeboten. Das vertieft liegende Bedienfeld<br />
ermöglicht die Integration von Folientastaturen, Bedienelementen<br />
oder auch Touch-Systemen.<br />
Die Kunststoffgehäuse-Reihe Mini-Data-Box aus flammwidrigem<br />
ASA+PC ist ideal geeignet für kleine, stationäre Messeinheiten.<br />
Die kleinformatige Gehäusereihe (bis IP65) gibt es in den<br />
Grundformen S (Square) und E (Edge) sowohl ohne als auch mit<br />
Flansch für eine außenliegende Wandmontage oder zur einfachen<br />
Befestigung der Geräte an Schienen, Profilen oder Masten.<br />
Die Produktreihe besteht aus 40 Gehäuseversionen in verschiedenen<br />
Abmessungen und Farben.<br />
Bilder: OKW<br />
www.okw.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Odenwälder Kunststoffwerke<br />
Gehäusesysteme GmbH<br />
Friedrich-List-Str. 3,74722 Buchen<br />
Tel. 06281 404-00<br />
E-Mail: vertrieb@okw.com<br />
AUTORIN<br />
Kerstin Riedling, Marketing-Kommunikation,<br />
OKW Gehäusesysteme GmbH in Buchen<br />
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CODEGENERIERUNG: VOM MODELL ZU KONTINUIERLICH<br />
AKTUALISIERBAREN MASCHINEN UND ANLAGEN<br />
DAS BESTE VEREINEN<br />
Der Wandel hin zu einer zunehmend vernetzten Industrie, die sich gleichzeitig<br />
schnell und flexibel an neue Gegebenheiten anpassen lassen muss, stellt<br />
Anlagen- und Maschinenbauer vor einige Herausforderungen. Wie können<br />
Entwickler mit dieser Dynamik Schritt halten? Eine Möglichkeit ist die modellbasierte<br />
Entwicklung. Der Beitrag gibt Antworten auf die wichtigsten Fragen.<br />
Software wird zu einem immer wichtigeren Bestandteil von<br />
Maschinen und Anlagen in der Industrie. Für deren Steuerung<br />
werden Prozessoren und Sensoren verbaut, die unter -<br />
schiedlichste Daten erzeugen und die sich gewinnbringend<br />
für das Industrial Internet of Things (IIoT), für Machine Learning<br />
(ML) sowie für die vorrausschauende Wartung nutzen lassen. Somit<br />
können Ausfallzeiten vermieden und die Nutzungsdauer erhöht<br />
werden. Aber auch Prozesse und Lieferketten lassen sich<br />
weiter rationalisieren beziehungsweise optimieren und der Energieverbrauch<br />
kann reduziert werden.<br />
Gleichzeitig sollen sich Maschinen aber auch immer häufiger<br />
modular kombinieren lassen und über ihre Lebensdauer hinweg<br />
mit Software-Updates, neuen Funktionen und neuer Hardware<br />
aufrüstbar sein. Das ist gerade für die aufstrebende Outcome<br />
Economy – auch bekannt als „Machinery-as-a-Service“ – eine<br />
zentrale Voraussetzung. Diese Komplexität erschwert es, Maschinen<br />
in möglichen Konfigurationen ausgiebig zu testen und für jede<br />
auch kleinere Iteration zu wiederholen. Dadurch erhöht sich<br />
erheblich das Risiko von Fehlern und Verzögerungen bei der Inbetriebnahme<br />
vor Ort. Gleichzeitig kann dies kostspielige Ausfallzeiten<br />
für den Betreiber bedeuten, und seitens Hersteller zu<br />
erhöhten und ungeplanten Kosten führen.<br />
AUSFÜHRBARE MODELLE ÜBER DEN<br />
GESAMTEN LEBENSZYKLUS HINWEG<br />
Dieser Herausforderung lässt sich mit der konsequenten Nutzung<br />
von Modellen während des gesamten Lebenszyklus einer<br />
Maschine oder Anlage begegnen. Bei diesem Ansatz, der auch als<br />
modellbasierte Entwicklung (Model-Based Design) bezeichnet<br />
wird, arbeiten Ingenieure mit ausführbaren Modellen von Hardware<br />
und Software, die sie während der Entwicklung immer weiter<br />
verfeinern. Im Rahmen ihrer Simulation lässt sich das Zusammenspiel<br />
von Mechanik, Maschinen-Software sowie den verarbeiteten<br />
Gütern in verschiedensten Szenarien testen, verifizieren<br />
und optimieren. Dazu muss kein physischer Prototyp vorhanden<br />
sein, mit dem Vorteil, dass im Rahmen der Simulation Tests unter<br />
Bedingungen möglich sind, die sich mit einer realen Maschine<br />
etwa wegen des damit verbundenen Risikos, Zeitaufwands oder<br />
der Kosten nicht reproduzieren lassen.<br />
Modelle bieten aber noch weitere Möglichkeiten. Durch Codegenerierung<br />
wird aus ihnen direkt die später auf der Maschine<br />
laufende Software passend zur verwendeten Steuerungs-Hardware<br />
erzeugt. Das spart Zeit und vermeidet durch manuelle Programmierung<br />
entstehende Fehler. Darüber hinaus sind diese<br />
60 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Simulation der Mechanik – Detailstufen<br />
PDE Toolbox<br />
Simscape Multibody<br />
Simulink 3D Animation<br />
FEM-Simulation<br />
Mehrkörper-Simulation<br />
Large-Scale<br />
3D-Simulation<br />
Innenleben<br />
eines Bauteils<br />
Komponente mit<br />
begrenzter Anzahl an<br />
Bauteilen<br />
Großes System<br />
mit mehreren<br />
Maschineneinheiten<br />
01 Unterschiedliche<br />
Detailtiefen führen zu<br />
unterschiedlichem Rechenaufwand:<br />
FEM-Modell (links),<br />
Simscape-Modell (Mitte),<br />
3D-Modell (rechts)<br />
Physikalische Details<br />
Anzahl an Bauteilen<br />
Modelle auch nach der Fertigstellung einer Maschine nützlich.<br />
Sie können etwa als digitale Zwillinge einer realen Anlage dienen<br />
und anhand von Betriebsdaten frühzeitig mögliche Defekte und<br />
Fehlfunktionen anzeigen. Auch lassen sie sich für kontinuierliche<br />
Updates von Hardware und Software einsetzen. Die hier beschriebenen<br />
Prozesse konzentrieren sich vor allem auf die Codegenerierung<br />
und die zentrale Rolle, die ihr in künftigen Entwicklungs-Workflows<br />
zukommt.<br />
HARDWARE UND SOFTWARE PARALLEL<br />
MODELLIEREN<br />
Beim Aufbau von Modellen einer Anlage – der Regelstrecke –<br />
kommt es darauf an, dass deren Fähigkeiten und Genauigkeit<br />
sorgfältig gegeneinander abgewogen sind. Welcher Detaillierungsgrad<br />
erforderlich ist, hängt weitgehend von der Art der Anlage<br />
und der erforderlichen Regelstrategie ab. Je aufwändiger die<br />
Simulation, desto länger dauert der Modellaufbau und desto<br />
mehr Rechenleistung erfordert sie.<br />
Ein praktischer Weg zum Aufbau von Modellen mit mittlerem<br />
Detailniveau besteht in der Nutzung von 3D-CAD-Dateien. Modellierungswerkzeuge<br />
wie Simscape können diese importieren.<br />
Als Beispiel ist in Bild 01 in der Mitte ein Roboterarm dargestellt.<br />
Seine importierten CAD-Baugruppen enthalten die vollständige<br />
Geometrie sowie die Massen, Trägheiten und Gelenke des echten<br />
Arms mit dessen Antrieben. Durch Kombination solcher Einzelmodelle<br />
lassen sich vollständige Anlagen entwickeln und aufbauen,<br />
deren Simulation das Verhalten zuverlässig wiedergibt.<br />
Dazu ist keinerlei Steuerstrategie erforderlich.<br />
Auch die Steuerungs- und Logik-Software lassen sich weitgehend<br />
unabhängig von der Hardware entwickeln. Dazu werden<br />
Projektbeginn<br />
Projektbeginn<br />
Traditioneller Design-Flow: sequenziell ohne virtuelle Inbetriebnahme<br />
Planung Entwicklung Montage Inbetriebnahme<br />
Parallelisierung durch virtuelle Inbetriebnahme<br />
Planung Entwicklung Montage<br />
Durchgängige Verifikation und virtuelle Inbetriebnahme<br />
entweder vereinfachte Anlagenmodelle an sie angebunden oder<br />
lediglich Signale erzeugt, die von der realen Anlage zu erwarten<br />
sind. Je detaillierter Hardware- und Software-Modelle ausgearbeitet<br />
sind, desto genauer bilden sie das Verhalten der fertigen<br />
Maschine ab und können miteinander kombiniert werden.<br />
Diese Entwicklungsphase nennt man Desktop-Simulation. In<br />
ihr findet bereits ein Großteil der grundlegenden Hardware- und<br />
Software-Tests sowie der Verifikation statt. Gleichzeitig stellt das<br />
Zusammenführen von Hardware- und Software-Modellen die<br />
erste Phase einer virtuellen Inbetriebnahme dar, wie in Bild 02 zu<br />
sehen. Durch diese Parallelisierung der Entwicklung wird nicht<br />
nur Zeit gespart (gestrichelte Pfeile), sondern es werden auch<br />
mögliche Fehler früher entdeckt und direkt dort korrigiert, wo sie<br />
entstehen. Die so aufgebauten Hardware- und Software-Modelle<br />
stellen gemeinsam eine bereits weitgehend ausgereifte Maschine<br />
dar, die nun gebaut werden kann.<br />
CODEGENERIERUNG AUF KNOPFDRUCK<br />
Eine jetzt noch zu nehmende Hürde im Entwicklungsprozess ist<br />
die Übersetzung der Steuerungs- und Logik-Algorithmen in Programmcode.<br />
Als Sprache dafür kommen beispielsweise C/C++,<br />
HDL sowie Strukturierter Text und Kontaktpläne nach ICE 61131-3<br />
in Frage. Die manuelle Übersetzung, Fehlerbereinigung und Optimierung<br />
dieses Codes ist sowohl aufwändig als auch fehleranfällig.<br />
Der große Vorteil von vorhandenen Simulationsmodellen besteht<br />
darin, dass sich aus ihnen der Code praktisch auf Knopfdruck<br />
generieren lässt. Durch Wahl der gewünschten Zielplattform<br />
wird er automatisch an verschiedenste Entwicklungsumgebungen<br />
(IDEs) der Steuerungshersteller angepasst. Welche Sprache<br />
dabei eingesetzt wird, ist sekundär. Ein weiterer Vorteil der<br />
automatischen Codegenerierung ist, dass<br />
der Code für unterschiedliche Zielplattformen<br />
erzeugt werden kann und somit<br />
Produktionsstart ein Wechsel auf eine andere Plattform<br />
leichter ist.<br />
Diese Codegenerierung wird durch geeignete<br />
Tools wie etwa den Simulink Coder<br />
für C/C++ Code oder den PLC Coder gesteuert,<br />
der die Codegenerierung für<br />
Strukturierten Text und Kontaktpläne<br />
nach IEC 61131-3 beherrscht. Dieser lässt<br />
Produktionsstart<br />
Inbetriebnahme<br />
02 Vergleich der konventionellen<br />
Entwicklung (oben) mit der Parallelisierung<br />
durch Model-Based Design (unten)<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 61
DevOps: A set of practices to automate and integrate<br />
processes KOMPONENTEN between UND Development SOFTWARE and Operations…<br />
BUILD<br />
DESIGN<br />
Development<br />
TEST<br />
DEPLOY<br />
Operations<br />
MONITOR<br />
03 DevOps (Development und Operations) ist ein Ansatz, bei dem<br />
Entwicklungs- und Betriebsteams über den gesamten Lebenszyklus<br />
von Softwareanwendungen zusammenarbeiten<br />
sich direkt an die Entwicklungsumgebungen unterschiedlicher<br />
Hersteller anbinden, zum Beispiel Automation Studio von<br />
ABB / B&R, TwinCAT von Beckhoff Automation oder TIA Portal<br />
/ Step7 von Siemens, sodass Steuerungsentwickler einfach in<br />
ihrer vertrauten Umgebung weiterarbeiten können.<br />
Die Plattformunabhängigkeit von Simulationsmodellen stellt<br />
einen nicht zu unterschätzenden Vorteil dar. Sind Maschinenbauer<br />
etwa auf Märkten mit unterschiedlichen Präferenzen für<br />
Steuerungshersteller aktiv, müssen sie die jeweilige Software<br />
nicht neu schreiben oder anpassen. Sie wird schlicht durch Wahl<br />
des Targets neu generiert. Zudem kann später jederzeit mit geringem<br />
Aufwand auf eine andere Plattform gewechselt werden. Dies<br />
ist erforderlich, wenn es zu Bauteil- oder Baugruppenabkündigungen<br />
kommt oder wenn aufwändigere Berechnungen hinzukommen,<br />
die FPGAs, SoCs oder ASICs benötigen. Einmal entwickeltes<br />
geistiges Eigentum lässt sich praktisch universell weiternutzen.<br />
Das ermöglicht die Flexibilität, eine optimale Hardware-Lösung<br />
für die jeweilige Applikation zu erhalten.<br />
VIRTUELLE ANLAGE GEGEN REALE<br />
STEUERUNG: HARDWARE-IN-THE-LOOP<br />
Mit der Generierung des Softwarecodes ist die Entwicklung noch<br />
nicht beendet. Es muss geprüft werden, ob sich die Steuerungs-<br />
Software auch auf der später eingesetzten SPS unter Echtzeitbedingungen<br />
so verhält, wie in der Simulation. Anstatt gegen die<br />
Maschine – die vielleicht noch gar nicht gebaut ist – testet man<br />
die Regelung gegen eine Maschinensimulation. Dazu wird die<br />
Software generiert, auf die SPS überspielt und gegen ein ebenfalls<br />
in Echtzeit ausgeführtes Regelstreckenmodell getestet. Dieser<br />
Schritt wird Hardware-in-the-Loop (HiL) genannt und ist in vielen<br />
Branchen fest etabliert und bewährt.<br />
Die Erzeugung eines echtzeitfähigen Regelstreckenmodells<br />
kann etwa mit Simulink Real-Time in Kombination mit einem<br />
Speedgoat-Rechner erfolgen. Hierzu werden lediglich die benötigten<br />
E/A-Treiber und die Speedgoat Library in das Modell eingefügt,<br />
das danach auf Knopfdruck in C-Code umgewandelt und<br />
auf den Speedgoat-Rechner heruntergeladen und ausgeführt<br />
wird. Der Entwicklungsrechner mit Matlab/Simulink als Entwicklungsumgebung<br />
(IDE) kann während des gesamten Prozesses<br />
mit der SPS verbunden bleiben. Auf ihm lassen sich Daten, Signale<br />
und Zustände der Steuerung live überwachen und protokollieren.<br />
Wieder arbeiten Entwickler in einer vertrauten Umgebung,<br />
was die Beurteilung der Simulationsergebnisse erleichtert. Neben<br />
der eingesparten Zeit und Personalkosten ermöglicht das Testen<br />
gegen eine virtuelle Regelstrecke auch die Reproduktion von<br />
Fehlerbedingungen, die in der Realität Anlage oder Personal gefährden<br />
würden.<br />
OPERATE<br />
SIMULATIONSBASIERTE TESTS SPAREN ZEIT<br />
Der Hardware-in-the-Loop-Schritt (HiL) stellt sicher,<br />
dass die Software auch auf der realen SPS so arbeitet,<br />
wie sie soll. Auftretende Fehler werden unmittelbar im<br />
Modell behoben und der Code direkt innerhalb der<br />
HiL-Umgebung erneut generiert, was eine rasche<br />
Iteration ermöglicht. Zudem können Steuerungsparameter<br />
vom Entwicklungsrechner aus live angepasst<br />
werden. Neben dem Debugging kann also bereits eine<br />
Voroptimierung der Steuerung ohne Maschinen-Hardware<br />
erfolgen. Bei einer konventionellen Arbeitsweise wäre<br />
dies erst nach der physischen Integration möglich.<br />
Simulationsbasierte Tests lassen sich automatisieren und ohne<br />
Eingriff durch den Ingenieur ausführen, beispielsweise mit Simulink<br />
Test. Hiermit lassen sich auch Regressionstests durchführen.<br />
So wird sichergestellt, dass Modifikationen wie bei einem Software-Update<br />
keine neuen Fehler verursachen. Zudem erlauben<br />
sie die Einbindung in Workflows für die Continuous Integration/<br />
Continuous Deployment (CI/CD), also das Verschieben von<br />
Code von einem Entwicklungs- und Bereitstellungsschritt in einen<br />
anderen. Dieser Prozess wird auch für Maschinenbauer immer<br />
wichtiger. Besonders nützlich ist dies außerdem für Maschinen,<br />
MIT MATLAB / SIMULINK LASSEN<br />
SICH KOMPLEXE VIRTUELLE<br />
SYSTEME MODELLIEREN,<br />
SIMULIEREN UND ANALYSIEREN<br />
die in unterschiedlichen Konfigurationen angeboten werden.<br />
Varianten von Hardware und Software können – weitgehend automatisiert<br />
– im Modell durch Auswahl von Modulen zusammengestellt,<br />
in Code umgewandelt, getestet und die Ergebnisse protokolliert<br />
werden. Vergleichbare Testreihen wären mit physischen<br />
Maschinen aus Zeit-/Kostengründen kaum machbar.<br />
DATENFLUSS: VORTEILE EINER<br />
DISZIPLINÜBERGREIFENDEN ENTWICKLUNG<br />
Auch im Maschinenbau haben sich die Produktzyklen erheblich<br />
verkürzt. Kunden wünschen sich flexibel durch Software- und<br />
Hardware-Updates auf neue Aufgaben und Materialien umrüstbare<br />
Maschinen. Bereits heute sind zudem viele Maschinen in<br />
größere Netzwerke integriert und liefern beispielsweise Daten an<br />
Edge-Geräte oder für die Unternehmens-IT. Künftig werden aber<br />
ganze Maschinenflotten Teil des Industrial Internet of Things<br />
(IIoT) sein. Sie werden zudem wegen der größeren Zahl von Sensoren<br />
und Prozessoren erheblich mehr Daten produzieren als<br />
heute. Bereinigte Flottendaten fließen beispielsweise an den Betreiber<br />
oder Hersteller zurück und bilden dort Erfahrungswerte,<br />
auf dessen Grundlage etwa Energieverbrauch und Zuverlässigkeit<br />
von Maschinen generell oder für bestimmte Umgebungen<br />
optimiert werden können. Daneben dienen diese Daten zur kontinuierlichen<br />
Weiterentwicklung von Anlagen und Software.<br />
Dies ähnelt dem in der Softwareindustrie etablierten DevOps,<br />
einer zyklischen Verzahnung von Entwicklung (Development)<br />
und Betrieb (Operation) eines Produkts, wie in Bild 03 dargestellt.<br />
Die Arbeit der Entwickler endet hier nicht mit der Auslieferung<br />
des Produkts. Betriebsdaten (gelber Pfeil „Continuous Telematics“)<br />
fließen an den Hersteller zurück und werden ausgewertet<br />
und für Aktualisierungen genutzt („Plan“). Dazu dienen etwa<br />
digitale Zwillinge von Maschinen – im Prinzip sind dies die während<br />
der Entwicklung erzeugten Modelle in einer neuen Rolle.<br />
62 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Auf Grundlage dieser Auswertungen wiederum werden Anpassungen<br />
und Optimierungen erarbeitet (Pfeil „Design“), durch<br />
Codegenerierung („Build“) in die Modelle integriert und getestet<br />
(„Test“). Der letzte getestete Build wird dann als Update ausgeliefert<br />
(gelber Pfeil „Continuous Deployment“) und auf die Maschine<br />
aufgespielt („Deploy“). Zentraler Vorteil dieses Zyklus ist seine<br />
weitgehende Automatisierbarkeit. Jede Aktualisierung wird in die<br />
Modelle eingebaut und dann durch automatische Build- und<br />
Testverfahren validiert, bevor sie in die Auslieferung gehen. Hersteller<br />
physischer Produkte profitieren damit von dem in der<br />
Software-Branche etablierten Continuous Deployment (CD).<br />
Jede Erweiterung und Aktualisierung wird zudem zuerst in einer<br />
virtuellen Umgebung getestet, wodurch sich Folgeprobleme weitgehend<br />
ausschließen lassen.<br />
SYNERGIEN NUTZEN: SOFTWAREENTWICKLUNG<br />
UND OPERATIONALE IT<br />
Ein nicht unerheblicher Nebeneffekt der Anwendung von DevOps<br />
auf physische Produkte ist, dass sich die bislang sehr unterschiedlichen<br />
Welten, in denen Maschinenbauer und Software-<br />
Entwickler arbeiten, annähern. Beide Seiten verwenden künftig<br />
Modelle, die intuitiv verstanden und als Simulation ausgeführt<br />
werden können. Das erleichtert gegenseitiges Verständnis und<br />
Erfahrungsaustausch und eröffnet neue Synergien.<br />
Die immer weitere Verlagerung von Entwicklungs- und Planungsprozessen<br />
auf softwaregestützte Methoden ermöglicht es<br />
aber auch, etwa DevOps-Aktivitäten in die Cloud, auf High-<br />
Throughput-Umgebungen und unterschiedliche Standorte zu<br />
verteilen. Die Infrastruktur dafür wird durch Software gebildet,<br />
und damit durch eine Ressource, die sich leicht durch neue Instanzen<br />
erweitern lässt. Dieser flexible Zugriff macht Prozesse<br />
skalierbar und erhöht damit die Reaktionsfähigkeit, erfordert<br />
aber stets nur die Vorhaltung oder Buchung der gerade benötigten<br />
Ressourcen.<br />
EINSTIEG IN DIE OUTCOME ECONOMY<br />
Der modellbasierte Ansatz mit Codegenerierung erleichtert so<br />
unter anderem den Einstieg in die Outcome Economy, weil er Ergebnisse<br />
verlässlicher berechenbar und dem Kunden anhand<br />
konkreter Auswertung von Alternativen leichter verständlich<br />
macht. Das schafft das Vertrauen, das Maschinenbauer in dieses<br />
für sie noch relativ neue Umfeld benötigen.<br />
Die hier vorgestellten Methoden haben sich in verschiedenen<br />
Branchen bewährt. Es gibt also Expertise, die eine schrittweise<br />
Einführung erlaubt, sowohl auf Seiten der Ingenieure als auch auf<br />
Seiten der Anbieter von Lösungen und Dienstleistungen. Maschinenhersteller<br />
haben damit die Chance, sich dieser Prozesse zu bedienen,<br />
ohne selbst bei Null anfangen zu müssen. Gleichzeitig<br />
haben sie die Sicherheit, dass sich durch die daraus resultierenden<br />
positiven Effekte die Investition in kurzer Zeit amortisiert und sie<br />
bei der Entwicklung von Alleinstellungsmerkmalen unterstützt<br />
werden.<br />
Bilder: Aufmacher Seventyfour – stocke.adobe.com, sonstige MathWorks<br />
de.mathworks.com<br />
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Weihenstephaner Str. 6, 81673 München<br />
ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />
Erweitern Sie Ihr Wissen durch interaktive<br />
Kurse: bit.ly/MathWorksTutorials<br />
CodeMeter – Eine Symphonie von<br />
Software-Monetarisierungs-Tools<br />
• Komponieren Sie Ihren eigenen Code<br />
• Orchestrieren Sie Ihre Lizenzstrategie<br />
• Stimmen Sie Ihren IP-Schutz genau ab<br />
• Verbreiten Sie Ihr gestaltetes Werk<br />
Klingt einfach, oder?<br />
Und das ist es auch<br />
mit CodeMeter<br />
Halle 12<br />
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Halle 6<br />
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sales@wibu.com<br />
www.wibu.com
SICHERHEITSFUNKTIONEN EINFACH<br />
UNABHÄNGIG PROJEKTIEREN<br />
Schmersal bringt zwei neue Varianten seiner Safety<br />
Fieldbox auf den Markt. Damit ist die Box über<br />
Profinet/Profisafe hinaus jetzt auch für Ethernet/IP mit<br />
CIP Safety und Ethercat mit FSoE verfügbar. Sicherheitsfunktionen<br />
einer Maschine können unabhängig<br />
vom eingesetzten Feldbussystem projektiert werden,<br />
da mit den drei Varianten die am weitesten verbreiteten<br />
Lösungen abgedeckt sind. Die Safety Fieldbox von<br />
Schmersal ermöglicht den Anschluss von bis zu acht<br />
Sicherheitsschaltgeräten per Plug and Play. Über die<br />
universellen Geräteschnittstellen für 8-polige M12-<br />
Stecker kann eine Vielzahl an Sicherheitsschaltgeräten<br />
wie elektronische und elektromechanische Sicherheitszuhaltungen,<br />
Sensoren, Bedienfelder, Lichtvorhänge<br />
oder Schalter angebunden werden. Besonderheit der<br />
Box ist, dass Sicherheitszuhaltungen oder auch<br />
Sicherheitslichtgitter nur<br />
einen M12-Steckplatz<br />
benötigen. Zudem sind<br />
Bedienfelder mit<br />
Not-Halt-Funktion sowie<br />
bis zu drei nicht sichere<br />
Befehls- und Meldegeräte<br />
anschließbar.<br />
www.schmersal.com<br />
DRUCK-SENSORIK<br />
Analoge und digitale<br />
Drucksensoren so individuell<br />
wie Ihre Anwendung<br />
TD OEM-Transducer<br />
• Edelstahl, Hastelloy oder Titan<br />
• Messbereiche: -1 bis 1'000 bar<br />
• Prozesstemperatur: -55 bis 150°C<br />
• Langzeitstabilität: < 0.1% FS<br />
ATM.mini<br />
• höchste Präzision im Mini-Format<br />
• Genauigkeit: < 0.1% FS<br />
• Aussenmasse: 17,5 x49 mm<br />
• Gewicht: 50g<br />
DATEN EINFACH ANALYSIEREN UND<br />
VISUALISIEREN<br />
Die Datenanalyse- und Grafiksoftware Origin ist speziell für<br />
Ingenieure, Messtechniker und Wissenschaftler entwickelt,<br />
um die Analyse der täglich anfallenden Datenmengen<br />
effizient zu gestalten und schnell zu Ergebnissen zu gelangen.<br />
Diese können dann in aussagefähigen, publikationsreifen<br />
Grafiken und Reports ausgegeben werden. Origin verfügt für<br />
den Einsteiger über eine intuitive Benutzeroberfläche mit<br />
Arbeitsblättern – bekannt aus anderen Tabellenkalkulationsprogrammen<br />
– und<br />
einer Vielzahl von<br />
Analyse- und<br />
Diagrammvorlagen.<br />
Dem fortgeschrittenen<br />
Anwender<br />
erlaubt die Software,<br />
Daten aus<br />
nahezu beliebigen<br />
Datenquellen einzulesen sowie Origin weitreichend anzupassen<br />
und zu automatisieren. Dazu stehen ihm benutzerspezifische<br />
Analyse- und Grafikwerkzeuge, Templates, individuelle<br />
Reports, Stapelverarbeitung und eine technisch-wissenschaftliche<br />
Programmierumgebung für C und Python zur Verfügung.<br />
OriginPro bietet alle Funktionen von Origin plus erweiterte<br />
Analysehilfsmittel für die Bereiche Statistik, einschließlich<br />
nichtparametrische Tests und Anova für wiederholte Messungen,<br />
Bildbearbeitung, 3D-Oberflächenanpassung sowie<br />
Peakanalyse.<br />
www.additive-net.de<br />
STECKBARE GLASFASERVERBINDUNG<br />
Um steckbare Glasfaserverbindungen zu vereinfachen, hat<br />
Lapp die neuen feldkonfektionierbaren Epic Data FFC-LC-<br />
Steckverbinder und Epic Data FFC-SC-Steckverbinder für<br />
GOF-Lichtwellenleiter entwickelt. Diese sind für unterschiedliche<br />
Faserkategorien (OM3/OM4 und OS2), Schliffarten (APC,<br />
UPC oder PC) und Varianten erhältlich. Die Lucent Connector<br />
(LC) und Subscriber Connector (SC) Steckverbinder verfügen<br />
über ein Fibre-Fast-Connect-System (FFC), das die Konfektion<br />
von GOF-Lichtwellenleitern einfach, schnell und flexibel<br />
ermöglicht. Dank eines Brechungsindex-Gels sind konstante<br />
ATM.1ST<br />
• Anpassbar für Ihre Anwendung<br />
• Hohe Genauigkeit (bis
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
SICHERHEITSTECHNIK FÜR DIE<br />
METALLBEARBEITUNG<br />
Euchner stellt die<br />
neue kompakte<br />
Zuhaltung CTS sowie<br />
den besonders für<br />
raue Umgebung<br />
geeigneten Sicherheitsschalter<br />
CTA vor.<br />
Außerdem präsentiert<br />
das Unternehmen<br />
das neue sichere<br />
Schlüsselsystem CKS2 für Maschinen und Anlagen. Euchners<br />
jüngste Entwicklung ist der Sicherheitsschalter CTS. Dank<br />
geringen Abmessungen (135 × 31 × 31 mm), einer hohen<br />
Zuhaltekraft von maximal 3.900 N und seiner flexiblen<br />
Einbauoptionen lässt er sich vielseitig einsetzen. Der CTS<br />
verfügt über drei mögliche Montageausrichtungen, sodass er<br />
Schwenk- und Schiebetüren absichern kann. Eine Fluchtentriegelung<br />
ist jederzeit nachrüstbar. Dank seines robusten<br />
Metallgehäuses und einer Zuhaltekraft von bis zu 8.000 N<br />
eignet sich der Sicherheitsschalter CTA für schwere Türen. Die<br />
hohe Schutzart IP65 / IP67 / IP69 / IP69K macht ihn tauglich<br />
für raue und schmutzige Umgebungen. Mit CKS2 bietet<br />
Euchner ein neues sicheres Schlüsselsystem mit einfacher<br />
Einbindung in die Gesamtsteuerung.<br />
www.euchner.de<br />
EIN SICHTBARES ZEICHEN<br />
Pilz bietet mit der neuen<br />
Key-in-pocket-Lösung ein<br />
System zur Wartungssicherung<br />
an. Dabei verlässt sich<br />
der Automatisierungsspe zialist<br />
als visuelle Anzeige auf<br />
die neue LED-Signal säule<br />
eSIGN von Werma – diese<br />
zeigt hell, eindeutig und<br />
leuchtstark den aktuellen<br />
Zustand an. Dank der<br />
elektronischen Modularität<br />
kann die Signalsäule vollkommen frei konfiguriert werden.<br />
Damit wird aus einer klassischen Ampel-Lösung ein komplett<br />
anwenderspezifisches Interface. Denn in der Kombination mit<br />
der Key-in-pocket-Lösung kann mit der eSIGN Signalsäule nicht<br />
nur der Zustand der Anlage angezeigt werden, sondern auch ob<br />
Zugang zum Gefahrenbereich gewährt wird, Zugriff für die<br />
notwendigen Tätigkeiten besteht und darüber hinaus auch die<br />
Anzahl der Personen, die sich aktuell im Gefahrenbereich<br />
aufhalten. Damit übernimmt die Werma Signalsäule die<br />
Aufgabe eines Human Machine Interfaces und ermöglicht den<br />
Benutzern die Kommunikation mit dem Zutrittssystem, den<br />
Zugriffsmöglichkeiten innerhalb der Zelle und gibt Auskunft<br />
über den Status der Maschine beziehungsweise Anlage.<br />
www.werma.com<br />
HOCHFLEXIBLE EINZELADER FÜR HV-PRÜFSTÄNDE<br />
Zur Adaptierung der Prüflinge<br />
an die Prüfstandtechnik, hat<br />
SAB Bröckskes eine hochflexible<br />
Leitung B 110 C vorgestellt. Das<br />
Kupferseil kann als Zuleitung<br />
zwischen Generatoren auf<br />
Baumaschinen oder als Zuleitung<br />
an großen Elektromotoren<br />
eingesetzt werden. Außerdem<br />
kann die Einzelader überall dort eingesetzt werden, wo hohe Ströme übertragen werden<br />
müssen und hohe Leistungen abgerufen werden.<br />
Die hochflexible Leitung erfüllt nicht nur die sicherheitskritischen Anforderungen an die<br />
Hochvolt-Umgebung, sondern bringt dem Anwender zusätzliche Vorteile:<br />
Durch den hochflexiblen Litzenaufbau und die Verwendung von Silikon als Isolationsmaterial<br />
ist die Einzelader besonders einfach verlegbar. Selbst bei engeren Biegeradien<br />
ist die Haptik optimal und die Leitung „schmiegt“ sich an die Umgebung an.<br />
Die kerbfeste Silikonmischung sorgt für eine lange Haltbarkeit und bietet einen erhöhten<br />
Schutz gegen Abrieb, auch bei häufigerem Wechsel der Prüflinge und Umbau der Prüfeinrichtung.<br />
Durch die eingebettete doppelte Abschirmung aus Kupfergeflecht und Aluminiumfolie<br />
ist ein 100-prozentiger EMV-Schutz gewährleistet. Die Störung der empfindlichen Messeinrichtungen<br />
durch EMV-Abstrahlung aus der Anschlussleitung wird so verhindert.<br />
Dem weltweiten Einsatz der Fahrzeuge unter unterschiedlichsten, teilweise extremen<br />
klimatischen Bedingungen wird auch in der Prüfung Rechnung getragen. Die Leitungsmaterialien<br />
sind so ausgewählt, dass ein Einsatz im Bereich von -40 bis +180 °C möglich ist.<br />
www.sab-kabel.de<br />
Anzeige
MIT VERBINDUNGSTECHNIK<br />
DIE NACHHALTIGKEIT FÖRDERN<br />
GREEN TECHNOLOGY<br />
Nachhaltigkeit ist heute eines der wichtigsten Themen in<br />
der industriellen Fertigung. Das betrifft nicht nur die<br />
verwendeten Prozesse, sondern auch die Produktmaterialien.<br />
Dazu zählt auch die elektrische Verbindungstechnik.<br />
Funktioniert sie fehlerfrei, hilft sie mit wichtigen<br />
Ressourcen wie Energie und Zeit schonend umzugehen.<br />
Steckverbinder spielen eine wichtige Rolle bei der Gestaltung<br />
von nachhaltigen Prozessen. Dabei ist nicht nur die<br />
Funktion des schnellen Verbindens oder Trennens einer<br />
Maschine oder eines Anbaugerätes interessant. Moderne<br />
Steckverbinder unterstützen den Mitarbeitenden in der Fertigung<br />
dabei, eine sichere und fehlerfreie Verbindung herzustellen.<br />
Das ist insbesondere bei modernen modularen Anlagen von Bedeutung,<br />
bei denen eine Rekonfiguration häufig vorgenommen<br />
wird. Eine fehlerfreie Verbindung trägt dazu bei, mit wichtigen<br />
Ressourcen wie Energie und Zeit schonend umzugehen.<br />
DURCHGÄNGIGES KONZEPT FÜR<br />
MODULARE MASCHINEN UND ANLAGEN<br />
Eine der wichtigsten Zusatzfunktionen eines Steckverbinders ist<br />
die Signalisierung des Steckzustands. Der Steckzustand enthält,<br />
abhängig von der Anwendung und dem Steckverbinder, verschiedene<br />
Parameter. Dabei beantwortet der Steckzustand unter anderem<br />
folgende Fragen: Ist der Steckverbinder auf den richtigen Gegenstecker<br />
gesteckt? Ist er vollständig elektrisch verbunden? Ist<br />
der Steckverbinder vollständig mechanisch verriegelt? Ist er elektrisch<br />
überlastet und liegen die Umweltparameter wie Temperatur,<br />
Feuchtigkeit, etc. im zugelassenen Bereich?<br />
01 Smarte Steckverbinder (SmEC): Der Steckzustand wird dem<br />
Mitarbeitenden zum Beispiel anhand eines Leuchtrings signalisiert,<br />
sodass direkt erkennbar ist, ob ein Fehler vorhanden ist<br />
Der Steckzustand wird dem Mitarbeitenden anhand einer LED,<br />
eines Leuchtrings oder auch akustisch signalisiert. Im einfachsten<br />
Fall reicht dabei eine rot/grün Anzeige aus, damit der Maschinenbediener<br />
erkennt, ob ein Fehler vorhanden ist. Moderne<br />
FullColor-LEDs mit zusätzlichen Blinkmustern oder Animationen<br />
zeigen weitere Zustände an, wie das Anliegen einer Spannung.<br />
Neben der optischen oder akustischen Signalisierung<br />
übermittelt eine digitale Schnittstelle die Informationen auch<br />
deutlich detaillierter an einen Leitstand. Der SmEC (Smart Electrical<br />
Connector) überträgt die Daten per MQTT oder OPC-UA<br />
PubSub. Die Daten liegen in einem JSON-Format vor und können<br />
von einer beliebigen Steuerung empfangen und weiterverarbeitet<br />
werden. Die Asset Administration Shell stellt unter anderem<br />
auch die Live-Daten des Steckverbinders als digitalen Zwilling<br />
zur Verfügung.<br />
DATEN INKLUSIVE CO 2<br />
-FUSSABDRUCK<br />
Neben der Signalisierung des Steckzustands verhindert der<br />
SmEC mithilfe der integrierten Verriegelung aktiv das ungewollte<br />
Trennen des Steckverbinders. Dies stellt sicher, dass die Komponenten<br />
nicht beschädigt werden und für Menschen keine Gefahr<br />
entsteht. Der Steckverbinder lässt sich erst trennen, nachdem er<br />
spannungsfrei ist und die aktive Verriegelung gelöst wurde. Dazu<br />
hat der SmEC eine Spannungs- und Strommessung integriert, die<br />
auch die angeschlossene Maschine überwacht. So lässt sich anhand<br />
der Energieverbrauchsdaten der aktuelle CO 2<br />
-Fußabdruck<br />
berechnen.<br />
DATEN-DIODE SCHÜTZT VOR SABOTAGE<br />
Eine Daten-Diode schützt die Mess einrichtung (zum Beispiel den<br />
SmEC) vor Sabotage, da sie die Daten signale in nur eine Richtung<br />
zulässt. Damit können die Daten aus einem geschützten Netzwerk<br />
in ein ungeschütztes Netzwerk gesendet werden. Das geschützte<br />
Netzwerk ist dabei sicher vor Angriffen. Zu diesem Zweck hat<br />
Harting eine Daten-Diode für einen Steckverbinder entwickelt. Mit<br />
einer Datenrate von bis zu 1 Gbit/s werden die üblichen IoT-Protokolle<br />
wie OPC-UA oder Modbus-TCP übertragen. Die Integration<br />
einer echten Hardware-Datendiode, welche aus der Laser-Diode<br />
auf der Senderseite und einer Photo-Diode auf der Empfängerseite<br />
besteht, macht ein Rückfließen der Daten unmöglich.<br />
66 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPECIAL CONNECTIVITY<br />
SMARTE STECKVERBINDER MIT<br />
IDENTIFIKATIONS-FUNKTION<br />
Um zu ermitteln, ob ein Steckverbinder am richtigen Gegenstecker<br />
gesteckt ist, muss eine Identifikation des Steckverbinders<br />
möglich sein. Dies wird im einfachsten Fall mit zusätzlichen elektrischen<br />
Kontakten als Kodierungspins gelöst. Anders als bei der<br />
mechanischen Kodierung, stellt die Maschinensteuerung so fest,<br />
welches Anbaugerät nun eingesteckt ist. Insbesondere bei großen<br />
flexiblen Anlagen stößt dieses Verfahren aber bald an seine<br />
Grenzen. Außerdem werden unnötig viele Kontakte für eine elektrische<br />
Kodierung mit Kodierungspins verbraucht. Eine geeignetere<br />
Variante ist die Identifizierung des Steckverbinders mithilfe<br />
eines Bussystems und eines kleinen Mikrocontrollers oder alternativ<br />
auch per NFC (Near Field Communication). Damit bekommt<br />
jeder Steckverbinder eine eindeutige ID, die einem entsprechenden<br />
Bauteil (zum Beispiel Anbaugerät) zugeordnet ist.<br />
Dass diese Methode auch bei sehr kleinen Steckverbindern<br />
funktioniert, ist am Smart ix zu sehen. Der Smart ix ist ein kleiner<br />
10 poliger Steckverbinder, in den ein Mikrocontroller integriert<br />
ist. Mithilfe des Mikrocontrollers ist eine genaue Identifizierung<br />
möglich. Die ID wird in der Geräte-/Maschinensteuerung dazu<br />
verwendet, einen Link zu der angeschlossenen Komponente herzustellen.<br />
So können auch einfache Komponente wie Lampen,<br />
Türkontakte oder analoge Sensoren identifiziert werden. Die<br />
Steuerung signalisiert dem Anwender, ob die Komponenten am<br />
richtigen Port eingesteckt sind.<br />
KONZEPT FÜR VEREINFACHTE<br />
INSTANDSETZUNGSPROZESSE<br />
In der Fertigung kommt es häufig zu ungewollten Stillstandzeiten,<br />
weil das nötige Fachpersonal gerade nicht vor Ort ist. Beispielsweise<br />
kann eine defekte Sicherung nur von einer entsprechend<br />
ausgebildeten Person gewechselt werden. Da sich die Sicherung<br />
im Schaltschrank befindet, haben andere Personen keinen Zugang.<br />
Eine Möglichkeit, die Sicherung von außen zugänglich zu<br />
machen, ist die Integration in einen Steckverbinder, zum Beispiel<br />
beim Han Protect. Da der Steckverbinder zum Wechseln der<br />
Sicherung getrennt werden muss, ist die Arbeit auch für einfach<br />
unterwiesene Personen möglich, insbesondere wenn es sich um<br />
02 Der Smart ix ist ein kleiner 10 poliger Steckverbinder, in den<br />
ein Mikrocontroller integriert ist, der zuverlässig identifiziert, ob<br />
ein Steckverbinder korrekt gesteckt ist<br />
Kleinspannung handelt. Das beschleunigt die Instandsetzungsprozesse,<br />
verringert die Stillstandzeiten und wirkt sich nachhaltig<br />
auf die Ressourcen aus. Harting bietet damit einige Lösungen<br />
im Bereich der Steckverbinder an, die die Nachhaltigkeit in der<br />
industriellen Fertigung verbessern. Die hier vorgestellten Konzepte<br />
zu smarten Steckverbindern werden in einem Technologiedemonstrator<br />
auf der SPS <strong>2023</strong> in Nürnberg zu sehen sein.<br />
Bilder: Aufmacher www.freund-foto.de – stock.adobe.com, sonstige Harting<br />
www.harting.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Harting Stiftung & Co. KG<br />
Marienwerderstraße 3, 32339 Espelkamp<br />
Tel. 05772 47-0<br />
E-Mail: de@harting.com<br />
AUTOR<br />
Markus Friesen, Innovation Scientist,<br />
Harting Technologiegruppe<br />
Elektrische<br />
Verbindungstechnik<br />
aus einer Hand<br />
Vom einzelnen Kabel bis zum Komplettsystem: Seit mehr als<br />
40 Jahren sorgen Lösungen von HELUKABEL weltweit dafür,<br />
dass Energie und Daten dort ankommen, wo sie gebraucht<br />
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SPS - smart production solutions <strong>2023</strong><br />
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SPECIAL CONNECTIVITY<br />
KABELLOS UND FLEXIBEL<br />
DURCH IO-LINK<br />
GREIFER DER<br />
EXTRAKLASSE<br />
In automatisierten Anlagen sind hochflexible Transportsysteme nicht<br />
mehr wegzudenken. Sie optimieren Fertigungs prozesse mittels<br />
automatisierter Anlagen, da sie eine hohe Flexibilität und Produktivität<br />
bieten. Ein Entwickler für Verpackungsmaschinen hat seine Multi-<br />
Carrier-Zuführung mit 32 Kleinteilegreifern ausgestattet. Wie dabei<br />
die Komplexität dieses Vorgangs mithilfe intelligenter Handhabungskomponenten<br />
verbessert wurde, zeigt der folgende Beitrag.<br />
Die Rotzinger PharmaPack GmbH suchte ein Greifsystem<br />
zur Handhabung einzelner Keksverpackungen, das den<br />
Anforderungen der Linearantriebe gerecht wird. Insbesondere<br />
die Verkabelung in einem Umlaufsystem stellt<br />
zumeist eine große Herausforderung dar. Mehrere Greifer, die<br />
hintereinander auf den Movern montiert sind, bewegen sich mit<br />
dem Umlaufband. Eine konventionelle Verkabelung kann schnell<br />
zu einer Störung im Prozessablauf führen, vor allem wenn viele<br />
Endeffektoren zum Einsatz kommen.<br />
WERKSTÜCKE VARIABEL GREIFEN<br />
Darüber hinaus ist wie bei allen modernen Automatisierungslösungen<br />
auch in Umlaufsystemen ein hohes Maß an Flexibilität<br />
gefordert. Statisch montierte Kommunikationsmodule für<br />
die beweglichen Endeffektoren verhindern einen reibungslosen<br />
Prozessablauf, da die zu greifenden Werkstücke zu einem bestimmten<br />
Zeitpunkt in der richtigen Position sein müssen. Für<br />
eine hohe Produktivität muss das System flexibel sein und eine<br />
Abfrage über den Endeffektor ermöglichen, um Werkstücke variabel<br />
zu greifen. Die Herausforderung bestand also darin, die<br />
Greifer auf frei beweglichen Einheiten zu positionieren, ohne<br />
den reibungslosen Ablauf der Anlage durch zusätzliche Kabel<br />
zu behindern.<br />
Doch wie kann diese Flexibilität der Greifer gewährleistet werden?<br />
Die Lösung liegt in der IO-Link Wireless-Greifertechnologie,<br />
die eine drahtlose Echtzeitkommunikation zwischen der<br />
Sensorik/Aktorik des Greifers und der SPS-Steuerung sicherstellt.<br />
Die IO-Link-Fähigkeit war somit eine weitere wichtige<br />
Grundvoraussetzung für die Auswahl der Greifer. Hinzu kamen<br />
die begrenzten Abmessungen des Trägers, die eine maximale<br />
Breite von 50 mm vorgaben.<br />
68 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPECIAL CONNECTIVITY<br />
01<br />
01 Die Multi-Carrier-Zuführung ist mit 32 einzelnen Greifern<br />
ausgestattet, die unkompliziert über eine berührungslose<br />
Stromversorgung mit Energie beliefert werden<br />
02 Mehrere Greifer, die hintereinander auf den Movern montiert<br />
sind, bewegen sich mit dem Umlaufband<br />
GROSSER HUB BEI KLEINEM BAURAUM<br />
Die Zimmer Group löste diese Herausforderungen mit dem<br />
GEP2010. Der Greifer ist IO-Link-fähig, lässt sich somit leicht einrichten<br />
und kann mithilfe einer ergänzenden Komponente kabellos<br />
angesteuert werden. Hierbei sorgt die Kombination aus Bridge<br />
Communication Module (BCM), welches am Endeffektor angebracht<br />
wird, und Master Communication Module (MCM) am SPS-<br />
Modul für eine effektive und sichere Kommunikation zwischen<br />
den Partnern. Dabei erfolgt der Datenaustausch innerhalb von<br />
wenigen Millisekunden. Diese schnelle Datenübertragung ermöglicht<br />
es, die geforderte Zykluszeit des Kunden problemlos zu<br />
erreichen. Die 32 einzelnen Greifer werden unkompliziert über<br />
DIE DATENÜBERTRAGUNG<br />
ERFOLGT INNERHALB VON<br />
WENIGEN MILLISEKUNDEN<br />
eine berührungslose Stromversorgung mit Energie versorgt. In<br />
der Multi-Carrier-Anlage von Rotzinger PharmaPack kommen<br />
noch weitere Vorteile der Serie GEP2000 zum Tragen: Der<br />
GEP2010 ist kompakt gebaut und verfügt gleichzeitig über einen<br />
großen Hub. Dabei wartet die elektrische Greiferserie mit einer<br />
Langlebigkeit von bis zu 10 Mio. wartungsfreien Zyklen auf.<br />
Die IO-Link-Anbindung der Endeffektoren stellt dabei nicht<br />
nur eine flexible Positionierung sicher, sondern ermöglicht zudem<br />
eine einfache Parametrierung der Anlage, eine permanente<br />
Positionserfassung der Greiferbacken und das unkomplizierte<br />
Hinzufügen weiterer Greifer nach Bedarf. Darüber hinaus werden<br />
durch die drahtlose Informationsübertragung mögliche Fehlerquellen<br />
durch Kabelbruch und somit notwendiger Austausch<br />
von Verschleißteilen minimiert. Zudem bietet die bestehende<br />
Schnittstelle zwischen den Modulen hohe Flexibilität, wodurch<br />
viele weitere Einsatzmöglichkeiten beispielsweise in der Pharmabranche,<br />
Konsumgüter oder Intralogistik denkbar sind.<br />
WIRELESS KOMMUNIZIEREN<br />
Mit der kabellosen Kommunikation zwischen Endeffektor und<br />
BCM/MCM trifft die Zimmer Group einen Nerv bei den Anforderungen<br />
an Produktionsanlagen wie die der Rotzinger Pharma-<br />
02<br />
Pack. Neben Wirtschaftlichkeit und Flexibilität ist die Bereitstellung<br />
zuverlässiger, unkomplizierter Prozess- und Zustandsinformationen<br />
eine zentrale Forderung. Die Zimmer Group schafft mit<br />
einem umfangreichen Portfolio an IO-Link-Endeffektoren, die<br />
zugleich dank BCM auch kabellos angesteuert werden können,<br />
die Basis für eine vernetzte Produktion. Als erfahrener Partner<br />
steht das Unternehmen seinen Kunden weltweit aus allen Branchen<br />
mit umfassender Beratung und Service vor Ort zur Seite.<br />
Dabei begleitet die Zimmer Group ihre Kunden von der Entwicklung<br />
intelligenter, vernetzter Automatisierungslösungen bis hin<br />
zur Implementierung und darüber hinaus.<br />
Bilder: Rotzinger PharmaPack<br />
www.zimmer-group.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Zimmer Group<br />
Pforzheimer Str. 70<br />
76275 Ettlingen<br />
Tel. 07243 727-0<br />
E-Mail: info@zimmer-group.de<br />
AUTORIN<br />
Margot Johanna Pompe,<br />
Online Content Editor, Zimmer Group<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 69
SPECIAL CONNECTIVITY<br />
GABRIEL SCHWANZER<br />
Prokurist der Bachmann Electronic und Director Business Unit Wind / Energy<br />
Durch moderne Sensortechnik kann eine sehr große Menge an<br />
Daten generiert werden. Somit stellt sich automatisch die Frage<br />
der schnellen Übertragung und Verarbeitung, damit der Anwender<br />
daraus einen echten Nutzen ziehen kann. Wir denken daher Hardware<br />
und Software als eine Einheit. Damit Connectivity zu mehr<br />
Wirtschaftlichkeit beiträgt, sollte ein durchgehendes Konzept vom<br />
Sensor über die Maschine oder Anlage, den eingesetzten IPC, die<br />
Bussysteme und das Netzwerk bis zum SCADA-System des Betreibers<br />
vorhanden sein. Die großen Datenmengen werden künftig<br />
immer stärker mit Hilfe von künstlicher Intelligenz ausgewertet<br />
werden. Dazu braucht man einerseits geeignete Software, aber wir<br />
sollten auch dafür Sorge tragen, dass wir Daten und Schnittstellen<br />
so weit standardisieren, dass eine durchgängige Kommunikation<br />
überhaupt erst möglich ist. Nicht zuletzt wird das Thema Sicherheit<br />
immer wichtiger. Auch hier wird es in den kommenden Jahren<br />
sicherlich noch eine deutliche Weiterentwicklung geben.<br />
CONNECTIVITY<br />
Die Anforderungen an die<br />
Netzwerkstruktur steigen –<br />
immer größere Datenmengen<br />
müssen übertragen, höhere<br />
Übertragungsgeschwindigkeiten<br />
erreicht und komplexere<br />
Applikationen gemeistert<br />
werden. Wie sieht die Industrial<br />
Connectivity von morgen aus,<br />
um diesen Herausforderungen<br />
gerecht zu werden?<br />
NICHT ZULETZT<br />
WIRD DAS THEMA<br />
SICHERHEIT IMMER<br />
WICHTIGER<br />
OHNE DIE PASSENDE<br />
INFRASTRUKTUR<br />
KEINE <strong>INDUSTRIELLE</strong><br />
TRANSFORMATION<br />
Aktuelle Themen und Trends aus<br />
unterschiedlichen Blickwinkeln –<br />
genau das finden Sie hier.<br />
JOACHIM FINKE<br />
Head of Global Product Management Ethernet Connectivity, Harting, Espelkamp<br />
Die für Megatrends wie IoT notwendige vermehrte Erhebung, Auswertung<br />
und Nutzung von Daten schafft den Bedarf an immer leistungsfähigerer<br />
Infrastruktur, die gleichzeitig ebenso kleiner und ressourcenschonender<br />
werden muss. Effizienz ist hier das Stichwort, wenn immer mehr Sensoren<br />
an das Ethernet-Netzwerk angebunden werden und auch Bandbreiten<br />
steigen. Es braucht neue Hardware-Technologien, denn ohne die passende<br />
Infrastruktur keine industrielle Transformation mit Ethernet. Die schlanke,<br />
leistungsfähige SPE-Infrastruktur ist der fehlende Baustein für IoT Netzwerke.<br />
Sie ermöglicht kupfergebundene Ethernetkommunikation über große<br />
Strecken, bietet einen kosten- und ressourcenschonenden Anschluss von<br />
Feldgeräten und schafft echtzeitfähige Verbindungen direkt bis in die Cloud.<br />
Ein revolutionärer Schritt für die Netzwerke der Factory Automation, die<br />
immer stärker mit IT Welten verschmilzt.<br />
70 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
MARC BRAUN, B. SC.<br />
Leitung Produktmanagement, Escha, Halver<br />
Die Industrial Connectivity von morgen vereint die Schlagworte Digitalisierung, Dezentralisierung<br />
und Miniaturisierung. Somit gilt es, eine durchgängige Vernetzung in Verbindung<br />
mit gleichzeitig kompakter werdenden Schnittstellen auf allen Ebenen umzusetzen. Durch<br />
die stetig wachsenden Anforderungen an die Netzwerkperformance steigen parallel die<br />
Anforderungen an Steckverbinder und Kabel. Die elektrischen Systeme müssen auch in<br />
Grenzbereichen noch leistungsfähig genug sein, um große Datenmengen schnell und sicher<br />
zu übertragen. Single Pair Ethernet (SPE) wird hierfür zukünftig ein ausschlaggebendes<br />
Element sein. Der wesentliche Vorteil von SPE besteht darin, dass sich zum ersten Mal hohe<br />
Datenraten barrierefrei von der Sensorik bis in die Cloud bringen lassen. Durch SPE wird die<br />
Feldebene erstmals smart und der Aufwand hinsichtlich Parametrierung, Initialisierung<br />
und Programmierung wird reduziert. Durch die Reduktion auf zwei Adernpaare entsteht<br />
zudem eine vergleichsweise gewichtsparende Infrastrukturlösung für Maschinen oder<br />
Roboter. Während die Leitungen flexibler werden und dank kleiner Biegeradien in der<br />
Feldebene einfacher verlegt werden können, bieten die M8- und M12-Steckverbinder eine<br />
kompakte Schnittstellenlösung.<br />
ZUKÜNFTIG WIRD<br />
SINGLE PAIR ETHERNET<br />
EIN AUSSCHLAGGEBENDES<br />
ELEMENT SEIN<br />
EINE NAHTLOSE<br />
INTEGRATION UND<br />
KOMMUNIKATION<br />
MUSS GEWÄHR-<br />
LEISTET SEIN<br />
JENS GEIDER<br />
Portfolio Owner Scalance, Siemens, Nürnberg<br />
Um den steigenden Anforderungen an Datenübertragung in der Industrie gerecht zu werden, muss eine<br />
nahtlose Integration und Kommunikation zwischen Geräten, Systemen und Plattformen gewährleistet sein.<br />
Ein zentraler Aspekt ist hier die Bereitstellung höherer Bandbreiten. Technologien wie 10-Gigabit-Ethernet<br />
könnten Standard werden, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten zu garantieren. Parallel dazu wird<br />
Edge Computing immer relevanter, da die Verlagerung der Datenverarbeitung näher an den Entstehungsort<br />
der Daten die Latenzzeiten reduziert und eine schnellere Entscheidungsfindung ermöglicht. Um die Kommunikation<br />
für mobile und entfernte Anwendungen in industriellen Umgebungen zu verbessern, werden Drahtlostechnologien<br />
wie Wi-Fi 6 und 5G die nötigen Voraussetzungen schaffen. Durch die Entwicklung standardisierter<br />
Protokolle und Schnittstellen wird zudem eine bessere Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen<br />
und Geräten möglich werden. Darüber hinaus wird eine engere Integration mit Cloud-Plattformen auch<br />
Big-Data-Analysen und KI-Algorithmen erleichtern. Das ist entscheidend für eine vorausschauende Wartung<br />
und um Betriebsabläufe zu optimieren. Schließlich werden modulare und skalierbare Netzwerkarchitekturen<br />
es ermöglichen, sich an ändernde Betriebsanforderungen und Technologie-Upgrades besser anzupassen.<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 71
SPECIAL CONNECTIVITY<br />
OPTIONAL GEWINKELT MIT BELASTBARKEITSGARANTIE<br />
Für die Miniatur-Steckverbinder 720 hat Binder eine sichere und robuste Winkelversion<br />
entwickelt, die Applikationen mit beengten Einbauverhältnissen adressiert. Auch die<br />
NCC-Reihe 770 ist jetzt gewinkelt erhältlich. Die gewinkelten Modelle der Snap-in-<br />
Reihe 720 wurden mit einem zusätzlichen Gewindering zwischen Kontaktkörper und<br />
Winkelgehäuse ausgestattet. Bei Krafteinwirkung schräg zur Verbindungsachse sind<br />
die Schnapphaken so vor Bruch geschützt. Der Kontaktkörper lässt sich in Schritten von<br />
90 ° drehen, sodass die Richtung des Kabelabgangs frei wählbar ist. Zudem wurde für<br />
die neuen Gehäuse ein Winkel von 100 ° gewählt, der die Montage der Kabel vereinfacht. Die Steckverbinder sind für<br />
Bemessungsspannungen von 60 bis 250 V und -ströme von 2 bis 7 A ausgelegt. Eine weitere platzsparende Alternative zu<br />
geraden Varianten sind NCC-Winkelsteckverbinder (Not Connected Closed) der 770er Reihe mit Bajonettverriegelung und<br />
variblem Kabelabgang. Bemessungsspannung und -strom betragen 175 V und 2 A.<br />
www.binder-connector.de<br />
RECHTECK-STECKVERBINDER IN DEUTSCH-DT-BAUFORM<br />
GEHÄUSE<br />
für IoT<br />
Vernetzt bis ins<br />
kleinste Datail.<br />
Um den Ansprüchen der Verbindungstechnik in der<br />
mobilen Automation gerecht zu werden, ergänzt Escha<br />
sein Portfolio um weitere branchentypische Rechteck-<br />
Steckverbinder in Deutsch-DT-Bauform. Die Produkte<br />
bieten die Möglichkeit, werkskonfektionierte Steckverbinder<br />
in höchsten IP-Schutzklassen zu fertigen. Die<br />
neue Produktfamilie ist in verschiedenen Poligkeiten<br />
(2-, 3-, 4-, 6-, 8-, 12-polig) als gerade Stecker- und<br />
Buchsenvariante erhältlich. Darüber hinaus stehen<br />
2- und 3-polige Buchsenvarianten mit LED und Schutzbeschaltung zur Verfügung. Alle Steckverbinder<br />
in Deutsch-DT-Bauform erfüllen die Anforderungen der Schutzklassen IP67, IP68 und<br />
IP69. Die angespritzte Entriegelungslasche verhindert ein ungewolltes Trennen der Steckverbindung<br />
unter Last und erhöht die Sicherheit. Ein ebenfalls angespritzter Schwalbenschwanz dient<br />
zur Befestigung. Optional sind die Produkte auch mit einem M12×1 Gewindegriffkörper für die<br />
Schutzschlauchmontage erhältlich.<br />
www.escha.net<br />
TWINCAT: PROGRAMMIERUNG MIT KI<br />
So entstehen Lösungen!<br />
Infos unter: www.bopla.de<br />
sps smart production solutions<br />
14.11. - 18.11.<strong>2023</strong> · Nürnberg, Deutschland<br />
Halle 8, Stand 331<br />
Large Language Models (LLMs) repräsentieren<br />
Sprachmodelle, die auf Basis eines neuronalen<br />
Netzwerks erstellt und mit einer hohen Anzahl an<br />
Texten trainiert wurden. Sie haben in den vergangenen<br />
Jahren eine weite Verbreitung erfahren und<br />
werden für unterschiedlichste Aufgaben verwendet,<br />
zum Beispiel als Grundlage für Chatbots oder<br />
Sprachüber setzungstools. Der TwinCAT Chat Client ermöglicht ein KI-unterstütztes Engineering<br />
und damit automatisiert beispielsweise das Erstellen bzw. Ergänzen von Funktionsbaustein-<br />
Code oder die Code-Optimierung, -Dokumentation und -Umstrukturierung (Refacturing).<br />
www.beckhoff.com/twincat-chat<br />
72 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SPECIAL CONNECTIVITY<br />
OPC UA-SCHNITTSTELLE AUF TURBO GETRIMMT<br />
Delphin hat die Möglichkeiten zur Kommunikation über OPC UA erweitert und macht<br />
den Weg frei für einen sicheren, hersteller- und plattformunabhängigen Datenaustausch<br />
vom Feld bis zum Leitsystem und in die Cloud. Die Messdatenmanagementsoftware<br />
Delphin Data Center verfügt nun über eine OPC UA-Client- und Server-<br />
Schnittstelle zur Erfassung von Live-Daten sowie über eine OPC UA HA-Server-Schnittstelle<br />
zur Übermittlung historischer Messdaten. Via OPC UA sind Übertragungsraten<br />
von bis zu 500.000 Datenpunkten pro Sekunde realisierbar. Dabei werden bis zu<br />
20.000 OPC UA-Nodes unterstützt. Das Delphin Data Center erlaubt neben OPC UA<br />
auch die Kommunikation über Modbus TCP Server/Client sowie OPC Server/Client.<br />
Zudem ist über die SQL-Schnittstelle hinaus eine über Python programmierbare API<br />
vorhanden. Auch die Messgeräte der Expert-, Loggito- und Message-Serie können<br />
direkt über OPC UA kommunizieren. Sie sind als OPC UA Client, als OPC UA Server und<br />
als OPC UA HA-Server konfigurierbar.<br />
www.delphin.de<br />
PLATZSPARENDE VERDRAHTUNG IN KLEINEN VERTEILKÄSTEN<br />
Mit den Klippon Connect-Reihenklemmen mit seitlichem Push-in-Anschluss hat Weidmüller eine<br />
neuartige Lösung zur effizienten und sicheren Verdrahtung in engen Verteilerkästen entwickelt.<br />
Die Klemmen kombinieren die Vorteile der Schraubanschlusstechnologie mit der einfachen<br />
Bedienung via Push-in-Technologie. Auf diesem Wege ist eine werkzeuglose, übersichtliche<br />
Verdrahtung ohne ausladenden Biegeradius realisierbar. Die seitliche Einführung der Leiter in die<br />
Klemme reduziert die Einbauhöhe und erhöht die Anschlusssicherheit, ohne dass das Kabel<br />
gebogen werden muss. Aufgrund der Übersichtlichkeit der seitlichen Leitereinführung sind die<br />
Reihenklemmen auch im verdrahteten Zustand für Testsysteme zugänglich. Gleichzeitig bietet<br />
der Push-in-Anschluss eine vibrationssichere, gasdichte und dauerhaft zuverlässige Verbindung.<br />
Muss der Leiter wieder gelöst werden, genügt ein Druck auf den Pusher. Außerdem sind Markierungen<br />
und Funktionsbereiche auch im verdrahteten Zustand klar erkennbar.<br />
www.weidmueller.com<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2023</strong> im 35. Jahrgang,<br />
ISSN: 2194-1157 / ISSN E-Paper: 2747-8017<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />
Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteurinnen: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />
Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />
Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,<br />
E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />
LESERSERVICE<br />
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Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />
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Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />
Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
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Jahresabonnement Inland: € 65,- (inkl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement Ausland: € 70,- (inkl. Versandkosten)<br />
Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />
weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
Postfach 100465, 55135 Mainz<br />
Tel.: 06131/992-200<br />
E-Mail: info@vfmz.de<br />
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Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />
Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
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Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />
Head of Sales: Carmen Nawrath<br />
Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />
Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />
E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />
DRUCK UND VERARBEITUNG<br />
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Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />
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beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />
Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />
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des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
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www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 73
lick:winkel<br />
MIT KI GEWINNEN<br />
QUALITÄTSPROGNOSEN<br />
EINE NEUE DIMENSION<br />
Neue Architektur<br />
für die Mensch-Roboter-<br />
Kollaboration<br />
Die neue vom Fraunhofer IWU, Nexcobot und der<br />
Synapticon GmbH entwickelte Sicherheitsarchitektur ist<br />
dezentral ausgelegt; sie ermöglicht ein sicheres Miteinander<br />
von Mensch und Industrieroboter auch dann, wenn<br />
sich die Arbeitssituationen dynamisch verändern – bei<br />
deutlich reduziertem Verkabelungsaufwand.<br />
Noch während ein Bearbeitungsschritt läuft mit großer<br />
Sicherheit vorhersagen, ob das Bauteil die Qualitätsvorgaben<br />
erfüllt: Künstliche Intelligenz (KI) macht es möglich.<br />
Die am Fraunhofer IWU entwickelten KI-Lösungen<br />
bedeuten eine Verbesserung gegenüber bisherigen In-Line-Prüfsystemen,<br />
die ein zeitraubendes Ausschleusen zu Prüfzwecken<br />
überflüssig machen. Solche Qualitätsprognosen noch während<br />
der Bearbeitung sind in viele industrielle Fertigungsprozesse integrierbar,<br />
meist sogar in Verbindung mit bereits vorhandener,<br />
preisgünstiger Sensorik. Doch auch für Optimierungszwecke<br />
kann diese KI eingesetzt werden. Mit ihrer Hilfe lassen sich Prozess-Eingangsparameter<br />
steuern, etwa um Ausschuss von vornherein<br />
zu vermeiden. Oder um den Energieverbrauch in der Produktion<br />
zu senken, ohne dass die Qualität leidet.<br />
Typische künftige Anwendungsbereiche für die neu entwickelte<br />
KI-Lösung sind Bearbeitungsschritte wie Bohren, Drehen und<br />
Fräsen. Beim Bohren beispielsweise geben Drehzahl, Vorschub<br />
und Messungen durch einen Vibrationssensor Aufschluss über<br />
das zu erwartende qualitative Ergebnis. Dies ermöglicht es, zum<br />
Beispiel bei Tieflochbohrungen eine Qualitätsaussage zu erhalten,<br />
ohne das Werkstück für eine Messung zerstören zu müssen.<br />
Im Bereich der Metallbearbeitung hat sich der Einsatz von<br />
Künstlicher Intelligenz nicht zuletzt beim Warmumformen bewährt.<br />
Bei diesem Verfahren wird das Werkstück vor dem Pressen<br />
über die Austenitisierungstemperatur (ca. 880 °C) im Ofen erhitzt.<br />
Sobald die gewünschte Zieltemperatur für ein optimales Härteergebnis<br />
erreicht ist, wird das heiße Blech durch ein Handling-<br />
System in die Presse eingelegt und umgeformt. Es entsteht ein<br />
martensitisches Gefüge, das Material wird somit gehärtet. Da bei<br />
diesem energieintensiven Verfahren die Produktqualität im Vordergrund<br />
steht, wird die Ofentemperatur häufig höher eingestellt,<br />
als sie sein müsste. Durch die Prognose der absehbaren Härte<br />
gibt die KI eine datenbasierte Hilfestellung zur Feinregulierung<br />
der Härtetemperatur.<br />
Bei Spritzgussverfahren überwacht die KI spezielle Parameter<br />
wie die Temperatur der Form, die Rotationsgeschwindigkeit der<br />
Förderschnecke für das Granulat, die Schmelztemperatur, die<br />
Zuhaltezeit der Form und die Abkühlzeit. Rechtzeitiges Gegensteuern<br />
bei ungünstiger Qualitätsprognose hilft somit, Ausschuss<br />
deutlich zu reduzieren.<br />
In allen Anwendungsszenarien kann die Künstliche Intelligenz<br />
direkt im Fertigungsprozess (Inline) zur Überwachung der<br />
gesamten Charge (100%-Prüfungen) eingesetzt werden. Alleinige<br />
stichprobenartige Prüfungen gehören damit der Vergangenheit<br />
an.<br />
Für das Trainieren verschiedener KI-Modelle genügt bei vielen<br />
Anwendungen eine zweistellige Zahl von Datensätzen, ergänzt<br />
um das Expertenwissen zum Prozess. Im Betrieb ist oft die Rechenleistung<br />
von (lokalem) Edge Computing ausreichend.<br />
Bild: Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU<br />
www.iwu.fraunhofer.de<br />
74 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/06 www.industrielle-automation.net
SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />
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TITEL<br />
18<br />
34<br />
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in einem Gerät<br />
Keine Scheu vor IoT:<br />
Sensoren, die mitdenken<br />
Hybrid-Cloud: Was bringt sie<br />
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Objekten messen, um eine Sofortvorlage zu erstellen, mit der präzise<br />
Schnitte markiert werden können. Messbreite 25 cm, Messtiefe 6 cm.<br />
(Die Farbe der Konturenlehre ist variabel)<br />
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Neuheiten, Trends und Anwendungen aus Industrie 4.0<br />
Ausgabe 2 | <strong>2023</strong><br />
BIG PICTURE RUND<br />
UM PROFINET<br />
Das Konzept für die Digitalisierungswelle<br />
Cloud<br />
Bild: olly/Adobe Stock / PNO<br />
OPC UA<br />
Security<br />
vPLC<br />
5G<br />
SRCI<br />
omlox<br />
APL<br />
Edge<br />
TSN<br />
MTP<br />
MTP BEWÄHRT SICH<br />
IN DER PRAXIS<br />
ZUKUNFTSSICHER MIT<br />
ZWEI-DRAHT-LÖSUNG<br />
IO-LINK IN GETRÄNKE-<br />
ABFÜLLANLAGEN
Die neue PROFINET Ecosystem Plattform:<br />
Treffpunkt für Technologiebegeisterte<br />
Mit der neuen PROFINET-Webseite – www.profinet.com –<br />
und dem dazugehörigen PROFINET Community Forum<br />
wird eine virtuelle Plattform für all diejenigen geschaffen,<br />
die an der Zukunft der PROFINET-Technologie aktiv<br />
mitwirken möchten.<br />
Im Zeitalter der Digitalisierung wird die Vernetzung von Maschinen<br />
und Anlagen immer wichtiger. Für die an diesem Prozess beteiligten<br />
Fachleute ist ein schneller Zugriff auf die richtigen Informationen<br />
und Werkzeuge unerlässlich. Hier setzt die neue PROFINET<br />
Ecosystem Plattform an: Sie schafft einen virtuellen Raum, in dem<br />
Entwickler, Produktmanager und Technologiebegeisterte Wissen,<br />
Ideen und Lösungen rund um PROFINET austauschen können.<br />
Wissenszentrale für Entwickler<br />
und Produktmanager<br />
Die Plattform vereint die neue PROFINET-Webseite und das PROFI-<br />
NET-Forum zu einem umfassenden Informationszentrum. Sie<br />
bietet eine Fülle von technischem Wissen rund um alle PROFI-<br />
NET-Themen. Informationen zu den neuesten Technologien, Implementierungen<br />
und Zertifizierung sowie zu allen relevanten<br />
Aspekten von PROFINET sind hier verfügbar.<br />
Ein ausführlicher FAQ-Bereich und umfangreiche technische Informationen<br />
erleichtern Einsteigern und Experten den Umgang mit<br />
PROFINET. Sie dienen als Wegweiser für die nahtlose Integration<br />
der Technologie in bestehende Systeme und die erfolgreiche Umsetzung<br />
neuer Projekte.<br />
Um den Anforderungen der Industrie gerecht zu werden, wird PRO-<br />
FINET kontinuierlich weiterentwickelt. Die neue Plattform erleichtert<br />
daher den Einstieg in die verschiedenen PROFINET-Themen wie<br />
beispielsweise Profile, Echtzeit- und Connectivity-Technologien und<br />
den direkten Austausch mit dem Netzwerk, um eine reibungslose Integration<br />
und Interoperabilität der Lösungen zu gewährleisten.<br />
Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf der Implementierung von PROFI-<br />
NET in Geräte und Systeme. Interessierte erhalten Anleitungen<br />
zur Vorbereitung ihrer Geräte für die Kommunikation mit<br />
PROFINET, einschließlich Stack-Integration, Testen und Zertifizierung<br />
sowie bewährten Verfahren.<br />
Forum für Kollaboration und<br />
direkten Austausch<br />
Bild: istock.com<br />
Das Herzstück der Plattform bildet das PROFINET-Forum, ein Ort<br />
für technische Diskussionen und Zusammenarbeit. Hier treffen sich<br />
Technologieexperten aus aller Welt, um technische Aspekte rund<br />
um PROFINET zu diskutieren. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit<br />
fördert den Wissenstransfer und die Schaffung kollaborativer<br />
Lösungen in der Fertigungs- und Prozessautomatisierung.<br />
Die Offenheit des Ecoystems ermöglicht es jedem, sich der wachsenden<br />
Community anzuschließen, Informationen zu erhalten und<br />
Wissen beizusteuern. Die breite Palette von Themen erfordert die<br />
Kooperation verschiedener Fachdisziplinen, damit die Zukunft von<br />
PROFINET gemeinsam gestaltet werden kann.<br />
Die PROFINET Ecosystem Plattform ist ein wegweisendes Projekt,<br />
das die Digitalisierung der Industrie mit wertvollen Informationen<br />
vorantreiben wird. Sie schafft Raum für Wissensaustausch,<br />
Zusammenarbeit und Innovation, den Entwickler, Produktmanager<br />
und technisch versierte Fachleute nutzen können, um die<br />
Grenzen der industriellen Vernetzung zu überwinden.<br />
Sie möchten die Zukunft von PROFINET aktiv mitgestalten?<br />
www.profinet.com<br />
2 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
EDITORIAL<br />
von Xaver Schmidt<br />
„Gemeinsam<br />
PI-Technologien<br />
vorantreiben“<br />
INHALT<br />
4 Titelthema: Big Picture rund<br />
um PROFINET<br />
6 MTP bewährt sich in der Praxis<br />
Die PNO/PI ist immer in Bewegung – das ist<br />
Anspruch und auch Auswirkung einer aktiven<br />
Community. Dies gilt diesmal nicht nur aus<br />
Sicht der Technologie, sondern auch in Bezug<br />
auf die Organisation. Nicht nur ich wurde neu<br />
in den Vorstand gewählt, auch Prof. Dr. Felix<br />
Hackelöer von der TH Köln/Gummersbach<br />
und Harald Müller (Endress+Hauser) sind seit<br />
dem Frühjahr neu im Vorstand der PNO. Mit<br />
dem wiedergewählten Frank Moritz (SICK)<br />
wollen wir mit Ihnen die sicherlich „spannenden“<br />
Herausforderungen angehen.<br />
Aber auch technologisch haben wir viel zu<br />
bieten. Denn die Automatisierungswelt verändert<br />
sich, wie ein Blick auf unser Technologieportfolio<br />
zeigt. Dies ist mit omlox, TSN,<br />
MTP oder Ethernet-APL in den vergangenen<br />
Jahren stark gewachsen. Dies liegt nicht zuletzt<br />
daran, dass sich die starren Strukturen in<br />
der Automatisierung auflösen und dadurch<br />
neue Use Cases entstehen, für die wir schon<br />
heute und in Zukunft Lösungen bereitstellen.<br />
PI bietet ein gemeinsames Dach, um all<br />
diese Technologien voranzutreiben, diese<br />
in die Praxis und in die internationale Standardisierung<br />
zu überführen. Dies gelingt mit<br />
klassischer Grundlagenarbeit in den Working<br />
Groups, der Offenheit für neue Technologien<br />
und einem hohen Qualitätsanspruch.<br />
für den Aufbau sicherer Netzwerke oder der<br />
Umgang mit Security-Anforderungen.<br />
Daher ist es wichtig, optimale Rahmenbedingungen<br />
für unsere vielen aktiven Arbeitsgruppen<br />
zu schaffen. Schließlich ist die<br />
PI-Community die wichtigste Basis für die<br />
Entwicklung und Verbreitung der PI-Technologien.<br />
Sie bringt sich in allen Phasen des<br />
Entstehungsprozesses ein. Im Laufe des Entwicklungsprozesses<br />
wird sich bei Anwendern<br />
und Herstellern immer wieder rückversichert,<br />
was eigentlich wichtig, nötig, umsetzbar und<br />
auch einfach anwendbar ist. Derzeit untersuchen<br />
wir z. B. in verschiedenen Proof-of-Concepts,<br />
wie sich Security in PROFINET integrieren<br />
lässt. Dabei ist es hilfreich, nicht nur offen<br />
in Bezug auf technologische Schnittstellen zu<br />
bleiben, sondern über den unternehmenseigenen<br />
Tellerrand zu schauen und aktiv in<br />
Kooperationen mit anderen Organisationen<br />
und Gremien mitzuarbeiten.<br />
Mittlerweile arbeiten über 600 Leute in den<br />
Working Groups, in den Testlaboren oder bei<br />
Plugfesten mit und sind damit der Schlüssel,<br />
um weiterhin solides Wachstum der PI-Technologien<br />
zu garantieren. Dafür sage ich an<br />
dieser Stelle ein herzliches Dankeschön an<br />
die Community für diese Mitarbeit!<br />
8 PI ist neuer Host des MTP-Konzepts<br />
9 PROFINET – neue Testumgebungen<br />
für virtuelle PLCs<br />
10 Zukunftssicher mit Zwei-Draht-Lösung<br />
für die Fertigungsindustrie<br />
12 IO-Link in Getränke-Abfüllanlagen<br />
14 Synchrone Kommunikation und<br />
Simulation mit PROFIdrive<br />
16 omlox in Logistik und Fertigung<br />
18 TSN-Testwerkzeuge für Realtime-Linux<br />
Um eine hohe Qualität zu erhalten, sind<br />
umfangreiche Testverfahren nötig sowie die<br />
anschließende Zertifizierung und die internationale<br />
Standardisierung. Gerade diese Punkte<br />
sind entscheidend für unseren gemeinsamen<br />
Erfolg. Wir kümmern uns nicht nur um<br />
das große Ganze, sondern auch um die vielen<br />
Details, damit die Kommunikation vom<br />
Stecker bis zur Abbildung in der Cloud sicher<br />
funktioniert. Viele Anwender schätzen es<br />
sehr, dass auch das dazugehörige Ökosystem<br />
stimmt, wie etwa die internationale Standardisierung,<br />
die Qualitätssicherung, Richtlinien<br />
Ihr<br />
Xaver Schmidt, Chairman von<br />
PI (PROFIBUS & PROFINET International)<br />
Das PI-Magazin informiert seit fast 25 Jahren<br />
über Trends und Innovationen rund um die PI-<br />
Technologien. Nun ist es Zeit,<br />
neu nachzudenken und dafür<br />
bitten wir um Ihre Meinung –<br />
profibus.de/umfrage<br />
20 Transparente Prozesse mit PROFINET<br />
21 Einfache Roboterprogrammierung<br />
22 Integrierte Signalleuchten und HMI<br />
23 PI auf der sps <strong>2023</strong><br />
23 Produktnews / Impressum<br />
PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
3
Bild: Jairo Díaz/Adobe Stock<br />
Cloud<br />
Security<br />
OPC UA<br />
SRCI<br />
Edge<br />
5G<br />
omlox<br />
APL<br />
PROFINET<br />
TSN<br />
Das Konzept für die Digitalisierungswelle<br />
BIG PICTURE<br />
RUND UM PROFINET<br />
PROFINET – CAN FD/CANopen<br />
PROFIBUS – CAN/CANopen<br />
PROFIBUS – DeviceNet<br />
Edge-Anwendungen, flexiblere Netzwerkstrukturen, höhere Security-Anforderungen<br />
– Anwender müssen sich mit neuen Herausforderungen auseinandersetzen.<br />
PI sorgt mit bewährten und neuen Technologien für ein<br />
stimmiges Gesamtkonzept.<br />
14. - 16. Nov. <strong>2023</strong><br />
Halle 5, Stand 131<br />
58,7 Millionen PROFINET-Knoten (allein von<br />
2022 auf <strong>2023</strong> gab es eine Steigerung von<br />
23 Prozent) sind eine hervorragende Basis für<br />
eine zukunftssichere Kommunikations-Architektur.<br />
Nun geht es darum, neue Technologien,<br />
wie omlox, Ethernet-APL, MTP oder TSN, zu<br />
integrieren und zu einem Gesamtbild zusammenzufügen.<br />
Diese lassen sich dann für die<br />
Optimierung von Anlagen und Produktionen<br />
nutzen. In der Vergangenheit hat sich gezeigt,<br />
dass der Austausch und die Zusammenarbeit<br />
mit der Industrie und anderen Organisationen<br />
(z. B. dem ZVEI, der VDMA, ODVA, Namur<br />
oder eClass), dabei sehr hilfreich ist, wie der<br />
erfolgreiche Abschluss der Arbeiten rund um<br />
Ethernet-APL gezeigt hat.<br />
ERFOLGSFAKTOR: GEMEINSAM<br />
NACH LÖSUNGEN SUCHEN<br />
Ethernet-APL ist jedoch nicht das einzige<br />
Projekt, an dem gearbeitet wurde, wie die<br />
folgenden Beispiele zeigen. Asset-Informationen<br />
sind die Basis für Industrie 4.0-Anwendungen,<br />
dafür müssen alle Geräte incl. Hard-<br />
und Firmware erfasst und maschinenlesbar<br />
sein. Mit der Abbildung von Geräteinformationen<br />
sowohl der PROFINET-Assets (I&M) als<br />
auch der Nicht-PROFINET-Assets (Asset Management<br />
Record) wurde die entscheidende<br />
Grundlage dafür gelegt. Für den Nutzer<br />
bringt diese konsequente Anwendung des<br />
PROFINET-Standards einen enormen Vorteil,<br />
wie schnelle Abnahmen und ein zuverlässiger<br />
Betrieb mit klarer Erfassung der Assets.<br />
Ein anderes Arbeitsgebiet: Durch die Anbindung<br />
von Sensoren und Aktoren über IO-Link<br />
werden viel mehr Daten als noch vor einigen<br />
Jahren erzeugt, die neue Möglichkeiten für<br />
Langzeitanalysen und über die Auslastung<br />
bieten. Diese müssen nicht zwingend in einer<br />
SPS ausgewertet werden, sondern werden<br />
häufig in Edge/Cloud-Anwendungen<br />
weiterverarbeitet. Hier helfen standardisierte<br />
OPC UA- und JSON-Abbildungen, um dem<br />
Anwender das Leben zu erleichtern.<br />
Das Datenvolumen, etwa durch Messgeräte<br />
zur Qualitätsdatenerfassung oder für Firm-<br />
4 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
wareupdates, führt zu weiteren Herausforderungen.<br />
So können die vielen Daten ein<br />
Netzwerk stressen, da das Standard-Ethernet<br />
(TCP/IP) sehr große Datenpakete enthält<br />
und nicht echtzeitfähig ist. Die Lösung im IE-<br />
EE-Standard heißt TSN (Time Sensitive Networking),<br />
das von PNO/PI vorangetrieben<br />
wurde (kürzlich wurde die Spezifikation<br />
PROFINET over TSN fertiggestellt). Damit ist<br />
u.a. die konvergente und robuste Nutzung<br />
eines gemeinsamen Ethernet-Netzwerks für<br />
IT- und OT-Anwendungen möglich. Vorteile<br />
sind eine höhere Bandbreite, Deterministik,<br />
flexible Netzwerkkonfiguration und große<br />
Chipvielfalt.<br />
Um höherwertige Informationen aus dem<br />
Feld in die IT-Welt zu bringen, benötigt man<br />
OPC UA, über das man auf Daten und Informationsmodelle<br />
objektorientiert zugreifen<br />
kann. Allerdings braucht es auch hier<br />
entsprechende Standards, um Struktur in<br />
die Daten zu bringen, bzw. um einheitliche<br />
Daten über die gesamte Anlage zu erhalten.<br />
Die Erarbeitung von entsprechenden<br />
Companion-Spezifikationen (z. B. OPC UA<br />
for PROFINET) sorgt für eine klare einheitliche<br />
Struktur, damit ein eindeutiger Zugriff<br />
möglich ist. Von Vorteil ist, dass die Abbildung<br />
relativ einfach ist, da Datenstrukturen<br />
schon immer im Rahmen von PROFINET definiert<br />
sind. Nun war nur noch ein Mapping<br />
notwendig. Inzwischen wurden viele weitere<br />
Abbildungen von PROFINET-Daten, z. B.<br />
PROFIenergy oder PROFIdrive, entwickelt,<br />
die in der Praxis angewendet werden.<br />
SPANNENDE AUFGABEN FÜR<br />
DIE PI-COMMUNITY<br />
Für die sichere Übertragung der Daten und<br />
für die Integration von Objektmodellierungen,<br />
neuen Funktionen und Protokollen, ist<br />
viel Detailarbeit nötig. Gut, dass sich in der<br />
PI-Community engagierte Mitstreiter dieser<br />
Themen annehmen. So bietet der PROFINET-<br />
Community Stack den Technologieherstellern<br />
die Chance, schneller auf Marktanforderungen<br />
etwa rund um TSN zu reagieren. Alle<br />
Hersteller entwickeln den einheitlichen Kern<br />
des Protokoll-Stacks gemeinsam und pflegen<br />
diesen. Auch das Thema Security wird<br />
engagiert durch die verschiedenen Working-<br />
Groups spezifiziert und für die Zertifizierung<br />
vorbereitet. Die PNO/PI unterstützt hier z. B.<br />
mit Tooling für die GSD-Signierung und Erstellung<br />
von Zertifikaten.<br />
Es werden weiter spannende Themen auf<br />
die PI-Community zukommen, etwa wie<br />
Edge-Gateway-Architekturen mit PROFINET-<br />
Anbindung funktionieren oder wie virtuelle<br />
PLCs sicher und zuverlässig mit PI-Technologien<br />
zusammenarbeiten. Gerade der letzte<br />
Punkt ist entscheidend. Jede neue Technologie<br />
muss zu einem stimmigen Gesamtbild<br />
zusammengefügt werden. Nur so kann ein<br />
durchgängiges und vor allem auch handhabbares<br />
Technologieportfolio entstehen.<br />
Neben der einfachen Handhabung zeigt<br />
sich hier ein weiterer Vorteil von PI – wir sind<br />
nicht nur Profis für Netzwerke, sondern auch<br />
für die Kommunikation untereinander und<br />
können innovative Technologien schnell vorantreiben<br />
und umsetzen.<br />
Xaver Schmidt, Chairman von<br />
PI (PROFIBUS & PROFINET International)<br />
#succeed<br />
CATCHING THE MACHINE VIBES<br />
with smart sensors<br />
And this is just the beginning<br />
PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
5
Volle Kraft<br />
auch unter<br />
anspruchsvollen<br />
Bedingungen<br />
Schneller auf den Markt<br />
MTP BEWÄHRT SICH<br />
IN DER PRAXIS<br />
Die modulare Produktion verspricht mehr Flexibilität und Effizienz. Doch erst<br />
mit Module Type Packages (MTP) ist auch aus Automatisierungssicht eine praxisnahe<br />
Umsetzung möglich, wie der Einsatz bei Merck eindrucksvoll zeigt<br />
Sorgfältig konstruiert und entwickelt<br />
für industrielle Anwendungen liefert<br />
der TRITON bei hochdynamischen<br />
Anwendungen unbeschränkte<br />
Performance.<br />
Der<br />
TRITON<br />
von profichip ®<br />
• DDR4-ECC Controller<br />
• CODESYS-kompatibel<br />
• PCIexpress Schnittstellen<br />
• Integrierter Secure Core<br />
• Rückwandbus-Master (SliceBus 2.0)<br />
• Feldbus- und Ethernetschnittstelle<br />
mit Support/Software für gängige<br />
Industrieprotokolle<br />
6 PI-Magazin www.de.triton-chip.eu<br />
2/<strong>2023</strong><br />
Die Forderung nach mehr Flexibilität in der<br />
Produktion ist schnell gestellt, in der Praxis<br />
hapert es jedoch häufig an der Umsetzung.<br />
Auch die Pharma-, Fein- und Spezialchemie<br />
weiß seit langem, dass sie schneller mit qualifizierten<br />
und zugelassenen Produkten auf<br />
den Markt kommen muss, ohne an der Qualität<br />
Abstriche zu machen. Die Herausforderung:<br />
Bei den sehr effizienten Großanlagen<br />
zieht jede kleine Änderung einen gewaltigen<br />
Aufwand nach sich, und zwar sowohl aus Apparate-<br />
als auch aus Automatisierungssicht,<br />
ganz zu schweigen von den regulatorischen<br />
Anforderungen. Dagegen können kleinere<br />
Batchanlagen mit geringeren Mengen meist<br />
nicht am optimalen Punkt gefahren werden.<br />
Die modulare Anlagentechnik bietet hier<br />
einen Ausweg, da sie die Effizienz von großen<br />
Anlagen mit der Flexibilität der kleineren<br />
Batchanlagen verbinden. Die Vorteile<br />
sind immens: Aufgrund der genaueren<br />
Prozesskontrolle verbessern sich Ausbeute<br />
und Qualität. Selbst kleine Batchgrößen<br />
werden dadurch ökonomisch interessant.<br />
Gibt es Änderungen am Produkt, werden<br />
die Module einfach neu angeordnet. Zudem<br />
lässt sich die Zahl der Einheiten parallel<br />
zum Marktwachstum anpassen, was wiederum<br />
die Investitionsrisiken minimiert.<br />
Mit der Aggregation und Kontextualisierung<br />
von Daten durch den gesamten Produktlebenszyklus<br />
sind außerdem kontinuierliche<br />
Verbesserungen der Verfahren und<br />
Anlagen möglich. Und schlussendlich ist<br />
die modulare Anlagentechnik auch im Hinblick<br />
auf die CO 2 -Reduzierung interessant,<br />
da durch einen gezielteren Rohstoffeinsatz<br />
nicht nur weniger Abfall entsteht, sondern<br />
auch weniger Energie (bis zu 30 Prozent)<br />
benötigt wird.<br />
Beim Darmstädter Unternehmen Merck beschäftigt<br />
man sich seit mehr als fünf Jahren<br />
mit der modularen Produktion. „Wir haben<br />
mit Laboranlagen bei Merck Electronics angefangen,<br />
mit denen bis zu drei Tonnen pro<br />
Jahr hergestellt werden können“, erinnert sich<br />
Heiko Christ, Process Developmet Engineer<br />
bei Merck, „Rasch folgte die erste Pilotanlage,<br />
inzwischen werden unter anderem Dünnfilmdestillation,<br />
Dosieranlagen und Membranfiltrationen<br />
modular betrieben. Heute<br />
betrachten wir die gesamte Wertschöpfungskette<br />
und beziehen Zulieferer und den Kunden<br />
in diese Entwicklung mit ein.“<br />
MÄRKTE VERÄNDERN SICH,<br />
UNTERNEHMEN ABER AUCH<br />
Ein Wandel, der ein Umdenken in der Automatisierung,<br />
in der Anlagentechnik und<br />
nicht zuletzt in den Köpfen fordert. „Für eine<br />
kontinuierliche Produktion mit modularer<br />
Anlagentechnik benötigt man unter anderem<br />
entsprechende Prozess-Designs, die auf<br />
das entsprechende Verfahren zugeschnitten<br />
werden“, erklärt Christ. Die Apparatetechnik,<br />
in der eine konsistente und hohe Produktqualität<br />
produziert wird, steht bereits<br />
zur Verfügung. Für viele Prozessschritte gibt<br />
es inzwischen spezialisierte Module, mit denen<br />
sich je nach Kampagnengröße flexible,<br />
kundenspezifische Produkte erzeugen lassen.<br />
„Für uns hat dies den Vorteil, dass wir für<br />
jeden Schritt die jeweils beste Technologie<br />
wählen können. Sollte sich irgendwann ein<br />
Schritt ändern, ist es kein Problem, das Modul<br />
zu tauschen“, so Christ.<br />
Soweit die Apparateseite, wie sieht es aber<br />
nun mit der Modularisierung der Software<br />
aus? Denn ohne einen hohen Automationsgrad<br />
der rezepturgesteuerten Module,
MTP<br />
die unabhängig vom Leitsystem arbeiten,<br />
ist der modulare Ansatz nicht denkbar. Und<br />
hier kommt MTP (Module Type Package)<br />
ins Spiel. MTP beschreibt eine Standard-<br />
Schnittstelle von Prozessmodulen bzw.<br />
Package Units zur effizienten Integration in<br />
Automatisierungssysteme.<br />
Inzwischen sind Elemente wie Mensch-Maschinen-Schnittstelle<br />
(HMI), Prozessüberwachung<br />
und -steuerung sowie erste Konzepte<br />
zur Alarmierung in modularen Anlagen in<br />
der Richtlinie VDI/VDE/NAMUR 2658 spezifiziert.<br />
Weitere Aspekte der MTP-Technologie,<br />
wie Wartung & Diagnose, Safety & Security,<br />
werden zukünftig in gemeinsamen Arbeitsgruppen<br />
von NAMUR, ZVEI und PNO/PI spezifiziert<br />
und der internationalen Standardisierung<br />
in der IEC zugeführt.<br />
So wie die Apparate über Rohrleitungen angeschlossen<br />
sind, werden die MTPs jeder einzelnen<br />
PEAs (Process Equipment Assembly)<br />
in ein POL (Process Orchestration Layer) orchestriert.<br />
Dabei spielt die Art der Steuerung<br />
keine Rolle mehr, solange sie mit MTPs umgehen<br />
kann. „Das Engineering und die Konfiguration<br />
sind nicht nur sehr einfach, sondern<br />
es wird gleichzeitig eine Datenarchivierung<br />
und Rezepturfahrweise mitgeliefert“, so die<br />
Erfahrung von Christ.<br />
FLEXIBILITÄT IN ALLEN<br />
DIMENSIONEN<br />
Inzwischen sind bei Merck über 100 Module,<br />
etwa für die Synthese und Formulierung, für<br />
die Aufreinigung oder die Analyse, über MTP<br />
angebunden, darunter Kryostate, Rührtanks,<br />
Bild: Desizned/Shutterstock<br />
Reaktoren, Waagen und Dosierpumpen. Die<br />
mit MTP ausgestatteten Module stehen im<br />
Laborgebäude bereit und werden von den<br />
Anwendern aktiv genutzt. Interessanter Nebeneffekt:<br />
Auch die Arbeitsweise eines Laboranten<br />
bei Merck hat sich verändert. Bei<br />
der Entwicklung werden bereits Module und<br />
Unit Operations verwendet, die dann unter<br />
Umständen genau so in der Produktion eingesetzt<br />
werden können. Dies gilt auch für Rezepte,<br />
die in der Prozessentwicklung erstellt<br />
werden. Dies vereinfacht das Upscaling von<br />
der Entwicklung in die Produktion erheblich.<br />
SCHNELLER ZUM<br />
OPTIMALEN PROZESS<br />
Das Handling mit den MTPs erleichtert und<br />
beschleunigt die Arbeit dank der kompatiblen<br />
Schnittstellen. „Selbst Anpassungen im<br />
Entwicklungsprozess sind viel schneller und<br />
leichter möglich als früher“, erklärt Christ,<br />
der ein paar Zahlen nennt.<br />
Für bekannte Prozesse dauert das modulare<br />
Setup in der Regel nur einen Tag. Prozessoptimierungen,<br />
zum Beispiel um die Ausbeute<br />
zu optimieren, benötigen noch mal etwa<br />
fünf Tage. Dies ist ein Bruchteil der Zeit, die<br />
bisher für eine herkömmliche Produktentwicklung<br />
nötig war. „Sollte sich ein solches<br />
Produkt wirklich als Blockbuster erweisen,<br />
ist ein einfaches Upscaling (numbering up)<br />
möglich“, ist Christ überzeugt.<br />
Fortsetzung auf Seite 8<br />
Wandel gestalten.<br />
Gestern. Heute. Morgen.<br />
Seit 60 Jahren setzen wir Sensor People technologische<br />
Maßstäbe in der industriellen Automation. So machen wir<br />
unsere Kunden in einer sich ständig wandelnden Industrie<br />
dauerhaft erfolgreich. Von Beginn an waren wir Vorreiter und<br />
arbeiten an der Standardisierung der Industriekommunikation.<br />
Wir bieten Sensoren, die Daten, zum Beispiel durch IO-Link<br />
oder über OPC UA, an die Steuerung liefern oder der Cloud<br />
und Edge-Devices zur Verfügung stellen.<br />
www.leuze.de<br />
PI-Magazin 2/<strong>2023</strong> 7
Industrie-, Signalund<br />
Systemleuchten<br />
Clevere Ideen für<br />
innovative Applikationen<br />
Signalleuchten<br />
mit<br />
Serie SL-x-TRIO IOLINK<br />
Made in Germany<br />
Fortsetzung von Seite 7<br />
Auch aus Qualitätssicht hat sich die modulare<br />
Produktion bewährt. Bisher wurden die<br />
Daten von einzelnen Produktionen nicht<br />
miteinander verglichen. Nun ist durch MTP<br />
eine größere Datendurchgängigkeit und<br />
damit eine bessere Analyse möglich. Ein<br />
Datenanalyseteam kann auf Basis solcher Daten<br />
optimale Anlagenparameter ermitteln.<br />
Dies ist vor allem für zukünftige neue Produkte<br />
interessant. So lässt sich mit diesen Daten zunächst<br />
ein digitaler Zwilling erstellen, womit<br />
ein rein digitales Abbild der physischen Anlage<br />
möglich ist. Dies reduziert Testläufe und<br />
Materialienverbräuche erheblich. Der nächste<br />
Schritt ist der Einsatz der MTP-Technologie in<br />
der Produktion, auch unter Ex-Bedingungen.<br />
So soll die erste modulare automatisiete Produktion<br />
mit MTP bei Merck noch in diesem<br />
Jahr live gehen. Die GMP-Qualifizierung wird<br />
für Anfang 2024 erwartet. Merck ist gedanklich<br />
aber bereits einen Schritt weiter: „Wir<br />
denken über ein Bluefield-Konzept nach, also<br />
ein Gebäude, das alle Medien, Versorgungen<br />
und digitale Schnittstellen bereitstellt“, so<br />
Christ abschließend.<br />
Sabine Mühlenkamp<br />
PI ist neuer Host des MTP-Konzepts<br />
ANLAGEN GEHEN FLEXIBLER UND<br />
SCHNELLER AN DEN START<br />
Serie SL-x-TRIO Corner IOLINK<br />
Serie SL-x-TRIO-R IOLINK<br />
Aus Sicht der Automatisierung ist<br />
die schnelle und flexible Einbindung<br />
von Prozessmodulen und Package<br />
Units in vorhandene Automatisierungsstrukturen<br />
der Prozessindustrie<br />
immer noch herausfordernd.<br />
Das MTP-Konzept, das von der NA-<br />
MUR auf den Weg gebracht wurde<br />
und nun von PNO/PI gehostet wird,<br />
schafft Abhilfe. Dr. Felix Hanisch,<br />
Vorsitzender des NAMUR-Vorstands,<br />
ist überzeugt, dass das Konzept nun<br />
den Weg in die Industrie findet.<br />
Dr. Felix Hanisch, NAMUR<br />
Serie SL-x-TRIO-RT IOLINK<br />
■ Signalleuchten mit konfigurierbaren<br />
Farbwerten und Blink-/Flashmodus<br />
■ Dimmung 0 –100 %<br />
■ Integrierter Summer mit konfigurierbarer<br />
Tonhöhe und Puls-/Pausenzeiten<br />
■ Eigendiagnose Signal-LEDs, Summer,<br />
Temperatur, Betriebsstunden mit Fehlereventausgabe<br />
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8 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
Technische Modifikationen und Änderungen möglich.<br />
Herr Dr. Hanisch, wie fühlt es sich an, dass<br />
MTP nun aus der NAMUR entlassen und<br />
in die Hände der PNO/PI gelegt wurde?<br />
Die NAMUR ist stark darin, neue Konzepte zu<br />
entwickeln und technische Anwenderbedarfe<br />
zu bündeln und zu formulieren, wie in unseren<br />
NAMUR-Empfehlungen dokumentiert.<br />
Wir sind weniger stark darin und haben auch<br />
schlicht nicht die Ressourcen, ein komplexes<br />
technisches Konzept über den Lebenszyklus<br />
operativ zu pflegen. Diesen Status hat MTP<br />
jetzt erreicht. Dafür haben wir eine Host-Organisation<br />
gesucht und mit der PNO/PI einen<br />
tollen Partner gefunden.<br />
Welche Bedeutung hat MTP für die<br />
Prozessindustrie?<br />
Ich glaube, dass MTP sich in ein paar Jahren<br />
wirklich als „game changer“ herausstellen<br />
wird. Es erlaubt, komplexe Funktionalitäten zu<br />
kapseln. So kann ich Prozesswissen in einem<br />
MTP abbilden, was beim Thema Demografie<br />
hilft. Automatisierungslösungen werden<br />
hardware-unabhängig und Anlagen deutlich<br />
flexibler, günstiger und schneller fertig.<br />
Wie ist die Resonanz aus der<br />
Chemiebranche?<br />
Im Juni haben wir mit der Kommission für Anlagensicherheit<br />
des Bundesumweltministeriums<br />
die Firma Merck in Darmstadt besucht.<br />
Dort konnten wir besichtigen, wie neue Produktionskonzepte<br />
– bereits mit MTP automatisiert!<br />
– im Abzug entwickelt, im Technikum<br />
aus einer Modulbibliothek zusammengestellt<br />
und dann in den Produktionsbetrieb<br />
nebenan transferiert wurden. Meines Erachtens<br />
ist Merck hier Vorreiter, aber andere werden<br />
folgen. Das wird jetzt zügig zu weiteren<br />
Adaptionen in unserer Branche führen.
PROFINET-Zertifizierung<br />
NEUE TESTUMGEBUNGEN<br />
FÜR VIRTUELLE PLCs<br />
Mit virtuellen PLCs entstehen neue Automatisierungslösungen. Damit<br />
sich Anwender weiterhin darauf verlassen können, dass der Anschluss an<br />
PROFINET-Netzwerke reibungslos funktioniert, wurde nun eine Arbeitsgruppe<br />
bei PI gegründet.<br />
Virtuelle PLCs haben eine ganze Reihe an<br />
Vorteilen, wie die skalierbare Rechenleistung<br />
und Speicherausbau, Multi-Instanz-Fähigkeit,<br />
Hardware-Unabhängigkeit und Verwaltung<br />
der PLC-Instanzen in einer IT-Umgebung.<br />
Dazu werden ein PLC-Runtime-System und<br />
eine entsprechende Umgebung z. B. in einem<br />
Rechenzentrum bzw. HCI-System (Hyper-Converged<br />
Intrastructure) installiert und gehostet.<br />
Damit ist aber nicht mehr von der derzeit<br />
bekannten Hardware-/Softwareumgebung<br />
auszugehen. Diese wird nun typischerweise<br />
erst in der finalen Anlage durch den Kunden<br />
definiert, betrieben und gewartet.<br />
Die Anbindung der vielfältigen IO-Geräte,<br />
Ventilstationen, Antriebe etc. im Feld geschieht<br />
weiterhin über die bewährte PROFI-<br />
NET-Feldbus-Kommunikation bzw. über Geräte<br />
mit PROFINET, PROFIsafe etc.. Um deren<br />
Interoperabilität in einem PROFINET-Netzwerk<br />
sicherzustellen, hat sich das PI-Zertifizierungssystem<br />
mit definierten Prozessen<br />
und Tests sowohl für Devices als auch Controller,<br />
die größtenteils automatisiert sind,<br />
bewährt. Dadurch wird die Qualität gewährleistet,<br />
welche die Grundlage für die Erfolgsstory<br />
von PROFINET ist und auf die sich die<br />
Anwender verlassen können.<br />
Allerdings wurden diese Tests bisher an definierter<br />
Hardware und Firmware der Geräte<br />
durchgeführt. Bei virtuellen PLCs ist diese<br />
feste Bündelung nicht mehr gegeben. Außerdem<br />
können mehrere Instanzen von virtuellen<br />
PLCs auf einer Hardware parallel laufen,<br />
ein weiteres Novum für den Test. Um ein<br />
Konzept für den PROFINET-Zertifizierungstest<br />
virtueller PLCs zu erstellen, wurde daher<br />
die neue Arbeitsgruppe „AdHoc/PG Konzept<br />
Zertifizierung vPLC“ innerhalb von PI gegründet.<br />
Für die Mitarbeit an diesem wichtigen<br />
Thema konnten sowohl Technologie-Provider<br />
als auch Endanwender und PROFINET-<br />
Experten gewonnen werden.<br />
In dem Arbeitskreis werden Referenzarchitekturen<br />
beleuchtet und basierend darauf die<br />
Herausforderungen für das Testsystem ermittelt.<br />
Ein weiteres Ziel ist es, große Teile der<br />
bereits vorhanden Controller-Tests wieder<br />
zu verwenden. Außerdem sollen eventuelle<br />
Rückwirkungen auf die PROFINET-Spezifikation<br />
frühzeitig erkannt und bewertet werden.<br />
Raik Zachmann, Leiter der<br />
PI Working Group „PROFINET-Zertifizierung“<br />
Unterwegs: sicher und schnell<br />
Zuhause: in der Experts-League<br />
Ins Steuerungssystem integriert: PROFIsafe und PROFINET ® .<br />
Mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Automatisierung<br />
verbinden sich mit der Interoperabilität<br />
von PROFIsafe und PROFINET ® – zuverlässig<br />
und zertifiziert.<br />
Wir sind wieder dabei und<br />
freuen uns auf Ihren Besuch<br />
sps | 14.-16. November <strong>2023</strong><br />
Nürnberg, Deutschland | Stand 7-380 und 6-302<br />
energy.industry.maritime.<br />
www.bachmann.info<br />
PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
9
Zwei-Draht-Lösung für die Fertigungsindustrie<br />
EINE ZUKUNFTSSICHERE LÖSUNG<br />
Bild: iStock.com<br />
Der flexible Anschluss von Geräten im Feld war für die Prozessindustrie bis<br />
zum vergangenen Jahr häufig aufwändig. Nun steht hierfür mit Ethernet-APL<br />
eine zukunftssichere Lösung zur Verfügung. Es bietet sich an, dieses Konzept<br />
auch für Anwendungen in der Fertigungsindustrie zu übernehmen.<br />
Die Digitalisierung in der Prozessindustrie<br />
ging viele Jahre nur mühsam voran. So war<br />
es lange Zeit nicht möglich, ergänzende<br />
Tools, z. B. zur Optimierung eines Prozesses,<br />
in Leitsysteme zu integrieren. Vielmehr<br />
musste bei Änderungen erst ein aufwändiger<br />
Engineeringprozess in Gang gesetzt<br />
oder entsprechende zusätzliche Schnittstellen<br />
geschaffen werden. Mit Ethernet-APL ist<br />
nun der ungehinderte Zugriff auf sämtliche<br />
Prozess- und Gerätedaten bis hinunter zu jedem<br />
einzelnen Feldgerät möglich, selbst in<br />
explosionsgeschützten Bereichen. Ethernet-<br />
APL ist ein Physical Layer für unterschiedliche<br />
Protokolle, wie PROFINET. So kann PROFINET<br />
für die Prozesssteuerung verwendet werden,<br />
während über OPC-UA zusätzlich Diagnose-<br />
Daten oder andere Informationen, z. B. für<br />
Langfrist-Analysen, bereitgestellt werden.<br />
HERAUSFORDERUNGEN<br />
RUND UM SPE<br />
Die Fertigungsindustrie steht derzeit vor ähnlichen<br />
Diskussionen rund um die Anbindung<br />
von Geräten auf dem letzten Meter. Single-<br />
Pair-Ethernet (SPE) bedeutet weniger Verkabelung<br />
als Industrial Ethernet, da Energie<br />
und Daten über dasselbe Kabel transportiert<br />
werden können. Dies bedeutet eine schnellere<br />
Inbetriebnahme von Geräten mit integrierter<br />
Spannungsversorgung. Dadurch wären<br />
zudem neue Verdrahtungslösungen und<br />
kompaktere Sensoren und Aktoren möglich.<br />
Von der höheren Flexibilität durch das dünnere<br />
Kabel würden z. B. Roboteranwendungen und<br />
Kräne profitieren, aber auch intelligente Gebäudenetzwerke<br />
oder IoT-Anwendungen. Zudem<br />
benötigt man weniger Kupferkabel. Das<br />
Netzwerkdesign ist einfacher, es sind längere<br />
Leitungen möglich und es ist ein nahtloser Datenzugriff<br />
über alle Ebenen möglich.<br />
Allerdings umfasst die Single Pair Ethernet-<br />
Technologie verschiedene Standards, die unterschiedliche<br />
Datenraten und Kabellängen<br />
5-7: Session /<br />
Presentation /<br />
Application Layer<br />
4: Transport Layer<br />
3: Network Layer<br />
2: Data Link Layer<br />
1: Physical Layer<br />
Ethernet / IP, Hart-IP, OPC UA, PROFINET, http, …<br />
Fast-Ethernet<br />
Gigabit<br />
WiFi<br />
TCP<br />
IP<br />
Ethernet<br />
…<br />
unterstützen und somit für verschiedene<br />
Anwendungen geeignet sind. Zudem adressieren<br />
Anbieter von Sensoren und Aktoren<br />
mit ihren Komponenten in aller Regel mehrere<br />
Zielbranchen. Aufgrund der technischen<br />
Randbedingungen der anvisierten Zielmärkte<br />
und der Implementierungsmöglichkeiten<br />
wurden verschiedene Sub-Standards<br />
entwickelt, die sich vor allem hinsichtlich<br />
Datenrate und möglicher Leitungslänge unterscheiden.<br />
Außerdem stehen verschiedene<br />
Leistungsklassen für die Stromversorgung<br />
zur Verfügung.<br />
Die Folge: In Zukunft müsste man unterschiedliche<br />
Geräte für die diversen Anwendungen<br />
entwickeln, prüfen, zulassen, produzieren und<br />
aufs Lager legen. Weder Hersteller noch Anwender<br />
begrüßen eine solche Entwicklung.<br />
AN EINEM STRANG ZIEHEN<br />
Das Ethernet-APL-Projekt hat eindrucksvoll<br />
gezeigt, wie Hersteller und Anwender in kurzer<br />
Zeit eine standardisierte Technologie zur<br />
Marktreife gebracht haben. Es liegt nahe, diese<br />
Vorgehensweise auch auf SPE zu übertragen.<br />
Derzeit wird daher an einem neuen Standard<br />
IEEE802.3dg 100BASE-T1L gearbeitet mit einer<br />
maximalen Kabellänge von 500 Meter. Dieser<br />
wird alle Anwendungen der Fertigungsindustrie<br />
unterstützen. Mit dem Auto-Neogotiation<br />
Support für 10BASE-T1L wird die Rückwärtkompatibilität<br />
sichergestellt.<br />
SPE<br />
10Base-T1L<br />
APL<br />
10Base-T1L<br />
Higher layers<br />
operate<br />
independent<br />
of the physical<br />
layer<br />
APL or SPE is<br />
one of many<br />
physical layers<br />
Physikalische Schicht für die 2-Draht-Ethernet-Kommunikation auf Basis von 10Base-T1L mit oder<br />
ohne Stromversorgung.<br />
Grafik: PI<br />
10 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
Neben der Datenübertragung über Ethernet<br />
werden die Endgeräte über PoDL (Power over<br />
Data Line) mit Strom versorgt. Das spart Platz,<br />
da weniger Leitungen und Steckverbinder<br />
benötigt werden, zudem gelingt der Gerätetausch<br />
unkompliziert und schneller. Gleichzeitig<br />
ist eine protokollneutrale einheitliche<br />
Geräte- und Schalterimplementierung möglich.<br />
Komponenten und Schaltungen in den<br />
Geräten können vereinheitlicht werden.<br />
Ein gemeinsames Vorgehen bei Entwicklungen<br />
rund um Ethernet SPE bietet enorme<br />
Vorteile. Geräte, die zuerst im PA-Umfeld, d.h.<br />
mit Ethernet-APL, entwickelt wurden, ließen<br />
sich mit geringen Umstellungsaufwand<br />
auch in der Fertigungsautomatisierung oder<br />
in hybriden Industrien, wie in der Verpackungsindustrie<br />
einsetzen. Einige Hersteller<br />
haben bereits die Sensoren und Aktoren mit<br />
10BASE-T1L für den Betrieb an der PoDL<br />
Power Class 10 mit 30V DC-Versorgung vorbereitet.<br />
Somit ist ein schneller Markteintritt<br />
möglich, wenn die entsprechenden Switches<br />
zur Verfügung stehen. Die Zusammenarbeit<br />
zwischen Switch-Hersteller und Sensor-/<br />
Aktor-Hersteller wurde ebenfalls gestartet.<br />
KONZEPT ZUR SCHNELLEREN<br />
UMSETZUNG<br />
Nun geht es um die Entwicklung eines organisationsübergreifenden<br />
Konzepts für den<br />
Einsatz von PoDL unter Berücksichtigung der<br />
Speed (M…GBit/s) Ethernet Type<br />
2,5/5/10 GBit/s<br />
… BASE-T1<br />
1 GBit/s<br />
1000 BASE-T1<br />
100 MBit/s<br />
100 BASE-T1<br />
10 MBit/s<br />
100 BASE-T1S<br />
10 MBit/s<br />
100 BASE-T1L<br />
Ethernet-APL basiert auf dem Single-Pair-Ethernet (SPE)-Standard IEEE802.3cg.<br />
Doch es gibt weitere Standards.<br />
Leistungsklassen 10, 11, 12. Die Ausarbeitung<br />
einer State Maschine zur Umsetzung ist bereits<br />
herstellerübergreifend erfolgt. Erste<br />
Ergebnisse werden in Ende <strong>2023</strong> veröffentlicht<br />
und sollen entsprechend in der SPE<br />
PROFINET-Spezifikation eingearbeitet werden.<br />
Außerdem wird noch ein SPE-Switch benötigt,<br />
der die Stromversorgung sowohl für SPE-Feldgeräte<br />
mit integriertem PoDL-Chip als auch für<br />
SPE-Feldgeräte ohne integrierten PoDL-Chip<br />
(dafür aber mit Unterstützung der PoDL-Klassen<br />
10, 11, und 12) unterstützt. Hierfür muss<br />
ein Mechanismus für den automatischen und<br />
manuellen Stromversorgungsbetrieb implementiert<br />
werden. Erste Proof-of-Konzepte sind<br />
bereits erfolgreich abgeschlossen. Ergänzend<br />
sitzen bereits namhafte Switch-Hersteller an<br />
einem Tisch, um auch hier eine gemeinsame<br />
Lösung zu entwickeln und die Technologie<br />
voranzutreiben.<br />
Cable Type<br />
Shielded<br />
Unshielded<br />
Ethernet-APL based on 10BASE-1TL with provisions<br />
for process Industries defined in IEC Standards<br />
10 15 40 100 1000<br />
Cable Length (m)<br />
RICHTIGE AUFGABE FÜR PI<br />
Damit Installation und Anwendung möglichst<br />
einfach und vom Anwender akzeptiert werden,<br />
sind jedoch noch weitere – häufig unterschätzte<br />
– Arbeiten nötig. So müssen Richtlinien<br />
für die Installation und Konstruktion auf<br />
den Weg gebracht werden. Dazu gehören Topologien,<br />
Kabeltypen, Anschlüsse, technische<br />
Parameter, usw. aber auch Konformitätstest,<br />
um die Interoperabilität zu gewährleisten. Im<br />
Laufe des Prozesses folgen die Spezifikationen<br />
von Diagnose und Konfiguration, die Zertifizierung<br />
der Geräte sowie die Erstellung von<br />
Guidelines in Bezug auf Installation, Inbetriebnahme<br />
und Validierung. Alles Schritte, mit denen<br />
PI als Standardisierungsorganisation viel<br />
Erfahrung hat und bereits seit Jahrzehnten<br />
erfolgreich umsetzt.<br />
Harald Müller, Xaver Schmidt, Vorstände<br />
der PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.<br />
Grafik: Endress+Hauser<br />
netFIELD App PROFINET Tap<br />
Wertschöpfung durch passiven Abgriff der Geräteprozessdaten<br />
aus PROFINET-Netzwerken<br />
Die App analysiert in Echtzeit den Datenstrom eines PROFINETgesteuerten<br />
Netzwerkes und überträgt die herausgefilterten<br />
Prozessdaten der PROFINET-Geräte via IIoT-Protokoll MQTT<br />
an den MQTT-Broker.<br />
→ Kontinuierliche oder Intervallbasierte Abtastung<br />
von PROFINET-Netzwerken<br />
→ Dateneingabe-Protokoll: PROFINET<br />
→ Datenausgabe-Protokoll: MQTT<br />
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Produkt Information<br />
info@hilscher.com / www.hilscher.com<br />
PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
11
IO-Link in Getränke-Abfüllanlagen<br />
ALLES AUF KLEINSTEM RAUM<br />
Bild: Elopak<br />
alle Komponenten in der Anlage perfekt<br />
aufeinander abgestimmt werden. Und dies<br />
geschieht auf engstem Raum, gerade mal<br />
elf Meter lang und vier Meter hoch misst<br />
eine typische Elopak-Anlage. Darin befinden<br />
sich verschiedenste Module, die vom<br />
Auffalten der Kartons über das Füllen bis<br />
zum Verschließen sowie der Stickstoffbeaufschlagung<br />
und die Sterilisierung alle<br />
Prozesse abbilden. IO-Link spielt beim Anschluss<br />
der dafür notwendigen Sensoren<br />
eine wichtige Rolle.<br />
Horst Klesse, Manager Hardware, Electrics<br />
& Controls bei Elopak GmbH am Standort<br />
Mönchengladbach, fand die Idee von IO-Link<br />
schon früh spannend. Vor allem die Möglichkeit,<br />
Kabel und Anschlüsse auf dem engen<br />
Raum einer Abfüllanlage zu reduzieren, war<br />
für ihn ein wichtiges Argument. Daher setzte<br />
man vor fünf Jahren bei der E-PS120 A, einer<br />
Anlage, die sowohl Low Acid- (z. B. Milch)<br />
oder High Acid-Produkte (z. B. Säfte) verarbeiten<br />
kann, bereits auf den IO-Link-Standard.<br />
Damals war das Angebot von IO-Link-fähigen<br />
Sensoren allerdings noch begrenzt. Zum<br />
Hintergrund: In einer komplexen Abfüllanlage<br />
kommt manchmal nur ein einziger Sensor<br />
eines Typs zum Einsatz. Und da eine solche<br />
Abfüllanlage auch nur in geringer Stückzahl<br />
pro Jahr hergestellt wird, lohnt sich die Entwicklung<br />
eines Sensors mit IO-Link für deren<br />
Sensorhersteller häufig nicht. In den vergangenen<br />
fünf Jahren hat IO-Link jedoch einen<br />
erheblichen Aufschwung erhalten.<br />
FLEXIBILITÄT IN<br />
JEDER BEZIEHUNG<br />
Abfüllanlagen für Getränke sind wahre Spezialisten auf kleinstem Raum. So<br />
müssen sie viele Technologien beherrschen, wie dosieren, abfüllen, verschließen<br />
und versiegeln, und dabei noch CIP-, FIP- oder SIP-fähig sein. Ohne die<br />
Hilfe von vielen Sensoren wäre dies nicht möglich. IO-Link reduziert dabei den<br />
Aufwand für deren Installation erheblich.<br />
Es sind nicht nur die unterschiedlichen Kartongrößen<br />
oder die verschiedenen Produkte,<br />
etwa Säfte oder Milchprodukte, die eine<br />
Abfüllanlage herausfordern. Eine Abfüllung<br />
geschieht meist auch in einer atemraubenden<br />
Geschwindigkeit. So lassen sich in den<br />
Anlagen von Elopak GmbH bis zu 12.000<br />
Getränkekartons pro Stunde sauber und<br />
hygienisch einwandfrei abfüllen. Damit der<br />
Prozess nicht ins Stocken gerät, müssen<br />
Die Anzahl an Sensoren in einer Abfüllanlage ist<br />
hoch, die Verkabelung entsprechend aufwändig.<br />
Mit IO-Link lässt sich die Inbetriebnahmezeit um<br />
mehr als 50 Prozent verkürzen.<br />
Inzwischen entwickelte Elopak GmbH eine<br />
neue Plattform und damit einen neuen Typ<br />
an Abfüllanlage. Die Anlage ist flexibler als<br />
das Vorgängermodell, sie kann verschiedene<br />
Kartongrößen, etwa 1 oder 2 Liter-Kartons<br />
befüllen, und die Abfüllgeschwindigkeit lässt<br />
sich variieren. Damit lag der Entwicklungsschwerpunkt<br />
auf dem Thema Modularität,<br />
mit einer entscheidenden Einschränkung:<br />
Die Anlage sollte trotz der größeren Flexibilität<br />
von außen nicht größer sein als die bisherige.<br />
„Wir wollten eine höhere Modularität<br />
der Baugruppen in Bezug auf die Spezifikation<br />
der Maschine, ohne ein neues Design<br />
zu schaffen“, fasst es Klesse zusammen. „Damit<br />
sollten schnelle und einfache Umbauten<br />
möglich sein, etwa wenn Kunden spezielle<br />
Anforderungen haben.“ Gleichzeitig wollte<br />
man sich auch für zukünftige Funktionen,<br />
wie die vorausschauende und vorbeugende<br />
12 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
Wartung, wappnen. All dies benötigt jedoch<br />
Platz im sowieso schon engen Schaltschrank<br />
der Anlage. Hinzu kam, dass diesmal Standardkabel<br />
verwendet werden sollten, damit<br />
man auch in Bezug auf die Längen von vorgefertigten<br />
Kabeln flexibel bleibt.<br />
ENGES RAUMANGEBOT<br />
SORGT FÜR UMDENKEN<br />
Die Umsetzung bereitete einiges Kopfzerbrechen.<br />
Eigentlich wollte man diesmal IO-<br />
Link in der gesamten Maschine einsetzen.<br />
Aber wegen des engen Raumangebots hatte<br />
man Bedenken, da die bisher verwendeten<br />
Mastermodule sehr groß waren. Außerdem<br />
mussten nach wie vor Geräte ohne IO-Link-<br />
Anbindung integriert werden.<br />
Auch der Anschluss des neuen Ventilkopfs<br />
mit IO-Link an den Prozessknoten war herausfordernd.<br />
Dazu muss man wissen, dass<br />
in dem Prozessknoten mit seinen 34 Ventilköpfen<br />
alle Medien- und Produktströme<br />
zusammen laufen Bei der Ansteuerung<br />
des Ventilkopfs kam es zu Problemen bei<br />
der Kommunikation zwischen Feldgerät<br />
und dem IO-Link-Master. Insbesondere für<br />
die Software-Ingenieure war der Aufwand<br />
für Programmierung und Inbetriebnahme<br />
hoch. Am Ende gelang es zwar, über Upgrades<br />
auf beiden Seiten (Master und Gerät)<br />
die gewünschte Funktionalität zu erhalten,<br />
dennoch so richtig zufrieden war man bei<br />
Elopak nicht. Eine weitere Herausforderung<br />
war die unpraktische Handhabung der<br />
Stromkabel der Master-Module. „Wir mussten<br />
die Module sehr nahe beieinander platzieren.<br />
Allerdings waren die Kabel zu steif, so<br />
dass sie sich nicht leicht anschließen ließen“,<br />
erklärt Klesse die Problematik.<br />
MODULE MACHEN SICH KLEIN<br />
Die Wende kam mit einem Besuch auf der<br />
SPS 2019, dort fand man fand kleine kompakte<br />
IO-Link-Master-Module sowie einen<br />
IP67 8-Port Ethernet/IP-Switch von Turck.<br />
Diese IO-Link-Master-Module besitzen<br />
zwar nur 4 Class A-Ports, zeichnen sich aber<br />
durch kleinere Stecker und damit dünnere<br />
Leitungen aus. „Von großem Vorteil war,<br />
dass die Module für IO-Link, multi-analoge<br />
und digitale IO‘s alle in Bezug auf Form,<br />
Größe und Anschlusspunkte gleich waren.<br />
Wir bleiben also flexibel und können damit<br />
auch mal zum Beispiel einen einfachen<br />
Temperatursensor ohne IO-Link installieren.<br />
Außerdem können wir nun Module<br />
zusammenfassen“, so Klesse.<br />
Die Vorteile sind immens. Mit IO-Link lässt<br />
sich die Inbetriebnahmezeit um mehr als 50<br />
Prozent verkürzen. Alle Parameter lassen sich<br />
über eine Software einstellen. Außerdem<br />
können in der neuen Anlage viele Arbeiten<br />
an vorgefertigten Baugruppen vom Lieferanten<br />
selbst durchgeführt werden, einschließlich<br />
aller Tests und Einstellungen.<br />
AUSBLICK<br />
Bei der Entwicklung von IO-Link-fähigen<br />
Sensoren sieht Klesse weiter Luft nach<br />
oben, obwohl sich die Zahl der Sensoren<br />
mit IO-Link in den vergangenen Jahren<br />
erhöht hat. „Wir haben in der Anlage neue<br />
Schutztürschalter mit LED-Anzeige im Einsatz.<br />
Hier wird der Status der Tür am Handgriff<br />
farblich angezeigt. Es wäre ein Traum,<br />
dieser wäre IO-Link-fähig“, nennt Klesse ein<br />
Beispiel. In der Anlage gibt es etwa 20 Türen<br />
dieser Art. Im Augenblick behilft sich<br />
Elopak damit, dass kleine Schaltschränke<br />
mit je einer IO-Station für je vier Türen mit<br />
einer Verkabelung in der Seitenwand entwickelt<br />
wurden. „Mit IO-Link wäre die Anbindung<br />
viel eleganter zu lösen gewesen“,<br />
ist Klesse überzeugt. Im Übrigen würde<br />
sich mit IO-Link nicht nur die Verbindung<br />
zwischen Feldgeräten und Schaltschränken<br />
um mehr als die Hälfte reduzieren,<br />
sondern auch die Einsätze und Nachfragen<br />
seitens der Servicetechniker. Umso wichtiger<br />
sei – so Klesse abschließend – dass<br />
die IO-Link-Community bei ihren jetzigen<br />
Standards bleibe und die Qualität weiterhin<br />
hochhalte.<br />
Sabine Mühlenkamp<br />
Shapingthe Future.<br />
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Switch –die neueste<br />
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Dererste Switch weltweit,<br />
derEthernetins Feld der<br />
Prozessanlagebringt.<br />
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PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
13
Bild: PNO<br />
Im Demomodell auf dem PI-Gemeinschaftsstand auf der SPS<br />
arbeiten nicht nur Antriebe von elf Herstellern reibungslos<br />
zusammen, sondern es wird auch der Mehrwert der PROFIdrive-<br />
Standardisierung für die Simulation gezeigt.<br />
Synchrone Kommunikation und Simulation mit PROFIdrive<br />
DEMOMODELL ZEIGT, WIE ES GEHT!<br />
Das Applikationsprofil PROFIdrive normiert hersteller- und technologieunabhängig<br />
das Zugriffsverfahren auf Antriebsdaten elektrischer Antriebe. Mit<br />
PROFINET über IRT (Isochronous Real-Time) lassen sich so perfekt komplexe<br />
Motion-Applikationen umsetzen, wie ein Messemodell auf der SPS zeigt.<br />
PROFIdrive ist das Standardprofil für die Antriebstechnik<br />
in Verbindung mit dem Kommunikationssystem<br />
PROFINET. Um einen<br />
echten Mehrwert in der Praxis zu erhalten,<br />
ist es notwendig, unterschiedliche Hersteller<br />
unter einen Hut zu bekommen. Ein neues<br />
Demomodell auf dem PI-Gemeinschaftsstand<br />
auf der SPS zeigt, wie das funktioniert.<br />
Dort arbeiten nicht nur Antriebe verschiedener<br />
Hersteller reibungslos zusammen, zusätzlich<br />
wird auch der Mehrwert der PROFIdrive-<br />
Standardisierung für die Simulation gezeigt.<br />
Die Verwendung offener, in Applikationsklassen<br />
(engl. Application Class, AC) unterteilter<br />
"Antriebsprofile" ist ein bewährter Weg, Antriebe<br />
und Steuerungen unterschiedlicher<br />
Hersteller über Kommunikationssysteme<br />
durchgängig und einfach zu verbinden.<br />
Zum Hintergrund: Die Einbindung von Antrieben<br />
in Automatisierungslösungen ist<br />
stark von der Antriebsanwendung abhängig.<br />
Aus diesem Grund definiert das PROFIdrive-Profil<br />
sechs unterschiedliche Applikationsklassen<br />
(AC1 .. AC6), die den gesamten<br />
Bereich der Antriebsanwendung abdecken.<br />
Das Messemodell basiert auf der synchronen<br />
Kommunikation über PROFINET IRT<br />
mit dem Zusatz des PROFIdrive-Profils Application<br />
Class 4 (AC4). Die Anwendungsklasse<br />
4 ist typischerweise für komplexe,<br />
synchronisierte Bewegungsaufgaben in<br />
einer mehrachsigen Produktionsmaschine<br />
notwendig. Sie definiert eine Schnittstelle<br />
zwischen der Drehzahlsollwertschnittstelle<br />
und der Lage-Istwert-Schnittstelle, wobei<br />
die Regelung der Drehzahl auf dem Antrieb<br />
und die Lage auf der Steuerung geregelt<br />
wird. Die Bewegung für mehrere Achsen<br />
wird zentral geregelt, z. B. durch eine<br />
SPS. Der Lageregelkreis wird mit Hilfe des<br />
Busses geschlossen. Zur Synchronisation<br />
der Takte für die Lageregelung in der Steuerung<br />
und für die Drehzahlregelung in den<br />
Antrieben ist eine Taktsynchronisation erforderlich.<br />
PROFINET über IRT stellt hierzu<br />
die notwendigen Synchronisationsmechanismen<br />
zur Verfügung, die Gerätefirmware<br />
kümmert sich um die Datenversorgung<br />
des PROFIdrive-Profils.<br />
Im Messemodell wird das reibungslose Zusammenspiel<br />
von Antriebsprodukten elf unterschiedlicher<br />
Hersteller in einer Maschine<br />
demonstriert. Dabei stellen die integrierten<br />
Produkte nur einen kleinen Ausschnitt der<br />
großen Vielfalt an Antrieben dar, die PROFI-<br />
NET IRT und das Antriebsprofil PROFIdrive<br />
Applikationsklasse 4 unterstützen. Insbesondere<br />
in Zeiten immer noch angespannter<br />
Lieferketten kann es für den Endkunden<br />
ein enormer Vorteil sein, auf unterschiedliche<br />
Hersteller zurückzugreifen. Die Standardisierung<br />
bietet dem Endkunden also<br />
zusätzliche Optionen bei der Auswahl des<br />
passenden Antriebs.<br />
IM GLEICHTAKT<br />
Das Modell besteht aus zwei separaten Modulen.<br />
Im ersten Modul werden acht Servo-<br />
Antriebe von sieben unterschiedlichen<br />
Herstellern taktsynchron gesteuert. Unter<br />
Stroboskop-Beleuchtung ergeben die auf<br />
den Walzen aufgedruckten Buchstaben ein<br />
Wort. Dies belegt visuell, dass die Walzen<br />
synchron laufen. Im zweiten Maschinenmodul<br />
werden drei Kreisscheiben in Gleichlauf<br />
gebracht. Sie werden jeweils von einem<br />
Servo-Antrieb in Rotation versetzt. Die Kreisscheiben<br />
haben Löcher, durch die kurzzeitig<br />
14 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
ein LED-Licht zu sehen ist – aber eben nur, wenn sich die Scheiben im<br />
winkelsynchronen Gleichlauf befinden. Der Messeaufbau zeigt damit<br />
eindrucksvoll, dass PROFINET IRT in Kombination mit PROFIdrive einwandfrei<br />
funktioniert.<br />
KOMFORTABLE INBETRIEBNAHME<br />
Die Standardisierung von PROFINET mit PROFIdrive-Profil bietet noch<br />
zusätzliche Vorteile. Diese werden mit einer Dialogstation neben dem<br />
Messemodell gezeigt. Dazu gehört die besonders einfache und komfortable<br />
Inbetriebnahme der Antriebe. Die Applikation für die Automatisierung<br />
wird im Engineeringframework TIA Portal mit Hilfe von Technologieobjekten<br />
erstellt, die die herstellerunabhängigen PROFIdrive-Daten<br />
nutzen. Mithilfe dieser Technologieobjekte lassen sich selbst komplexe<br />
Kinematiken einfach umsetzen und der Antrieb anschließend in Betrieb<br />
nehmen. Ohne PROFIdrive wäre die Applikation gebunden an den Antriebshersteller.<br />
Das Zusammenspiel vieler Achsen müsste durch den<br />
Anwender mühsam entwickelt und aufwendig getestet werden.<br />
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VERFÜGBARKEIT<br />
MAXIMIEREN<br />
DIGITALER ZWILLING SPART KOSTEN<br />
Neben der stark steigenden Auswahl an Antriebsprodukten mit PROFIdrive<br />
besteht eine wachsende Nachfrage nach Simulation der Maschine.<br />
Und hier liegt ein weiterer Mehrwert für den Anwender im<br />
digitalen Zwilling. Die herstellerübergreifende Standardisierung von<br />
PROFINET mit PROFIdrive gestattet eine einfache Integration des Antriebs<br />
in das Simulationsmodell der Maschine. Basis dieses digitalen<br />
Zwillings ist das Zustandsmodell des Antriebs im PROFIdrive-Profil.<br />
Besonders beeindruckend ist die Simulation des Verhaltens vor der<br />
Inbetriebnahme. Hierbei lässt sich die Kommunikation der PLC mit<br />
dem Antrieb schon vor der realen Inbetriebnahme testen. Probleme<br />
wie falsche Abläufe oder sogar Kollisionen können frühzeitig erkennt<br />
werden, ohne dass ein Prototyp oder gar die reale Maschine beschädigt<br />
wird. Dadurch kann man unabhängig von der Verfügbarkeit einer<br />
Komponente schon am Modell eine Lösung finden, testen und<br />
optimieren. Qualität und Effizienz bei der Inbetriebsetzung werden<br />
enorm gesteigert. Und auf Grund der PROFIdrive-Integration können<br />
die Antriebe in der Simulationsplattform SIMIT für die virtuelle Inbetriebnahme<br />
direkt verwendet werden.<br />
Fazit: PI-Technologien erlauben die einfache und komfortable Inbetriebnahme<br />
von Antrieben unterschiedlicher Hersteller. Dabei profitieren<br />
Anwender besonders von der virtuellen Inbetriebnahme vor<br />
dem Bau der realen Maschine, da sich damit die Qualität und Effizienz<br />
steigern lässt. Neben der Integration von PROFIsafe erweitert vor allem<br />
die große Antriebsvielfalt mit PROFINET IRT und PROFIdrive das<br />
Anwendungsspektrum für Hersteller und Anwender. Maschinenbauer<br />
können bereits heute aus den PROFINET-IRT-Antriebsfamilien von<br />
rund 60 verschiedenen Herstellern auswählen (Stand: September<br />
<strong>2023</strong>). Dies ermöglicht nicht nur den bestmöglichen Antrieb für die<br />
gewünschte Applikation, sondern es steht für den Fall der Fälle unkompliziert<br />
ein Ersatz zur Verfügung.<br />
Thomas Blisnjuk, Siemens AG<br />
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PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
15
Mit omlox wider den Arbeitskräftemangel<br />
ORTUNGSDATEN IN LOGISTIK UND<br />
FERTIGUNG<br />
Die Logistik- und Fertigungsbranche<br />
ist seit langem eine wesentliche<br />
Säule des globalen Handels und des<br />
Wirtschaftswachstums. Beide Branchen<br />
stehen allerdings vor großen<br />
Herausforderungen, wovon eine der<br />
zunehmende Fachkräftemangel ist.<br />
Die konsequente Nutzung von Ortungsdaten<br />
– auf Basis des offenen<br />
Ortungsstandard omlox – kann hier<br />
Abhilfe schaffen.<br />
Einblick in die omlox-Architektur<br />
Aber warum sind Ortungsdaten so wichtig<br />
und warum fällt es Unternehmen oft schwer,<br />
Transparenz über die tatsächlichen Arbeitsabläufe<br />
in den Unternehmen zu erhalten.<br />
Tägliche Praxis ist das Suchen nach „Dingen“,<br />
die Beschaffung von Transport- oder Betriebsmitteln,<br />
obwohl die vorhandenen nicht ausgelastet sind, oder<br />
das Bunkern von Ersatzteilen oder Vorprodukten, obwohl ein schneller<br />
Nachschub über Lieferanten gewährleistet werden könnte.<br />
In diesem Kontext liefern Ortungsdaten von Waren, Rohstoffen, Maschinen<br />
oder sonstigen Betriebsmitteln Transparenz und ermöglichen<br />
einen effizienten Einsatz von Ressourcen, was insbesondere die Arbeitszeit<br />
der vorhandenen Mitarbeiter umfasst. „Finden statt Suchen“,<br />
die Vermeidung von unnötigen Umlagerungsprozessen, der Einsatz<br />
von automatischen Transportmitteln oder gar die Nutzung von Fernsteuerung<br />
von Transportmitteln sorgen für Entlastung.<br />
Um Dinge zu orten, nutzen die meisten Leser im Alltag satellitengestützte<br />
Ortungsdienste wie beispielsweise GPS. Ortung innerhalb<br />
von Gebäuden stellt allerdings auch heute noch eine gewisse Herausforderung<br />
dar, da es eine Vielzahl an technischen Möglichkeiten<br />
gibt und nicht jede Technologie auf jeden Anwendungsfall oder die<br />
räumlichen Gegebenheiten passt. Gängige Verfahren zur Ortung<br />
in Gebäuden sind beispielsweise die Funktechnologien Bluetooth<br />
(BLE), WiFi, Ultrawide-Band (UWB), Radio Frequency Identifier (RFID)<br />
oder kameragestützte Verfahren. Die Vielzahl der Möglichkeiten und<br />
Hersteller schreckt Unternehmen oft ab und behindert einen flächendeckenden<br />
Einsatz.<br />
16 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
ENGINEERING TECHNOLOGY
Genau hier schafft der Ortungsstandard<br />
omlox Abhilfe, ermöglicht er doch eine<br />
technologie- und herstellerneutrale Nutzung<br />
von Ortungsdaten.<br />
NAHTLOSE ORTUNG<br />
MIT OMLOX<br />
Der omlox-Standard beschreibt zwei Kernelemente:<br />
Eine Ortungs-Middleware („omlox hub“),<br />
die Ortungsdaten von verschiedenen<br />
Technologien und Anbietern aggregiert<br />
und über standarisierte APIs an Geschäftsanwendungen<br />
bereitstellt (z. B. die Warenwirtschaft<br />
[ERP], Lagerverwaltung [WMS],<br />
Produktionsplanung/-durchführung [PPS/<br />
MES], Transport-Planungssystem [TMS]).<br />
Durch das Zusammenführen von Ortungsdaten<br />
wird eine nahtlose Ortung möglich:<br />
innerhalb von Gebäuden und außerhalb, in<br />
2D oder mit Höheninformationen. Darüber<br />
hinaus stellt ein omlox hub räumliche Basis-<br />
Funktionen bereit, wie die Berechnung, ob<br />
ein Objekt sich in einem Bereich befindet<br />
(„Geo-Fencing“) oder ob sich zwei Objekte<br />
zu nahe kommen („Collision“).<br />
Das zweite Element, das der omlox Standard<br />
beschreibt, ist ein interoperables Ultrabreitbandsystem<br />
(omlox core zone). Die<br />
Ultrawide-Band-Technologie ermöglicht<br />
eine sehr präzise, robuste und schnelle Ortung<br />
von bewegten Objekten. Innerhalb<br />
einer core zone können UWB-Geräte verschiedener<br />
Hersteller geortet werden oder<br />
sich sogar selbstständig verorten.<br />
Alle anderen Ortungstechnologien (zonen)<br />
werden in Verbänden wie der Bluetooth SIG<br />
oder Wi-Fi Alliance definiert und von omlox<br />
integriert.<br />
DIGITALE DIENSTE =<br />
ATTRAKTIVE ARBEIT SPLÄTZE<br />
Mit omlox werden effizientere Arbeitsabläufe<br />
ermöglicht, Suchzeiten reduziert<br />
und Bestandslisten automatisiert geführt.<br />
Auf Basis der standardisierten APIs werden<br />
auch neuartige digitale Dienste möglich<br />
und universell einsetzbar, wie mobile<br />
Anwendungen in der Produktion oder<br />
Augmented-Reality-Anwendungen in der<br />
Lagerverwaltung.<br />
Bild: omlox<br />
Die tägliche Suche nach „Dingen“, die Beschaffung von Transport- oder Betriebsmitteln oder das<br />
Bunkern von Ersatzteilen ist häufig mühsam. omlox schafft hier Abhilfe.<br />
Da über den omlox-Standard alle Dinge in<br />
der Produktion oder Lage ortbar sind, werden<br />
auch neue Formen der Tele-Arbeit unterstützt,<br />
wie die Fernsteuerung von Gabelstaplern<br />
oder LKWs auf Firmengeländen.<br />
All diese Facetten steigern die Attraktivität<br />
der Arbeitsplätze in diesen Umfeldern und<br />
helfen im Ringen um die knappen Fachkräfte.<br />
Dr. Matthias Jöst, Flowcate<br />
ASi-5<br />
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PI-Magazin 2/<strong>2023</strong> 17
Das Betriebssystem Linux wird bereits in vielen Automatisierungsgeräten<br />
eingesetzt und erfährt großen Zuspruch. Die neuesten Linux-Versionen umfassen<br />
inzwischen auch Mechanismen für TSN (Time Sensitive Networks). Mit<br />
der nun vorgestellten Testumgebung lassen sich diese Implementierungen<br />
umfassend qualifizieren.<br />
Mittlerweile beinhalten die neusten Kernel-<br />
Versionen den Einsatz von Ethernet-TSN-<br />
Mechanismen in Linux. Das hat erhebliche<br />
Vorteile für die Gerätehersteller, die ohne<br />
spezielle Hard- oder Software eine neutrale<br />
TSN-Lösung entwickeln können. Nun stellt<br />
sich die Frage wie sich Hardware unter Linux<br />
einheitlich testen lässt, um eine einfache<br />
und performante Integration in Automatisierungsgeräte-<br />
und Systeme zu ermöglichen.<br />
Mit einer nun vorgestellten Testumgebung<br />
lassen sich Implementierungen qualifizieren,<br />
sodass eine einfache und robuste Nutzung<br />
von TSN in Linux-basierten Geräten für jeden<br />
Hersteller möglich ist. Das leistet einen wesentlichen<br />
Beitrag zur Verbreitung von Time<br />
Sensitive Networks, auch in der industriellen<br />
Automatisierungstechnik.<br />
TSN-FÄHIGE NETZWERKCHIPS<br />
Die Verantwortung für die TSN-Implementierung<br />
unter Linux liegt nicht allein bei den<br />
Linux erweist sich als exzellente Technologie für Time<br />
Sensitive Networks: Open-Source-Testwerkzeuge ermöglichen<br />
die Erprobung für Chip- und Gerätehersteller.<br />
TSN-Testwerkzeuge für Realtime-Linux<br />
EINFACHE QUALIFIZIERUNG<br />
VON TSN-LÖSUNGEN<br />
Geräteherstellern, sondern auch bei den<br />
Chipherstellern. Damit sind die Performance<br />
und Qualität eines Automatisierungsgeräts<br />
nur so gut, wie die zugrundeliegende TSN-<br />
Hardware und -Software. Dieser Sachverhalt<br />
führt heute dazu, dass die Gerätehersteller<br />
vielfach ihre eigenen Netzwerktreiber<br />
schreiben, um die geforderte Qualität sicherzustellen.<br />
Zum Teil erweist sich die Hardware<br />
ebenfalls als spezifisch und ist beispielsweise<br />
durch FPGAs (Field Programmable<br />
Gate Arrays) umgesetzt. Solche herstellerspezifischen<br />
Lösungen sind kostspielig und<br />
erschweren zusätzlich den Wechsel der<br />
zugrundeliegenden Hardware im Lebenszyklus<br />
eines Produkts. Daher besteht aus<br />
Sicht der Gerätehersteller ein hohes Interesse<br />
daran, die Hardware und Treiber der<br />
Chiphersteller unabhängig zu qualifizieren,<br />
bevor Geräte entwickelt und eine Hardware<br />
sowie Applikation aufgesetzt werden. Gleiches<br />
gilt für die Chiphersteller, die ihre TSN-<br />
Lösungen ohne konkrete Automatisierungsanwendungen<br />
testen möchten.<br />
Bild: PopTika@shutterstock.com<br />
Da inzwischen sämtliche erforderlichen TSN-<br />
Basisfunktionen in Linux mit der notwendigen<br />
Echtzeiterweiterung PREEMPT_RT eingebunden<br />
sind, ergab sich der Wunsch nach<br />
einer unabhängigen Testumgebung für TSN.<br />
Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact<br />
gemeinsam mit dem Chiphersteller Intel und<br />
dem Linux-Experten Linutronix entsprechende<br />
Testwerkzeuge entwickelt und auf verbreiteten<br />
TSN-fähigen Netzwerkchips erprobt. Auf<br />
diese Weise konnten Chipsätze für die relevanten<br />
TSN-Produkte qualifiziert werden.<br />
DURCHFÜHRUNG<br />
HOCHGENAUER MESSUNGEN<br />
Zur unabhängigen Qualifikation der TSN-<br />
Lösung eines Chipherstellers werden die<br />
Industrial Middleware wie PROFINET oder<br />
OPC UA und die Applikation durch eine Emulation<br />
ersetzt, welche die darunterliegende<br />
Hardware und deren Netzwerktreiber nutzt.<br />
Die Emulation verhält sich wie ein Automatisierungsgerät<br />
und wird nach erfolgreichen<br />
Prüfungen später gegen die Middleware<br />
und Geräteapplikation des Herstellers ausgetauscht.<br />
Die Emulation setzt sich aus den<br />
folgenden Teilen zusammen:<br />
Referenz: Dieses Testwerkzeug emuliert<br />
sowohl die zyklische Echtzeitkommunikation<br />
ebenso wie die azyklische Netzwerkkommunikation.<br />
Beides lässt sich in<br />
weiten Bereichen in einer Datei konfigurieren.<br />
So können zum Beispiel kürzeste<br />
Zykluszeiten im Mikrosekundenbereich<br />
eingestellt werden, aber auch die Paketgrößen<br />
und deren Anzahl. Der Referenzteil<br />
kontrolliert ebenfalls empfangene<br />
Pakete und misst die Laufzeiten von Applikation<br />
zu Applikation. Zudem belastet<br />
die Referenzapplikation die CPU mit dem<br />
speziellen Tool „Hackbench“. Sämtliche Ergebnisse<br />
werden protokolliert.<br />
Test: Dieses Tool empfängt die zyklische<br />
und azyklische Kommunikation des Referenzteils<br />
und sendet sie zurück. Bestimmte<br />
Werte werden auch protokolliert.<br />
Sowohl die Referenz als auch die Testapplikation<br />
sind über das Netzwerk durch TSN-<br />
Mechanismen aufeinander synchronisiert.<br />
Auf diese Weise lassen sich hochgenaue<br />
Messungen von Laufzeiten und Abweichungen<br />
durchführen.<br />
18 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
Aufgrund der engen Zusammenarbeit zwischen<br />
Phoenix Contact als Steuerungs- und<br />
Gerätehersteller mit dem großen, weltweit<br />
verbreiteten Chiphersteller Intel konnte bereits<br />
entwicklungsbegleitend geprüft werden,<br />
ob die Testwerkzeuge korrekt arbeiten<br />
und sich die Implementierung von TSN-Hardware<br />
und -Software fehlerfrei gestaltet. Ferner<br />
ermöglichten die TSN-Testwerkzeuge<br />
Leistungsmessungen im Mikrosekundenbereich<br />
sowie Optimierungen. Damit hat die<br />
Testumgebung ihre Leistungsfähigkeit unter<br />
Beweis gestellt.<br />
OFFENLEGUNG ALS<br />
OPEN SOURCE<br />
Es ist geplant, die Testbench als Open-Source-<br />
Projekt allgemein verfügbar zu machen. Die<br />
Veröffentlichung soll im Rahmen einer möglichst<br />
freien Lizenz wie BSD-2 erfolgen. Hierdurch<br />
soll eine breite Akzeptanz gewährleistet<br />
werden.<br />
Für ein erfolgreiches Open-Source Projekt ist<br />
ebenfalls ein sogenannter „Maintainer“ unerlässlich.<br />
Dessen Aufgabe ist es, Weiterentwicklungen<br />
und Verbesserungen, die von der<br />
Community im Rahmen von sog. „Contributions“<br />
gemacht werden, in eine konsolidierte<br />
Entwicklungslinie (Mainline) zu integrieren,<br />
damit die Entwicklung nicht „zerfasert“.<br />
Zuletzt bietet eine Open-Source-Projekt<br />
auch Forschungseinrichtungen eine gute<br />
Möglichkeit mit TSN zu experimentieren.<br />
Dadurch ergibt sich für alle Beteiligten ein<br />
signifikanter Mehrwert. Das bildet wiederum<br />
die Grundlage für einen fairen Wettbewerb<br />
hinsichtlich der besten Lösung auf der<br />
Basis reproduzierbarer Kriterien.<br />
Schlussendlich bieten quelloffene TSN-<br />
Testwerkzeuge Raum für zukünftige Erweiterungen.<br />
Beispielsweise lassen sich die<br />
Security-Verschlüsselung der TSN-basierten<br />
Kommunikation oder erweiterte Testverfahren<br />
integrieren. Auch eine Weiterentwicklung<br />
der TSN-Standards kann so einfach<br />
berücksichtigt werden. Die PNO/PI wird<br />
berichten, wenn die Testwerkzeuge als<br />
Open-Source verfügbar sind. Dies wird in<br />
Kürze erwartet.<br />
Fazit: Quelloffene Testwerkzeuge für Geräte-<br />
und Chiphersteller bieten zahlreiche<br />
Chancen und Möglichkeiten, das Potenzial<br />
von Realtime-Linux und TSN zu heben. Dies<br />
fördert die Verbreitung und Qualität von TSN<br />
in Geräten aller Hersteller. Hierdurch wird<br />
die Zukunftstechnologie TSN schneller und<br />
besser für alle Anwender verfügbar, wodurch<br />
auch in der industriellen Automatisierungstechnik<br />
neue, innovative Anwendungsszenarien<br />
etabliert werden können.<br />
Gunnar Lessmann,<br />
Phoenix Contact Electronics<br />
© kras99, © d3images - Fotolia<br />
Für die TSN-Testwerkzeuge soll die Rolle<br />
des Maintainers bei der Firma Linutronix<br />
liegen. Die Unternehmen Phoenix Contact,<br />
Siemens und Intel unterstützen die bei<br />
der Maintenance anfallenden Aufwände.<br />
Die PNO/PI tritt hier als zentraler Vermittler<br />
auf. Dies bedeutet aber nicht, dass die<br />
Testwerkzeuge nur von den beteiligten<br />
Unternehmen oder im Rahmen von PI-<br />
Technologien genutzt werden können. Die<br />
Testbench wird für alle Interessengruppen<br />
unabhängig nutzbar sein.<br />
Eine Offenlegung soll dazu beitragen, dass<br />
möglichst viele Chiphersteller ihre bestehenden<br />
und geplanten TSN-Lösungen für<br />
Linux qualifizieren, so dass die Portierung<br />
von TSN-Gerätesoftware noch einfacher<br />
und zuverlässiger wird. Ferner können Gerätehersteller<br />
die Lösungen der Chiphersteller<br />
vor dem Einsatz auf Eignung prüfen.<br />
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PI-Magazin 2/<strong>2023</strong><br />
19
PROFINET<br />
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Der Trend zur Automatisierung manueller<br />
Prozesse hält weiter an. Dies<br />
führt zu neuen Anforderungen an die<br />
DC 24 V-Stromversorgung. Insbesondere<br />
Maschinen- und Anlagenbauer<br />
setzen hier vermehrt auf transparente<br />
Prozesse via PROFINET.<br />
Neben der steigenden Anzahl an Maschinen<br />
nimmt auch die Menge der darin verbauten<br />
Sensoren und Aktoren mit dem wachsenden<br />
Grad der Automatisierung zu. Dabei zählen<br />
zwei Dinge: stabile Produktionsprozesse und<br />
eine hohe Verfügbarkeit der Anlagen. Dafür<br />
müssen Veränderungen in der DC 24 V-<br />
Stromversorgung sofort bemerkt, die Ursache<br />
ausgewertet und das Problem zeitnah behoben<br />
werden. Bei einem international tätigen<br />
Kunden der E-T-A ist ein Absicherungs- und<br />
Stromverteilungssystem in fahrerlosen Transportsystemen<br />
im Einsatz. Der Ausfall der Steuerspannung<br />
würde hier zu einem sofortigen<br />
Stillstand des Transportsystems führen. Um<br />
das zu vermeiden, ist eine kontinuierliche Erfassung<br />
der Messdaten notwendig. Mithilfe<br />
von PROFINET werden die Messwerte durchgängig<br />
an die Steuerung kommuniziert und<br />
stehen dort für detaillierte Diagnosen zur<br />
Verfügung. Diese Transparenz verhindert das<br />
ungewollte Stehenbleiben des AGV und sorgt<br />
für einen sicheren Betrieb.<br />
PROFINET spielt auch im Absicherungs- und<br />
Stromverteilungssystem REX für die DC 24 V-<br />
Steuerspannung der Firma E-T-A eine wichtige<br />
Rolle. Das Bussystem stellt die Kommunikation<br />
zwischen der Feldebene und dem Anwender<br />
sicher und gewährleistet den Zugriff<br />
auf die gewünschten Daten an jedem Ort<br />
und zu jeder Zeit. Ebenfalls können die Geräte<br />
mit geringem Aufwand in die Feldbusebene<br />
durch Programmiertools, wie das TIA-Portal<br />
von Siemens, implementiert werden. Das<br />
Herzstück des REX-Systems ist der Buscontroller<br />
CPC12. Mithilfe seiner Doppelkopf-Technologie<br />
erfasst dieser sowohl die Messwerte<br />
des 3-phasigen Schaltnetzteils als auch die<br />
Bild: E-T-A<br />
PROFINET sorgt für Verteilung der Messdaten.<br />
Statusinformationen und relevanten Daten<br />
der angeschlossenen elektronischen Sicherungsautomaten.<br />
Diese Daten leitet er an die<br />
übergeordnete Steuerung weiter. Zusätzlich<br />
ist über eine weitere Ethernet-Schnittstelle<br />
des Buscontrollers der Zugriff auf das System<br />
mit Hilfe eines integrierten Webservers möglich.<br />
Beim Auslösen eines der Sicherungsautomaten<br />
kann der Anwender diesen per<br />
Fernzugriff über die Steuerung schnell wieder<br />
in Betrieb nehmen. Auch die Ursache für die<br />
Auslösung wird angezeigt und trägt zu einer<br />
schnellen Fehleridentifikation bei. Das verringert<br />
Stillstandzeiten und erhöht die Maschinenverfügbarkeit.<br />
Insbesondere aufgrund der<br />
Mobilität eines fahrerlosen Transportsystems<br />
spielt der Fernzugriff eine große Rolle und<br />
erleichtert den zuverlässigen Betrieb auch in<br />
großflächigen Anwendungsgebieten.<br />
Modular aufgebaute Absicherungs- und<br />
Stromverteilungssysteme tragen zu einer<br />
besseren Übersichtlichkeit bei und benötigen<br />
weniger Platz im Schaltschrank. Die<br />
Kompaktheit des Systems ist für den Kunden<br />
von besonderer Bedeutung, da der zur Verfügung<br />
stehende Platz bei einem AGV sehr<br />
begrenzt ist. Der Trend geht hin zu kompakten<br />
Sicherungssystemen, die modular aufgebaut<br />
sind und nur eine geringe Bauhöhe<br />
und -breite haben. Da auch die Verkabelung<br />
aufgrund von Biegeradien und der Zusammenführung<br />
in Kabelkanälen viel Platz im<br />
Schaltschrank einnimmt, sind Einsparungen<br />
auch hier sehr wichtig.<br />
Lena Mößel,<br />
E-T-A Elektrotechnische Apparate<br />
20 PI-Magazin 2/<strong>2023</strong>
Neue Spezifikation der Roboterschnittstelle SCRI<br />
EINFACHE ROBOTERPROGRAMMIERUNG<br />
Die Entwicklung der Roboterschnittstelle SRCI (Standard Robot Command Interface)<br />
schreitet mit großen Schritten voran. Inzwischen wurde eine neue Version<br />
der Spezifikation veröffentlicht. Damit steht einer flexiblen und schnellen<br />
Anwendung von Robotern nichts mehr im Weg.<br />
Industrie 4.0 verlangt nach einer konsequenten<br />
Standardisierung. Eine Vision, von der<br />
man zumindest bei Industrierobotern bis vor<br />
kurzem noch weit entfernt war. PI brachte daher<br />
vor rund zwei Jahren einen offenen Standard<br />
für eine Schnittstelle zwischen Robotern<br />
und Steuerungen ins Spiel. Das Standard<br />
Robot Command Interface (SRCI) ist unabhängig<br />
vom zugrunde liegenden Kommunikationssystem<br />
und ermöglicht herstellerübergreifend<br />
die Steuerung von Robotersystemen<br />
aus dem Anwenderprogramm der SPS.<br />
Seitdem geht die Entwicklung rasant weiter.<br />
Zum einen sind neue Mitglieder dazu<br />
gekommen, so dass sich mittlerweile 27 Unternehmen<br />
den Weg der Standardisierung<br />
mitgehen. Zum anderen wurde inzwischen<br />
die Version 1.3 der SRCI-Spezifikation veröffentlicht.<br />
Aktuell befinden sich bereits neun<br />
Roboterhersteller in der Implementierung<br />
des SRCI. Vier weitere haben ihre jeweilige<br />
Interpreter-Software bereits veröffentlicht,<br />
mit beeindruckenden Ergebnissen: Beim<br />
Kundeneinsatz zeigte sich schnell, dass man<br />
weniger Detailkenntnisse über den Roboterhersteller,<br />
die Handhabung und Funktionsumfang<br />
des Roboterhandbediengeräts benötigte.<br />
Auch das Erlernen der individuellen<br />
Programm-Syntax entfiel. Herstellereigene<br />
Entwicklungsumgebungen und Programmiertools<br />
waren ebenfalls nicht mehr nötig.<br />
Für Anwender bietet das SRCI damit die<br />
Möglichkeit, Roboterprogramme komplett<br />
in der SPS zu schreiben. Das Erlernen spezifischer<br />
Programmiersprachen für Robotersysteme<br />
und die Programmierung auf der<br />
Roboterseite ist somit nicht mehr zwingend<br />
notwendig. Der Vorteil für SPS- und Roboterhersteller<br />
ist zudem, dass nur eine Bibliothek<br />
implementiert werden muss, um die<br />
Interoperabilität zwischen verschiedenen<br />
Herstellern zu erreichen.<br />
Anwendungen zeigten zudem, dass sich erhebliche<br />
Kosten einsparen ließen. Bei erstmaliger<br />
Verwendung eines neuen Roboterherstellers<br />
entfielen die diversen Programmier- und<br />
Bedienerschulungen, das Einarbeiten in die<br />
jeweilige Entwicklungsumgebung und Syntaxvorgaben<br />
und die Entwicklungsarbeit für<br />
firmeninterne Standards und Schnittstellen.<br />
Hier schätzte ein Anwender, dass sich die Kosten<br />
um bis zu 80 Prozent reduzieren lassen.<br />
Weiteres Potential besteht in der Arbeitsteilung:<br />
Eine Fachkraft für Roboterapplikationen<br />
entwickelt vorab ein Konzept für den späteren<br />
Roboterablauf und ermittelt den Umfang<br />
der notwendigen Tätigkeiten. Die Inbetriebnehmer<br />
übernehmen die Integration des Roboters<br />
und die Umsetzung des ausgearbeiteten<br />
Konzeptes, wie die Inbetriebnahme des<br />
Roboters, die Vermessung evtl. notwendiger<br />
TCP’s und Koordinatensysteme, das Teachen<br />
der Roboterpositionen sowie die Erstellung<br />
und Parametrierung der Roboterbahnen.<br />
Der Arbeitsaufwand für den SPS-Programmierer<br />
reduziert sich dadurch um schätzungsweise<br />
25 Prozent und die Durchlaufzeiten<br />
um 20 Prozent. Die Arbeit geht nun<br />
weiter. Daher findet im November erneut ein<br />
‚Get together for Robotics‘ von PI statt, um<br />
unter anderem die organisationsübergreifende<br />
Standardisierung in der Roboterprogrammierung<br />
weltweit voranzutreiben.<br />
Markus Leopold, Mitglied in der<br />
PI-Working Group „Profile for Robot Systems”<br />
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PI-Magazin 2/<strong>2023</strong> 21
Integrierte Signalleuchte und HMI<br />
INTELLIGENTER<br />
FUNKTIONSGRIFF<br />
IO-Link besitzt eine ganze Reihe an Vorteilen, die sich vor allem in<br />
der täglichen Praxis zeigen. Das Beispiel eines Bediengriffs zeigt, wie<br />
sich mit IO-Link HMI- und Signalisierungskonzepte unkompliziert anpassen<br />
lassen und intelligente Diagnose integrieren lässt.<br />
In intelligenten Funktionsgriffen sind verschiedene<br />
Bedientasten, Rückmelde-LEDs,<br />
optionale Signal-Flächen und Summer integriert.<br />
Die Funktionsgriffe können über<br />
IO-Link vielfältig konfiguriert und an die Applikation<br />
während des Betriebes angepasst<br />
und somit leicht in das Bedienerkonzept<br />
eingebunden werden. Damit lassen sich<br />
die unterschiedlichsten Applikationen abdecken,<br />
womit sich die Variantenvielfalt in<br />
Konstruktion, Einkauf und Lager erheblich<br />
reduziert. Dafür sind die Funktionsgriffe aus<br />
einem speziellen Pressprofil konstruiert, in<br />
das komplexe Elektronikeinheiten integriert<br />
wurden.<br />
Für eine Kommunikation über IO-Link genügt<br />
ein industrieübliches dreiadriges Standardkabel.<br />
Die einheitliche Standardschnittstelle<br />
ist schnell in die Feldbus-Welt integrierbar.<br />
Selbst komplexe Devices lassen sich einfach<br />
mit der dazugehörigen Konfigurationsdatei<br />
(IODD) einbinden.<br />
IO-Link unterstützt unterschiedliche Steuerungshersteller.<br />
Besonders interessant dabei:<br />
Auch ohne teure geschirmte Verkabelung<br />
gewährleistet die digitale Kommunikation<br />
Störsicherheit. IO-Link-Bediengeräte lassen<br />
sich außerdem an der Maschine sehr nahe<br />
am Bediener positionieren, da dreiadrige<br />
Sensor-Aktor-Verkabelung und kompakte<br />
Geräte-Abmaße weniger Einschränkungen<br />
(keine Parallelverdrahtung) bei der Installation<br />
verursachen.<br />
ZUSÄTZLICHE FUNKTIONEN<br />
ZUR SELBSTDIAGNOSE<br />
In bestehenden Anlagen identifizieren und<br />
konfigurieren IO-Link-Funktionsgriffe sich<br />
selbst automatisch über den IO-Link-Master.<br />
Zusammen mit der M8-Verbindungstechnik<br />
vereinfacht dies die Installation und den<br />
Austausch von Komponenten. Die Reduzierung<br />
von Ausfallzeiten bei Reparatur von<br />
Maschinen und Anlagen ist ein weiterer<br />
In die Funktionsgriffe<br />
sind Rückmelde-LEDs<br />
integriert,<br />
die sich separat über<br />
IO-Link ansteuern lassen.<br />
Vorteil. Zudem benötigen die Signal- und<br />
Meldeeinheiten mit IO-Link-Konfiguration<br />
weniger SPS-CPU-Rechenleistung aufgrund<br />
der Verarbeitung von Blink- und Flashfunktionen<br />
im IO-Link-Device.<br />
Die Funktionsgriffe stellen außerdem zusätzliche<br />
Funktionen zur Selbstdiagnose bereit.<br />
Die Selbstdiagnose umfasst die kontinuierliche<br />
Überwachung der Signalflächen-LEDs,<br />
Überwachung der Funktion des Summers,<br />
Übertemperatur und dessen Protokollierung.<br />
Im Fehlerfall wird über IO-Link ein Fehlerevent<br />
ausgegeben, das in der übergeordneten<br />
Steuerung berücksichtigt werden kann.<br />
Ein Betriebsstundenzähler und Fehlereventzähler<br />
ergänzen die jederzeit über IO-Link<br />
abrufbare Diagnose. Dies ermöglicht neue,<br />
vorausschauende Reparatur- und Instandhaltungskonzepte.<br />
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Nürnberg, 14. bis 16. November <strong>2023</strong><br />
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PI freut sich auf Ihren Besuch auf der SPS in Halle 5, Stand<br />
210. Dort präsentiert PI die neuesten Technologien und<br />
Innovationen im Bereich der industriellen Automation.<br />
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14. – 16.11. 23<br />
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Auf dem diesjährigen Messestand – mit über<br />
100 Mitausstellern – bekommen Besucher<br />
Einblicke in die kontinuierliche Entwicklung<br />
der PI-Technologien, einschließlich aufregender<br />
Technologieupdates. Kurzum: die<br />
Zukunft der industriellen Automation!<br />
Neben der Factory Automation-Wand, auf<br />
der die große Vielfalt der Hersteller und Gerätetypen<br />
präsentiert wird, zeigt die Industrie<br />
4.0-Wand mithilfe einer Security-Demo,<br />
wie PROFINET-Security funktioniert. Damit<br />
wird Security auch auf OT-Level möglich.<br />
Die PROFINET over TSN-Demo bildet ein<br />
weiteres Highlight auf der Industrie 4.0-<br />
Wand. Weiterhin wird die OPC UA Safety-Demo<br />
ausgestellt und demonstriert eindrücklich,<br />
wie sich auch bei flexiblen Anlagen mit<br />
wechselnden Steuerungen eine Safety-Kommunikation<br />
einfach aufbauen lässt.<br />
PROFIdrive wird über einen Live-Showcase<br />
präsentiert. Elf Antriebe verschiedener Hersteller<br />
demonstrieren eindrucksvoll das perfekte<br />
Zusammenspiel in einer anspruchsvollen An-<br />
triebsapplikation. Ein Digitalisierungssystem<br />
zeigt nicht nur die Virtualisierung von Planung,<br />
Inbetriebsetzung und Betrieb, sondern<br />
das enorme Potenzial einer gemeinsamen<br />
leistungsstarken Profilplattform.<br />
IO-Link hat dank seiner Offenheit in der<br />
ganzen Welt bereits eine sehr große Akzeptanz<br />
gefunden. Die integrale Realisierung<br />
funktionaler Sicherheit wird mehr<br />
und mehr zum Standard in der Automatisierung.<br />
Mit IO-Link Safety trägt die IO-<br />
Link-Community diesem Trend Rechnung.<br />
Gezeigt wird dies in einer Demoanlage mit<br />
IO-Link Safety-Geräten von sieben Herstellern.<br />
Darüber hinaus gibt es auf der IO-Link<br />
Multivendor-Wand viele weitere innovative<br />
IO-Link-Produkte zu entdecken.<br />
Die Ortungstechnologie omlox zeigt in diesem<br />
Jahr eine Weltpremiere: Zusammen mit<br />
omlox-Partnern werden erstmalig Ende-zu-<br />
Ende Hard- und Softwarelösungen basierend<br />
auf der neuen omlox V2-Spezifikation<br />
live demonstriert.<br />
Mit der Fertigstellung der Spezifikationen<br />
und Guidelines stehen für PROFINET over<br />
APL alle Tore für den Einsatz in der Prozessautomatisierung<br />
offen. Die Process Automation<br />
Live-Demo bietet einen Überblick über<br />
die am Markt verfügbaren Produkte im Bereich<br />
PROFINET für die Prozessautomatisierung.<br />
Diese wurden nun um eine Reihe von<br />
PROFINET-Produkten mit einem Ethernet-<br />
APL-Physical Layer ergänzt. Besuchern bietet<br />
sich darüber hinaus die Gelegenheit einer interaktiven<br />
Bedienung der auf PROFINET und<br />
PROFIBUS PA basierenden Anlagenstruktur.<br />
Nicht zuletzt zeigt die beeindruckende<br />
Multivendor-Live-Demo mit der jüngst ins<br />
PI-Portfolio aufgenommenen Technologie<br />
MTP, wie sich komplexe Produktionssysteme<br />
modular aufbauen und flexibel umkonfigurieren<br />
lassen.<br />
Weitere Informationen über die Aussteller<br />
sowie zum Erwerb von Besuchertickets finden<br />
Sie unter: https://www.profibus.com/<br />
trainingevents/sps-<strong>2023</strong><br />
PRODUKTNEWS<br />
Safemotion-Standard mit PROFIsafe<br />
Kedrive D3 ist das leistungsstarke Mehrachs-Antriebssystem von<br />
Keba für sichere Bewegungen nach SIL3, PLe Kat. 4. Das zertifizierte<br />
PROFIsafe-Profil gewährleistet die sichere Datenübertragung, z. B.<br />
mit dem Telegramm 30. Die antriebsintegrierte programmierbare<br />
Sicherheitssteuerung erlaubt die flexible kundenseitige Anpassung<br />
der Überwachungsfunktionen. PROFINET IRT und PROFIdrive-<br />
Profile für drehzahl- oder lagegeregelte<br />
Betriebsarten sind die<br />
Basis für taktsynchrone Mehrachsanwendungen,<br />
wie in der<br />
Werkzeug- oder Verpackungsmaschine<br />
mit Kedrive D3.<br />
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IMPRESSUM<br />
Das PI-Magazin ist eine Publi ka tion der PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.<br />
Karl s ruhe und wird durch die Anzeigen folgender Mitglieder finanziert:<br />
AUMA Riester GmbH & Co. KG, Bachmann electronic GmbH, Balluff GmbH,<br />
Bihl+Wiedemann GmbH, esd electronics gmbh, E-T-A Elektronische<br />
Apparate GmbH, Helmholz GmbH & Co. KG, Hilscher Gesellschaft für System-<br />
Automation mbH, Fritz Kübler GmbH, Leuze electronic GmbH + Co. KG,<br />
Pepperl + Fuchs SE, Schrempp electronic GmbH, Hans Turck GmbH & Co. KG,<br />
Siemens AG, TR-Electronic GmbH, YASKAWA Europe GmbH<br />
Herausgeber:<br />
PROFIBUS Nutzerorganisation e.V., Ohiostr. 8, 76149 Karls ruhe<br />
Fon: +49 721 986197-0, Fax: +49 721 986197-11<br />
E-Mail: germany@profibus.com, www.profibus.com<br />
Verantwortlich: Dr. Peter Wenzel<br />
Realisierung: Barbara Weber<br />
Redaktion: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp, www.muehlenkamp.net<br />
Layout und Grafik: Michael Mayer, www.donner-mayer.com<br />
Anzeigenberatung und -verkauf:<br />
Frauke Lorenz Werbeberatung und Projektmanagement<br />
Am Zellerbruch 32, 63533 Mainhausen, Fon: +49 157 85288280<br />
E-Mail: info@fraukelorenz.de, www.fraukelorenz.de<br />
Auflage: 94.000 Exemplare<br />
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23
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