INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2024
INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2024
INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2024
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
19239<br />
SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />
01<br />
Februar <strong>2024</strong><br />
€ 13,00<br />
TITEL<br />
Meilenstein: Ethernet-APL<br />
30 in der Prozessindustrie<br />
Was die Automatisierung<br />
26 von der Natur lernen kann<br />
EXTRA<br />
Sonderteil IndustrialVISION –<br />
Kameras, Software, Objektive & Co.<br />
industrielle-automation.net
MULTIMEDIAL VERNETZT<br />
KUNDEN GEWINNEN!<br />
FÖRDERTECHNIK<br />
MATERIALFLUSS<br />
LOGISTIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Profitieren Sie von unserem<br />
einmaligen Mediennetzwerk!<br />
Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne!<br />
Carmen Nawrath<br />
Head of Sales<br />
Telefon: 0049/6131/992-245<br />
c.nawrath@vfmz.de
EDITORIAL<br />
LIEGT DIE ZUKUNFT IM<br />
KOLLEKTIVEN LERNEN?<br />
In unserer heutigen dynamischen Welt benötigen wir Zugang zu<br />
großen Mengen an Informationen, um gute und zukunftsfähige<br />
Lösungen entwickeln zu können. Talent und Expertise eines Einzelnen<br />
reichen dafür oft nicht aus. Werden Wissen und Fähigkeiten in<br />
einer Gruppe gebündelt, ist dies in der Regel von Vorteil. Phänomen<br />
ist die sogenannte Schwarm intelligenz. Der Begriff stammt<br />
ursprünglich aus der Biologie und es gibt viele Beispiele, die uns<br />
zeigen, dass Vögel, Bienen oder Ameisen als Gruppe erstaunlich<br />
komplexe Entscheidungen treffen können. Warum also nicht von<br />
ihnen lernen? Gesagt, getan: Das Projekt The Beehyve war geboren:<br />
Mit Schwarmintelligenz in die Zukunft für eine nach haltige<br />
Automation. Hierbei haben Bienenfreunde und technische Experten<br />
aus den Bereichen OT, KI, IT, Cloud und Data unterschiedliche<br />
Teilprojekte vom Condition Monitoring über Machine Vision bis hin<br />
zum KI-Modell realisiert. Eine spannende Geschichte, die Sie auf<br />
Seite 26 finden.<br />
Ein ähnliches Konzept kommt uns auch im Bereich der Dekarbonisierung<br />
zugute. Denn um die CO 2<br />
-Wende zu schaffen, genügen<br />
keine Einzellösungen. Vielmehr geht es darum, verschiedene technologische<br />
Ansätze intelligent zu kombinieren. Welche das sind<br />
und wie wir damit zumindest einen Teil der Herausforderungen in<br />
der Energie wende meistern können, lesen Sie ab Seite 16. Lassen<br />
Sie uns also kollektiv lernen und das Beste aus verschiedenen<br />
Welten nutzen.<br />
NEU<br />
optoNCDT 1x20<br />
Mehr Präzision.<br />
Smarte Laser-Sensoren<br />
• Ideal zur präzisen Abstandsmessung<br />
• Hohe Messrate 8 kHz für schnelle<br />
Prozesse<br />
• Optimales Preis-Leistungs-Verhältnis<br />
für den Serieneinsatz und OEM<br />
• Kompakte & robuste Bauform IP67<br />
zur Integration in beengte Bauräume<br />
• Messbereiche bis 500 mm<br />
Eine inspirierende Lektüre<br />
wünscht Ihnen<br />
Bauteil-Prüfung<br />
Industrie-Druck<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />
Schnelle<br />
Anwesenheitsprüfung<br />
Elektronik-Produktion<br />
Tel. +49 8542 1680<br />
micro-epsilon.de/opto
08<br />
EDITORIAL<br />
03 Liegt die Zukunft im kollektiven Lernen?<br />
SZENE<br />
06 News und Trends<br />
08 DENKANSTOSS Die steigenden<br />
Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit<br />
von Lieferketten<br />
10 DENKFABRIK Quo vadis KI?<br />
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
12 Aufbau und Eigenschaften von<br />
Lichtleitersensoren<br />
15 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
16 Messtechnik für die Dekarbonisierung<br />
20 Leistungselektronik effizient entwärmen<br />
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
22 Mit der passenden Steuerungslösung<br />
im Palettierbereich zu effizienten Abläufen<br />
26 Smarter Bienenstock: Was die Automatisierungstechnik<br />
von der Natur lernen kann<br />
TITEL<br />
30<br />
Andreas Ströber,<br />
Business Owner<br />
Trusted Traceability,<br />
Siemens Digital<br />
Industries in Fürth<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
TITEL<br />
30 TITELSTORY Digitalisierung mit Ethernet-APL<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
34 Robuste Sonderleitungen für Extremfälle<br />
37 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
SONDERTEIL INDUSTRIAL VISION<br />
40 Jahrs KOLUMNE: Kommen die Königskinder<br />
zusammen?<br />
40 IM FOKUS: News & Trends aus der<br />
industriellen Bildverarbeitung<br />
42 3D-Bildverarbeitungssystem optimiert<br />
die Fertigungslandschaft<br />
Anzeige: Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim<br />
<br />
ANZEIGE<br />
BEILAGE<br />
Ein Teil dieser Ausgabe enthält eine Beilage der<br />
MEORGA GmbH, Dillingen.<br />
Lesen Sie, welche Vorteile der neue Standard<br />
Ethernet-APL in der Prozessindustrie bietet<br />
4 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
INNENTITEL<br />
42<br />
44 Inspektionssystem: Qualitätssicherung<br />
von Braille-Schriften<br />
46 Hochgeschwindigkeits-LED-Controller<br />
für Highspeed-Anwendungen<br />
48 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />
ENERGIE:BILANZ<br />
50 Polymerlager: Warum sie mit vielen<br />
Vorteilen punkten!<br />
49 Impressum<br />
51 Vorschau 2/<strong>2024</strong><br />
50
NEWS & TRENDS<br />
Personalien<br />
DR. MICHAEL BERGER<br />
Dr. Michael Berger wurde mit<br />
Wirkung zum 1. Januar zum<br />
Geschäftsführer des Obersulmer<br />
Bildverarbeitungsspezialisten<br />
IDS Imaging<br />
Development Systems GmbH<br />
berufen. Sein Verantwortungsbereich umfasst<br />
die Geschäftsbereiche Vertrieb, Marketing,<br />
Produktmanagement und Systemberatung.<br />
www.ids-imaging.de<br />
MSR-SPEZIALMESSE IN FRANKFURT<br />
Ihre jährliche Messereihe startet Meorga am 20. März<br />
<strong>2024</strong> in der Myticket Jahrhunderthalle in Frankfurt mit<br />
der Fachmesse für Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik,<br />
Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik.<br />
Rund 140 Fachfirmen zeigen ihr Leistungsspektrum,<br />
Geräte und Systeme, Engineering- und Serviceleistungen<br />
sowie neue Trends im Bereich der Automatisierung.<br />
Darüber hinaus können sich die Besucher in 36 praxisnahen<br />
Fachvorträgen umfassend über den aktuellen<br />
Stand der MSR-Technik informieren. Der Eintritt zur<br />
Messe und die Teilnahme an den Fachvorträgen sind für<br />
Besucher kostenlos und sollen ihnen Informationen<br />
und interessante Gespräche ohne Hektik und Zeitdruck<br />
ermöglichen. Die Anmeldung ist komfortabel über die<br />
Webseite des Veranstalters möglich.<br />
www.meorga.de<br />
HANNOVER MESSE: ROBOTIK AUF<br />
DEM VORMARSCH<br />
Auf der diesjährigen Hannover Messe kommt dem<br />
Themengebiet Robotik eine besondere Bedeutung zu.<br />
Auf dem gesamten Ausstellungsgelände finden sich<br />
Roboter in allen Größen und Formen, vom Cobot über<br />
den Industrie roboter bis hin zum autonomen mobilen<br />
Roboter. Ein<br />
besonderes<br />
Highlight ist<br />
der Application<br />
Park in<br />
Halle 5, der<br />
mit dem<br />
Deutschen<br />
Robotik<br />
Verband (DRV)<br />
einen starken Partner an seiner Seite hat. Der DRV hat es<br />
sich unter anderem zur Aufgabe gemacht, den Einsatz<br />
von Robotik in Deutschland zu fördern. Angesichts des<br />
weiter zunehmenden Fachkräftemangels gibt es durch -<br />
aus Potenzial. Im weltweiten Vergleich liegt Deutschland<br />
nach China, Japan, Korea und den USA auf Rang 5.<br />
www.hannovermesse.de<br />
AWARD: BUBBLE SENSOR NOMINIERT<br />
Der internationale Pump Industry Award <strong>2024</strong> würdigt<br />
herausragende Leistungen in der Pumpenindustrie. Mit<br />
dabei ist diesmal der innovative Baumer Bubble Sensor<br />
PAD20, der in der Lage ist, selbst kleinste Gasblasen in<br />
Flüssigkeiten zu detektieren. Für Pumpennutzer schafft<br />
er einen messbaren Mehrwert, indem er Ausfallzeiten<br />
verhindert. Der Analysesensor<br />
schöpft die<br />
Leistungsfähigkeit der<br />
integrierten Elektronik in<br />
Kombination mit intelligenten<br />
Algorithmen voll<br />
aus. Einsetzbar ist er in<br />
zahlreichen Branchen.<br />
www.baumer.com<br />
MASCHINENEXPORTEURE SPÜREN GEGENWIND<br />
Mit einem Exportvolumen von insgesamt 207 Milliarden<br />
Euro erreichten die Maschinen- und Anlagenbauer aus<br />
Deutschland im vergangenen Jahr abermals einen neuen<br />
Rekord. Der Zuwachs basiert jedoch ausschließlich<br />
auf einem starken ersten Halbjahr mit zweistelligen<br />
Zuwachsraten. Im zweiten Halbjahr 2023 hinterließen<br />
die rückläufigen Auftragseingänge ihre Spuren. Ein<br />
künftiger Erfolg sei also keineswegs gesichert und<br />
bräuchte dringend politischen Flankenschutz etwa durch<br />
neue Freihandelsabkommen“, kommentiert VDMA-<br />
Chefvolkswirt Dr. Ralph Wiechers die Exportbilanz 2023.<br />
www.vdma.org<br />
6 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
AMA STARTET SEMINARREIHE <strong>2024</strong><br />
Der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik (AMA)<br />
veröffentlicht sein Seminarprogramm für das Jahr <strong>2024</strong>.<br />
Das Programm beinhaltet eine Vielzahl von Seminaren zu<br />
verschiedenen Themen, darunter Ultraschallmesstechnik,<br />
optische Spektroskopie, Wegmessung, industrielle<br />
Bildverarbeitung und die Diskussion über „Chat-GPT – Hype<br />
oder Hysterie“. Die Seminare werden sowohl online als<br />
auch als Präsenzveranstaltungen angeboten und stehen<br />
unter wissenschaftlicher Leitung. Sie bieten fundiertes Wissen und Einblicke in fachspezifische<br />
Themen wie Sensoren, Sensorsysteme sowie deren Funktionen und Einsatzmöglichkeiten.<br />
Die Teilnehmer erhalten die Möglichkeit, die passenden Sensoren für ihre Anwendungsfall<br />
zu wählen und deren Vor- und Nachteile zu bewerten.<br />
Bild: Viacheslav Yakobchuk – stock.adobe.com<br />
www.ama-weiterbildung.de<br />
Bedienen<br />
Beobachten<br />
• Tragarmsystem für gekapselte<br />
IPCs, Monitore und Steuerungen<br />
• hohe Schutzart IP65<br />
• individuell konfigurierbar<br />
• innenliegende Kabelführung<br />
„Die Industrie in Europa fordert einen radikalen<br />
Masterplan zur Stärkung des europäischen Binnenmarkts.<br />
Ob bei der Entsendung von Arbeitnehmern<br />
oder uneinheitlichen Vorschriften für die Kreislaufwirtschaft<br />
– es gibt zu viele Hindernisse, gepaart mit<br />
überbordender Bürokratie, die den freien Verkehr<br />
von Waren und Dienstleistungen behindern.“<br />
Thilo Brodtmann, Hauptgeschäftsführer des VDMA<br />
AUF DEM WEG ZU ZUKUNFTSSICHEREN ORTUNGSSYSTEMEN<br />
Der Standard omlox ermöglicht erstmals eine technologie- und herstellerunabhängige<br />
Bereitstellung von Lokalisierungsinformationen in Produktionsumgebungen. Verschiedene<br />
Technologien wie UWB, 5G, RFID, QR-Codes oder GPS können in einem omlox-System<br />
gemeinsam und mit standardisierten Schnittstellen genutzt werden. Damit wird ein<br />
neues Maß an Transparenz erzielt, sodass Experten von einem wegweisenden Lokalisierungsstandard<br />
mit Schlüsselfunktionen für die fortschreitende Digitalisierung in der<br />
Industrie sprechen. Jetzt ist das weltweit erste omlox-Prüflabor an den Start gegangen.<br />
Profibus & Profinet International (PI) erteilte dem Fraunhofer-Institut in Lemgo die<br />
Zulassung als PI-Testlabor. Damit können Hersteller<br />
von Ortungstechnologien ihre Produkte gemäß<br />
des des omlox-Standards in einem unabhängigen<br />
Prüflabor testen und zertifizieren lassen.<br />
Das Bild zeigt Florian Hufen, Florian Jungbluth,<br />
Harry Fast und Dr.-Ing. Holger Flatt (v.l.n.r.).<br />
Bild: Fraunhofer IOSB-INA<br />
www.profibus.com<br />
Erfahren Sie mehr<br />
ELECTRONIC DIRECT WIRD TEIL DER CONRAD GRUPPE<br />
Mehr als einfach nur Produkte verkaufen, sondern Teile<br />
für die tägliche Beschaffung des technischen Bedarfs<br />
bereitstellen: dafür wird seit 2020 die Conrad Sourcing<br />
Platform dynamisch ausgebaut. Mittlerweile sind über<br />
10 Millionen Produktangebote etc. verfügbar. Mit der<br />
Übernahme der Electronic Direct Gruppe wird jetzt die<br />
Sonderbeschaffung auf ein neues Level gehoben.<br />
www.conrad.de<br />
www.bernstein.eu
DENKANSTOSS<br />
DIE RÜCKVERFOLGBARKEIT VON LIEFERKETTEN<br />
DARF NICHT ZUM PROBLEM WERDEN!<br />
Verschiedene Faktoren, wie die Globalisierung und<br />
Nachhaltigkeit fordern von Unternehmen transparentere<br />
Wertschöpfungsketten. Partner und Kunden<br />
möchten relevante Produktinformationen kennen, wie<br />
die Herkunft des Produkts, die Produktionsmethode und die<br />
verwendeten Rohmaterialien. Der Druck, schnell und präzise<br />
auf Probleme reagieren zu können, steigt immer weiter.<br />
Gleichzeitig werden Unternehmen mit immer strengeren Regelungen<br />
und Vorgaben für die Produktion konfrontiert. Von<br />
ihnen wird nun erwartet, strenge Richtlinien und Vorschriften,<br />
wie das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz, einzuhalten und<br />
diese Einhaltung auch konsequent nachweisen zu können.<br />
DIGITALE LÖSUNGEN BIETEN<br />
EINEN VIELVERSPRECHENDEN<br />
WEG NACH VORNE, UM DIE<br />
HOHEN HERAUSFOR DERUNGEN<br />
ZU BEWÄLTIGEN<br />
Eine transparente Wertschöpfungskette ist angesichts der<br />
Komplexität moderner Lieferketten jedoch eine enorme<br />
Herausforderung. Der hohe Dokumentationsaufwand und<br />
die Nichtverfügbarkeit von Daten stellt besonders bei langen<br />
und komplexen Wertschöpfungsketten eine große Hürde dar.<br />
Produkten nachweisen. Gefälschte Produkte stellen erhebliche<br />
Probleme dar, die sowohl Verbraucher als auch Produzenten<br />
betreffen. Trusted Traceability ermöglicht es, dass sie die Herkunft<br />
des Produkts und seiner Komponenten während und nach<br />
dem Produktionsprozess überprüfen können. Es hilft so, den<br />
Einsatz von gefälschten Teilen zu verhindern. Ein konsistentes<br />
Datenmanagement ermöglicht auch Nachweise für Stakeholder<br />
über die nachhaltigen Maßnahmen eines Unternehmens.<br />
Es kann die Einhaltung von Vorschriften dokumentieren,<br />
detaillierte Informationen über die Umweltauswirkungen<br />
eines Produkts ausgeben, und eine umfassende Geschichte<br />
des Produktlebenszyklus liefern.<br />
Die steigende Nachfrage nach Rückverfolgbarkeit in Lieferketten<br />
ist ein Zeichen für die sich verändernden Dynamiken der globalen<br />
Geschäftsabläufe. Obwohl die Herausforderungen erheblich<br />
sind, bieten digitale Lösungen einen vielversprechenden Weg<br />
nach vorne. Dadurch können Unternehmen letztendlich ihren<br />
Ruf in der heutigen wettbewerbsintensiven und stark regulierten<br />
Geschäftsumgebung stärken.<br />
Bild: Siemens<br />
www.siemens.de<br />
DIE NOTWENDIGKEIT VON TRANSPARENZ<br />
UND KONFORMITÄT<br />
In Zukunft braucht es eine End-to-End-Transparenz, indem alle<br />
relevanten Daten eines Produkts, seiner Komponenten, der<br />
Produktion, der Zulieferer und Partner in einem Stammbaum<br />
entlang der Wertschöpfungskette verknüpft werden.<br />
Die so gewonnene Transparenz ermöglicht es, selbst<br />
über komplexe Wertschöpfungs- und Lieferketten hinweg<br />
produktbezogene Informationen zu kennen und<br />
bei Bedarf schnell auf sie zugreifen zu können.<br />
Mittels digitaler Tools wie der Lösung Trusted Traceability<br />
von Siemens lässt sich ein solcher mehrstufiger<br />
Stammbaum, auch Genealogie genannt, abbilden.<br />
Eine derartige Genealogie reduziert nicht<br />
zuletzt die Zeit und Kosten, die mit der Durchführung<br />
eines Produktrückrufs verbunden sind. Es<br />
gewährleistet ein konsistentes Datenmanagement,<br />
ermöglicht eine schnellere Identifizierung betroffener<br />
Produkte und hilft bei der effizienten Identifizierung<br />
der Ursache von Qualitätsproblemen.<br />
KONSISTENTES DATENMANAGEMENT<br />
Neben dem schnelleren Rückruf von Produkten hat<br />
ein konsistentes Datenmanagement auch weitere Vorteile.<br />
Durch die transparente Dokumentation entlang<br />
der gesamten Lieferketten lässt sich die Echtheit von<br />
ANDREAS STRÖBER<br />
Business Owner Trusted Traceability,<br />
Siemens Digital Industries, Fürth<br />
8 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
NEWS & TRENDS<br />
50 JAHRE PRÄZISION, INNOVATION UND BESTÄNDIGKEIT<br />
Dieses Jahr feiert Keller Druckmesstechnik sein 50-jähriges Jubiläum. Den Grundstein<br />
legte Hannes W. Keller im Jahre 1974 und damit den Samen für den starken<br />
Baum, der über die fünf Jahrzehnte heranwachsen sollte. Alles begann mit der<br />
Entwicklung von Silizium-Drucksensoren und dem Meistern großer Herausforderungen.<br />
In einer Branche, die durch Veränderung geprägt ist, schaffte Keller ein durchschnittliches<br />
Wachstum von 3-5 Prozent pro Jahr, über fünf Jahrzehnte hinweg. Ein<br />
stetiger Anstieg, der auf Innovation, hochqualifizierte und engagierte Mitarbeiter<br />
sowie ein solides Verständnis für die Bedürfnisse der Kunden zurückzuführen ist.<br />
Heute ist Keller auf dem Weg in die digitale Zukunft der Druckmesstechnik.<br />
Bild: Digital Storm – stock.adobe.com<br />
www.keller-druck.com<br />
ICOTEK RICHTET<br />
GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />
NEU AUS<br />
Der namhafte Hersteller von<br />
Kabelmanagement-Systemen<br />
vollzieht eine Neuausrichtung<br />
an der Unternehmensspitze.<br />
Der Gründungsgesellschafter<br />
und langjährige CEO Bruno<br />
Ehmann zieht sich aus der<br />
operativen Unternehmensführung<br />
zurück, bleibt der Unternehmung<br />
aber weiterhin als<br />
Beirat verbunden. Christian<br />
Schurr, seit dem Jahr 2015 für<br />
icotek tätig, wurde zum Januar<br />
<strong>2024</strong> in die Geschäftsführung<br />
als CFO berufen. „Wir sind<br />
davon überzeugt, dass Christian<br />
Schurr mit seiner Expertise und<br />
Erfahrung die richtige Person<br />
ist, um die weitere Unternehmensentwicklung<br />
zu gestalten“<br />
erklärt Bruno Ehmann.<br />
Join us at-the-edge.<br />
Lösen Sie industrielle KI-Anwendungen mit leistungsstarken<br />
und frei programmierbaren Smart Cameras<br />
Christian Schurr, Bruno<br />
Ehmann, Valentin Ehmann und<br />
Philipp Ehmann (v.l.n.r.)<br />
www.icotek.com<br />
Zuverlässige Leistung, auf die Sie vertrauen können<br />
Mit ihrem leistungsstarken NVIDIA ® AI-Core sind unsere AX Smart Cameras wie<br />
geschaffen als All-in-one-Komponente für Bilderfassung und Bildverarbeitung.<br />
Profitieren Sie von einer grossen Linux ® Community und nutzen Sie eigene Algorithmen.<br />
Erreichen Sie damit ein Maximum an Kosteneffizienz und Individualisierung.<br />
Erfahren Sie mehr unter:<br />
www.baumer.com/smart-cameras
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
DR. SIMON KAMPA<br />
Head of Senseye Predictive Maintenance Business, Siemens AG<br />
Die Künstliche Intelligenz hat in den letzten Jahren erhebliche<br />
Fortschritte gemacht und die vorausschauende Wartung revolutioniert.<br />
Wir nutzen maschinelles Lernen, bei dem mittels Algorithmen<br />
Anomalien identifiziert werden, die auf potenzielle Produktionsausfälle<br />
hinweisen. Dies hat sich als äußerst effektiv erwiesen, um die<br />
Produktivität von Wartungsteams zu optimieren und Ausfallzeiten<br />
von Anlagen zu reduzieren. Generative KI schafft jetzt ein neues Maß<br />
an Flexibilität und Zusammenarbeit: Es ermöglicht einen Austausch<br />
zwischen dem Anwender, der KI und den Wartungsexperten. Dieser<br />
interaktive Dialog verwandelt Daten in umsetzbare Erkenntnisse<br />
und macht die Wartung effizienter und effektiver. Mit Blick auf die<br />
Zukunft wird sich die vorausschauende Wartung (Predictive<br />
Maintenance) dank KI zu einer sogenannten Prescriptive Maintenance<br />
weiterentwickeln. Dadurch wird eine proaktive und präzise autonome<br />
Entscheidungsfindung bei Wartungsaufgaben möglich.<br />
QUO VADIS KI?<br />
Künstliche Intelligenz (KI) zieht<br />
uns in nahezu allen Bereichen<br />
unseres Lebens und der<br />
Wirtschaft in ihren Bann.<br />
Insbesondere dort, wo der<br />
Digitalisierungsgrad schon hoch<br />
ist, ist KI ein Schlüssel für mehr<br />
Effizienz und Kreativität. Doch<br />
wohin führt uns diese Entwicklung<br />
und welche KI-Ansätze<br />
haben sich bereits etabliert?<br />
Wir fragen nach …<br />
GENERATIVE KI<br />
SCHAFFT JETZT EIN<br />
NEUES MASS AN<br />
FLEXIBILITÄT UND<br />
ZUSAMMENARBEIT<br />
KI IST EIN SCHLÜSSEL<br />
FÜR ENORME<br />
EFFIZIENZSPRÜNGE<br />
Aktuelle Themen und Trends aus<br />
unterschiedlichen Blickwinkeln –<br />
genau das finden Sie hier.<br />
JOSEF A. OVERBERG<br />
Geschäftsführer, CADFEM Germany GmbH, Grafing bei München<br />
Das eigentliche Potenzial von KI kann je nach Aufgabenstellung in einem<br />
einzelnen oder in der Kombination unterschiedlicher Ansätze liegen. Im<br />
Bereich der Simulation sind neuronale Netze gepaart mit dem Gaußprozess<br />
ein mächtiger Machine-Learning-Ansatz, der mit wenigen Daten auskommt<br />
und um andere Ansätze, wie beispielsweise GPT erweitert werden kann. Bei<br />
allen KI-Ansätzen ist die Basis wichtig – Digitalisierung. In unserem Bereich<br />
ist sie hoch und der Weg zu einer effizienten Nutzung nicht weit – wenn ein<br />
Unternehmen seine Hausaufgaben gemacht hat. Das heißt, Simulation und<br />
Datenerhebung als integrale Bestandteile eines durchgehenden Digital<br />
Engineering-Prozesses begreift und entsprechende Workflows und<br />
Infrastrukturen geschaffen hat. Genau das sehen wir bei unseren Kunden,<br />
die bereits KI erfolgreich einsetzen und bei der KI-unterstützten Optimierung<br />
ihrer Produkte oder KI-basierten Digitalen Zwillingen in Echtzeit die<br />
geforderten Antworten erhalten.<br />
10 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
DR. JÖRG HERBERS<br />
Geschäftsführer, Inform GmbH, Aachen<br />
Wir erwarten <strong>2024</strong> einen Paradigmenwechsel in der Interaktion zwischen Mensch und Künstlicher<br />
Intelligenz. Der Trend geht zur nahtlosen Integration von KI in unsere täglichen Arbeitsmittel. Generative<br />
KI wird Nutzerinteraktionen auf verschiedensten Plattformen und deren Funktionalitäten in<br />
diversen Wirtschaftsbereichen verbessern. Wir erwarten, dass iterative KI-Interaktionen zur Norm und<br />
die Nutzer sich an kontinuierliche Feedbackschleifen mit digitalen Assistenten in zahlreichen Anwendungen<br />
gewöhnen werden. Nach dem Erfolg von Modellen, die Texte und Bilder generieren, wird sich<br />
der Schwerpunkt nach und nach auf Modelle verlagern, die aus Videomaterial Texte erstellen.<br />
Außerdem ist ein Wandel hin zu offenen Informationsökosystemen zu erwarten: Indem Unternehmen<br />
gemeinsam hochwertige Prozessdaten nutzen, fördern sie ein kollaboratives Umfeld und treiben so<br />
weitere KI-Innovationen voran. In deren Folge lässt sich eine gerechtere Zukunft gestalten, in der Daten<br />
den Fortschritt für alle forcieren. Allerdings haben die neu bereitgestellten KI-Tools unbeabsichtigt<br />
auch die Möglichkeiten für Cyberkriminelle massiv erhöht. Um den immer ausgefeilterten Gefahren<br />
durch die KI in falschen Händen zu begegnen, müssen alle Beteiligten dringend ebenso intelligente wie<br />
fortschrittliche Cybersicherheitsmaßnahmen etablieren. Denn eines ist klar: Mit den zunehmenden<br />
Fähigkeiten der KI wächst auch deren Missbrauchspotenzial.<br />
ES IST EIN WANDEL<br />
HIN ZU OFFENEN<br />
INFORMATIONS-<br />
ÖKOSYSTEMEN ZU<br />
ERWARTEN<br />
BEREITS JETZT LEISTET KI<br />
SCHON VIEL UND LERNT<br />
IMMER WEITER DAZU<br />
KAI FINKE<br />
BU Manager Onlinetools und Plattformen, Igus GmbH, Köln<br />
Der Fokus auf Künstliche Intelligenz in der Industrie ist seit dem Aufkommen von ChatGPT besonders<br />
ver stärkt. Denn solche ChatBots kümmern sich nicht nur um einfache und simple Aufgaben, sondern können<br />
auch komplexere Tätigkeiten übernehmen und dem Fachkräftemangel entgegenwirken. Die KI wird dem<br />
Menschen immer ähnlicher. Ich persönlich sehe Künstliche Intelligenz als eine wichtige Schlüsseltechnik,<br />
die für eine industrielle Revolution in den nächsten Jahren sorgen kann. Denn sie leistet bereits jetzt schon<br />
viel und lernt immer weiter dazu. Wir bei Igus nutzen Künstliche Intelligenz in unterschiedlichen Bereichen:<br />
In der Automatisierungstechnik zum Beispiel kann die KI kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU)<br />
dabei helfen, schneller und einfacher eine Automatisierungslösung zu entwickeln, beispielsweise mit<br />
KI-basierten Simulationen. Im Bereich Predictive Maintenance nutzen wir KI, um unsere Kunden rechtzeitig<br />
vor einem Ausfall einer Maschine zu warnen und eine Echtzeit Lebensdaueraussage zu treffen. Außerdem<br />
bieten wir fertige Produkte zur Sprach- und Gestensteuerung an, die auf KI basieren. Und mit der IgusGO<br />
haben wir jetzt eine App entwickelt, welche mithilfe einer antrainierten KI Anwendungen erkennt und dem<br />
Nutzer Optimierungspotenziale aufzeigt. Dazu können User einfach eine bestehende Anwendung fotografieren<br />
und die KI erkennt, mit welchen unserer Produkte eine Anwendung schmierfrei konstruiert werden kann.<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 11
AUFBAU UND EIGENSCHAFTEN VON LICHTLEITERSENSOREN<br />
WENN DAS LICHT<br />
UM DIE ECKE KOMMT<br />
Lichtleitersensoren oder faseroptische Sensoren erfassen eine Vielzahl<br />
an unterschiedlichen Objekten und eignen sich insbesondere für<br />
Einsätze mit beengten Einbausituationen. Doch wie sind Lichtleiter<br />
aufgebaut? Welche Unterschiede gibt es? Und welche grundlegenden<br />
Vor- aber auch Nachteile können sich hierdurch ergeben?<br />
Lichtleiter sind in Verbindung mit den jeweils passenden<br />
Lichtleiterverstärkern berührungslos und damit verschleißfrei<br />
arbeitende Positionsschalter. Sie erfassen verschiedenste<br />
Objekte unabhängig von ihrer Beschaffenheit (zum Beispiel<br />
Form, Farbe, Geometrie, Oberflächenstruktur, Material und andere).<br />
Lichtleitersensoren werden daher in sehr unterschiedlichen<br />
Industriezweigen genutzt, beispielsweise im Maschinenund<br />
Anlagenbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der industriellen<br />
Prozessüberwachung, in der chemischen und pharmazeutischen<br />
Industrie, in der Medizintechnik sowie in der Keramik- und<br />
Kunststoffverarbeitung.<br />
Da die Lichtleiterenden beziehungsweise Lichtleiterköpfe besonders<br />
kleine Abmessungen haben und die Lichtleiter selbst<br />
flexibel sind, lassen sich mit ihnen Objektabfragen vor allem an<br />
schwer zugänglichen Stellen oder Einsatzorten mit beengten<br />
Einbauverhältnissen elegant lösen. Durch die Lichtleiter ist es<br />
hierbei möglich, die Auswerteelektronik beziehungsweise eigentliche<br />
Sensorik in Bereiche außerhalb einer Abfragestelle zu verlagern,<br />
in denen ein ausreichender Einbauraum und leicht zugänglicher<br />
Montageort vorhanden ist.<br />
DIE FASER MACHT DEN UNTERSCHIED<br />
Ein wesentliches Unterscheidungskriterium von Lichtleitersensoren<br />
sind die jeweiligen Faseroptiken. Glasfaserlichtleiter von<br />
IPF bestehen aus einem Bündel von ultradünnen Glasfasern und<br />
Kunststofflichtleiter aus ebenfalls extrem dünnen Kunststofffasern,<br />
wobei deren Gesamtquerschnitt im Vergleich zu einer Glasfaser<br />
wesentlich kleiner ist (Kunststofffaser Ø 1,0 mm / Glasfaser<br />
Ø 4,2 mm). Da Lichtleiterkabel aus Kunststofffaser als Meter ware<br />
12 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
lichtleitenden Glasfasern übertragen. Die einzelne Glasfaser<br />
besteht aus Kern- und Mantelglas. Der in das Kernglas eintretende<br />
Lichtstrahl wird aufgrund der Reflexion an den Berührungsflächen<br />
Kern/Mantel durch die Glasfaser geleitet. Während<br />
für die Glasfaser ausnahmslos nicht sichtbares IR-Licht<br />
genutzt wird, können die Verstärker für Kunststofflichtleiter je<br />
nach Applikationsanforderungen unterschiedliche Lichtfarben<br />
liefern, in der Regel sichtbares Rotlicht oder optional auch<br />
grünes oder blaues Licht.<br />
TEMPERATURBESTÄNDIG BIS +300 °C UND<br />
FÜR RAUE EINSATZBEDINGUNGEN<br />
LICHTLEITERSENSOREN EIGNEN<br />
SICH VOR ALLEM FÜR OBJEKT<br />
ABFRAGEN IN SCHWER<br />
ZUGÄNGLICHEN BEREICHEN<br />
erhältlich sind, lassen sie sich variabel in der Länge kürzen und<br />
sind hierdurch vor Ort flexibler einsetzbar als bereits vorkonfektionierte<br />
Glasfaserkabel.<br />
Die Verstärker für Lichtleitersensoren mit Glasfaser von<br />
IPF arbeiten ausschließlich mit Infrarotlicht (IR-Licht), da der<br />
Transmissionsgrad der Glaserfaser auf dieses Licht abgestimmt<br />
ist und die Faser daher über eine geringe optische Dämpfung<br />
verfügt. Das vom Lichtleiterverstärker ausgesendete modulierte<br />
IR-Licht wird nach dem Prinzip der Totalreflexion durch die<br />
Das für Glasfaserlichtleiter verwendete IR-Licht hat aufgrund<br />
seiner Wellenlänge ideale Durchdringungseigenschaften, wodurch<br />
eine im Vergleich zu Kunststofflichtleitern höhere Verschmutzungskompensation<br />
ermöglicht wird. Glasfaserkabel<br />
sind darüber hinaus beständig gegenüber vielen Chemikalien<br />
und können hohen Umgebungstemperaturen bis +180 °C widerstehen,<br />
wodurch sie auch für vergleichsweise raue Einsatzbedingungen<br />
ausgelegt sind. Sonderausführungen der Glasfaserkabel<br />
von IPF erreichen eine Temperaturbeständigkeit von bis zu<br />
+300 °C. Kunststofflichtleiter sind hingegen weniger beständig<br />
gegenüber Chemikalien und halten in der Regel Umgebungstemperaturen<br />
bis zu +80 °C stand.<br />
Sämtliche Lichtleiter (Glas und Kunststoff) sind jedoch zumeist<br />
ohne besondere Vorkehrungen für explosionsgefährdete<br />
Zonen und Bereiche mit elektrischen und/oder magnetischen<br />
Feldern (zum Beispiel Hochspannungsanlagen, elektrische<br />
Schweißeinrichtungen) geeignet, zumal letztgenannte Bedingungen<br />
ihre Funktion nicht beeinträchtigen.<br />
Lichtleiter, insbesondere aus Glasfaser-Bündeln, können bei<br />
extremer Beanspruchung (abknicken, quetschen und so weiter)<br />
brechen. Für bewegte Anwendungen hat IPF daher Glasund<br />
Kunststofflichtleiter in speziellen Ausführungen. Generell<br />
sollte in solchen Applikationen darauf geachtet werden, dass<br />
der Biege radius bei Glasfaser im bewegten Zustand mindestens<br />
das Sechsfache des Kabel- beziehungsweise Schlauchdurch<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>2024</strong>/01 13
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
messers betragen muss, während im statischen Einsatz der<br />
Biege radius schon den dreifachen Kabeldurchmesser haben<br />
darf. Mit Kunststofflichtleitern lassen sich indes wesentlich<br />
kleinere Biegeradien von bis zu 1 mm realisieren.<br />
VERSCHIEDENE ENDSTÜCKE FÜR STETS<br />
PASSENDEN LICHTAUSTRITT<br />
Für die Glas- und Kunststofflichtleiter bietet IPF eine Vielzahl<br />
von Endstücken beziehungsweise Einbauköpfen beispielsweise<br />
mit axialem oder radialem Lichtaustritt in unterschiedlichen<br />
Ausführungen an, darunter besonders kleine Köpfe zum Beispiel<br />
mit einem Durchmesser von nur 1,5 mm oder Winkelköpfe, mit<br />
denen der Lichtaustritt um 90° umgelenkt wird. Anstelle eines<br />
punktförmigen Lichtaustritts lässt sich mit Querschnittswandlern<br />
als Endstück zudem ein linienförmiger Lichtaustritt erzeugen.<br />
Solches Licht kann beispielsweise in Anwendungen hilfreich<br />
sein, in denen mit Einweglichtschranken ein nicht exakt positionierbares<br />
Objekt detektiert werden muss.<br />
Die Frontends für Glasfaserlichtleiter von IPF werden entweder<br />
mit einer zusätzlichen Optik oder aber mit geschliffenem<br />
und poliertem Glasfaserende am Lichtaustritt angeboten.<br />
ZUVERLÄSSIGER SCHUTZ VOR SCHÄDLICHEN<br />
EINFLÜSSEN<br />
Die Glasfaserlichtleiterkabel bestehen, abgesehen von der Glasfaser,<br />
aus einem Edelstahlwendel, der den Lichtleiter vor seitlichen<br />
Kräften und damit möglichen Beschädigungen schützt.<br />
Die Glasfasern sind zum Schutz vor Zugkräften außerdem mit<br />
einem Silikonmantel und einem darunter liegendem Gewebe<br />
umgeben. Bei Glasfaserlichtleitern für den Einsatz in erweiterten<br />
Temperaturbereichen bis +300 °C wird für den äußeren<br />
Mantel ein zweites Spiralrohr aus Edelstahl anstelle eines<br />
Silikonmantels verwendet.<br />
02 Die Lichtleiterschranke vermittelt einen Eindruck von der Größe<br />
eines Glasfaserlichtleiters; die Tastköpfe ganz vorne haben einen<br />
Durchmesser von nur 1,5 mm; das Faserbündel selbst verfügt über<br />
einen Durchmesser von 1 mm<br />
AUFBAU DER FRONTENDS<br />
BEI LICHTLEITERTASTERN<br />
Lichtleitersensoren sind je nach Applikationsanforderungen als<br />
Einweglichtschranken (Sender-Empfänger-Systeme) oder als<br />
Lichtleitertaster einsetzbar. Einweglichtschranken mit Glasfaserlichtleitern<br />
erzielen Reichweiten bis 1500 mm, mit Kunststofflichtlichtleitern<br />
bis 14.000 mm. Die maximalen Schaltabstände<br />
bei den Tastern betragen 170 mm (Glasfaser) beziehungsweise<br />
400 mm (Kunststofffaser). Die Reich-/Tastweite ist allerdings<br />
immer auch abhängig vom verwendeten Lichtleiterverstärker.<br />
Einwegsysteme werten die Unterbrechung des Lichtes durch<br />
ein Objekt aus, während bei Tastern das von einem Objekt reflektierte<br />
Licht zur Detektion herangezogen wird. Die Frontends von<br />
Glasfaser- und Kunststofflichtleitern haben hierzu einen speziellen<br />
Aufbau.<br />
So verfügen die Frontends von Lichtleitertastern mit Kunststofffasern<br />
über zwei Fasern (Monoblock), wobei eine Faser als<br />
Sender und die zweite als Empfänger fungiert. Darüber hinaus<br />
können Kunststofflichtleitertaster am Frontend aber beispielsweise<br />
auch zwei Faserbündel mit einem koaxialen Aufbau haben.<br />
Je nach gewähltem Eingang am Verstärker dient ein Bündel als<br />
Sender und das andere Bündel als Empfänger.<br />
Glasfaserlichtleiter setzen sich als Taster aus einem einzigen<br />
Faserbündel zusammen, dessen Aufteilung in Sender- und Empfängerfasern<br />
erst in einem Anschlussstück (Adapter) für den<br />
Verstärker als Auswerteeinheit erfolgt. Statistisch betrachtet, besteht<br />
bei den Glasfaserbündeln von IPF über die gesamte Lichtaustrittsfläche<br />
am Frontend eine homogene Verteilung zwischen<br />
den einzelnen Sender- und Empfängerfasern.<br />
Bilder: ipf electronic<br />
www.ipf.de<br />
01 Ein Ausschnitt aus dem Produktportfolio an<br />
Frontends für Lichtleiter<br />
UNTERNEHMEN<br />
ipf electronic<br />
Rosmarter Allee 14<br />
58762 Altena<br />
Telefon 02351 / 9365-0<br />
E-Mail: info@ipf.de<br />
14 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG FÜR<br />
WASSERSTOFFANWENDUNGEN<br />
Zur präzisen Überprüfung und Zertifizierung von<br />
Komponenten und Materialien für Wasserstoffpro dukte<br />
und -anwendungen setzt der Dienstleister Scioflex<br />
Hydrogen auf fortschrittliche Prüfmaschinen von<br />
ZwickRoell. Wasserstoff gewinnt als sauberer Energieträger<br />
zunehmend an Bedeutung. Um zuverlässige<br />
Aussagen über die Eignung von Metallen und Kunststoffen<br />
zu machen, sind Tests unter realen Bedingungen<br />
unerlässlich. Dabei stehen Herausforderungen wie<br />
hohe Durchdringungsfähigkeit und Wasserstoffversprödung<br />
im Fokus. Für kraft- und dehnungsgeregelte<br />
Zeitstandermüdungsversuche nutzt Scioflex Hydrogen<br />
die Zeitstandprüfmaschine Kappa 100 SS-CF sowie die<br />
servohydraulische ZwickRoell HA100 mit 400 bar<br />
Autoklav. „Mit den ZwickRoell Prüfsystemen können wir<br />
die Materialeigenschaften unter Anwendungsbedingungen<br />
perfekt charakterisieren. Dies ermöglicht ein<br />
komplett neues Feld der Materialcharakterisierung<br />
unter Einfluss von<br />
Wasserstoff zu<br />
erschließen“, so<br />
Geschäftsführer Bernd<br />
Schrittesser. Beide<br />
Maschinen sind über<br />
eine weite Bandbreite<br />
an Frequenz und Last<br />
einsetzbar. Es besteht<br />
die Möglichkeit, im<br />
Bereich niedriger<br />
Dehnraten zu arbeiten und bis zu einer Frequenz von<br />
20 Hz bruchmechanische oder Ermüdungsexperimente<br />
zu implementieren. Außerdem lassen sich Lastbereiche<br />
bis 100 kN abdecken.<br />
www.zwickroell.com<br />
HOCHDRUCKAUFNEHMER MIT HOHER<br />
LANGZEITSTABILITÄT<br />
Keller Druckmesstechnik stellt den<br />
OEM-Hochdruckaufnehmer 10LHP<br />
vor. Dank gut aufeinander abgestimmter,<br />
hochwertiger Materialien<br />
erreicht der kompakte Druckaufnehmer<br />
eine sehr hohe Genauigkeit<br />
und Langzeitstabilität. Der 10LHP<br />
verfügt über ein robustes Gehäuse<br />
aus Edelstahl, Hastelloy oder Titan sowie eine frontbündige,<br />
spaltfrei verschweißte Membran. Der<br />
Anwender profitiert von einer sehr hohen Überlastfestigkeit<br />
und einem optimierten Temperaturverhalten.<br />
Die Keller-Serien 10L als auch 10LHP sind in identischen<br />
Abmessungen erhältlich und decken gemeinsam<br />
einen Druckbereich von 0,1 bis 1.000 bar ab. Bei Keller<br />
wird jeder Druckaufnehmer über den gesamten<br />
Druck- und Temperaturbereich ausgemessen. Die<br />
detaillierten Kalibrierdaten sind über die Datenplattform<br />
myCalibration von Keller abrufbar.<br />
www.keller-druck.com<br />
MINIATURISIERT UND MIT IO-LINK-<br />
KOMPETENZ NOCH SMARTER<br />
Die nano-Sensoren von<br />
Microsonic im M12-Gehäuse<br />
sind ab sofort mit einem<br />
Push-Pull-Schaltausgang<br />
ausgestattet. Sie verfügen<br />
über eine IO-Link-Schnittstelle<br />
in der Version 1.1 und<br />
Smart Sensor Profile. Neben<br />
den gemessenen Abstandswerten<br />
übermittelt die<br />
IO-Link-Schnittstelle<br />
zugleich Identifikations-,<br />
Status- und Diagnosewerte.<br />
Mit 250 und 350 mm<br />
stehen zwei Tastweiten zur Verfügung. nano-Ultraschallsensoren<br />
erfassen berührungslos jegliche Art von Objekten,<br />
sei es fest, flüssig, pulverförmig oder transparent. Dabei geht<br />
auch hier der Trend zur Miniaturisierung. Anwender erwarten<br />
maximale Leistung auf kleinstem Bauraum. Mit einer Gesamtlänge<br />
von nur 55 mm inklusive Stecker ist dieser M12-Ultraschallsensor<br />
Angaben von Microsonic zufolge der kürzeste auf<br />
dem Markt. Die kompakte Bauform des nano-Ultraschallsensors<br />
ist vorteilhaft bei beengten Einbauverhältnissen.<br />
Gleichzeitig präsentiert sich die Gehäusebauform als kompatibel<br />
zu vielen induktiven und kapazitiven Sensoren. Das<br />
erleichtert bei kritischen Anwendungen den Umstieg auf<br />
Ultraschallsensoren.<br />
www.microsonic.de<br />
INTERFEROMETER ZUR PRÄZISEN<br />
WAFER-DICKENMESSUNG<br />
Das Weißlicht-Interferometer IMS5420-TH von Mico-Epsilon<br />
eröffnet neue Perspektiven in der industriellen Dickenmessung<br />
von monokristallinen Silizium-Wafern. Dank der<br />
breitbandigen Superlumineszenzdiode (SLED) kann es für<br />
undotierte, dotierte<br />
und hochdotierte<br />
Silizium-Wafer<br />
eingesetzt werden.<br />
Der Dickenmessbereich<br />
erstreckt sich<br />
von 0,05 bis zu<br />
1,05 mm. Die messbare<br />
Dicke von<br />
Luftspalten beträgt<br />
bis zu 4 mm. Bei der Produktion von Halbleiter-Wafern kommt<br />
es auf höchste Präzision an. Ein wichtiger Prozessschritt ist<br />
das Läppen der Siliziumrohlinge, die dabei auf eine einheitliche<br />
Dicke gebracht werden. Genau dafür hat Micro-Epsilon die<br />
Weißlichtinterferometer der Reihe Interferometer IMS5420<br />
entwickelt. Sie bestehen aus einem kompakten Sensor und<br />
einem Controller, der in einem robusten industrietauglichen<br />
Gehäuse untergebracht ist. Eine im Controller integrierte,<br />
aktive Temperaturregelung sorgt für eine hohe Stabilität der<br />
Messung. Erhältlich ist das Interferometer entweder als<br />
Dicken- oder als Multipeak-Dickenmesssystem.<br />
www.micro-epsilon.com<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 15
DIE ENERGIEWENDE<br />
MESSTECHNIK FÜR DIE<br />
DEKARBONISIERUNG<br />
In Elektrolyse-<br />
Anlagen wird<br />
Wasserstoff dezentral<br />
aus regenerativer<br />
Energie hergestellt<br />
Die Umstellung der Energieversorgung auf eine nachhaltige Basis mit<br />
regenerativen Energien ist erklärtes Ziel. Doch mit welchen Technologien<br />
lassen sich die hohen und speziellen Anforderungen einer Dekarbonisierung<br />
der Industrie erfüllen? Dieser Beitrag gibt einen Überblick.<br />
Die Energiewende ist für die chemische Prozessindustrie<br />
eine bedeutende Herausforderung, die sie möglichst<br />
rasch bewältigen muss. Die Komplexität dieser Aufgabe<br />
rührt daher, dass fossile Rohstoffe einerseits ersetzt<br />
werden müssen, da sie die Quelle des klimaschädlichen Kohlendioxids<br />
sind. Andererseits ist CO 2<br />
in der chemischen Industrie<br />
jedoch auch ein Rohstoff, der für diverse Prozesse benötigt wird.<br />
Bisher wurde dieses CO 2<br />
als Nebenprodukt erzeugt, was jedoch<br />
künftig in einer dekarbonisierten Welt nicht mehr in gewohnter<br />
Weise möglich ist.<br />
STRATEGIEN ZUR ERREICHUNG<br />
DER KLIMAZIELE<br />
Die Umstellung auf erneuerbare Rohstoffe und Energieträger erfordert<br />
daher häufig umfangreiche Anpassungen der bestehenden<br />
Prozesse. Sie ermöglicht zugleich neue Wege für Technologien<br />
zur CO 2<br />
-Vermeidung und gleichzeitig solche zur CO 2<br />
-Abscheidung<br />
und -Speicherung. Um die verschiedenen Strategien<br />
und Ansätze zur Erreichung der Klimaziele besser beschreibbar<br />
zu machen und sowohl die Herausforderungen als auch die<br />
Lösungen zu diskutieren, werden sie für diesen Beitrag in drei<br />
Themen untergliedert:<br />
Der erste Punkt ist die Elektrifizierung von Prozessen zur Emissionsvermeidung<br />
sowie die Effizienzsteigerung bestehender<br />
Anlagen mit dem Ziel, Emissionen zu reduzieren, wo sie sich<br />
(noch) nicht vermeiden lassen.<br />
Der zweite Punkt behandelt die Umstellung auf alternative<br />
Energieträger, allen voran auf grünen Wasserstoff. Neben der<br />
Herstellung, dem Transport, der Nutzung und Speicherung von<br />
H 2<br />
fallen auch Power-to-Chemicals-Ansätze (P2C) oder das<br />
Thema Green Steel unter diesen Punkt.<br />
16 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
n Das dritte Thema behandelt CO 2<br />
als Rohstoff, den es als Emission<br />
oder als abgeschiedenes Produkt zu erfassen gilt. Hierunter<br />
fallen Schlagworte wie Carbon Capture (CC) oder Direct Air<br />
Capture (DAC), auch die Speicherung sowie der Transport von<br />
CO 2<br />
fallen unter diesen Themencluster.<br />
ELEKTRIFIZIERUNG VON PROZESSEN UND<br />
WEITERE OPTIMIERUNGSMASSNAHMEN<br />
Als erste und vielversprechende Maßnahme kann die chemische<br />
Industrie Prozesse, wo dies möglich ist, direkt auf regenerativen –<br />
emissionsfreien – Strom aus Wind, Wasser und Sonne umstellen.<br />
Dies ist sicherlich eine der größten und vermutlich auch einfachsten<br />
Stellschrauben in der Prozessindustrie. Oftmals sind<br />
diese Umstellungen mit gar nicht so drastischen Einschnitten in<br />
die Prozesse möglich. Ein Beispiel ist die Dampferzeugung, die<br />
VON KUNSTSTOFFEN ÜBER<br />
KOSMETIK BIS HIN ZU E-FUELS:<br />
CO 2<br />
IST UNVERZICHTBARER<br />
BESTANDTEIL VIELER PRODUKTE<br />
leicht elektrifiziert werden kann und wo infolgedessen keine Änderungen<br />
am Wärmenetz oder an der Messtechnik zur Messung<br />
und Bilanzierung der Wärmeerzeugung, -verteilung und des<br />
Wärmeverbrauchs gemacht werden müssen.<br />
Für Prozesse, die zwar nicht sofort emissionsfrei gestellt werden<br />
können, existieren jedoch oft größere Einsparpotentiale für Emissionen,<br />
die sich durch Effizienzsteigerungen und Optimierungen<br />
der Anlagen realisieren lassen. Als Grundlage für Optimierungsmaßnahmen<br />
müssen Energieverbräuche engmaschig gemessen<br />
und bilanziert werden. Dies gelingt mit dem breit aufgestellten<br />
Feldgeräteportfolio von Endress+Hauser, mit dem sämtliche Parameter<br />
sowohl in den Kernprozessen als auch in Utilities wie<br />
Dampf-, Heiz-, Kühl- oder CIP/SIP-Kreisläufen bis hin zu eichfähigen<br />
Messstellen erfasst werden können. Das Geräteportfolio<br />
umfasst die Messparameter Druck, Durchfluss, Materialfeuchte,<br />
Flüssigkeitsanalyse, Füllstand, optische Analyse, Systemkomponenten<br />
und Temperatur. Der Messtechnikspezialist bietet neben<br />
Dienstleistungen zur Erfassung von CO 2<br />
-Emissionen außerdem<br />
Digitalisierungsservices rund um das IIoT-Ökosystem Netilion,<br />
die Transparenz über die Anlagenassets schaffen und ebenfalls<br />
eine Basis für Anlagenoptimierungen bereitstellen.<br />
01 Per Direct Air Capture wird CO 2<br />
direkt aus der Luft filtriert und für<br />
die Weiterverwendung gespeichert<br />
WASSERSTOFF ALS SPEICHERMEDIUM<br />
Der zweite Punkt dieses Beitrags zur Dekarbonisierung der Industrie<br />
betrifft die Umstellung von Anlagen auf alternative Energieträger.<br />
Entscheidend für die Emissionssenkungen durch Elektrifizierung<br />
ist die ausreichende Verfügbarkeit der regenerativen<br />
Energie. Die Sonne scheint nicht überall und zu jeder Zeit in gleichem<br />
Maße, auch die Erzeugung von Windenergie ist großen<br />
Schwankungen unterworfen. Die regenerative Energie ist somit<br />
zwar die Grundlage für die Elektrifizierung, ein Schlüsselfaktor für<br />
das Gelingen der Energiewende sind jedoch Speichertechnologien,<br />
die diese Schwankungen ausgleichen können. Ein Medium, in<br />
dem die überschüssige Sonnen- und Windenergie gespeichert<br />
werden kann, ist Wasserstoff. Die Umwandlung von Elektrizität in<br />
Wasserstoff ist zwar verlustbehaftet, jedoch kann dieser gut gespeichert<br />
und nach Bedarf relativ einfach wieder in Elektrizität<br />
zurückverwandelt werden. Die Speicherung von Energie in Wasserstoff<br />
ist unter dem Begriff Power-to-Chemicals (P2C) bekannt.<br />
In chemischen Prozessanlagen gibt es jedoch auch Prozesse,<br />
die insgesamt so viel Energie benötigen, dass ihr Energiebedarf<br />
nicht vollständig über die regelmäßige Einspeisung von erneuerbarer<br />
Elektrizität in die Netzte abgedeckt werden kann. Diese<br />
KOHLENDIOXID ALS WERTVOLLER ROHSTOFF?<br />
Der Beitrag zeigt, dass CO 2<br />
nicht schlecht sein muss, sondern durch innovative<br />
Technologien als Rohstoff nutzbar gemacht werden kann. Das Gas hat<br />
nämlich zahl rei che Ei gen schaf ten, die vorteilhaft sind. So ver fügt CO 2<br />
über<br />
ei ne ho he Ka pa zi tät zur Wär me auf nah me, ist von sei ner Struk tur sta bil und<br />
nicht re ak tiv und kann als Lö sungs mit tel ein ge setzt wer den. Es ist daher<br />
schon heute in vielen Ein satz ge bie ten zu finden, wie in der Le bens mit telund<br />
Ge trän ke pro duk ti on, in der Me tall be ar bei tung, bei Kühl pro zes sen, in<br />
der che mi schen Industrie, in der Was ser aufb e rei tung sowie in der Her stel lung<br />
von E-Fuels. So können eine effiziente Kohlenstoffkreislauf wirtschaft aufgebaut<br />
und der Einsatz fossiler Ressourcen verringert werden.<br />
NICOLE STEINICKE, Chefredakteurin Industrielle Automation<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 17
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
Prozesse können komplett auf Wasserstoff umgestellt werden,<br />
der über ein Transportnetz zur Anlage angeliefert wird.<br />
MESSTECHNIK FÜR DIE ENERGIEWENDE<br />
Den Messgeräten und -lösungen kommt bei der gesamten Energiewende<br />
ein sehr wichtiger Stellenwert zu. Bereits heute sind sowohl<br />
Kernprozesse als auch Utilities wie z. B. Wärme-, Kühlkreisläufe<br />
oder CIP/SIP-Anlagen mit einem engmaschigen Netz an<br />
Messinstrumenten ausgestattet, um Messwerte und weitere Daten<br />
für die Prozessüberwachung und -steuerung zu erheben und<br />
an die Steuerung zu kommunizieren. Im Rahmen der Energiewende<br />
benötigen Anlagenbetreiber darüber hinaus auch präzise<br />
Messwerte über Energieeinspeisung, -verbräuche und die genaue<br />
Energiedistribution bis hin zur anlagenweiten Energiebilanzierung.<br />
Auch die CO 2<br />
-Emissionen in die Umwelt müssen genauestens<br />
erfasst werden. Weil die Energiemengen exakt und zuverlässig<br />
erfasst werden müssen, sind die Anforderungen an die<br />
Messinstrumente hoch, was die Messgenauigkeiten oder die Anforderungen<br />
an die Langzeitstabilität betrifft. Denn nur wer weiß,<br />
wo die Energie in den Anlagen verbraucht wird, ist in der Lage,<br />
diese einzusparen oder auf andere Energieträger umzustellen.<br />
BEIMISCHUNG VON H 2<br />
IN BRENNGASE<br />
ZUR EMISSIONSSENKUNG<br />
Auch wenn es technologisch bereits heute möglich wäre, Anlagenteile<br />
oder ganze Anlagen auf Wasserstoff umzurüsten, so<br />
muss jedoch einschränkend erwähnt werden, dass die Industrie<br />
sich in einer Phase befindet, in der Wasserstoff hierfür noch nicht<br />
in ausreichender Menge vorhanden ist – erst recht nicht der besagte<br />
grüne Wasserstoff aus regenerativen Energiequellen. Doch<br />
auch wenn der Brennstoffwechsel auf H 2<br />
nicht sofort vollumfänglich<br />
mit einem großen Paukenschlag erfolgen kann, lassen sich<br />
Emissionen teilweise einsparen, indem H 2<br />
anderen Brenngasen<br />
zugemischt wird. Da hierzu jedoch die genaue Gaszusammensetzung<br />
gemessen werden muss, spielt die Messtechnik wiederum<br />
eine entscheidende Rolle. Beispielsweise geschieht eine Beimischung<br />
bei der Speisung von Gasturbinen. Hier kann mithilfe von<br />
Durchflussmesstechnik sowie optischer Analysemesstechnik von<br />
Endress+Hauser die Mixtur aus Erdgas und H 2<br />
bestimmt werden<br />
und die Anlage Schritt für Schritt auf reinen Wasserstoffbetrieb<br />
umgerüstet werden. Auch die Beimischung von H 2<br />
in Winderhitzer<br />
von Hochöfen, bekannt unter dem Schlagwort Green Steel,<br />
verfolgt diesen Ansatz.<br />
CO 2<br />
ALS ROHSTOFF<br />
NUR WER WEISS, WO UND<br />
WIE VIEL ENERGIE IN ANLAGEN<br />
VERBRAUCHT WIRD, KANN DIESE<br />
EINSPAREN ODER NEU ORDNEN<br />
Für Prozesse, die bisher noch nicht auf regenerative Energien<br />
umgestellt wurden oder für solche, bei denen dies gar nicht möglich<br />
ist, bieten sich – als dritter Punkt dieses Beitrags – aktiv abscheidende<br />
Emissionstechnologien an. Das sog. Carbon Capture<br />
(CC) fängt CO 2<br />
ein, bevor es in die Luft abgegeben wird und dort<br />
einen schädlichen Einfluss auf unser Klima nimmt. Direct Air<br />
Capture (DAC) fängt CO 2<br />
direkt aus der Umgebungsluft ein. Hierzu<br />
bieten sich verschiedene Verfahren wie die Aminwäsche an,<br />
die heute schon vielfach angewendet wird, um CO 2<br />
aus Prozessgasen,<br />
Abgasen oder auch aus der natürlichen Umluft zu gewinnen.<br />
Zur exakten Messung der CO 2<br />
-Konzentration der Ausgangsgase<br />
setzt Endress+Hauser hier auf die bewährte Tunable Diode<br />
Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS), damit der Prozess sicher<br />
und effizient gesteuert werden kann. Ein Beispiel, wo CC<br />
bereits angewandt wird, ist die Zementindustrie. Hier lässt sich<br />
das CO 2<br />
im Prozess zwar nicht gänzlich vermeiden, jedoch wird<br />
es durch CC-Technologie und weitere Maßnahmen eingefangen.<br />
CO 2<br />
ALS AUSGANGSSTOFF FÜR<br />
FOLGEPRODUKTE<br />
Das Hauptaugenmerk der CO 2<br />
-Wende liegt derweil zwar auf der<br />
Vermeidung und Abscheidung des Gases, jedoch spielt Kohlendioxid<br />
in der Industrie ebenso als Rohstoff eine für die Produktion<br />
wichtige Rolle. Beispielsweise wird CO 2<br />
in Treibhäusern dazu<br />
genutzt, die Photosynthese-Rate zu steigern und das Pflanzenwachstum<br />
anzukurbeln. Dies bedeutet eine Steigerung des Ernteertrags<br />
bei gleichbleibender Fläche. Auch in der Lebensmittelindustrie<br />
wird CO 2<br />
nicht nur zum Aufsprudeln von Erfrischungsgetränken<br />
benötigt, sondern ebenso als Hilfsmedium zum<br />
Abfüllen von Bier in Flaschen oder Fässer. In der Chemieindustrie<br />
wird CO 2<br />
als Rohstoff ebenso benötigt. Dort wird es fehlen,<br />
wenn Prozesse auf emissionsfreie Energieträger umgestellt werden<br />
und kein Ersatz geschaffen wird. Dies betrifft z. B. die Produktion<br />
von Methanol. An dieser Stelle wird es – so absurd es<br />
zunächst klingen mag – ggf. sogar nötig sein, eine neue Versorgungsinfrastruktur<br />
für die CO 2<br />
-Versorgung aufzubauen, z. B. in<br />
02 Ein engmaschiges Netz an Messinstrumenten und Energierechnern<br />
erfasst die Wärmemengen, die durch die Dampfleitungen fließen<br />
18 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
KLIMANEUTRALE STRATEGIEN:<br />
WAS SCHLAGEN SIE VOR?<br />
FRAGEN AN FREDERIK EFFENBERGER, INDUSTRY<br />
MANAGER DECARBONIZATION, ENDRESS+HAUSER<br />
Die Industrie sucht nach Möglichkeiten, um auf regenerativen<br />
Strom aus Wind, Wasser und Sonne umzustellen.<br />
Wo sehen Sie aktuell die größten Herausforderungen?<br />
Die Hemmnisse hierfür liegen ganz klar in der Verfügbarkeit,<br />
also habe ich genug regenerative Energie zur Verfügung,<br />
wenn mein Prozess sie benötigt? Damit einhergehend eben<br />
auch die generelle Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff,<br />
der auch als Speichermedium der regenerativen Energie<br />
gesehen werden kann.<br />
Gefordert sind Technologien zur CO 2<br />
-Vermeidung, aber auch<br />
zur CO 2<br />
-Abscheidung und -Speicherung. Gibt es diese schon?<br />
Ja, diese Carbon Capture Verfahren oder auch CCUS genannt,<br />
gibt es bereits. Und das nicht erst seit kurzem. Allerdings<br />
vielleicht nicht in dem Maßstab, wie sie mittlerweile<br />
benötigt werden. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere<br />
Möglichkeiten für das Carbon Capture an sich. Dazu zählen<br />
Membran basierte Verfahren oder aber auch Methoden, die<br />
auf der Abscheidung mittels Amin-Flüssigkeiten basieren.<br />
Zudem unterscheidet man noch, wo das CO 2<br />
abgeschieden<br />
wird. Auf der einen Seite gibt es Möglichkeiten, das CO 2<br />
aus<br />
den Prozessen ab zuscheiden, bevor es in die Atmos phäre<br />
gelangt. Und auf der anderen Seite die Direct Air Capture<br />
Verfahren, bei dem das CO 2<br />
eingefangen wird, dass sich<br />
bereits in der Atmosphäre befindet.<br />
Wasserstoff: Schlüsselelement für die Energiewende?<br />
Ein definitives ja, Wasserstoff wird in Zukunft als vielfältig<br />
einsetzbarer Energieträger und Ausgangsstoff für weitere<br />
Produkte eine Schlüsselrolle in der Energiewende einnehmen.<br />
Klimafreundlich hergestellter grüner Wasserstoff ermöglicht<br />
es, die CO 2<br />
-Emissionen vor allem in der Industrie<br />
zu verringern, dort wo eine direkte Umstellung auf<br />
regenerativen Strom nicht möglich ist.<br />
Was bedeutet das für die Messtechnik?<br />
Präzise Messdaten für die Prozesssteuerung, -überwachung<br />
und -dokumentation sind entscheidend für effiziente<br />
Verfahren zur CO 2<br />
-Abscheidung sowie für die Nutzung und<br />
Erzeugung von Wasserstoff. Somit ist die richtige Messtechnik<br />
eine unabdingbare Voraussetzung für die Energiewende<br />
und CO 2<br />
-Neutralität der Prozessindustrie.<br />
DAS INTERVIEW FÜHRTE NICOLE STEINICKE,<br />
CHEFREDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />
Bild: Endress+Hauser<br />
Form eines Pipeline-Netzes. Für jeden dieser Speicher-, Transport-<br />
und Einspeise-Prozesse werden Messdaten für die Prozesssteuerung<br />
etc. benötigt und damit auch die passenden Geräte.<br />
MESSKONZEPTE FÜR DIE ENERGIEWENDE<br />
Um die CO 2<br />
-Wende zu schaffen, müssen zahlreiche Maßnahmen<br />
durchgeführt und verschiedene technologische Ansätze kombiniert<br />
werden. Endress+Hauser bietet ein breites Spektrum an Geräten<br />
und Lösungen an, um den Prozess der Umstellung der Chemieindustrie<br />
auf emissionsfreie Technologien zu bewerkstelligen.<br />
Dazu zählen Geräte für den Einsatz in Wasserstoffanwendungen,<br />
die den besonderen Stoffeigenschaften der Moleküle Rechnung<br />
tragen. Auch auf dem Gebiet der optischen Gasanalyse setzt der<br />
Hersteller Maßstäbe und unterstützt bei der Bestimmung der Zusammensetzung<br />
von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen.<br />
Bilder: Aufmacher H-Tech Systems und ZSW, sonstige Endress+Hauser<br />
www.de.endress.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Endress+Hauser (Deutschland)<br />
GmbH+Co. KG<br />
Colmarer Str. 6<br />
79576 Weil am Rhein<br />
AUTOREN<br />
Florian Milde, Sales Marketing Manager<br />
Communication, Frederik Effenberger,<br />
Industry Manager Decarbonization, beide<br />
Endress+Hauser Deutschland<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 19
SKIVED FIN-VERFAHREN FÜR KÜHLKÖRPER AUS EINEM BLOCK<br />
LEISTUNGSELEKTRONIK<br />
EFFIZIENT ENTWÄRMEN<br />
Stetig steigen die Leistungsanforderungen an moderne Hochleistungselektroniken<br />
– und damit auch die Anforderungen an die Kühlung. Um<br />
eine hohe spezifische Leistungsdichte bei Kühlkörpern zu gewährleisten,<br />
kann das Skived Fin-Verfahren eingesetzt werden. Durch eine neue<br />
Schälmaschine können mit diesem Verfahren nun große Kühlkörper mit<br />
noch feineren und höheren Kühlrippen hergestellt werden.<br />
Bei elektronischen Bauteilen geht der Trend zu mehr Leistung<br />
auf weniger Bauraum. Das bringt jedoch einen unangenehmen<br />
Nebeneffekt mit sich: Durch die höhere Verlustleistung<br />
entsteht mehr Wärme, die abgeführt werden<br />
muss. Für diesen Zweck bietet CTX Kühlkörper mit passiver oder<br />
aktiver Kühlung. Falls ein Standardprodukt nicht ausreicht, konzipiert<br />
das Unternehmen aus Nettetal eine individuelle Lösung<br />
auf Basis einer thermischen Simulation.<br />
Je nach Geräte- beziehungsweise Elektronikdesign kommen<br />
bei der Kühlung der Leistungselektronik die unterschiedlichsten<br />
Kühlkörpertypen, Materialien und Herstellungsmethoden zum<br />
Einsatz. Fertigungstechnologien wie Extrusion, Stanzbiegetechnik<br />
oder Schälen (Skived) von Lamellen aus dem Block sorgen für<br />
eine extrem große wärmeleitende Oberfläche auf kleinstem<br />
Raum sowie für einen minimalen Wärmewiderstand zwischen<br />
Kühlkörperbasis und Kühlrippen. Jedes Verfahren hat dabei seine<br />
spezifischen Vorteile: So ist die Extrusion prädestiniert für die<br />
Produktion von Profilkühlkörpern in hohen Stückzahlen. Allerdings<br />
sind mit dem Strangpressen keine sehr dünnen und sehr<br />
hohen Rippen herstellbar. Auch Druckgusskühlkörper und Flüssigkeitskühlkörper,<br />
die Königsklasse unter den Kühllösungen,<br />
werden zur Kühlung der Leistungselektronik eingesetzt. Allen<br />
applikationsspezifischen Kühllösungen von CTX gemein ist ihre<br />
Passgenauigkeit und eine effektive Wärmeableitung.<br />
BAUFORMEN, DIE EINEN EFFEKTIVEN<br />
WÄRMETRANSPORT ERMÖGLICHEN<br />
Die Aufgabe eines Kühlkörpers ist die schnelle und effiziente<br />
Entwärmung von Leistungselektronik. Voraussetzung hierfür ist<br />
eine möglichst große wärmeleitende Oberfläche. Die klassische<br />
Kühlkörperbauform ist daher der Rippenkühlkörper. Um diesen<br />
herzustellen, stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung:<br />
eines davon ist das Skived Fin-Verfahren. Dieses ist ideal, wenn<br />
Hochleistungselektroniken einen sehr effektiven Wärmetransport<br />
benötigen. In der Regel wird die Wärme der Kühlkörper dabei<br />
zusätzlich durch Systemlüfter abgeführt, wodurch eine noch<br />
effektivere Kühlung möglich ist.<br />
Beim Skived Fin-Verfahren werden die Kühlrippen aus einem<br />
Aluminium- oder Kupferblock einzeln herausgeschält – ganz<br />
20 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />
Skived-Kühlkörper<br />
erreichen eine<br />
Lamellenfeinheit, die<br />
durch kein anderes<br />
Verfahren realisiert<br />
werden kann<br />
ohne die thermischen Widerstände, die unvermeidlich bei Löt-,<br />
Kleb- oder Pressverbindungen auftreten. Die Verbindung zwischen<br />
Rippen und Kühlkörper wird dabei nicht unterbrochen.<br />
Auf diese Weise entstehen Kühlkörper mit einer hohen Dichte an<br />
besonders feinen und hohen Rippen, die übergangslos mit der<br />
Kühlkörperbasis verbunden sind.<br />
Durch Erweiterung des Maschinenparks ergeben sich nun<br />
neue Möglichkeiten bei diesem Verfahren. Mit der neuen Schälmaschine<br />
kann CTX nun Hochleistungskühlkörper mit noch<br />
höheren und feineren Rippen sowie minimierten Abständen<br />
zwischen den Rippen als bisher produzieren. Das Nettetaler<br />
Unternehmen kann nun folgende maximale Kühlkörper-Parameter<br />
realisieren:<br />
Rippenstärke (Fin Thickness): Al: 0,1–2,0 mm; Cu: 0081–2,0 mm<br />
Länge der Kühlkörper: Al und Cu: 10–2.900 mm<br />
Breite der Kühlkörper: Al und Cu: 10–900 mm<br />
Rippenhöhe (Fin Height): Al und Cu: 1–180 mm<br />
Rippenabstand Mitte zu Mitte (Fin Pitch): Al: 0,2–12 mm;<br />
Cu: 0,16–12 mm.<br />
Bei Bedarf können die Skived-Kühlkörper auch mit einer CNC-<br />
Maschine bearbeitet werden, um den Strömungsweg durch verschiedene<br />
Ausrichtungen der Rippen zu verbessern und somit<br />
höhere Kühlanforderungen zu erfüllen.<br />
HOHE RIPPENDICHTE VERBESSERT<br />
WÄRMEABGABELEISTUNG<br />
Die realisierbare Lamellenhöhe und Lamellendicke werden<br />
durch die Breite und Länge des Kühlkörpers, die Bodendicke und<br />
andere Faktoren bestimmt. Sollte zum Beispiel eine sehr hohe<br />
Rippe benötigt werden, ist nicht gleichzeitig eine sehr dünne<br />
Rippe möglich. Mit der neuen Maschine konnten diese Werte<br />
allerdings verbessert werden. Wird beispielsweise ein Kühlkörper<br />
mit einer Breite von 900 mm und einer Länge von 2.900 mm benötigt,<br />
sind nun Rippen mit einer Höhe von 130 mm und einer<br />
minimalen Rippenstärke von 0,8 mm möglich. Der Schälkühlkörper<br />
hat so eine höhere Lamellenanzahl als bisher, wodurch die<br />
Wärmeabgabefläche pro Volumeneinheit erhöht und somit die<br />
Wärmeabgabeleistung des Produkts insgesamt verbessert wird.<br />
Der Skived-Kühlkörper kann dabei eine Lamellenfeinheit erreichen,<br />
die durch kein anderes Verfahren realisiert werden kann.<br />
Auch das Verhältnis zwischen Lamellenhöhe und Lamellendicke<br />
ist besser als beispielsweise beim Extrusionsverfahren. Im Vergleich<br />
zur Aluminium- oder Kupferextrusion lassen sich mit dem<br />
Schälen der Kühlkörper teure Werkzeugkosten einsparen. Das<br />
Skived Fin-Verfahren eignet sich dadurch auch ideal für die Muster-<br />
oder Kleinserienfertigung.<br />
Auch gegenüber geklebten oder eingefügten Lamellen kann<br />
die Rippenstärke beim Schälen 0,1 bis 2 mm weniger betragen.<br />
Da rüber hinaus treten beim Schälen keine thermischen Widerstände<br />
beim Übergang von Kühlkörperbasis zu den Rippen auf,<br />
wodurch die Kühlleistung etwa 10 Prozent höher ist als beim<br />
Kleben oder Einfügen. Es besteht auch kein Risiko, dass sich die<br />
Rippen lockern, beispielsweise durch Alterung des Klebstoffs.<br />
ALUMINIUM ALS BEVORZUGTER WERKSTOFF<br />
Faktoren wie Material und Form spielen bei der Auswahl des passenden<br />
Kühlkörpers eine zentrale Rolle. Die thermische Leistung<br />
ergibt sich aus der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Materials,<br />
der Größe der Oberfläche und der Masse des Kühlkörpers.<br />
Aluminium zeichnet sich dabei durch sein geringes Gewicht bei<br />
guter Wärmeleitfähigkeit aus. Deswegen wird dieser Werkstoff<br />
bevorzugt bei der Herstellung von Kühlkörpern eingesetzt – entweder<br />
in seiner reinen Form oder als Legierung.<br />
Beim klassischen Herstellverfahren Extrusion wird üblicherweise<br />
die Aluminiumlegierung AlMgSi0,5 (AW 6063) für die Produktion<br />
der Profilkühlkörper verwendet. Beim Skived Fin-Verfahren<br />
kommt dagegen standardmäßig Reinaluminium Al 1060<br />
und Al 1070 zum Einsatz. Dieses bietet den Vorteil von hoher<br />
Plastizität, Korrosionsbeständigkeit, leichter Lötbarkeit und –<br />
besonders wichtig für Kühlkörper – Wärmeleitfähigkeit von etwa<br />
235 W/(m * K). Die Wärmeleitfähigkeit von AlMgSi0,5 beträgt<br />
dagegen nur etwa 186 W/(m * K). Weitere positive Eigenschaften<br />
sind, dass Reinaluminium gezogen und gebogen werden<br />
kann. Bei besonders hohen Anforderungen an die Kühlleistung<br />
kann neben Aluminium auch Kupfer eingesetzt werden. Der<br />
Vorteil dieses Werkstoffs ist die hohe Wärmeleitfähigkeit von<br />
401 W/(m * K), allerdings bei sehr viel höheren Kosten und Gewicht<br />
gegenüber Aluminium.<br />
Bilder: CTX Thermal Solutions<br />
www.ctx.eu<br />
UNTERNEHMEN<br />
CTX Thermal Solutions GmbH<br />
Lötscher Weg 104, 41334 Nettetal<br />
Telefon: 02153 / 7374-0<br />
E-Mail: info@ctx.eu<br />
AUTOR<br />
Wilfried Schmitz, Geschäftsführender<br />
Gesellschafter, CTX Thermal Solutions<br />
GmbH<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 21
MIT DER PASSENDEN STEUERUNGSLÖSUNG<br />
IM PALETTIERBEREICH ZU EFFIZIENTEN ABLÄUFEN<br />
KEFIR UND KAKAO NON-STOP<br />
Die österreichische Molkerei NÖM AG ist nicht nur eine der modernsten,<br />
sondern auch eine der innovativsten in Europa. Das Sortiment umfasst rund<br />
800 Milchprodukte. Um diese Produktvielfalt herstellen zu können, wird am<br />
Produktionsstandort Baden täglich ca. eine Million Liter Milch verarbeitet und<br />
abgefüllt. Und vor der Auslieferung kurz auf 8.000 Palettenstellplätzen<br />
zwischengeparkt. Beim Ein- und Ausschleusen der Waren kommt eine<br />
Kleinsteuerung zum Einsatz, die für ein effizientes Muting sorgt.<br />
22 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
Die Geschichte der NÖM (Niederösterreichische Milch<br />
AG) reicht bis ins Jahr 1898 zurück, als Frank von Pirko<br />
die Niederösterreichische Molkerei reg. Genossenschaft<br />
mbH gründete. Seither entwickelte sich das Unternehmen<br />
zu einem international erfolgreichen Trendsetter, der mit einer<br />
aktuellen Exportquote von rund 45 Prozent längst nicht mehr<br />
nur den österreichischen Markt mit richtungsweisenden Produktinnovationen<br />
versorgt. Denn, dass der seit 1975 in Baden bei<br />
Wien beheimatete Milchverarbeitungsbetrieb beständig starke<br />
Marken hervorzubringen vermag, hat NÖM mit dem „fru fru“<br />
längst unter Beweis gestellt: Österreichs älteste Fruchtjoghurtmarke<br />
gibt es bereits seit den 1930er Jahren – und sie erfreut sich<br />
nach wie vor großer Beliebtheit. „Wir waren die Ersten, die ein<br />
spezielles Low-Fat-Angebot präsentierten – unsere ‚fasten-Linie‘.<br />
Wir traten beim Thema Gentechnikfreiheit als Vorreiter auf und<br />
in der jüngeren Vergangenheit zeigten wir uns u. a. mit nöm PRO,<br />
einer Produktlinie mit hohem Proteingehalt, am Puls der Zeit“,<br />
zählt Christina Keil, Corporate Communication bei der NÖM AG,<br />
ein paar Beispiele für die Innovationspower, die die Niederösterreicher<br />
seit jeher antreibt, auf.<br />
OHNE STILLSTAND VON DER ROHMILCH<br />
ZUM MILCHPRODUKT<br />
Das Frischelager der NÖM ist 24/7 besetzt. Dort wird rund um<br />
die Uhr gearbeitet, um die Produkte, die aus der angelieferten<br />
Rohmilch gezaubert werden, möglichst rasch wieder auslieferbereit<br />
zu machen. „Aufgerechnet auf ein Jahr sind es in etwa<br />
420 Millionen Kilogramm Rohmilch, die wir zu Joghurt, Topfen<br />
(Quark), Butter, Kakao, Kefir, Proteindrinks und vielem mehr verarbeiten“,<br />
betont Christina Keil einerseits die Sortimentsvielfalt<br />
der Niederösterreichischen Molkerei und anderseits die Milchmengen,<br />
mit denen diese zu tun hat. Die Rohmilch wird täglich<br />
angeliefert, pro Tag mindestens eine Million Liter von insgesamt<br />
2.500 Familienbetrieben aus Niederösterreich, dem Burgenland<br />
und der Oststeiermark. Das bedeutet: Längere Anlagenstillstände<br />
sind in Baden ein No-Go, zumal dies der einzige Produktionsstandort<br />
der NÖM ist. Umso bitterer war es für Michael Hronek,<br />
Automatisierungstechniker und Leiter der Steuerungstechnik, als<br />
01 Teilweise mussten auch die bestehenden Sicherheitslichtgitter<br />
ausgetauscht werden, Ersatz boten die Sicherheits-Lichtgitter PSENopt II<br />
das bisher eingesetzte Muting-Relais, das bei zusammen rund<br />
30 Ein-/Ausfahrten von Palettierern großflächig seine Aufgabe<br />
erfüllte, abgekündigt wurde, ohne dass ein adäquates Nachfolgemodell<br />
überhaupt angeboten wurde.<br />
STARKER ERSATZ FÜR MUTING-CONTROLLER<br />
„Das Problem war, dass sich die bestehende Applikation nicht so<br />
einfach nachbilden ließ, weil in unserem Fall die übergeordnete<br />
Steuerung in das Muting eingebunden ist. Und diese sollte von<br />
den notwendig gewordenen Umrüstungen nichts mitbekommen“,<br />
erklärt er. Daher war es erforderlich, die Funktionalität des bestehenden<br />
Auswerterelais sowie dessen Zusammenspiel mit den<br />
Lichtgittern desselben Herstellers 1:1 zu imitieren. Eine Challenge,<br />
die die Systemintegrationsexperten von Pilz mit Bravour meister<br />
PASST HAND IN HAND: HYGIENIC DESIGN<br />
UND MANIPULATIONSSCHUTZ<br />
Im Bereich Sicherheitszuhaltungen bietet Pilz zwei neue<br />
Sensoren – PSENmlock mini für platzkritische Anwendungen<br />
und PSENslock 2 mit optimiertem hygienischen<br />
Design. Beide Sensoren eignen sich insbesondere für die<br />
Verpackungs- sowie Pharmaindustrie und den Food-and-<br />
Beverage-Sektor: PSENslock 2 etwa verfügt über die<br />
Schutzart IP67 (IP6K9K) und steht in Edelstahlvarianten<br />
für Bereiche mit erhöhten Hygieneanforderungen zur<br />
Verfügung. Auch ein hoher Manipulationsschutz zeichnet<br />
beide Sensoren aus – beim RFID-Sicherheitsschalter<br />
PSENmlock mini mit Schutzart IP67 nach EN ISO 14119<br />
ist die Codierung frei wählbar (codiert, vollcodiert oder<br />
unikat codiert). Dazu kommt eine Hilfsentriegelung, die<br />
auf zwei Seiten integriert ist. PSENmlock mini kann auch<br />
bis PL d, Kat. 3 in Reihe geschaltet werden. Höchsten<br />
Manipulationsschutz bietet der für die Schutztür-<br />
Absicherung universell einsetzbare PSENslock 2 bis zur<br />
Sicherheitskategorie PL e, Kat. 4 nach EN ISO 13849.<br />
Die hohe Zuhaltekraft F1max von wahlweise 1.000 oder<br />
2.000 N sowie die frei wählbare Codierung unterstützen<br />
einen zuverlässigen Prozessschutz, da ungewollte<br />
Produktionsunterbrechungen verhindert werden.<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 23
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
03 Pro Jahr sind es etwa 420 Millionen Kilogramm Rohmilch, die die<br />
NÖM zu Joghurt, Topfen (Quark), Butter, Kakao, Kefir, Proteindrinks<br />
und weiteren Molkereiprodukten verarbeitet<br />
04 Bei Einzelstationen erfolgt die Muting-Kommunikation mit der<br />
übergeordneten SPS über PNOZmulti 2 (Bild), bei Mehrfachstationen<br />
ist zusätzlich das Automatisierungssystem PSS 4000 im Einsatz<br />
ten, wie Michael Hronek lobt: „Es hat wirklich von der Planung<br />
bis hin zum Einbau der neuen Komponenten und der sicherheitstechnischen<br />
Abnahme alles perfekt funktioniert. Und auch<br />
zeitlich zeigten sich unsere ‚Retter in der Not‘ sehr flexibel“. Das<br />
Ein- und Ausschleusen der Waren hat die konfigurierbare Kleinsteuerung<br />
PNOZmulti 2 von Pilz übernommen. Sie sorgt dafür,<br />
dass ein gewolltes kurzfristiges Überbrücken der installierten Sicherheitsfunktion<br />
umgesetzt wird – sprich, das Muting reibungslos<br />
funktioniert. Alle Änderungen, die die Kleinsteuerung<br />
PNOZmulti betrafen, wurden bei den alle paar Tage stattfindenden<br />
CIP-Reinigungen (Cleaning in Place) eingetaktet. Um zusätzliche<br />
Stillstände zu vermeiden hat Pilz den Einbau des Automatisierungssystems<br />
PSS 4000 für Mehrfachstationen an einem Wochenende<br />
erledigt. „Sogar der Vertrieb schraubte mit, damit alles<br />
möglichst rasch über die Bühne ging“, spielt der Leiter der Steuerungstechnik<br />
bei der NÖM AG darauf an, dass in den heißen Umbauphasen<br />
selbst sein Hauptansprechpartner Markus Stockhammer,<br />
Solution Sales Manager bei Pilz Österreich, unterstützend<br />
mit Hand anlegte.<br />
1:1-NACHBILDUNG BESTEHENDER<br />
FUNKTIONALITÄT<br />
Zwei der insgesamt drei großen Palettieranlagen der NÖM wurden<br />
umgebaut. Dabei galt es sowohl die zuvor eingesetzten Relais<br />
wie auch die Lichtgitter zu ersetzen. Denn für eine bestimmungsgemäße<br />
Verwendung des bisherigen optoelektronischen<br />
Schutzsystems war eine Kombination aus beidem unbedingt notwendig.<br />
„Als uns eine Lösung präsentiert wurde, die mit unterschiedlichsten<br />
Sicherheitsvorrichtungen harmoniert, solange<br />
UMFASSENDE LÖSUNGEN FÜR DAS PACKAGING<br />
Im Bereich Packaging bietet Pilz Herstellern und<br />
Betreibern ganzheitliche Automatisierungslösungen an,<br />
die Safety und Security gleichermaßen berücksichtigen.<br />
Ob für Maschinen mit elementarem Funktionsumfang,<br />
mittelgroße oder verkettete Maschinen und Anlagen,<br />
abgedeckt werden alle Bereiche: Primär-, Sekundärsowie<br />
auch die End-Verpackung. Ein weltweites Dienstleistungsprogramm<br />
mit Sicherheits beratung, Engineering,<br />
auch Konformitätsbewertung, sowie Produktschulungen<br />
und Seminare zum Thema Maschinensicherheit ergänzt<br />
das Portfolio. Zur Umsetzung stehen Produkte wie<br />
Sicherheitsschalter, Schutztürsysteme, sowie optoelektronische<br />
Sensoren, elektronische Überwachungsgeräte,<br />
Sicherheitsrelais, konfigurierbare und programmierbare<br />
Steuerungssysteme, Automatisierungslösungen mit<br />
Motion Control, Systeme für die industrielle Kommunikation<br />
sowie Visualisierungslösungen und Bedienterminals.<br />
24 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
diese zweikanalig zu betreiben sind, rannte Pilz bei uns offene<br />
Türen ein. Schließlich ist es gerade in Zeiten wie diesen, wo es bei<br />
vielen Produkten Lieferengpässe gibt, wichtig, maximal flexibel<br />
zu sein“, sagt der Leiter der Steuerungstechnik, der sich generell<br />
weniger Proprietäres in der Automatisierungswelt wünschen<br />
würde. Pilz übernahm das Engineering für NÖM bzw. programmierte<br />
einen 1:1-Ersatz, der letztendlich alles erfüllte, was auf der<br />
Anforderungsliste stand: Zuverlässigkeit, ein hohes Sicherheitsniveau<br />
auf aktuellem Stand der Technik, eine einfache Adaptierbarkeit<br />
an neue Gegebenheiten – und somit Zukunftssicherheit –<br />
sowie schließlich eine Lösung, von der die übergeordnete Anlagensteuerung<br />
unabhängig blieb.<br />
GELUNGENE ÜBERNAHME<br />
Dies alles war nur nach einer intensiven Beschäftigung mit dem<br />
Handbuch der auszutauschenden Überwachungseinheit mit integriertem<br />
Muting-Controller zu bewerkstelligen, zumal nicht nur<br />
ein bestimmter Kommunikations- bzw. Schalt-Ablauf nachgebildet,<br />
sondern darüberhinausgehend auch noch ein vorgegebener<br />
Zeittakt eingehalten werden musste. „Wenn die Anlagensteuerung<br />
eine Palette ankündigt, übernimmt jetzt PNOZmulti bzw.<br />
PSS 4000 die Rolle des bisherigen Muting-Relais, nimmt zwei<br />
Kontrollausgänge weg, lässt sich diese Aktion von unserer übergeordneten<br />
Standard-CPU bestätigen und gibt dann erst die Überbrückung<br />
für den Warentransport frei. Zwischendurch wird zusätzlich<br />
die Funktionsfähigkeit der angeschlossenen Lichtschranken<br />
zyklisch überwacht sowie die Positionierung der Palette überprüft“,<br />
beschreibt Michael Hronek, was die Kleinsteuerung des<br />
Automatisierers Pilz bei dieser Anwendung zu erledigen hat.<br />
„Sollten von den wenigen verbliebenen ‚Altgeräten‘ weitere<br />
auszutauschen sein, haben wir nun einen Ersatz, der via Plug-&-<br />
play funktioniert. So haben wir es am liebsten“, schmunzelt der<br />
Leiter der Steuerungstechnik abschließend. Weitere Projekte mit<br />
Pilz seien bereits in der Umsetzung.<br />
Bilder: Aufmacher + sonstige NÖM/Pilz, 04 Pilz, Infokasten Seite 23 Pilz,<br />
Infokasten Seite 24 Moreno Soppelsa/Fotolia.com, quka/Fotolia.com + Pilz,<br />
Hintergrund kubais – stock.adobe.com<br />
www.pilz.com<br />
05 Die „Niederösterreichische Milch“ AG NÖM<br />
ist nicht nur eine der innovativsten, sondern auch<br />
eine der modernsten Molkereien Europas<br />
UNTERNEHMEN<br />
Pilz GmbH & Co. KG<br />
Felix-Wankel-Straße 2<br />
73760 Ostfildern<br />
info@pilz.de<br />
AUTOR<br />
Christof Weninger, Regional Sales Manager,<br />
Pilz, Österreich<br />
ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />
Wie eine TÜV SÜD-zertifizierte Lösung für<br />
die sichere Kartonagenzufuhr aussehen<br />
kann, erfahren Sie in einer Success-Story<br />
der Sema Systemtechnik. Sema ist<br />
spezialisiert auf sichere Kartonagen -<br />
zufuhrlösungen, die auch bei der NÖM in<br />
den Pallettieranlagen verbaut sind.<br />
Mehr dazu in diesem Video:<br />
bit.ly/success-story_Sema_Pilz<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 25
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
WAS DIE AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
VON DER NATUR LERNEN KANN<br />
SMARTER BIENENSTOCK<br />
Bienen sind für unser Ökosystem unverzichtbar: Sie tragen durch ihre<br />
Pflanzenbestäubung maßgeblich zu ertragreichen Ernten und einer<br />
immensen Vielfalt an Nahrungsmitteln bei. Lesen Sie im folgenden Beitrag,<br />
wie eine smarte Version eines Bienenstocks durch intelligente Automatisierung<br />
das Leben der Bienen verbessert und damit einen nachhaltigen<br />
Beitrag für unsere Umwelt leistet.<br />
Das drittwichtigste Nutztier für die Landwirtschaft hinter<br />
Rind und Schwein sind Bienen, denn sie bestäuben<br />
gemeinsam mit anderen Insekten rund 75 Prozent der<br />
heimischen Blühpflanzen. Der wirtschaftliche Wert<br />
der Bestäubungsleistung der Bienen für die Landwirtschaft<br />
wird für Europa auf 65 Mrd. Euro jährlich geschätzt. Speziell<br />
die Bedeutung der von Imkern betreuten Honigbiene nimmt<br />
ständig zu, und zwar aus einem traurigen Grund: Die Anzahl<br />
der Insekten insgesamt hat in den letzten Jahren nicht nur in<br />
Europa dramatisch abgenommen, und damit auch deren Bestäubungsleistung.<br />
Gründe gibt es viele: die Nutzung von Pestiziden<br />
in der Landwirtschaft, Überdüngung, weniger Blühflächen,<br />
Klimawandel, Zerstückelung der Landschaft bis hin zum<br />
privaten Steingarten. China verzeichnet bereits Regionen, in<br />
denen die Bestäubung der Obstbaumblüten mangels Insekten<br />
durch den Menschen per Pinsel erfolgt. Imker hierzulande<br />
müssen die Gesundheit ihrer Bienenvölker ebenfalls stets<br />
genau im Blick behalten und diese zum Beispiel regel mäßig<br />
gegen eine in den 1970er Jahren aus Asien eingeschleppte<br />
Milbenart, die Varroa-Milbe, behandeln. Kann man der Honigbiene,<br />
den Imkern und den Insekten mit Automatisierungstechnik<br />
das Leben erleichtern?<br />
26 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
ÜBERWACHUNG PER<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Auf den ersten Blick passt das sicher nicht: Ein Bienenvolk ist ein<br />
komplexer Bioorganismus, der seit tausenden von Jahren sehr<br />
gut ohne Automatisierung funktioniert. In der industrialisierten<br />
Landschaft wird das Überleben eines Bienenvolks mittlerweile<br />
allerdings ohne menschliche Unterstützung schwer. Ein Versuch<br />
in der Schweiz zeigte, dass eine Wiederansiedlung von Bienenvölkern<br />
in ihrer natürlichen Lebensumgebung, dem Wald, lediglich<br />
bedingt erfolgreich ist. Sie überlebten entweder aufgrund<br />
von Nahrungsmangel oder wegen unbehandelter Krankheiten im<br />
Durchschnitt maximal zwei Winter.<br />
Hier ist also der Imker gefragt: Wie kann Automatisierungstechnik<br />
dabei helfen, das Leben der Honigbiene und anderer<br />
Insekten zu verbessern? Und was kann die Automatisierungstechnik<br />
von der Natur lernen? Schon heute überwachen zahlreiche<br />
Imker ihre Bienenstöcke mit verschiedenen Sensoren per<br />
„Fernwartung“. Und es gibt noch viel Luft nach oben. Die Erfassung<br />
des Gesundheitszustands – beispielsweise eines Befalls mit<br />
Varroa-Milben – durch Bildverarbeitung und per App wird ebenso<br />
umgesetzt, wie die Kontrolle des Schwarmverhaltens. Ferner<br />
werden Warnungen an den Imker versendet, bevor ein Schwarm<br />
auszieht. Dies geschieht durch das Auswerten von Innentemperatur,<br />
Geräuschpegel und Vibration. In der industriellen Welt<br />
würde man von Predictive Maintenance sprechen.<br />
01 Verschiedene Sensoren am Bienenstock werden eingesetzt, um<br />
Eingriffe des Imkers zu reduzieren und die Gesundheit des Bienenvolks<br />
zu überwachen<br />
CLOUD-BASIERTE GEWICHTSERFASSUNG<br />
BIENEN BESTÄUBEN GEMEINSAM<br />
MIT ANDEREN INSEKTEN RUND<br />
75 PROZENT DER HEIMISCHEN<br />
BLÜHPFLANZEN<br />
Weitere Felder sind zum Beispiel die Wahrnehmung von Eindringlingen<br />
am Flugloch – etwa Mäuse, Wespen oder Hornissen –<br />
und deren Abwehr auf Basis von Bilderkennung. Auf die Automatisierungstechnik<br />
übertragen wird somit Machine Vision verwendet.<br />
Darüber hinaus erhält der Imker eine Alarmierung bei<br />
einem Schwarmauszug, der auf der Feststellung eines plötzlichen<br />
Gewichtsabfalls – Events und Alarming – basiert. So hat er<br />
die Möglichkeit, den Schwarm wieder einzufangen. Die Gewichtsaufnahme<br />
dient auch zur Bestimmung der richtigen Zeitpunkte<br />
für die Honigernte beziehungsweise die Detektion des<br />
Endes einer Massentracht – beispielsweise dem Ende der Blüte<br />
von Raps oder Linde. Ebenso erleichtert eine Cloud-basierte<br />
Gewichtserfassung und Datenauswertung die Abschätzung des<br />
Futtervorrats im Winter.<br />
Denkbar sind ferner die Erkennung von Weisellosigkeit – des<br />
Königinnenverlusts – anhand der Töne (Condition Monitoring),<br />
die Bienen von sich geben. Das ist ein lautes Brausen innerhalb<br />
der ersten ein bis zwei Wochen der Weisellosigkeit. Zudem lassen<br />
sich aktuelle Wetterdaten und Vorhersagen aufnehmen, zum<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 27
STEUERN UND ANTREIBEN<br />
02 Die am Gehäuse platzierten Sensoren messen die Temperaturschwankungen<br />
im Bienenstock; durch die gesammelten Daten kann der<br />
Imker beispielsweise Rückschlüsse auf die Schwarmbereitschaft des<br />
Bienenvolks ziehen<br />
Wortkombination aus Beehive und Hype. Das Beehyve-Projekt<br />
zur Automatisierung des Bienenstocks wurde dabei als Community-Projekt<br />
aufgesetzt und durchgeführt. Mehrere Unternehmen<br />
mit ihrem jeweils spezifischen Expertenwissen und Erfahrungsschatz<br />
haben unterschiedliche Teilprojekte geplant und auf Basis<br />
der PLCnext Technology am Bienenstock realisiert: Schwarmintelligenz<br />
in der Automatisierungstechnik.<br />
Am smarten Bienenstock sind aktuell verschiedene Sensoren<br />
und Kameras verbaut. So wird über mehrere Temperatursensoren<br />
nicht nur die Temperaturverteilung innerhalb des Bienenstocks<br />
erfasst, sondern auch plötzliche Temperaturschwankungen, die<br />
beispielsweise auf einen bevorstehenden Schwarmauszug hinweisen<br />
können. Außentemperaturen, weitere Wetter daten und<br />
die Gewichtsaufnahme helfen dem Imker bei der Abschätzung<br />
des Futtervorrats im Winter, alarmieren bei einem Schwarmauszug<br />
im Frühling und zeigen den Anfang, das Ende und die Menge<br />
des Nektareintrags an.<br />
Beispiel zur Ermittlung von Behandlungszeitpunkten gegen die<br />
Varroa-Milbe mit biologischen Säuren. Im Sommer wird Ameisensäure<br />
eingesetzt, im Winter eine Oxalsäure-Träufelbehandlung.<br />
Das alles sind Beispiele für technische Anwendungsfälle,<br />
die in ähnlicher Art ebenfalls im industriellen Umfeld gelöst<br />
werden müssen.<br />
ZAHLREICHE PARALLELEN ZU <strong>INDUSTRIELLE</strong>N<br />
AUTOMATISIERUNGSAUFGABEN<br />
Wenn diese Aufgaben aus Sicht eines Automatisierers betrachtet<br />
und mit den Herausforderungen von industriellen Automatisierungsaufgaben<br />
verglichen werden, lassen sich durchaus Parallelen<br />
ziehen: Anwendungsfälle wie zum Beispiel Predictive Maintenance,<br />
Condition Monitoring sowie Machine Vision für die<br />
Ausschussfeststellung oder Sortieraufgaben sind ähnlich geartet.<br />
Warum also nicht in einem naturnahen Projekt die Anwendungsmöglichkeiten<br />
des industriellen Steuerungssystems PLCnext<br />
Technology nutzen, veranschaulichen, Ideen zur Unterstützung<br />
von Bienen und Imkern sammeln und beispielhaft umsetzen?<br />
Gesagt, getan: Phoenix Contact hat sich unter die Imker gemischt<br />
und einen smarten Bienenstock aufgebaut. Da das Thema<br />
„Bienen und Insekten“ aufgrund des fortschreitenden Artensterbens<br />
momentan in aller Munde ist und geradezu als Hype bezeichnet<br />
werden kann, wählten die Blomberger Automatisierungsspezialisten<br />
für das Projekt den Namen Beehyve – eine<br />
DIGITALER ZWILLING ZUR BERECHNUNG<br />
DES CO 2<br />
-FUSSABDRUCKS<br />
Sämtliche Daten werden in die Cloud übertragen und in übersichtlichen<br />
Dashboards visualisiert. Über Bilderkennung am<br />
Stockeingang lassen sich Eindringlinge erkennen. Wärmebildkameras<br />
verraten im Winter die Größe und den genauen Aufenthaltsort<br />
der Bienentraube innerhalb des Bienenstocks. Vibrationssensoren<br />
erfassen die Aktivität der Bienen. Ein digitaler Zwilling<br />
des smarten Bienenstocks unterstützt bei der Strukturierung<br />
und Beschreibung der aufgenommenen Daten. Das reicht so weit,<br />
dass innerhalb des digitalen Zwillings sogar der CO 2<br />
-Fußabdruck<br />
des Produkts Honig fortlaufend berechnet werden kann. Künstliche<br />
Intelligenz (KI) erweitert die Möglichkeiten der Datenanalyse<br />
erheblich. In einem Beehyve-Teilprojekt lassen sich zum Beispiel<br />
die Handgriffe der Imkerei zu einem faszinierenden Testfeld für<br />
DER CO 2<br />
-FUSSABDRUCK DES<br />
PRODUKTS HONIG KANN INNER-<br />
HALB DES DIGITALEN ZWILLINGS<br />
FORTLAUFEND BERECHNET WERDEN<br />
die Erforschung der Handerkennungstechnologie verwenden.<br />
Durch die Videoaufzeichnung von Handbewegungen und die<br />
enge Zusammenarbeit mit Imkern zur Dokumentation von Prozessschritten<br />
wird ein KI-Modell trainiert, das diese subtilen, aber<br />
entscheidenden Gesten detektieren und verstehen kann.<br />
Das übergeordnete Ziel aller Teilprojekte ist die Ausweitung<br />
der Technologien auf reale Anwendungen im industriellen Umfeld.<br />
So fassen die Projektpartner etwa den Einsatz kameragestützter<br />
Handerkennung innerhalb eines Produktionsbereichs<br />
ins Auge. Der Schwerpunkt liegt hier auf Montagestationen, an<br />
denen unterschiedliche Komponenten zusammengeführt werden,<br />
um das Endprodukt herzustellen. Durch die Implementierung<br />
von Computer Vision soll sich die Qualitätskontrolle verbessern,<br />
indem überprüft wird, ob sämtliche erforderlichen<br />
Komponenten korrekt in das Endprodukt integriert wurden.<br />
28 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
OFFENES ECOSYSTEM<br />
Bei PLCnext Technology handelt es sich um ein Ecosystem für die industrielle<br />
Automatisierung, das sich aus offener Hardware, modularer Engineering-<br />
Software, einer globalen Community sowie einem digitalen Software-Marktplatz<br />
zusammensetzt. Neben der SPS-Standardprogrammierung gemäß<br />
IEC 61131-3 ist auch die parallele Codeerstellung und Kombination von<br />
Programmiersprachen wie C/C++, C# oder Matlab/Simulink in Echtzeit mit<br />
den PLCnext-Steuerungen möglich. Durch die einfache Cloud-Integration,<br />
die Option der Nutzung von Open Source Software und das ständig wachsende<br />
Know-how der PLCnext Community profitieren Anwender von neuen<br />
Formen der Zusammenarbeit. Daraus resultierende Solutions-Apps, Software-Bausteine,<br />
Runtime-Systems und Funktionserweiterungen sind im<br />
PLCnext Store verfügbar und sorgen für eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis<br />
bei der Applikationserstellung.<br />
Diese Innovation hat das Potenzial, das Vorgehen zu optimieren, wie sich Qualität<br />
und Genauigkeit in Fertigungsprozessen sicherstellen lassen. Alle Beehyve-Teilprojekte<br />
konnten mit Hilfe des umfangreichen Schwarmwissens der PLCnext<br />
Community erfolgreich im smarten Bienenstock umgesetzt werden.<br />
SCHNELLERE ERGEBNISSE DURCH SCHWARMINTELLIGENZ<br />
Ein smarter Bienenstock, ausgestattet mit aktueller Automatisierungstechnik, kann<br />
also sowohl den Bienen ebenso wie dem Imker bei der Pflege der Völker helfen. Er<br />
trägt jedoch ebenfalls dazu bei, einen wichtigen Organismus wie ein Bienenvolk<br />
besser zu verstehen. Eine wesentliche und ganz praktische Erkenntnis des Projekts<br />
ist außerdem: Schwarmintelligenz führt schneller zu qualitativ hochwertigen Ergebnissen.<br />
Das ist ein deutlicher Vorteil der PLCnext Community, die bei der Lösung<br />
alltäglicher Automatisierungsaufgaben unterstützt. Nicht nur hinsichtlich der Nutzung<br />
von Schwarmintelligenz können Menschen noch viel von den Bienen und der<br />
Natur lernen.<br />
Bilder: Phoenix Contact, Schmuckbilder Bienen Creative images – stock.adobe.com und<br />
peter_waters – stock.adobe.com<br />
www.phoenixcontact.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />
Flachsmarktstraße 8<br />
32825 Blomberg<br />
Telefon 05235 / 3-12000<br />
E-Mail: info@phoenixcontact.de<br />
AUTOR<br />
Friedrich Wegener,<br />
Senior Specialist Software Standardization<br />
(und Hobby-Imker), Phoenix Contact<br />
Electronics GmbH, Bad Pyrmont<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
ENABLER FÜR DIE DIGITALISIERUNG<br />
IN DER PROZESSINDUSTRIE<br />
ZUSAMMENSPIEL<br />
AUF ALLEN EBENEN<br />
Ethernet-APL ermöglicht die direkte Anbindung<br />
von Feldgeräten an übergeordnete Systeme und<br />
erlaubt damit erstmals eine einheitliche<br />
Kommunikationsinfrastruktur vom Sensor bis<br />
hin zum mobilen Endgerät. Welche Vorteile<br />
der neue Standard in der Prozessindustrie<br />
bietet, lesen Sie im folgenden Beitrag.
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
01 Ethernet-APL<br />
Field Switch ermöglicht<br />
Leitungswege bis zu 200 m<br />
Lange Anlagenlaufzeiten, die lange Lebensdauer von Prozessanlagen<br />
und die mit dem Betrieb von Prozessanlagen verbundenen<br />
Risiken sind die Gründe dafür, dass mehrere<br />
Gerätegenerationen und unterschiedliche Kommunikationstechnologien<br />
wie Hart über 4-20 mA oder Feldbusse im Einsatz<br />
sind. Diese robusten Technologien sind einfach in der Handhabung.<br />
Den Zugriff auf weitere Daten der Instrumentierung erfordern<br />
jedoch Gateways und Datenkonvertierungen. Der Aufwand<br />
dafür wird als hoch wahrgenommen, da gesonderte Zugänge<br />
Gerätekosten, Projektierung und Wartung erfordern, die über die<br />
Lebensdauer der Anlage gepflegt werden müssen. In Zeiten permanenter<br />
Verfügbarkeit von Informationen wünschen sich<br />
Anwender den Zugang zu Daten dort und dann, wenn man sie<br />
braucht. IT-fähige, stationäre und mobile Bediengeräte mit einer<br />
Tauglichkeit für explosionsgefährdete Bereiche müssen daher<br />
den Zugriff über alle Übertragungstechnologien ermöglichen.<br />
DIGITALISIERUNG MIT ETHERNET-APL<br />
Ein schneller Einstieg in die Digitalisierung ergibt sich durch eine<br />
Steuerungsebene mit Ethernet-basierter Kommunikation. Für<br />
das Feld von Prozessanlagen definiert Ethernet-APL die notwendige<br />
robuste Übertragungsphysik mit der Schutzart Eigensicherheit<br />
als integraler Bestandteil für explosionsgefährdete Bereiche.<br />
Feldgeräte und Leitsystem kommunizieren in einer gemeinsamen<br />
Sprache, beispielsweise Profinet oder Ethernet/IP. Der<br />
Ethernet-APL Rail Field Switch verbindet und versorgt die Instrumentierung<br />
und transportiert die Daten transparent und vollständig<br />
barrierefrei. Die Kabellänge zum Feldgerät beträgt bis zu<br />
200 m – der Switch kann an einer für den Installateur gut zugängigen<br />
Stelle in der Zone 2 installiert werden.<br />
Durch Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu den Geräten verhindert<br />
der Switch ein Übersprechen auf andere Geräte für eine hohe<br />
Zuverlässigkeit. Monteure können beruhigt und für den Anlagenbetrieb<br />
rückwirkungsfrei an einem Feldgerät arbeiten, Geräte verbinden<br />
oder trennen. Topologien sind sternförmig und damit<br />
übersichtlich sowie einfach aufgebaut. Gateways zur Protokollkonvertierung<br />
sind endgültig eine Sache der Vergangenheit.<br />
NAHTLOSE INTEGRATION<br />
Eine Doppelfunktion für Profibus PA-Instrumente bietet der<br />
Ethernet-APL Field Switch aus der Reihe Fieldconnex von<br />
Pepperl+Fuchs. Er erkennt neben Ethernet-APL das Feldbusprotokoll<br />
Profibus PA automatisch. Eine naht- und lückenlose<br />
Geräteintegration in die Steuerung und das Engineering-System<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 31
<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />
02 Topologien mit Ringredundanz für den Anschluss aller Feldgeräte; der Ethernet-APL Rail Field Switch verbindet und versorgt<br />
die Instrumentierung und transportiert die Daten vollständig barrierefrei<br />
erfolgt über das für Profibus und Profinet standardisierte PA-<br />
Profil. Es definiert die Messwerte, Konfigurationsparameter sowie<br />
Sammelmeldungen gleicher Feldgeräte auch unterschiedlicher<br />
Hersteller. Außerdem spart es Aufwand bereits beim Engineering<br />
einer großen Anzahl von Messungen. Auch der Gerätetausch<br />
wird einfacher, da ein Gerät mit Werkseinstellungen aus dem<br />
Lager oder der Wartung seine Konfiguration zur Laufzeit erhält.<br />
Die Kombination aus Profibus PA und Profinet ist als Lösung<br />
für Neuanlagen interessant, solange in der Anfangsphase der<br />
APL-Technologie noch nicht alle Gerätetypen mit APL-Anschluss<br />
verfügbar sind, da dieselbe Infrastruktur den gleichzeitigen Betrieb<br />
beider Technologien ermöglicht.<br />
Ähnliches gilt bei einer Anlagenmodernisierung, bei der es die<br />
Investition in die Instrumentierung zu schützen gilt. LB- und FB-<br />
Remote-I/O-Systeme stellen parallel zur Profinet-Funktionalität<br />
alle Feldgerätedaten über das Hart-IP-Protokoll zur Verfügung.<br />
Das Remote-I/O kompensiert die niedrige Übertragungsrate<br />
durch parallelen Zugriff ohne die bei einem Multiplexer übliche<br />
Zeitverzögerung.<br />
OFFENE KOMMUNIKATIONSKONZEPTE<br />
SIND GEFRAGT<br />
Von den Betreibern prozesstechnischer Anlagen wurden gemeinschaftlich<br />
die offenen Konzepte Namur Open Architecture<br />
(NOA) und Open Process Automation (OPA) entwickelt. Sie definieren<br />
Modelle und Konzepte für zusätzliche Funktionen zur<br />
Wartung und Optimierung der Anlagen. OPA definiert an Stelle<br />
der hierarchisch aufgebauten Automatisierungspyramide ein<br />
flaches Netzwerk verteilter Komponenten, die miteinander<br />
über ein auf OPC UA basierendes Connectivity Framework verbunden<br />
sind. Dies setzt ein Ethernet-basiertes Netzwerk voraus.<br />
NOA behält die bewährten Anlagenstrukturen für kritische und<br />
insbesondere sicherheits relevante Kern-Bereiche bei und erweitert<br />
sie um parallele Kommunikationspfade. Das Wesentliche<br />
hierbei ist, dass Daten aus den Kernen ausschließlich<br />
lesend übertragen werden dürfen, um die kritischen Bereiche<br />
nicht zu beeinflussen. Die Begrenzung auf eine derart unidirektionale<br />
Kommunikation wird als Namur-Diode bezeich-<br />
net. Bei beiden Konzepten spielt die Ethernet-Konnektivität eine<br />
essenzielle Rolle, um in der IT bewährte und etablierte Technologien<br />
wie OPC UA nutzen zu können. Remote-I/O-Systeme<br />
und Ethernet-APL erfüllen eine wesentliche Voraussetzung für<br />
die Umsetzung von OPA und NOA. Die Initiatoren derartiger<br />
Konzepte wollen damit primär sowohl ihre Abhängigkeiten von<br />
einzelnen Herstellern verringern als auch die Leistungsfähigkeit<br />
und Effizienz ihrer Systeme erhöhen und gleichzeitig die<br />
Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit ihrer Anlagen erhalten.<br />
CHANCEN NUTZEN<br />
Im Zusammenspiel mit Edge-Gateways mit einer Implementierung<br />
der NOA-Diode lassen sich Sensoren und Aktoren ohne<br />
Medienbrüche weltweit vernetzen. Im Internet verfügbare zentrale<br />
Verzeichnisse stellen dazu Beschreibungsdateien wie FDI-<br />
Packages oder in Zukunft auch Verwaltungsschalen-Dateien in<br />
einem standardisierten Format (AASX) bereit, sodass mit definierten<br />
Datenmodellen gearbeitet werden kann. Viele bisher in<br />
den Feldgeräten weitgehend unzugängliche Daten stehen damit<br />
unabhängig von der verwendeten Kommunikationstechnologie<br />
für übergreifende Auswertungen zum Beispiel für Asset<br />
Management oder Predictive Maintenance zur Verfügung. So<br />
werden beispielsweise für Wartungsarbeiten gerätespezifisch<br />
Informationen bereitgestellt, welche die Instandhaltungs-<br />
Trupps über ihre mobilen Endgeräte vor Ort abrufen können.<br />
Eine robuste Infrastruktur mit Ethernet-APL, Feldbus und Remote-I/O<br />
sowie standardisierte Informationsmodelle ermöglichen<br />
eine leistungsfähige „Ende-zu-Ende“-Kommunikation<br />
von Sensoren und Aktoren bis hin zu bedienungsfreundlichen<br />
Endgeräten. Auf diesen Technologien basierende Produkte und<br />
Lösungen ermöglichen Komfortfunk tionen während aller Phasen<br />
eines Projektes, von der Planung bis zum Gerätetausch und<br />
bieten die große Chance, die Digitalisierung im Feld der Prozessanlagen<br />
voranzutreiben.<br />
Bilder: Pepperl+Fuchs<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
32 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
INTERVIEW<br />
ETHERNET-APL: WO STEHEN WIR UND<br />
WO WOLLEN WIR NOCH HIN?<br />
Mit einem Ethernet-basierten, durchgängigen Netzwerk<br />
ist nicht nur der schnelle und parallele Zugang zur<br />
Instrumentierung gewährleistet. Welche Möglichkeiten<br />
sich für Endanwender damit im Feld ergeben, erklären<br />
Benedikt Rauscher und Andreas Hennecke.<br />
Mit Ethernet-APL in der Prozessautomation könnten sich auch<br />
gleich die Anforderungen für funktional sichere Anwendungen<br />
berücksichtigen lassen. Wie weit ist man hier?<br />
ANDREAS HENNECKE: Ethernet-APL basierte Infrastruktur<br />
kann Signale zur Prozesssteuerung und zur funktionalen Sicherheit<br />
gleichermaßen übertragen. Sicherheitsprotokolle statten<br />
die Signale mit Merkmalen aus, die die Authentizität und die<br />
Richtigkeit der Informationen sicherstellen. Damit lässt sich mit<br />
Hilfe betriebsbewährter Geräte die Kommunikation für sicherheitsgerichtete<br />
Signale rein auf Software-Basis realisieren oder<br />
sogar umschalten. Einsparpotenziale entstehen dann nicht nur<br />
beim Bestand an Reservegeräten sondern auch beim vorzuhaltenden<br />
Fachwissen. In einem Whitepaper (siehe Infokasten)<br />
haben die Experten der Firmen BASF, Endress+Hauser, Hima<br />
und Pepperl+Fuchs Konzepte zur Umsetzung beschrieben.<br />
Welchen Beitrag leistet die Technologie für neue Entwicklungen?<br />
ANDREAS HENNECKE: Als Definition der Übertragungsphysik<br />
ist Ethernet-APL eine vielseitige und stabile Basis, die Hersteller<br />
wie Pepperl+Fuchs für robuste und zukunftssichere Infrastrukturkomponenten<br />
nutzen. Mit Firmware-Updates können Anwender<br />
Ihre Installation stets auf dem neuesten Stand der Entwicklungen<br />
oder Anforderungen etwa bei der IT-Sicherheit halten.<br />
BENEDIKT RAUSCHER: Ethernet-APL erschließt der Prozessautomation<br />
alle Ethernet-basierten Protokolle, welche von der IT<br />
definiert wurden und sich dort schon lange bewährt haben. Mit<br />
der durchgängigen Kommunikation von der Feldebene bis in<br />
übergeordnete Datenplattformen wird mit Hilfe von standardisierten<br />
Formaten und Modellen wie FDI-Packages für Geräte-<br />
Beschreibungsdateien, DEXPI für R+I Fließschemata, oder<br />
PA-DIM als Informationsmodell für die Gerätedaten ein herstellerübergreifender<br />
Informationsaustausch ermöglicht. Es kann der<br />
übergreifende Ansatz der Verwaltungsschale (AAS) umgesetzt<br />
werden, deren offenes Konzept die Integration bereits bestehender<br />
Standards in Form von Teilmodellen vorsieht. Über Automa-<br />
Andreas Hennecke, Marketing Manager Process Automation und<br />
Benedikt Rauscher, Leiter globale Industrie 4.0 + IoT-Projekte<br />
tisierungsprotokolle wie Hart, Profibus, ProfiNet, Ethernet/IP<br />
oder Modbus hinweg können Daten standardisiert eingesammelt<br />
und verschiedene Gerätegenerationen in ein Leitsystem oder<br />
auch in übergeordnete Systeme – beispielsweise für das Engineering<br />
oder ein Asset Management – integriert werden. So wird<br />
Bestands- und Investitionsschutz langfristig gewährleistet.<br />
Ethernet-APL war bereits auf vielen Messen zu sehen. Wie<br />
weit ist die Adaption im Markt?<br />
BENEDIKT RAUSCHER: Namur Mitgliedsfirmen haben erkannt,<br />
dass wir das Henne-Ei-Problem überwinden müssen. Im Vorfeld<br />
der Namur Hauptversammlung 2023 wurde bekannt, dass man<br />
insgesamt zehn Anlagen mit Ethernet-APL in den nächsten<br />
Jahren ausstatten will. Bis zur Hauptversammlung waren bereits<br />
16 Anlagen bekannt, und in Gesprächen hat sich diese Zahl auf<br />
insgesamt 26 erhöht. Das ist ein klares Signal, dass Endanwender<br />
Ethernet-APL sehr ernst nehmen und als ihre große Chance zur<br />
Digitalisierung des Feldes sehen.<br />
ANDREAS HENNECKE: Pepperl+Fuchs als einer der Schlüsseltechnologiegeber<br />
hat Switches bereits 2021 auf den Markt<br />
gebracht. Die im September letzten Jahres durchgeführte<br />
Hersteller umfrage zur Instrumentierung, zur Infrastruktur und<br />
zu den Leitsystemen ergab folgendes: Alle namhaften Hersteller<br />
kündigten Produkte mit Profinet und anderen Protokollen<br />
über Ethernet-APL an, die ab <strong>2024</strong> auf den Markt kommen<br />
und von Anwendern eingesetzt werden. Es ist der Weg in die<br />
Digitalisierung der Instrumentierung.<br />
DAS INTERVIEW FÜHRTE NICOLE STEINICKE,<br />
CHEFREDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />
WHITEPAPER: ZUKUNFTSSICHERES<br />
NETZWERK IN DER PROZESS<strong>AUTOMATION</strong><br />
Mit Ethernet-APL existiert eine Technologie, die eine<br />
leistungsstarke und durchgängige digitale Kommunikation<br />
in der Prozessautomation vom Sensor bis zur Leitebene<br />
ermöglicht. Um die Vorteile vollständig zu erschließen,<br />
wird in diesem Whitepaper empfohlen, den nächsten<br />
logischen Schritt zu gehen: Auch die funktional sichere<br />
(„Safety“) Automation sollte auf Basis der gleichen<br />
Netzwerkarchitektur realisiert werden. Mehr dazu in<br />
folgendem Whitepaper: bit.ly/EthernetAPL_Whitepaper<br />
UNTERNEHMEN<br />
Pepperl+Fuchs SE<br />
Lilienthalstraße 200, 68307 Mannheim<br />
E-Mail: pa-info@de.pepperl-fuchs.com<br />
Tel. 0621 / 776-2222<br />
AUTOREN<br />
Andreas Hennecke, Marketing Manager<br />
Process Automation und Benedikt Rauscher,<br />
Leiter globale Industrie 4.0 + IoT-Projekte,<br />
Pepperl+Fuchs SE, Mannheim<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 33
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
ROBUSTE SONDERLEITUNGEN FÜR EXTREMFÄLLE<br />
SCHWERTRANSPORT<br />
LEICHT GEMACHT<br />
Modulare Schwerlasttransporter der Transporter Industry International Group bewegen<br />
weltweit Schiffe, Baumaschinen und Spaceshuttles. Ob in engen Megacitys dieser Welt, in<br />
der arabischen Wüste oder der sibirischen Eiseskälte – den widrigen Wettereinflüssen<br />
müssen die Fahrzeuge dabei problemlos standhalten können. Um Installationsaufwände<br />
vor Ort und Verschleißrisiken zu reduzieren, ist eine robuste Verbindungstechnik nötig.<br />
Rückblende in das Jahr 2012: Ein 24 m breiter und 38 m<br />
hoher Koloss bahnt sich seinen Weg durch Los Angeles –<br />
68 t bringt er auf die Waage. Es handelt sich um das amerikanische<br />
Spaceshuttle Endeavour, das nach 25 Weltraummissionen<br />
seine letzte Reise in den Ruhestand antritt.<br />
Sein Ziel ist das California Science Center im Süden der Stadt.<br />
Dazu muss die Raumfähre vom Flughafen Los Angeles zum<br />
Zielhangar bewegt werden – eine fast 20 km lange Strecke, die<br />
geradewegs durch die dicht besiedelte Megametropole führt.<br />
Weil das Shuttle nicht selbst fährt und auf keinen gewöhnlichen<br />
LKW passt, benötigt es eine besondere Transportlösung<br />
für schwere Lasten. Die kommt von der Transporter Industry<br />
International Group (TII Group) aus Baden-Württemberg.<br />
Das Unternehmen aus Heilbronn ist auf die Fertigung von<br />
Schwerlastfahrzeugen für den globalen Einsatz spezialisiert –<br />
mit über 150 Jahren Erfahrung. Die schwäbische Unternehmerfamilie<br />
Otto Rettenmaier hat unter dem Dach der TII die Marken<br />
TII Scheuerle und TII Kamag in einer starken Allianz vereinigt.<br />
Ob Schiffe, Bohrinseln, Flugzeuge, Intralogistik, Windkrafträder<br />
oder eben auch Spaceshuttles – die Anwendungsbereiche und<br />
-orte sind vielseitig.<br />
MODULARER UND FERNGESTEUERTER<br />
WELTREKORDHALTER<br />
TII hat sich unter anderem auf einen besonderen Fahrzeugtypen<br />
spezialisiert, der auch beim Spaceshuttle Endeavour in den USA<br />
zum Einsatz kam: der Self-Propelled Modular Transporter – oder<br />
kurz Scheuerle SPMT K24. Dabei handelt es sich um einen modularen<br />
und ferngesteuerten Schwerlasttransporter, den man beliebig<br />
zum Fahrzeugverbund erweitern kann – je nachdem, was Gewicht<br />
und Größe seiner Fracht erfordern. Nutzlasten von bis zu<br />
248 t nimmt er problemlos auf, obwohl er selbst nur 24 t wiegt.<br />
Eine sogenannte Power Pack Unit, die am Fahrzeug angebracht<br />
wird, enthält sowohl das Steuerungssystem als auch den Motor<br />
Scheuerle SPMT K24. Die flexiblen Kraftpakete der TII Group<br />
haben schon einige Weltrekorde gebrochen – beispielweise im<br />
November 2022, beim Verfrachten eines ausrangierten Ölförderschiffs.<br />
Da bewegten die Fahrzeuge beeindruckende 20.300 t. Das<br />
sind etwa 3.383 männliche afrikanische Elefanten oder das knapp<br />
4,5-fache Gewicht des Stuttgarter Fernsehturms.<br />
Auch das amerikanische Spaceshuttle Endeavour wurde auf<br />
eine Kombination von SPMT K24 verladen und mit Schritt-<br />
34 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
tempo an seinen Bestimmungsort in Los Angeles transportiert –<br />
durch eine dichte Stadtlandschaft, vorbei an Wohnsiedlungen,<br />
Kaufhäusern, Fernsehkameras und einem begeisterten Straßenpublikum.<br />
VERBINDUNGSTECHNIK FÜR RAUESTE<br />
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />
„Allerdings ist es nicht immer so schön sonnig wie in Kalifornien”,<br />
sagt Tobias Maier, Teamleiter Steuerungstechnik beim TII-Tochterunternehmen<br />
TII Kamag in Ulm, und ergänzt: „Unsere Kunden<br />
setzen ihre SPMT K24 weltweit ein. Nach einem Transport in<br />
den USA gehen die Fahrzeuge auch mal für ein halbes Jahr nach<br />
Sibirien – wo das Thermometer auf bitterkalte minus 25° Celsius<br />
fallen kann. Oder in die staubige Wüstenhitze der arabischen<br />
Halbinsel.” Diese Wetterextreme müssen nicht nur die Fahrzeuge<br />
aushalten, sondern auch deren Verbindungstechnik, die den<br />
Strom vom Motor und die Daten vom integrierten Bordcomputer<br />
an die Achsen leitet. Dabei entstehen zwei konkrete Herausforderungen:<br />
Erstens können die Kabel nicht einfach außen an den<br />
Fahrzeugen verlegt werden. Denn da sind sie Umwelteinflüssen<br />
wie UV-Strahlung oder heißen und kalten Temperaturen ausgesetzt.<br />
Das Innere des Chassis bietet allerdings nur wenig Platz.<br />
Zweitens werden die selbst angetriebenen Modultransporter<br />
erst vor Ort bedarfsgerecht miteinander gekoppelt – so auch die<br />
Verbindungstechnik. Und zwar von Menschenhand, bei Wind<br />
und Wetter. „Wenn man da zu viele Steckerstellen und Einzelkabel<br />
hat, kann das schnell zum beschwerlichen Akt werden“, erklärt<br />
Maier. „Deswegen wurde uns bei der damaligen Fahrzeugplanung<br />
klar, dass wir die Anzahl der Kabel an den Fahrzeugen<br />
minimieren mussten. Einerseits sollte die Koppelung der Kabel<br />
vor Ort für die Leute handlich sein, andererseits wollten wir alle<br />
Kabel durch das geschützte Innere des Fahrzeugrahmens leiten<br />
SMARTE LÖSUNGEN<br />
FÜR DIE INDUSTRIE<br />
Der E-Mail-Service<br />
für Konstrukteure,<br />
Entwickler sowie<br />
Systemintegratoren, die<br />
sich mit der Konstruktion<br />
und Entwicklung<br />
eigener Maschinen<br />
und Anlagen befassen.<br />
SMARTE LÖSUNGEN<br />
FÜR DIE INDUSTRIE<br />
Newsletter<br />
Newsletter<br />
IMMER<br />
AKTUELL<br />
INFORMIERT<br />
„Unsere Kunden setzen ihre Schwerlastfahrzeuge<br />
weltweit ein. Nach einem Transport in<br />
den USA gehen die Fahrzeuge auch mal für ein<br />
halbes Jahr nach Sibirien – wo das Thermometer<br />
auf bitterkalte minus 25° Celsius fallen<br />
kann. Oder in die staubige Wüstenhitze der<br />
arabischen Halbinsel.“<br />
Tobias Maier, Teamleiter Steuerungstechnik beim<br />
TII-Tochterunternehmen TII Kamag<br />
Aktuelle Nachrichten<br />
rund um neueste<br />
Entwicklungen, Trends und<br />
Veranstaltungen aus<br />
dem gesamten<br />
Bereich der Mess- und<br />
Automatisierungstechnik.<br />
Jetzt<br />
kostenlos<br />
anmelden!<br />
http://bit.ly/VFV_Newsletter
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Der Self-Propelled<br />
Modular Transporter ist<br />
ein modularer und<br />
ferngesteuerter Schwerlasttransporter,<br />
den man<br />
beliebig zum Fahrzeugverbund<br />
erweitern<br />
kann – je nachdem, was<br />
Gewicht und Größe seiner<br />
Fracht erfordern<br />
können“. Die Idee also: Zwei kompakte Leitungen, in denen man<br />
die gesamte Verbindungstechnik unterbringen kann – eine Versorgungsleitung<br />
sowie eine Steuer- und Datenleitung.<br />
HYBRID-SONDERLEITUNGEN ALS LÖSUNG<br />
Doch dafür brauchte es eine Sonderanfertigung. Und hier einen<br />
passenden Lieferanten zu finden, war nicht so einfach. Anfangs<br />
kamen einige Anbieter in Frage. Überzeugt hat am Ende jedoch<br />
Lapp aus Stuttgart. Das Unternehmen konzipierte nach den<br />
Vorgaben von TII zwei spezielle Leitungen – eine Power-Line<br />
und eine Data-Line. „Beide Leitungen fassen mehrere Kabeltypen<br />
in einem zusammen, das heißt, sie sind Hybridleitungen”,<br />
erklärt Joachim Hentschel, Account Manager bei Lapp. „Durch<br />
die Power-Line wird das Fahrzeug zunächst mit Strom versorgt,<br />
sodass es auch ins Rollen kommt”, ergänzt er. Die Data-Line<br />
wiederum ist der Daten-Pool des Fahrzeuges. Sie enthält eine<br />
Daten-Bus-Leitung, über die Steuer- und Regelsignale von der<br />
„Power Pack Unit“ an die Räder geleitet werden – „um zum Beispiel<br />
jede Achse auf den korrekten Lenkwinkel einstellen zu<br />
können”. Sowohl Power- als auch Data-Line beinhalten zusätzlich<br />
noch serielle Steuerleitungen.<br />
Ein solches Projekt ist nicht einfach. Der erste Entwurf der<br />
Data-Line schaffte den notwendigen Datendurchsatz nicht.<br />
Lapp ist bekannt für seine Innovationsarbeit und hartnäckige<br />
Lösungssuche. „Das Problem war der Widerstand im Kabel – die<br />
sogenannte Impedanz“, erklärt Hentschel. „Wir mussten deshalb<br />
die Aderverteilung in der Leitung anpassen“. Das wurde<br />
dann auch schnell umgesetzt. Der Kunde ist zufrieden: „Wir<br />
sind froh, dass wir mit Lapp einen Partner gefunden haben, der<br />
sich in unsere Anforderungen reingefuchst und eine Lösung<br />
entwickelt hat. Dieses Engagement finde ich lobenswert”, erklärt<br />
Maier. Gefertigt werden die Leitungen im französischen Forbach,<br />
dem größten Produktionsstandort von Lapp, nahe der<br />
deutschen Grenze bei Saarbrücken.<br />
OHNE KABELSALAT IN DIE ZUKUNFT<br />
Lapp beliefert die TII Group mit seinen Sonderleitungen für den<br />
Scheuerle SPMT K24 bereits seit 2010. „Mit der Qualität von<br />
Lapp sind wir hochzufrieden“, versichert Ralf Geiselmann,<br />
Meister Montage und Elektrik bei TII Kamag, „und wenn wir<br />
doch mal ein Problem haben, kümmert sich Lapp darum.“ Das<br />
Unternehmen beliefert die TII Group auch mit Standardleitungen<br />
wie Ölflex Classic. „Die kann ich bei Lapp praktisch online<br />
konfigurieren und bestellen,“ sagt Maier, „doch, wenn es um solche<br />
Sonderanfertigungen geht, braucht es Beratung vor Ort.<br />
Und da können wir jederzeit anrufen und Lapp kommt vorbei“,<br />
erklärt er. Produkt anforderungen, wie bei den Sonderleitungen<br />
des SPMT K24, werden dann persönlich besprochen und im Anschluss<br />
realisiert.<br />
Auch die Schwerlast-Fahrer profitieren von der Partnerschaft<br />
der TII Group und Lapp. Denn mit den Sonderleitungen brauchen<br />
sie bei eisigen Temperaturen nur mit zwei Koppelsteckern zu hantieren<br />
und müssen keinen Kabelsalat entwirren. Das vermeidet<br />
einerseits Unannehmlichkeiten, zum anderen aber auch Fehler.<br />
Bilder: Kamag/Lapp<br />
www.lapp.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
U.I. Lapp GmbH<br />
Schulze-Delitzsch-Straße 25<br />
70565 Stuttgart<br />
Tel.: 0711 / 78 38 - 01<br />
E-Mail: info.de.uil@lapp.com<br />
36 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
CAN- UND CAN FD-NETZE PER BRIDGE VERBINDEN<br />
ESD Electronics hat seine CAN-CBX-Bridge-FD mit CAN-FD-Funktionalität<br />
ausgestattet. Die Bridge ermöglicht die einfache Integration von CAN-<br />
Classic-Devices in CAN-FD-Netze, inklusive der Umsetzung von Baudrate<br />
oder Extended-Frame-Format. Die CAN-FD-Schnittstellen sind vollständig<br />
abwärtskompatibel, so dass auch der Einsatz in reinen CAN-Classic-<br />
Anwendungen möglich ist. Die Bridge bietet eine serielle Schnittstelle zur<br />
Konfiguration, die ohne weitere Programmierkenntnisse genutzt werden<br />
kann. Die zwischen den Netzen übertragenen CAN-Nachrichten können<br />
individuell nach IDs oder Frametypen gefiltert werden. Auch eine Konvertierung zwischen verschiedenen Baudraten ist<br />
möglich. Zum Schutz der einzelnen Netze und um die Gefahr von Erdschleifen zu reduzieren sind die Netze galvanisch<br />
voneinander getrennt. Über den Drehschalter können selbst erstellte Konfigurationen, die über die serielle Konfigurationsschnittstelle<br />
voreingestellt und gespeichert wurden, mit Filtern und Baudraten ausgewählt werden. Auf Wunsch kann eine<br />
anwenderspezifische Lösung mit voreingestellten Konfigurationen und eingefrorener Firmware geliefert werden.<br />
Bild: panuwat – stock.adobe.com/ESD Electronics<br />
www.esd.eu<br />
WANDGEHÄUSE IN NEUER GRÖSSE<br />
Die Wandgehäusereihe<br />
Smart-<br />
Panel von OKW<br />
bietet Platz für<br />
intelligente<br />
Systeme zur<br />
komfortablen<br />
Steuerung und<br />
Überwachung<br />
der gesamten<br />
Gebäudetechnik.<br />
Das neue Smart-Panel S114 (114 × 114 mm) ergänzt die<br />
Reihe um eine größere, quadratische Ausführung. Neben<br />
der Montage auf gängigen Unterputz-/Hohlwanddosen<br />
mit einer Einbauöffnung von 61 mm ist nun auch die<br />
Montage auf größeren, internationalen Gerätedosen bis<br />
maximal 100 × 100 mm möglich. Gefertigt aus V0-Material<br />
ASA+PC in Verkehrsweiß (RAL 9016) überzeugt das<br />
Gehäuse durch seine Optik: Unterteil hochglanzpoliert,<br />
Oberteil mit feiner Oberflächenstruktur und darüber<br />
hinaus die schraubenlose Gehäusemontage mit Rastfunktion.<br />
Die plane, zurückversetzte Fläche zur Schnittstellen-<br />
Integration im Unterteil und das vertieft liegende Bedienfeld<br />
im Oberteil zum Schutz von Folientastaturen, Anzeigeund<br />
Bedienelementen oder Touch-Displays runden das<br />
Design ab.<br />
www.okw.com<br />
CODEMETER-TECHNOLOGIE SCHÜTZT<br />
WINCC OPEN ARCHITECTURE<br />
Wibu-Systems, Experte für Softwarelizenzierung und<br />
Softwareschutz, informiert, dass sich ETM professional<br />
control, der Hersteller von Simatic WinCC Open Architecture,<br />
für die Implementierung der CodeMeter-<br />
Lösung zum Schutz und zur Lizenzierung seiner Software<br />
entschieden hat. Die WinCC Open Architecture ist ein<br />
flexibles und skalierbares Scada-System, das für den<br />
Betrieb großer<br />
Anwendungen<br />
in einer<br />
Vielzahl von<br />
industriellen,<br />
öffentlichen<br />
und privaten<br />
Infrastrukturbereichen<br />
entwickelt wurde. CodeMeter ist das Flaggschiff der<br />
Security-Suite von Wibu-Systems mit interoperablen<br />
Modulen zum Schutz von Software vor Piraterie, Reverse<br />
Engineering, Manipulationen und Cyberattacken. Die<br />
Software WinCC Open Architecture ist das zentrale<br />
Element einiger der komplexesten Scada-Systeme, die<br />
remote betrieben und weltweit verteilt werden. Ihre<br />
offene Architektur lässt sich leicht an die Einführung<br />
neuer Technologien anpassen.<br />
www.wibu.com<br />
FEHLERFREIHEIT BEIM BETRIEB VON DC-NETZEN IM FOKUS<br />
Mit dem Ziel, neuartige DC-Netze der Zukunft zu ermöglichen und den Weg für eine nachhaltige<br />
Energiewende zu gestalten, hat ABB den Niederspannungs-Leistungsschalter Sace Infinitus entwickelt.<br />
Der Angaben zufolge erste gemäß IEC 60947-2 zertifizierte halbleiterbasierte Schalter nutzt<br />
Leistungshalbleiter mit hoher Stromtragfähigkeit und Schaltgeschwindigkeiten im Mikrosekundenbereich.<br />
So sind die Freischaltung des Stromkreises und eine zügige Unter brechung der schnell<br />
ansteigenden Fehlerströme in DC-Anwendungen gewährleistet. Das All-in-one-Schutzgerät<br />
kombiniert Fehlerschutz und Fehlerisolierung mit umfassender Konnek tivität und Sensorik. Dazu<br />
sind alle notwendigen Komponenten – Leistungselektronik, Mechanik, Kühlung, Steuerung,<br />
Sensorik und Kommunikation – nahtlos in einer kompakten Lösung zusammengefasst.<br />
www.abb.com<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 37
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
WASSERRESISTENTE LEITUNG IN NEUER VERSION<br />
Helukabel spendiert seiner Helupower Aquatic-750-Blue ein umfassendes Upgrade: Die neueste<br />
Version der wasserresistenten Leitung ist mit mehreren zusätzlichen Trinkwasserzulassungen<br />
ausgestattet. Neu hinzugekommen ist die Zulassung nach KTW BWGL (Bewertungsgrundlage<br />
für Kunststoffe und andere organische Materialien im Kontakt mit Trinkwasser). Diese bestätigt<br />
unter anderem die hygienische Unbedenklichkeit der Leitung und gilt als Ergänzung zur bisherigen Zulassung W270 des Deutschen<br />
Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW). Auch für Italien und Polen besitzt sie mit der DM 174 und der PZH die jeweils geltenden<br />
Trinkwasserzulassungen. Die Leitung ist für den Spannungsbereich 450/750 V ausgelegt. Mit ihrem robusten Mantel aus vernetztem<br />
Spezialcompound ist sie für den Langzeiteinsatz in Trink-, Salz- und Chlorwasser bis 600 m Tiefe geeignet.<br />
www.helukabel.com<br />
NEUES RASPBERRY-PI-4-GEHÄUSE<br />
Für Maker-Projekte, Testlabore, Forschungsabteilungen und<br />
die industrielle Anwendung präsentiert Weidmüller seine<br />
u-maker Box. Diese ist jetzt auf der Conrad Sourcing Platform<br />
verfügbar. Die u-maker-Box bietet individuell anpassbaren<br />
und erweiterbaren<br />
Schutz, der in jeden<br />
Schaltschrank und auf<br />
jede Hutschiene passt.<br />
Mit dem modularen<br />
Leergehäuse lässt sich<br />
der Raspberry PI werkzeuglos<br />
verpacken und<br />
flexibel befestigen. Das<br />
neue Basis-Kit bietet Platz für den Raspberry PI und eine<br />
weitere kleine 5,08er-Platine, die sich mit beiliegenden<br />
Schrauben an den passenden Punkten montieren lässt. Die<br />
Seitenwände können einfach entfernt werden, um die Kabel<br />
und Stecker der eingebauten Elektronik unterzubringen. Platz<br />
für zusätzliche elektronische Einheiten entsteht durch die<br />
flexible Erweiterung der u-maker-Box.<br />
www.conrad.de<br />
FÜR MEHR PLATZ IM SCHALTSCHRANK<br />
Die All-in-one-Lösung für<br />
Spannungsversorgung,<br />
Überstromschutz und<br />
Stromverteilung von E-T-A<br />
Elektrotechnische Apparate<br />
bietet zahlreiche Vorteile:<br />
Neben der einfachen Montage und der innovativen Anschlusstechnik<br />
spart das REX-System bis zu 60 Prozent des Platzbedarfs<br />
im Schaltschrank ein. Das Herzstück des Systems sind<br />
die Schaltnetzteile der Power4 REX-Reihe, die bereits bis zu<br />
35 Prozent weniger Platz einnehmen als vergleichbare<br />
Produkte. Diese versorgen den ControlPlex Buscontroller und<br />
die unterschiedlichen ein- und zweikanaligen elektronischen<br />
Sicherungsautomaten mit Spannung. Die Potenzialmodule<br />
zur Stromverteilung komplettieren das System. Die All-in-one-<br />
Lösung von E-T-A ist modular aufgebaut und umfasst Spannungsversorgung,<br />
Überstromschutz und Stromverteilung. Die<br />
verschiedenen Komponenten sind einfach zu montieren und<br />
zu warten. Die Module lassen sich dank der patentierten<br />
Verbindungstechnik mit einem einfachen Klick verbinden.<br />
www.e-t-a.de<br />
APPLIKATIONSSPEZIFISCHE SPE-LEITUNGEN<br />
In seiner Produktserie CATLine stellt SAB Bröckskes anwendungsspezifisch<br />
optimierte Single-Pair-Ethernet-Leitungen in<br />
fünf Varianten vor. Die neu entwickelten Leitungen halten<br />
starken mechanischen Belastungen und Temperaturen stand<br />
und weisen eine hohe<br />
Beständigkeit gegenüber<br />
Chemikalien, Ölen und<br />
Reinigungsmitteln auf.<br />
Zum Portfolio gehören die<br />
beiden auf die steigenden<br />
Datenübertragungsraten<br />
in der Automatisierung<br />
abgestimmten Varianten CATLine SPE C-Track und SPE Robot.<br />
Die für den Schleppketteneinsatz spezifizierte CATLine SPE<br />
C-Track verfügt über eine dauerflexible Konstruktion mit<br />
speziell abgestimmter Verseiltechnik. Die Version für den<br />
Robotereinsatz besitzt eine hohe Torsionsfestigkeit von<br />
± 180 °. Beide Modellvarianten sind UL-zertifiziert und<br />
gewährleisten mit Bandbreiten von 1 bis 600 MHz eine<br />
sichere und zuverlässige Datenübertragung. Zudem sind sie<br />
LABS-unkritisch und RoHS-konform.<br />
www.sab-kabel.de<br />
FLACH UND KOMPAKT<br />
Icotek stellt seine neuen Kabeleinführungsleisten vor: Die<br />
KEL-ER-BL ist eine teilbare Kabeleinführung für Leitungen mit<br />
und ohne Stecker. Je nach Ausführung werden Leitungen mit<br />
einem Durchmesser von 1 bis 35 mm eingeführt, nach IP65<br />
abgedichtet und gleichzeitig nach DIN EN 62444 zugentlastet.<br />
Die Schutzart IP65 wird durch die eingespritzte Dichtung und<br />
die Verwendung von Einfachtüllen erreicht. Die Kabeleinführungsleiste<br />
passt auf Standardausbrüche für 10-, 16- und<br />
24-polige schwere Steckverbinder. Die Ausbruchbreite kann<br />
statt 36 mm auch bis zu 46 mm betragen, sodass auch<br />
Leitungen mit größeren konfektionierten Steckverbindern<br />
eingeführt werden<br />
können. Die Baugröße<br />
KEL-ER-BL-B setzt auf<br />
Ausbrüche der Größe<br />
46 x 46 mm auf, zum<br />
Beispiel für Regler und<br />
Zähler. Die einreihige<br />
Version KEL-ER-BL-E<br />
eignet sich durch ihre Bauform bei beengten Platzverhältnissen<br />
und für Leitungen mit flachem Steckverbinder.<br />
www.icotek.com<br />
38 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
BILDVERARBEITUNG, OPTISCHE MESSTECHNIK UND INSPEKTION<br />
TITEL<br />
KI-basierte Lösung optimiert<br />
42 Robotik-Anwendungen<br />
44 Qualitätssicherung<br />
von Braille-Schriften<br />
LED-Controller in<br />
46 Highspeed-Anwendungen<br />
Neue Lösungen rund um<br />
48 Kameras, Objekte & Co.<br />
industrielle-automation.net
IM FOKUS<br />
KOMMEN DIE KÖNIGSKINDER ZUSAMMEN?<br />
Heute muss ein antiquierter Vergleich herhalten: Bildverarbeitung (BV) und Automatisierungstechnik<br />
sind so, wie die beiden Königskinder. Sie gehören zusammen, aber der Graben ist so tief … .<br />
Der eine braucht den anderen, aber man spricht immer noch nicht die gleiche – digitale – Sprache.<br />
Nach langer Geduld geht die Automatisierung nun konsequent ihren eigenen Weg. Sie integriert<br />
eigene BV nach eigenen Vorgaben in eigene Systeme. Warum? Zwei Denkweisen prallen aufeinander.<br />
Relativ einfache Sensoren und viele verknüpfte logische Parameter auf der einen Seite.<br />
Komplexe, schwer nachvollziehbare, wissensintensive Wechselbeziehungen von Licht, Optik,<br />
Kamera, Elektronik Software, Mechanik auf der Seite der BV.<br />
Die Automatisierungstechnik zeigt der BV, was sie verpasst hat: Die nahtlose Integration aller oben<br />
genannten Komponenten in die Steuerungstechnik. Anstelle des Hokuspokus um Auswahl und Einstellung<br />
von Beleuchtungen werden „einfache“ Beleuchtungen genutzt, mit denen man gut mehr<br />
als die Hälfte aller Einsatzfälle erledigen kann. Simplifizierung anstatt BV-Spezialwissen: einfache<br />
Inbetriebnahme, Support und Instandhaltung. Alles ohne BV-Spezialist zu sein. Schneller und<br />
reproduzierbar Systemintegration, Inbetriebnahme und Wartung erreichen. Und wie geht das?<br />
Durch Digitalisierung entlang der gesamten BV-Signalkette. Prozessdaten liefern und wiederholbare<br />
Einstellungen möglich machen. Für Kamera, BV-Rechner und Software seither kein Problem.<br />
Alleiniger Bremser jahrzehntelang: die Beleuchtung. Jeder, der schon einmal eine analoge<br />
Blitzbeleuchtung getauscht hat, kann von Helligkeit und Synchronisation einstellen ein Lied<br />
singen. Doch endlich hat auch hier digitale Signalverarbeitung Einzug gehalten. Beleuchtungen<br />
sind integraler Bestandteil der Automatisierung geworden: digital präzise, wiederholgenau und<br />
einfach zu integrieren. Diagnosetools inbegriffen: alle im Controller verarbeiteten Betriebsdaten<br />
stehen der Maschinensteuerung zur Verfügung. Und künftig geht es gar nicht mehr<br />
anders: Hochauflösende und hochempfindliche state-of-the-art-Bildsensoren sind auf<br />
diese Features angewiesen, um ihre Leistung ausspielen zu können.<br />
JAHRS Kolumne<br />
Dipl.-Ing. Ingmar Jahr,<br />
Manager Schulung & Support,<br />
bei der evotron GmbH & Co. KG in Suhl<br />
EXCELITAS TECHNOLOGIES AKQUIRIERT<br />
HERAEUS NOBLELIGHT<br />
SCHNELLER ZUM ENERGIESPARENDEN<br />
ELEKTRISCHEN AKTUATOR<br />
Excelitas Technologies Corp. gibt die vollzogene Akquisition<br />
des Unternehmenszweigs Noblelight von der Heraeus Gruppe<br />
bekannt. Noblelight hat Werke in Deutschland, Großbritannien,<br />
den USA, China und Japan sowie mehrere internationale<br />
Anwendungszentren und Vertriebsniederlassungen.<br />
Excelitas, ein führendes Unternehmen in der Entwicklung und<br />
Fertigung innovativer, marktorientierter Photoniklösungen<br />
für Industrie und Medizintechnik, stärkt durch die Übernahme<br />
seine Position im globalen Markt für Speziallichtquellen.<br />
Bild: Mindful Media – istockphoto.com<br />
www.excelitas.com<br />
IAI Industrieroboter hat seine Webseite neugestaltet, damit<br />
das stetig anwachsende Portfolio der energiesparenden<br />
elektrischen Aktuatoren besser präsentiert wird. Die aktuellen<br />
Höchststände bei den Energiepreisen sorgen für eine stark<br />
ansteigende Nachfrage nach den vielen unterschiedlichen<br />
energiesparenden elektrischen Aktuatoren von IAI. Im<br />
Ergebnis stiegen damit auch die Besucherzahlen auf der<br />
Unternehmenswebseite. Um diese größere Anzahl der<br />
Webseite-Besucher auch in Zukunft zielsicher durch das<br />
gesamte Portfolio zu führen, hat der Hersteller die Webseite<br />
vollständig und stärker videobasiert gestaltet.<br />
Bild: Who is Danny – stock.adobe.com/IAI<br />
www.iai-automation.com<br />
40 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
IM FOKUS<br />
TOP 100: BLUHM WEBER GRUPPE ERHÄLT<br />
AUSZEICHNUNG FÜR INNOVATIONSKRAFT<br />
Die Bluhm Weber Gruppe mit Hauptsitz in Rheinbreitbach/<br />
Rheinland-Pfalz hat das TOP 100-Siegel <strong>2024</strong> erhalten.<br />
Damit werden nur besonders innovative mittelständische<br />
Unternehmen ausgezeichnet. Wissenschaftsjournalist<br />
Ranga Yogeshwar wird dem Familienunternehmen bei der<br />
Preisverleihung am 28. Juni in Weimar persönlich zu diesem<br />
Erfolg gratulieren. Das Familienunternehmen fertigt und<br />
vertreibt industrielle Kennzeichnungssysteme mit Tinte,<br />
Laser und Etiketten. Die Systeme kennzeichnen Produkte,<br />
Verpackungen und Paletten in allen Branchen. So kommt<br />
das Mindesthaltbarkeitsdatum gut lesbar auf Mineralwasserflaschen,<br />
Bauteile in der Automobilindustrie werden<br />
präzise gekennzeichnet und Versandkartons eindeutig und<br />
automatisch etikettiert. Das Team findet die passgenaue,<br />
individuelle Kennzeichnungslösung.<br />
www.bluhmsysteme.com<br />
ROBERT FRANZ IST NEUER<br />
CEO VON SVS-VISTEK<br />
Der Gründer und bisherige CEO von<br />
SVS-Vistek, Walter Denk, hat sich zum<br />
Jahresende 2023 in den Ruhestand<br />
verabschiedet. Die Führungsrolle<br />
beim Kamerahersteller übernimmt<br />
Robert Franz, der bisher CEO für die<br />
deutschen 2D-Vision-Unternehmen<br />
innerhalb der TKH-Group war.<br />
Mit der Bündelung der Verantwortlichkeiten für SVS-Vistek<br />
und die anderen deutschen 2D-Vision-Unternehmen der<br />
TKH-Group unter der Leitung von Robert Franz soll die Zusammenarbeit<br />
der Firmen weiter intensiviert werden. Als essenzielle<br />
Bestandteile der TKH Vision kooperierten sie bereits in der<br />
Vergangenheit in verschiedenen Sparten unter gemeinsamen<br />
Dach. Die Bereiche Produktmanagement unter der Leitung von<br />
Thorsten Schmidt (CPO) und Forschung & Entwicklung unter<br />
der Leitung von Gerd Reichle (CTO) werden weiterhin in ihren<br />
bisherigen Funktionen geführt. Schmidt wird zusätzlich zu<br />
seinen bisherigen Aufgaben die Funktion des Leiters SVS-Vistek<br />
für den Standort Gilching übernehmen. Auch im Bereich<br />
Operations gibt es eine Veränderung: Der COO von Allied<br />
Vision, Andre Kruse, wird in dieser Funktion für beide Unternehmen<br />
zuständig sein.<br />
www.svs-vistek.com<br />
ANZEIGE<br />
KI IN DER PRAXIS: WAS GEHT SCHON,<br />
WAS KOMMT NOCH?<br />
Mit drei Veranstaltungen pro Jahr zeigt das Heidelberger<br />
Bildverarbeitungsforum auf, welche Fortschritte im Bereich<br />
der digitalen Bildverarbeitung zu verzeichnen sind und wie<br />
sich neu entwickelte Bildverarbeitungsmethoden in der<br />
Praxis anwenden lassen. Dabei wird jeweils ein aktuelles<br />
Thema herausgegriffen, das von namhaften Fachwissenschaftlern<br />
verständlich vorgetragen wird. Das Forum ist eine<br />
etablierte Einrichtung für die schnelle Vermittlung aktueller<br />
gesicherter Forschungsergebnisse<br />
in die industrielle<br />
Praxis und Anwendungen<br />
der Bildverarbeitung<br />
in<br />
Wissenschaft und<br />
Technik geworden.<br />
Dabei stehen die Bedürfnisse der Anwender im Vordergrund.<br />
Das 86. Heidelberger Bildverarbeitungsforum beschäftigt<br />
sich mit der virtuellen Bildverarbeitung und findet am<br />
5. März <strong>2024</strong> am Fraunhofer IPA in Stuttgart statt. Die<br />
darauffolgende Veranstaltung ist für den 2. Juli <strong>2024</strong><br />
geplant und widmet sich der Frage: KI in der Praxis:<br />
was geht schon, was kommt noch? Gastgeber wird das<br />
Unternehmen Sick in Waldkirch sein. Nähere Informationen<br />
und Anmeldungen über die Website.<br />
Bild: irissca – stock.adobe.com<br />
www.bv-forum.de<br />
GO-4K Kamera (10 MP mit 1000 fps) über WLAN<br />
HS VISION VERTREIBT NAC KAMERAS<br />
Die strategische Vertriebsvereinbarung - nac Image<br />
Technology Inc. Tokio mit der High Speed Vision GmbH -<br />
bietet kompetente Kundenbetreuung im Bereich DACH.<br />
Das umfangreiche Sortiment intelligenter HS-Kameras<br />
mit einzigartigen Spezifikationen bietet neue Analysemöglichkeiten<br />
in Wissenschaft, Forschung und Industrie.<br />
Seit 1.12.2023 besteht die Vereinbarung der nac mit HS<br />
Vision, dem führenden Anbieter von Highspeed-Videotechnologie<br />
in Europa. Vertrieb der nac-Produkte in DACH,<br />
Ausnahme Anwendungen in der Automobilindustrie.<br />
KONTAKT<br />
P: +49 (0)7243-94757-0<br />
W: WWW.HSVISION.DE<br />
MAIL: INFO@HSVISION.DE<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 41
3D-BILDVERARBEITUNGSSYSTEM<br />
OPTIMIERT DIE FERTIGUNGSLANDSCHAFT<br />
PRÄZISE AUF<br />
DEN PUNKT<br />
Eine vollständig KI-basierte Lösung für Robotik-Anwendungen sorgt für mehr Effizienz in<br />
der Fertigung. Das System besteht unter anderem aus intelligenter Software sowie einem<br />
Kameramodul, das mit je zwei Kameras ausgestattet ist. Diese nehmen ein Bild des<br />
Bereichs mit den zu handhabenden Objekten auf, anhand dessen die Software die Szene<br />
analysieren und vorhersagen kann, wo sich Objekte und deren Pick-Punkte befinden.<br />
Die Fertigungsbranche steht aktuell vor einer Reihe von<br />
Herausforderungen. Technologiewandel, drängende Umweltthemen<br />
und Globalisierung erfordern eine Reihe von<br />
Anpassungen, wie die Investition in neue Technologien,<br />
Ressourcenschonung und die Optimierung und Absicherung von<br />
Lieferketten. Global agierende Unternehmen müssen sich gegenüber<br />
einem sich wandelnden Umfeld behaupten und gleichzeitig<br />
Probleme in Lieferketten bewältigen. Die Zurückverlagerung der<br />
Produktion ins Inland ist dabei zunehmend eine Option. Dies erfordert<br />
nicht nur eine gewisse Resilienz, sondern auch die Einhaltung<br />
strenger Umweltvorschriften sowie kosteneffiziente Strategien,<br />
um die Fertigung im Inland konkurrenzfähig zu gestalten.<br />
Wer die Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Produktion sichern<br />
will, muss darüber hinaus Personalengpässe überwinden.<br />
Automatisierung durch Robotik ist hierbei längst zur treibenden<br />
Kraft geworden, künstliche Intelligenz (KI) nimmt mehr und<br />
mehr eine Schlüsselrolle ein. Diese Technologie entwickelt sich<br />
ebenso rasant, wie der Automatisierungsdruck steigt. Um Produktionsprozesse<br />
im eigenen Unternehmen mit KI abzubilden,<br />
sind eine möglichst einfache KI-Integration sowie die Verkürzung<br />
der Trainingsphasen bereits jetzt entscheidende Faktoren.<br />
MEHR EFFIZIENZ IN VERSCHIEDENEN<br />
AUFGABENBEREICHEN<br />
Das britische Start-up Cambrian Robotics Limited setzt genau<br />
hier mit einer vollständig KI-basierten Lösung für unterschiedliche<br />
Robotik-Anwendungen in der Fertigung an. Es übernimmt<br />
schnelles Bin Picking oder Pick-and-Place, die exakte Zuführung<br />
von Teilen für Maschinen sowie unterschiedliche Arbeitsschritte<br />
im Material handling – zugunsten von mehr Effizienz<br />
bei Montageaufgaben oder in der Lagerlogistik.<br />
Das leicht integrierbare System besteht aus einem Modul für<br />
Roboterarme, einer Recheneinheit mit vorinstallierter, intelligenter<br />
Software sowie einem Kameramodul, das mit je zwei<br />
uEye+ XCP-Kameras von IDS ausgestattet ist. „Die Aufgabe der<br />
Kameras besteht darin, ein Bild des Bereichs mit den zu handhabenden<br />
Objekten aufzunehmen. Anhand der Aufnahmen<br />
kann die Software die Szene analysieren und erkennen, wo sich<br />
die Objekte genau befinden“, erklärt Miika Satori, Gründer und<br />
Geschäftsführer von Cambrian Robotics.<br />
SCHNELL LERNENDE SOFTWARE UND<br />
KOMPAKTE INDUSTRIEKAMERAS<br />
Die Weiterverarbeitung der Bilder erfolgt mit Hilfe des Herzstücks<br />
von Cambrian Vision – einer eigens entwickelten, selbst<br />
lernenden Software zur Vorhersage der Teileposition und deren<br />
Pick-Punkte. Diese sorgt für den Bildabgleich auf KI-Basis, sodass<br />
keine klassische 3D-Punktewolke benötigt wird. Anhand<br />
von simulierten Daten lernt die KI selbständig und lokalisiert die<br />
Entnahmepunkte und Teile präzise. Die KI-Modelle zur Teileerkennung<br />
und Kommunikation mit dem Roboter werden von<br />
einer leistungsstarken Graphics Processing Unit (GPU) gesteuert.<br />
42 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
Und die Software lernt schnell dazu: „Mit dem Cambrian-Softwarepaket<br />
können Pickpunkte für neue Teile innerhalb von nur<br />
zwei bis fünf Minuten definiert und die Anwendung konfiguriert<br />
werden“, betont Start-up-Gründer Satori.<br />
Das zugehörige Kameramodul ist bestückt mit je zwei platzsparenden<br />
XCP-Industriekameras. „Die beiden Kameras von IDS<br />
liefern nach dem Stereovision-Prinzip Bilder der Objektszene aus<br />
unterschiedlichen Betrachtungswinkeln. Die Herausforderung<br />
besteht darin, die Position des zu greifenden Teils so genau wie<br />
möglich aus diesen Bildern zu bestimmen. Dies ist wiederum die<br />
Aufgabe der KI“, so Satori. Die Kombination von Bildaufnahme,<br />
KI-Modellen und spezieller Bildverarbeitung ermöglicht es, Aufnahmepunkte<br />
und Positionen besonders präzise zu bestimmen.<br />
Standard-CAD-Anwendungen für 3D-Bin-Picking verwenden<br />
dafür häufig strukturiertes Licht oder Sensoren, die etwas auf die<br />
Umgebung projizieren, eine Punktwolke erzeugen und dann versuchen,<br />
das Teil darin zu finden. Cambrian verwendet dafür statt<br />
einer 3D-Kamera lediglich zwei handelsübliche Industriekameras<br />
von IDS.<br />
DIE EIGENSCHAFTEN DES<br />
BILDVERARBEITUNGSSYSTEMS<br />
Mit einer Genauigkeit von unter einem Millimeter ist Cambrian-<br />
Vision zudem sehr exakt. „Das System erkennt zuverlässig eine<br />
große Bandbreite von Teilen, einschließlich glänzender, reflektierender<br />
oder transparenter Komponenten. Dabei bleibt es<br />
robust gegenüber äußeren Lichtverhältnissen“, beschreibt Satori<br />
die besonderen Anforderungen an die Kameras, die elementarer<br />
Bestandteil der Lösung sind. „Außerdem ist das System superschnell,<br />
da die Inferenzgeschwindigkeit weniger als 170 ms beträgt,<br />
während sie bei vergleichbaren Lösungen oft mehr als<br />
1000 ms dauert.“ Die schnelle Berechnungszeit ermöglicht Zykluszeiten<br />
von zwei bis drei Sekunden in einer Bin-Picking-Einstellung.<br />
„Dies stellt eine effiziente, präzise und genaue Ausführung<br />
in einem einzigen Durchgang sicher“, unterstreicht Satori.<br />
Ermöglicht wird dies nicht zuletzt durch die Kameras mit<br />
SuperSpeed USB 5 Gbps, die in fast jeder Umgebung hochauflösende<br />
Daten für detaillierte Bildauswertungen liefern, explizit<br />
in Anwendungen mit geringem Umgebungslicht oder wechselnden<br />
Lichtverhältnissen. Dank BSI-Pixeltechnologie (Back<br />
Side Illu mination) bietet der integrierte Sensor (1/2.5“ 5,04 MP<br />
Rolling Shutter CMOS-Sensor Onsemi AR0521) eine stabile<br />
Low-Light-Performance sowie eine hohe Empfindlichkeit im<br />
NIR (nahes Infrarot)-Bereich, sodass die uEye XCPs in nahezu<br />
jeder Licht situation hochwertige Bilder liefern – bei gleichzeitig<br />
geringem Pixelrauschen. Mit ihrem baukleinen, leichten Vollgehäuse<br />
(29 × 29 × 17 mm, 61 g) und verschraub barem USB Micro-B<br />
Connector ist die USB 3 XCP für den Einsatz in Kombination mit<br />
Robotern und Cobots im Bereich der Automatisierung besonders<br />
geeignet.<br />
EINFACHE INTEGRATION DER KAMERAS<br />
Durch USB 3 und Vision Standard-Kompatibilität (U3V / GenICam)<br />
lassen sich die XCP-Kameras leicht in jedes Bildverarbeitungssystem<br />
integrieren und können grundsätzlich mit jeder geeigneten<br />
Software verwendet werden. Die einfache Integration über das<br />
Standard-Interface ist für Satori besonders vorteilhaft: „Je nach<br />
Kundenanforderung verwenden wir in unserem System andere<br />
Kameras von IDS. Die standardisierte Schnittstelle ermöglicht<br />
einen schnellen Einsatz unterschiedlichster uEye-Modelle.“ Durch<br />
ihre Kompatibilität mit gängigen Objektiven eignet sich eine Vielzahl<br />
an Kameras aus dem IDS-Portfolio als Augen für anwender-<br />
spezifische Cambrian Vision-Lösungen und tragen so zur Maximierung<br />
der Produktionsleistung bei.<br />
AUSBLICK<br />
Ein Roboterarm<br />
lokalisiert und greift<br />
Teile mithilfe zweier<br />
Kameras und<br />
intelligenter<br />
Software<br />
„Der Einsatz von KI in der Robotik steht erst am Anfang und<br />
steckt noch in den Kinderschuhen“, konstatiert Satori. Durch<br />
den wachsenden Bedarf wird die Entwicklung im Bereich Bildverarbeitung<br />
mit KI weiter vorangetrieben, Kameras mit höheren<br />
Datenraten sowie schnelleren und größeren Sensoren werden<br />
auf den Markt kommen, ebenso wie weiter preisoptimierte<br />
Modelle mit verlässlichen Basisfunktionen. „Industriekameras<br />
werden immer kleiner und erschwinglicher. Dies wird noch<br />
mehr Anwendungen ermöglichen. Unsere Vision ist es, Robotern<br />
Fähigkeiten auf dem gleichen Niveau wie Menschen zu<br />
verschaffen.“ Durch den Einsatz von KI-gestützten Robotern für<br />
alltägliche und sich wiederholende Aufgaben lassen sich<br />
menschliche Ressourcen auf kreativere, produktivere und wertvollere<br />
Aufgaben umlenken.<br />
Bilder: Cambrian Robotics<br />
www.ids-imaging.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
IDS Imaging Development Systems GmbH<br />
Dimbacher Strasse 10<br />
74182 Obersulm<br />
Telefon 07134 / 96196-0<br />
E-Mail: info@ids-imaging.de<br />
AUTORIN<br />
Silke von Gemmingen, Referentin Unternehmenskommunikation,<br />
IDS Imaging<br />
Development Systems GmbH, Obersulm<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 43
QUALITÄTSSICHERUNG VON BRAILLE-SCHRIFTEN<br />
JEDER PUNKT IST<br />
ENTSCHEIDEND<br />
Die in den Kameras integrierte Beleuchtungssteuerung<br />
spart Hardware-Kosten und<br />
reduziert die Integrationszeit<br />
Für Menschen mit Sehbehinderung ist die Braille-Schrift enorm wichtig,<br />
insbesondere bei der Identifizierung von Medikamenten. Mit einem auf<br />
Industriekameras und -objektiven basierenden Inspektionssystem kann<br />
sichergestellt werden, dass die Braille-Schriften auf Arzneimittelpackungen<br />
fehlerfrei sind.<br />
Schon ein einziger fehlender Braille-Punkt kann die Aus sage<br />
der Blindenschrift verändern. Besonders folgenreich sind<br />
solche Fehler bei der Identifizierung von Medikamenten,<br />
bei welchen eine tatsächliche Wirkstoff-Mengenangabe<br />
„500 mg“ für Sehbehinderte fälschlicherweise als „100 mg“ identifiziert<br />
werden kann und somit die Gefahr einer starken Überdosis<br />
gegeben ist.<br />
EIGENS ENTWICKELTES INSPEKTIONSSYSTEM<br />
Um solche Risiken zu minimieren, hat das Sauerlacher Systemhaus<br />
für Bildverarbeitung In-situ das Blindenschrift-Inspektionssystem<br />
Dotscan entwickelt. „Dieses robuste System ermöglicht<br />
eine zuverlässige Überprüfung von Blindenschrift auf Arzneimittelverpackungen<br />
und Prägepatrizen“, beschreibt Geschäftsfüh-<br />
rerin Sandra Söll die grundlegende Funktion von Dotscan. „Dabei<br />
werden nicht nur die Anwesenheit der Braille-Punkte und die korrekte<br />
Kombination der Punktmuster, sondern auch die richtige<br />
Höhe der Blindenschriftpunkte nach DIN EN ISO 17351 geprüft.“<br />
Prinzipiell gibt es laut Söll zwei Möglichkeiten, Braille-Punkte<br />
zu prägen: Entweder bei der Stanzung kompletter Druckbögen<br />
oder in einem späteren Prozessschritt durch rotatorische Präge-<br />
Werkzeuge während der Weiterverarbeitung der Schachteln in<br />
einer Klebe-Maschine. „Unsere Anlagen sind dafür ausgelegt, die<br />
Braille-Schrift auf leeren, ungefalteten Faltschachteln Offline im<br />
Produktionsablauf zu überprüfen. Wichtig ist dabei, dass die Inspektion<br />
auf der bedruckten Seite erfolgt. So stellen wir sicher,<br />
dass die Vorderseite korrekt ist, auf der Sehbehinderte die Braille-<br />
Angaben ertasten.“ In vielen Fällen sind die Braille-Punkte dabei<br />
auch in Bereichen einer Schachtel eingeprägt, die mit Grafiken<br />
44 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
oder Texten bedruckt sind. Unruhige Hintergründe dieser Art erschweren<br />
die korrekte Erkennung durch ein Bildverarbeitungssystem.<br />
INTEGRIERTE BELEUCHTUNGSSTEUERUNG<br />
Um auch für solche anspruchsvollen Bedingungen gewappnet zu<br />
sein, verlässt sich In-situ inzwischen auf Bildverarbeitungskomponenten<br />
von SVS-Vistek. „In der ersten Generation unserer<br />
Dotscan-Anlagen waren noch Kameras eines anderen Herstellers<br />
integriert, die jedoch unseren gestiegenen Anforderungen nicht<br />
mehr genügten“, erläutert Söll. „Unter anderem wollten wir das<br />
Bildverarbeitungssetup in Bezug auf die Hardware optimieren<br />
und fanden das Kamerakonzept der Exo-Serie von SVS-Vistek<br />
sehr überzeugend. Die Fähigkeit die Beleuchtungssteuerung<br />
direkt in der Kamera durchzuführen, macht den Einsatz der sonst<br />
üblichen Blitz-Controller hinfällig und spart dadurch Hardware-<br />
Kosten sowie Zeit während der Integration.“<br />
Die in den SVS-Vistek-Kameras integrierte Beleuchtungssteuerung<br />
vereinfacht die von In-situ bevorzugte Aufnahme mehrerer<br />
Bilder unter verschiedenen Lichtverhältnissen und -richtungen,<br />
um aus den so generierten Bilddaten Pseudo-3D-Bilder zu errechnen.<br />
Dieses Shape-from-Shading-Verfahren hat unter anderem<br />
den großen Vorteil, dass damit Höhenwerte weitestgehend<br />
unabhängig vom Aufdruck bestimmt werden können. Zudem<br />
bieten die gewählten Exo-Modelle die Möglichkeit, bestimmte<br />
Informationen in den Kameras zu speichern. So können Systemintegratoren<br />
von Bildverarbeitungssystemen ihr Know-how beispielsweise<br />
über eine Customer-ID gegen nicht gewolltes Duplizieren<br />
schützen. „Die Kamera fungiert dann als Hardware-Dongle,<br />
der ein kundenspezifisches Passwort benötigt“, erklärt Christian<br />
Schaarschmidt von SVS-Vistek, der In-situ vertrieblich betreut<br />
und die Entwicklung der neuen Dotscan-Generation in Bezug auf<br />
die eingesetzten Kameras und Optiken intensiv begleitet hat.<br />
Für Söll und ihr Entwicklungsteam war ein weiteres Argument<br />
für den Wechsel auf Kameras der Exo-Serie, dass wichtige Informationen<br />
wie metrische Kalibrierdaten in einem nicht flüchtigem<br />
RAM-Speicher in der Kamera hinterlegt und über eine Customer-<br />
ID geschützt werden können. Dazu werden die Kameras von SVS-<br />
Vistek mit einer kundenspezifischen Firmware programmiert und<br />
bereits fertig konfiguriert an ihre Kunden geliefert. „Auf diese<br />
Weise können Integratoren solche Daten jederzeit wieder abrufen.<br />
Zudem wird kein externes Device mehr für das Speichern von<br />
Konfigurationsdaten benötigt, was die Komplexität der In-situ-<br />
Geräte reduziert und eine schnellere Einrichtung beim Endanwender<br />
ermöglicht“, unterstreicht Schaarschmidt.<br />
HÖHENTOLERANZ VON NUR ± 0,02 MM<br />
Die hohe Bit-Tiefe von 12 Bit sowie die für diese Anwendung<br />
leicht ausreichende Auflösung der gewählten Exo-Kameramodelle<br />
waren weitere Gründe für In-situ, SVS-Vistek als Lieferanten<br />
für die Kameras und Optiken in den Dotscan-Systemen<br />
zu vertrauen, zumal auch die technisch passenden Objektive für<br />
die kleinen Sensor-Pixel dieser Kameras direkt von SVS-Vistek<br />
bezogen werden konnten. Neben den rein technischen Merkmalen<br />
der Kameras ist jedoch noch ein anderes wichtiges Thema<br />
ausschlaggebend für die Zufriedenheit bezüglich der Zusammenarbeit<br />
mit SVS-Vistek, so Söll: „Selbst in der zuletzt sehr angespannten<br />
Liefersituation in vielen Bereichen haben wir die erforderlichen<br />
Kameras und Objektive zuverlässig von SVS-Vistek<br />
erhalten und konnten dadurch auch die Zeitpläne gegenüber<br />
unseren Kunden einhalten. Dies ist derzeit nicht selbstverständlich<br />
und hat uns gezeigt, dass wir uns für den richtigen Lieferanten<br />
entschieden haben.“<br />
Mit dem gewählten Bildverarbeitungssetup und der damit realisierten<br />
Shape-from-Shading-Technologie sind die Dotscan-<br />
„Selbst in der zuletzt sehr angespannten<br />
Liefersituation haben wir die erforderlichen<br />
Kameras und Objektive zuverlässig von<br />
SVS-Vistek erhalten und konnten dadurch<br />
auch die Zeitpläne gegenüber unseren Kunden<br />
einhalten.“<br />
Sandra Söll, Geschäftsführerin der In-situ GmbH<br />
Systeme in der Lage, die geprägten Braille-Beschriftungen mit<br />
hoher Genauigkeit und Sicherheit bei Geschwindigkeiten von<br />
weniger als 1,5 Sekunden pro Packung zu verifizieren, freut sich<br />
Geschäftsführerin Söll. „Bei einer Toleranz der Höhenprüfung<br />
von nur ± 0,02 mm erkennt Dotscan vorhandene Fehler durch<br />
den Vergleich zu einer Referenz-Punktanordnung absolut zuverlässig<br />
und trägt auf diese Weise dazu bei, dass die Einnahme<br />
der korrekten Medikamente auch für sehbehinderte Menschen<br />
sicher möglich ist.“<br />
Nach aktuellem Stand setzen deutsche Pharma-Konzerne und<br />
weltweit agierende Verpackungskonzerne rund 200 Dotscan-<br />
Systeme zur Prüfung von Braille-Schriften in mehr als 30 Braille-<br />
Sprachen auf Medikamentenverpackungen ein.<br />
www.svs-vistek.com<br />
UNTERNEHMEN<br />
SVS-Vistek GmbH<br />
Ferdinand-Porsche-Str. 3<br />
82205 Gilching<br />
Telefon 08105 / 3987-60<br />
E-Mail: info@svs-vistek.com<br />
AUTOR<br />
Peter Stiefenhöfer,<br />
Inhaber PS Marcom Services, Olching<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 45
HOCHGESCHWINDIGKEITS-LED-CONTROLLER<br />
FÜR HIGHSPEED-ANWENDUNGEN<br />
PRÄZISE LICHTSTEUERUNG<br />
In vielen Anwendungen sind sehr helle Beleuchtungen die<br />
Grund voraussetzung für die Aufnahme hochwertiger Kamerabilder<br />
und die nachfolgende präzise Auswertung. Insbesondere bei<br />
sehr schnellen Inspektionsprozessen kommt es dabei darauf an,<br />
LED-Beleuchtungen mit möglichst exaktem Timing und mit hohen<br />
Stromstärken anzusteuern, ohne die LEDs dabei zu überlasten.<br />
Die Grenzen des technisch Machbaren in der Bildverarbeitung<br />
verschieben sich stetig in Richtung noch leistungsfähigerer,<br />
schnellerer und genauerer Systeme.<br />
Grund für diese Entwicklung ist, dass die Anforderungen<br />
in vielen Einsatzfällen wachsen, unter anderem, weil die Produktionsgeschwindigkeiten<br />
immer weiter zunehmen. Die Ansprüche<br />
an die Qualität bleiben unabhängig vom Anwendungsfeld jedoch<br />
mindestens auf gleichem Niveau. So sind beispielsweise in der<br />
Elektronikproduktion heute erheblich schnellere Prozesse und<br />
Anlagen im Einsatz als noch vor wenigen Jahren, und dennoch<br />
erwarten die Hersteller weiterhin eine möglichst fehlerfreie Qualität<br />
der Endprodukte. Diese Aussage lässt sich auf nahezu jeden<br />
anderen modernen Industriezweig übertragen.<br />
Für die Bildverarbeitung bedeutet das, dass sich alle benötigten<br />
Komponenten in Bezug auf ihre Leistung ebenfalls ständig weiterentwickeln<br />
müssen. Dies beschränkt sich jedoch nicht allein auf<br />
die eingesetzten Kameras, die häufig als alleinentscheidendes<br />
Element eines Bildverarbeitungssystems angesehen werden. Mindestens<br />
ebenso wichtig sind auch die Kennwerte der verwendeten<br />
Optiken und Beleuchtungen, die Übertragungs geschwindigkeiten<br />
der eingesetzten Datenschnittstellen sowie die Auswertegenauigkeit<br />
der nachgeschalteten Bildverarbeitungssoftware. Insbesondere<br />
die Bedeutung von Beleuchtungen wird hier häufig unterschätzt,<br />
dabei gilt: Selbst die beste Kamera kann ihre Performance<br />
nur dann voll ausschöpfen, wenn die Prüf objekte perfekt ausgeleuchtet<br />
sind.<br />
46 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
Durch die synchronisierte<br />
Beleuchtung von Objekten über<br />
die Multistrobe-Funktion lassen<br />
sich Fehler unterschiedlicher Art<br />
mit höherer Zuverlässigkeit<br />
erkennen<br />
TIMING UND STROMSTÄRKE SIND<br />
ENTSCHEIDEND<br />
Beleuchtungen in Bildverarbeitungsanwendungen werden in<br />
der Regel nicht im Dauerbetrieb genutzt, sondern nur für die<br />
kurzen Zeitspannen geblitzt, in denen Kameras Bilder aufnehmen.<br />
Damit lassen sich die Lebensdauer der Beleuchtungen<br />
sowie ihre Beleuchtungsstärke erhöhen und zudem durch einen<br />
kurzen Blitz Bewegungsunschärfen vermeiden. Für die entsprechende<br />
Ansteuerung der häufig genutzten LEDs kommen seit<br />
Jahren Blitz-Controller zum Einsatz, welche die erforderliche<br />
Stromstärke zeitlich synchronisiert zur Bildaufnahme zur Verfügung<br />
stellen. Werden die LEDs zu lange oder mit zu hohen Strömen<br />
angesteuert, so geht dies zu Lasten ihrer Lebensdauer. Vor<br />
allem bei sehr schnellen Anwendungen kommt es also darauf an,<br />
die Beleuchtungen zeitlich und in Bezug auf die Stromstärke<br />
möglichst exakt anzusteuern, um optimale Lichtverhältnisse für<br />
die Kamera zu schaffen und gleichzeitig eine lange Lebensdauer<br />
und somit eine hohe Wirtschaftlichkeit des Bildverarbeitungssystems<br />
sicherzustellen.<br />
Die Rauscher GmbH Bildverarbeitung ist Vertriebspartner für<br />
die Hochleistungs-LED-Controller der iPulse-Familie des südkoreanischen<br />
Herstellers iCore im gesamten europäischen<br />
Markt. „Diese Produkte unseres Partners stellen nach unserem<br />
Wissensstand derzeit weltweit einmalige Leistungsdaten zur<br />
Verfügung“, betont Thomas Miller, einer der beiden Rauscher-<br />
Geschäftsführer. „Je nach Modell ermöglichen sie extrem kurze<br />
und ultrapräzise Stromimpulse von weniger als 0,5 µs und<br />
Stromstärken von bis zu 200 A.“<br />
EINSATZ IN HIGHSPEED-ANWENDUNGEN<br />
Die iPulse-Controller von iCore weisen neben ihrem exakten<br />
Timing und den hohen Stromstärken zahlreiche weitere Merkmale<br />
auf, die im Einsatz von entscheidender Bedeutung sein<br />
können. So lässt sich mit der integrierten Sequenzer-Funktion<br />
auf einfache Weise ein Multi-Strobing realisieren. Damit beleuchtet<br />
man das Objekt in kürzesten Zeitabständen mit unterschiedlichen<br />
Beleuchtungen und erzeugt so Bilder mit verschiedenen<br />
Beleuchtungen quasi gleichzeitig. Dieser Mechanismus<br />
ist auch mit Zeilenkameras einsetzbar. „Man kann dem Controller<br />
bis zu acht Sequenzen zuweisen, um acht unterschiedliche<br />
LED-Beleuchtungen einzeln mit einem Triggersignal anzusteuern“,<br />
erläutert Miller. „Auf diese Weise ist es beispielsweise einfach<br />
möglich, Objekte synchronisiert mit einem koaxialen, einem<br />
Hintergrund- und einem seitlichen LED-Licht zu beleuchten<br />
und auf diese Weise Fehler unterschiedlicher Art mit höherer<br />
Zuverlässigkeit zu erkennen.“<br />
Zur Verlängerung der Lebensdauer von LEDs ist nach seinen<br />
Worten zudem die enthaltene Übersteuerungsfunktion sehr wertvoll:<br />
„Alle iPulse-Controller sind Konstantstromregler für LED-<br />
Beleuchtungen. Sie nutzen den Vorteil des Konstantstrom-Verfahrens<br />
und können eine bis zu 10-fache Überstromung bereitstellen.<br />
Diese Current-Overdriving-Technologie lässt eine kontrollierte,<br />
kurzzeitige Überschreitung des LED-Nennstroms zu, um die Helligkeit<br />
der Beleuchtung zu erhöhen. Gleichzeitig wird sichergestellt,<br />
dass die angesteuerte LED dabei nicht zerstört wird.“<br />
Die aktuelle iPulse-Familie umfasst Modelle mit einem, zwei,<br />
vier oder acht Kanälen, Stromstärken im Dauerlichtbetrieb von<br />
0,2 bis 20 A und Ausgangsleistungen von 30 bis 500 W im Dauerbetrieb<br />
sowie von 150 W bis 16 kW im Blitz-Modus. Die Modelle<br />
können sowohl mit Flächen-, als auch mit Zeilenkameras betrieben<br />
werden. „Diese breite Auswahl deckt Bildverarbeitungsanwendungen<br />
in unterschiedlichsten Einsatzbereichen ab und<br />
erlaubt beispielsweise die Realisierung sehr schneller Inspektionsprozesse<br />
bei der Herstellung von Batterien, Displays, Elektronikbauteilen,<br />
Produkten aus der Automobilindustrie, in der<br />
Druckindustrie und in vielen anderen Applikationen“, unterstreicht<br />
Miller.<br />
ERSATZ FÜR XENON-BELEUCHTUNGEN<br />
Durch die Zusammenarbeit mit iCore kann Rauscher seinen<br />
Kunden neben den iPulse-Produkten noch eine weitere Besonderheit<br />
anbieten. Das Hybrid Spot Lighting-System iLight ist<br />
eine Kombination aus einer speziellen Hybrid-Lichtquelle, die<br />
eine LED- und eine Laser-Quelle vereint und von einem speziellen<br />
Controller angesteuert wird. iLight stellt Anwendern ein<br />
deutlich helleres Licht als herkömmliche LED-Beleuchtungen<br />
zur Verfügung und dient als Ersatz für Xenon-Lampen. Ein<br />
wesentliches Merkmal der iLight-Systeme ist ihre hohe Lebensdauer<br />
von 30.000 Stunden ohne jegliche Einschränkung in<br />
Bezug auf die Helligkeit.<br />
„Wir haben bereits erste Kunden, die vorhandene Beleuchtungssysteme<br />
in ihren Anlagen durch iLight-Beleuchtungen ersetzen,<br />
weil sie die höhere Lichtleistung und die längere Lebensdauer<br />
überzeugt haben“, so Rauscher-Geschäftsführer Miller.<br />
„iLight-Systeme liegen mit Xenon-Beleuchtungen preislich auf<br />
einem Niveau, sind diesen aber in Bezug auf ihren Verschleiß<br />
deutlich überlegen.“<br />
Die Zusammenarbeit mit iCore stellt für Rauscher aufgrund<br />
der technischen Eigenschaften der iPulse- und iLight-Produkte<br />
eine Besonderheit dar, betont Miller: „Die außerordentliche Leistungsfähigkeit<br />
der iCore-Beleuchtungskomponenten ermöglicht<br />
unseren Kunden die Realisierung noch anspruchsvollerer Aufgabenstellungen<br />
in unterschiedlichsten Einsatzfeldern, für die es<br />
bisher keine vergleichbaren Lösungen gab.“<br />
Bilder: Aufmacher iCore/iStock SweetBunFactory, Bild iCore<br />
www.rauscher.de<br />
UNTERNEHMEN<br />
Rauscher GmbH Bildverarbeitung<br />
Johann-G.-Gutenberg-Str. 20<br />
82140 Olching<br />
Telefon 0 81 42 / 4 48 41-0<br />
E-Mail: info@rauscher.de<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 47
UPDATE<br />
TIME-OF-FLIGHT-KAMERA ERZEUGT<br />
MILLIMETERGENAUE TIEFENBILDER<br />
Schmersal stellt seine 3D-Kamera für die automatisierte<br />
Erfassung digitaler Prozessdaten in Echtzeit vor. Die<br />
AM-T100 ist eine Time-of-flight-Kamera (ToF-Kamera),<br />
die millimetergenaue 3D-Tiefenbilder erzeugt. Die<br />
Kamera nutzt die Laufzeitmessung von ausgesandten<br />
Lichtimpulsen im Infrarotbereich (850 Nm), die an den<br />
zu erfassenden Objekten reflektiert werden. So erzeugt<br />
sie mit hoher Geschwindigkeit<br />
ein millimetergenaues 3D-Abbild<br />
der Szene, das als Punktewolke<br />
vorliegt. Die Bildrate von bis zu<br />
60 fps ermöglicht einen effizienten<br />
Einsatz in industriellen<br />
Fertigungsprozessen sowie in<br />
der Logistik und Robotik. Die<br />
Kamera lässt sich etwa zur Verpackungsunterstützung,<br />
Stapelung, Volumenerfassung oder Etikettierung<br />
einsetzen, um die Effizienz und Genauigkeit der<br />
Prozesse zu erhöhen.<br />
www.schmersal.com<br />
MULTICODE-READER KOMMUNIZIERT<br />
ÜBER IO-LINK<br />
Der Multicode-Reader O2I von<br />
IFM ermöglicht die Auswertung<br />
von verschiedenen 1Dund<br />
2D-Codes und Texten in<br />
einem einzigen Bild. Anwendungen<br />
dieses neuen Vision-<br />
Sensors finden sich vor allem in der Logistik. Der O2I überprüft<br />
Codes und Textinformationen auf ihre Qualität oder stellt die<br />
Nachverfolgbarkeit entlang des gesamten Prozesses sicher.<br />
Für den Einsatz in dunklen oder verschatteten Umgebungen<br />
ist der O2I mit einer integrierten RGBW-Beleuchtung ausgestattet.<br />
Der Reader verwendet zur Datenübertragung über<br />
IO-Link den COM3-Standard mit einer Geschwindigkeit von<br />
230,4 kBaud. Zur besseren Übertragbarkeit werden Daten mit<br />
einer Größe von mehr als 32 Bytes automatisch in mehrere<br />
Blöcke aufgeteilt und damit schnell an die Steuerung übertragen.<br />
Neben der Übertragung macht IO-Link aber auch die<br />
Handhabung des Multicode-Reader O2I leichter. Anwender<br />
können den Sensor über eine Teach-Taste einfach einstellen.<br />
www.ifm.com<br />
RAUSCHER ERWEITERT PORTFOLIO<br />
Rauscher Bildverarbeitung<br />
ergänzt sein Bildverarbeitungs-<br />
Portfolio um 3D-Kameras von<br />
Photoneo. Die Produktlinien<br />
MotionCam-3D sowie PhoXi 3D<br />
und Alpha 3D-Scanner ermöglichen<br />
die Aufnahme dichter<br />
Punktewolken von statischen und<br />
bewegten Objekten und sind dank der eingesetzten<br />
GigE Vision- und GenICam-Schnittstellen mit vielen<br />
Software-Produkten kompatibel. Sie sind unempfindlich<br />
gegen Umgebungslicht und liefern auch bei<br />
schwierigen Oberflächen sehr gute 3D-Daten. Vor<br />
allem bei Anwendungen in der Automobil-, Logistik-,<br />
E-Commerce-, Lebensmittel- und Medizinbranche<br />
tragen Photoneo-Produkte wesentlich zur Leistungsund<br />
Effizienzsteigerung von Fertigungs-, Abwicklungsund<br />
Montageprozessen bei.<br />
www.rauscher.de<br />
EXTREM LICHTEMPFINDLICHE UHS-KAMERA<br />
Die Ultra Highspeed-Kamera<br />
Phantom T4040 von High Speed<br />
Vision eröffnet neue Möglichkeiten<br />
der Analyse von schnellen, sporadischen<br />
Ereignissen in der Forschung,<br />
Entwicklung, Automatisierung und<br />
Qualitätssicherung. Der für den<br />
Kamerahersteller Vision Research<br />
entwickelte, rückseitig beleuchtete 12-bit CMOS-Bildsensor<br />
steigert die Effizienz des Bildpixels. Das führt zu höchster<br />
Bildqualität und erhöht den Datendurchsatz auf bis 40 GP/s.<br />
Bei maximaler Bildauflösung von 2560 × 1664 Pixel werden<br />
9350 Bilder pro Sekunde erreicht. Die Quanteneffizienz der<br />
Pixel von über 90 Prozent stellt sicher, dass der Sensor bei<br />
geringen Lichtverhältnissen optimal arbeitet und das Signal-<br />
Rausch-Verhältnis entscheidend minimiert. Die Kamera bietet<br />
Belichtungszeiten von minimal 1 µs als Standard und 250 ns<br />
in der Fast-Option.<br />
www.hsvision.de<br />
SMARTER REGIEASSISTENT FÜR ÜBERTRAGUNGSFORMATE<br />
Maxxvision, Distributor für Sony PTZ-Kameras, präsentiert mit SRG-A40 und<br />
SRG-A12 neue 4K Schwenk-Neige-Kameras mit KI-gestütztem Auto-Framing zum<br />
automatisierten Tracking von Rednern. Angaben zufolge soll die integrierte Technologie<br />
präziser als reines Auto-Tracking sein. Ein KI-basierter Algorithmus zur<br />
Videoanalyse sorgt dafür, dass Vortragende in Bewegung automatisch vom Kamerakopf<br />
verfolgt werden. Sie bleiben dabei stets fokussiert wie gewünscht im Bild –<br />
auch dann, wenn sich andere Personen im Bildausschnitt befinden oder sonstige<br />
Hindernisse im Weg sind. Ein weiteres Novum ist das Hochleistungs-Zoomobjektiv<br />
der SRG-A40. Es ermöglicht bei 4K-Auflösung einen Zoomfaktor bis 30 x, bei HD-Auflösung bis 80 x. Zusätzlich steht ein<br />
12 x Digitalzoom zur Verfügung. Der 1/2.5“ ExmoR CMOS Sensor, ein Mikrofon-Eingang sowie eine Tally-Lampe prädestinieren<br />
die Sony PTZ-Kameras für Webcasts, Seminare, Vorlesungen oder Live-Veranstaltungen, die gestreamt werden.<br />
www.maxxvision.com<br />
48 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
UPDATE<br />
HOCHGENAUE MESSWERTE IM HIGHSPEED-<br />
MODUS ERFASSEN<br />
Mit Ruler3002, 3004 und 3010 erweitert Sick das Angebot<br />
rund um hochauflösende 3D-Streaming-Kameras für das<br />
Industrie- und Elektronikumfeld. Die neuen Modelle können<br />
auch kleinste Details zuverlässig erfassen. Dazu erzeugt der<br />
CMOS-Sensor von Sick bis zu 46 kHz 3D-Profile von Objekten.<br />
Gleichzeitig liefern sie mit Höhenauflösungen im Mikrometerbereich<br />
hochgenaue und zugleich belastbare Messwerte, die<br />
unmittelbar zur Prozesssteuerung bereitstehen. Die 3D-Streamingkameras<br />
bieten Sichtfelder bis 26,6 mm und arbeiten<br />
nach Version und Anwendung mit einem blauen oder einem<br />
roten Laser der Klasse 2 oder 3R. Unabhängig von Kontrasten<br />
oder Farben von Objekten und Hintergründen erreichen sie<br />
eine Höhenauflösung von bis zu 0,8 µm bei gleichzeitig bis zu<br />
3.200 Datenpunkten pro Profil. Bildqualität und Messgenauigkeit<br />
sind aufgrund<br />
der hohen Lichtempfindlichkeit<br />
der<br />
Kameras sowie der<br />
Doppelbelichtungsfunktion<br />
auch bei<br />
glänzenden oder<br />
remissionsschwachen Oberflächen gewährleistet. Weitere<br />
Merkmale der neuen, werksseitig bereits kalibrierten 3D-<br />
Kamerageneration sind die Konformität mit den Bildverarbeitungsstandards<br />
GigE Vision und GenICam, die eine aufwandsarme<br />
Integration in Systeme und Maschinen ermöglichen,<br />
sowie Inbetriebnahme- und Benutzerfreundlichkeit.<br />
www.sick.de<br />
HOCHAUFLÖSENDE<br />
KURZWELLEN-INFRAROTKAMERAS<br />
Allied Vision erweitert seine Alvium-Kameraserie für die<br />
industrielle Bildverarbeitung um Modelle mit den neuesten<br />
Sensoren mit SenSWIR-Technologie von Sony. Ausgestattet<br />
mit den SenSWIR InGaAs-Sensoren IMX992 und IMX993 der<br />
zweiten Generation liefern die Alvium SWIR-Kameras hochauflösende<br />
Bilder bei schnellen Bildraten. Das Design zeichnet<br />
sich durch kompakte Größe, geringes Gewicht, sparsamen<br />
Stromverbrauch sowie niedrige Kosten aus (SWaP+C). Die<br />
Sensoren werden entweder<br />
mit 5GigE Vision, USB3 Vision<br />
oder mit MIPI CSI-2<br />
Schnittstelle erhältlich sein.<br />
Die Alvium SWIR-Kameras<br />
eignen sich für den Aufbau<br />
sehr kompakter Systeme bei<br />
Anwendungen mit begrenztem<br />
Platzangebot, wie zum<br />
Beispiel in tragbaren<br />
Geräten oder Drohnen. Sie<br />
unterstützen einen Spektralbereich<br />
von 400 bis<br />
1.700 nm bei hoher Quanteneffizienz. Dies ermöglicht die<br />
Aufnahme von Bildern sowohl im sichtbaren als auch im<br />
SWIR-Spektrum mit einer einzigen Kamera. In Kombination<br />
mit einer hochpräzisen Sensorausrichtung bei der Produktion<br />
lassen sich so Inspektionssysteme mit hohen Anforderungen<br />
an Bildqualität, Auflösung und Präzision realisieren.<br />
www.alliedvision.com<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2024</strong> im 36. 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>2024</strong>, gültig ab 01.10.2023<br />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />
Tel.: 06123/9238-266<br />
Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />
Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
Preise und Lieferbedingungen:<br />
Einzelheftpreis: € 13,- (zzgl. Versandkosten)<br />
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 />
www.vereinigte-fachverlage.de<br />
Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />
Gesellschafter: P.P. Cahensly GmbH & Co. KG,<br />
Karl-Härle-Straße 2, 56075 Koblenz<br />
Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />
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 />
Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />
Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />
DATENSPEICHERUNG<br />
Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />
zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />
ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />
Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />
Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich<br />
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 />
Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />
Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />
Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />
zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />
auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />
zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />
entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das<br />
Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />
das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das<br />
Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung, z. B. Einspeicherung<br />
und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />
zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />
jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von<br />
Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />
DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />
Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h.<br />
Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit<br />
des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen werden.<br />
Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der<br />
Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />
kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />
dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />
der Einsender verfügt, und die nicht gleichzeitig<br />
an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />
bereits veröffentlicht wurden.<br />
Datenschutzerklärung: ds-vfv.vfmz.de<br />
Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />
Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />
zur Feststellung der Verbreitung von<br />
Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 49
energie:bilanz<br />
POLYMERLAGER: WARUM SIE MIT<br />
VIELEN VORTEILEN PUNKTEN!<br />
Klassische Metalllager benötigen ständige Nachschmierung.<br />
Gleitlager aus Hochleistungskunststoffen können<br />
dank integrierter Festschmierstoffe darauf verzichten.<br />
Und das bringt einige Vorteile, wie geringere Einkaufskosten<br />
für Schmiermittel. Je nach Anwendung sind dies zwischen<br />
7.000 und 14 Mio. Euro pro Jahr, zeigt die Studie der RWTH-<br />
Wissenschaftler. Hinzu kommen jährlich zwischen 8.000 und<br />
zwei Millionen eingesparte Arbeitsstunden für das manuelle<br />
Nachschmieren von Lagerstellen. „Die Zahlen beweisen eindrucksvoll,<br />
wie sich durch eine vermeintlich kleine Umstellung<br />
unterm Strich enorme Summen und Ressourcen einsparen lassen“,<br />
unterstreicht Stefan Loockmann-Rittich, Geschäftsbereichsleiter<br />
Iglidur Gleitlager bei Igus. Ein Studienteilnehmer<br />
etwa, die Brauerei Heineken Brasil, würde durch den Umstieg auf<br />
Polymerlager in allen Förderbändern ihrer 160 Standorte weltweit<br />
20 t Schmierstoff pro Jahr für 450.478 Euro und 5,4 Mio. Euro<br />
Personalkosten einsparen.<br />
KLEINE STELLSCHRAUBE – GROSSE WIRKUNG<br />
Die RWTH-Studie berechnet zudem erstmals auch die positiven<br />
Umweltauswirkungen von Gleitlagern aus Hochleistungskunststoffen<br />
von Igus. Heineken Brasil beispielsweise spart durch den<br />
Austausch von Metalllagern durch Polymerlager an 600 Lagerstellen<br />
jährlich CO 2<br />
-Äquivalente in Höhe von 180 kg. „Würden<br />
alle Niederlassungen von Heineken auf Polymerlager umsteigen,<br />
könnte das Unternehmen CO 2<br />
-Äquivalente in Höhe von 28.814 kg<br />
einsparen. Und das ist für eine so kleine Stellschraube ein beachtlicher<br />
Wert“, so Loockmann-Rittich. Zum Vergleich: Wenn<br />
EXPERTENWISSEN TEILEN<br />
Mit der Durchführung der unabhängigen Studie<br />
beauftragt war die WBA Werkzeugbau Akademie, ein<br />
Forschungsunternehmen, das auf dem Campus der<br />
RWTH Aachen als Teil eines der größten Forschungslabore<br />
Europas im Bereich Produktionstechnik mit dem Werkzeugmaschinenlabor<br />
WZL und dem Fraunhofer Institut<br />
für Produktionstechnik (IPT) zusammenarbeitet. Die<br />
Ergebnisse basieren auf Experteninterviews mit neun<br />
Unternehmen aus den Bereichen Automationstechnik,<br />
Baumaschinen, Agrarindustrie, Lebensmittelindustrie<br />
sowie Verpackungs- und Abfüllindustrie.<br />
ein Fahrzeug einen Liter Benzin verbraucht, emittiert es etwa<br />
2,37 kg CO 2<br />
. Die Ersparnis würde demnach über 12.000 l Benzin<br />
entsprechen. Immer mehr Hersteller von Maschinen, Anlagen<br />
und Fahrzeugen spüren den Druck, die CO 2<br />
-Bilanz ihrer Produkte<br />
ausweisen zu müssen. Dafür gibt es nun eine wissenschaftlich<br />
belegte Einschätzung der Umweltvorteile des Selbstschmiereffekts<br />
von Kunststoffgleitlagern, wie Igus zeigt.<br />
Bild: Igus<br />
www.igus.de<br />
50 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 02/<strong>2024</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 05. 04. <strong>2024</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 19. 03. <strong>2024</strong><br />
01<br />
02<br />
04<br />
03<br />
01 Hannover Messe <strong>2024</strong>: Produkt innovationen,<br />
Highlights, Trends und neue Technologien zur digitalen<br />
Transformation der Industrie<br />
Bild: Deutsche Messe<br />
02 Zuverlässige Sensorik zur effizienten Steuerung und<br />
Überwachung von Wasserfiltrationsanlagen<br />
Bild: IFM<br />
03 Wolfram Müller über agiles Projektmanagement<br />
im Anlagen- und Sondermaschinenbau<br />
Bild: BlueDolphin<br />
DER DIREKTE WEG<br />
Internet:<br />
www.industrielle-automation.net<br />
04 SPECIAL Connectivity: Komponenten und Lösungen<br />
rund um Energie, Elektrifizierung und Infrastruktur<br />
Bild: Sergey Ryzhov – stock.adobe.com<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
E-Paper:<br />
digital.industrielle-automation.net<br />
Redaktion:<br />
Redaktion@industrielle-automation.net<br />
WORLD OF INDUSTRIES:<br />
www.world-of-industries.com<br />
www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 51
SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />
19239<br />
Abonnieren Sie jetzt die<br />
aktuellsten Trends und<br />
neuesten Entwicklungen<br />
der Technologieführer<br />
in der Automatisierung!<br />
Wir informieren<br />
Sie kompetent und<br />
praxisorientiert von<br />
der Sensorik über<br />
Cloud-Lösungen bis<br />
hin zur Industrie 4.0.<br />
Sichern Sie sich<br />
Ihren Technologie-<br />
Vorsprung!<br />
SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />
TITEL<br />
18<br />
34<br />
66<br />
Ganz viel Industrie 4.0<br />
in einem Gerät<br />
Keine Scheu vor IoT:<br />
Sensoren, die mitdenken<br />
Hybrid-Cloud: Was bringt sie<br />
und worauf kommt es an<br />
industrielle-automation.net<br />
INA_SO_Titel_igus_2021_06_1.indd 1 03.01.2022 16:07:41<br />
Internet: shop.vereinigte-fachverlage.de @ E-Mail: vertrieb@vfmz.de & Telefon: 06131/992-148<br />
Jahresabo nur 65 €:<br />
6 Print-Ausgaben im Jahr<br />
Abo-Begrüßungsgeschenk:<br />
Die Konturenlehre<br />
Das Kopieren eines Profils war noch nie so einfach!<br />
Mit dieser Konturenlehre können Sie die Form von unregelmäßigen<br />
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 />
+