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19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Messerückblick

SPS/IPC/Drives –

Das Automatisierungsfinale

Seite 10

Dr. Thomas Cord, Lenze

PLM

Virtueller OEM entwickelt

Elektroauto

Seite 18

Maschinen einfach

machen

Flächenkontrolle

Ein Sensor sieht nicht

schwarz

Seite 44

12/2011

PRAXIS SPEZIAL

Robotik + Handling

Mobile

heute

Automation

unentbehrlich

– an

Schwung Seite gewonnen

97

Seite 56


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“Es ist eine Tatsache,

dass die

Menschen mit

zwei Augen und

Ohren, aber nur

mit einem Mund

geboren sind.“

„Und daraus lässt

sich schließen,

dass sie zweimal

soviel sehen und

hören als reden

sollten.“

Maire Marquise de

Sévigné, frz. Schriftsteller

(1626 – 1696)

Customer-Relationship-Management

heißt

auch zuhören

und ernst nehmen.

Einfach mal

zuhören

Ihr Harald Wollstadt

EDITORIAL

Als Kundenzufriedenheit bezeichnen Verkaufs-

und Handelspsychologen ein abstraktes Konstrukt

der Sozialforschung, welches zumeist als

Differenz von Kundenerwartung und Bedürfnisbefriedigung

beschrieben wird. Zufriedenheit entsteht als Ergebnis

eines Vergleichs von Erwartung, die sich beim

Kunden herausbildet, und der tatsächlich erhaltenen

Leistung. Übertrifft die Leistung die Erwartungshaltung

ist der Kunden sehr zufrieden. Entsprechen sich beide,

was für eine nachhaltige Loyalität des Kunden meist zu

wenig ist, nennt man das zufrieden. Werden die Erwartungen

nicht erfüllt, ist der Kunde verärgert.

Die SPS/IPC/Drives 2011 ist Geschichte und die Zahlen

des Messeveranstalters weisen neue Rekorde auf. Für

die Exponate der 1 429 Aussteller interessierten sich

56 321 Fachbesucher, die durch die Werbung im Umfeld

der Messe angelockt wurden. Als Fazit, könnte man meinen,

sind die Aussteller sehr zufrieden. Auf die Anzahl

der Kontakte, mag dies zutreffen. Zwischen den Zeilen

hört man aber Misstöne heraus. Leise Kritik am Messeveranstalter

wehte durch die Hallen - nicht an der Besucherzahl,

sondern an der Ausstellerbetreuung. Von willkürlicher,

nicht verständlicher Verteilung der Standfläche

ist da die Rede oder von ignorantem Auftreten. Und immer

wieder brandet ein Sturm der Erregung auf, wenn

das Thema verlängerte Öffnungszeiten angesprochen

wird. Man solle doch einmal mit offenen Augen gegen

17 Uhr durch die Messehallen gehen, so die Meinung.

Standbesatzungen, die sich aus lauter Langeweile das

erste Feierabendbier öffnen, Aussteller, die sich gegenseitig

besuchen und rege über Championsleague-Spiele diskutieren,

damit der letzten Messestunde die Zähigkeit

eines Kaugummis genommen wird.

Nach der sozialwissenschaftlichen Definition ist Zufriedenheit

eine Konfirmation wenn der Ist-Zustand dem

Soll-Zustand entspricht. Bei einer Diskonfirmation sollte

man sich im Rahmen des Customer-Relationship-Managements

vor allem im Zuhören üben.

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INHALT IEE 12-2011

[48]

Andere Ansichten

Vier Feldbus-Organisationen erläutern im

Interview ihre Sicht auf die Welt der Feldbusse.

SPS-Nachbericht

Rückblick auf die wichtigste Messe im

Automatisierungsjahr.

Märk Te + UNTer Neh MeN

10 SPS Nachbericht

Begeisterung in allen Hallen

4 IEE · 12 2011

TiTel



Im Gespräch mit der

IEE erklärte Dr. Thomas

Cord, Geschäftsführer

der Lenze Automation,

das Leistungsportfolio

für alle Phasen der

Maschinenerstellung.

[38]

[10]

Tech Nik

Leitebene

18 Erfolgsfaktor PLM-Technologie

Virtueller OEM entwickelt Elektroauto

22 Marktübersicht PLM und

CAx-Systeme

Keine Inseln mehr

25 Produkte

Prozessebene

26 Sicherheit bei der Fertigung von

Sprüh- und Dispensersystemen

Viele Signale, wenige Eingänge

30 Security für mobile Endgeräte in

der Produktion

Mehr Effizienz = weniger Sicherheit?

29 Produkte

Feldebene

38 Titelstory-Interview mit Dr. Thomas

Cord, Geschäftsführer Lenze

Maschinen einfach machen

42 Applikation zur Titelstory

Konsequent auf Benutzerfreundlichkeit

getrimmt

44 Flächenkontrolle für kurze

Distanzen

Sieht nicht schwarz

48 Sechs Fragen an Feldbus-Organisation

Anderer Feldbus, andere Ansichten

52 Motor-Getriebe-Kombination im

Edelstahlgehäuse

Sauberkeit ist eine Tugend

46 Produkte


[60]

Wie auf Schienen

Mit einem optischen Führungssystem können Busse so nah an die Haltestelle

heranfahren, dass Fahrgäste komfortabler ein- und aussteigen

können.

PRAXIS

Automatisierung für die

Mobile Automation

56 Mobile Automation legt zu

An Schwung gewonnen

59 Kolumne

Grün bauen und pflanzen

60 In-Vehicle-Computer erkennt die

Fahrspur exakt

Wie auf Schienen

64 Produkte

RUBRIKEN

3 Editorial

6 Top Five

7 Märkte + Unternehmen

34 Gewinnspiel –

Cover des Jahres 2011

64 Impressum

65 Medien für Techniker

66 Vorschau

66 Firmenverzeichnis


Leserservice

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MÄRKTE + UNTERNEHMEN Top 5

TOP

ARTiKEl

1

NEWS

1

PRODUKTE

1

6 IEE · 12 2011

5

Fünf Fragen an SPS-Anbieter

781iee1111 Redaktion IEE

VDE-Studie: Karrierechancen für

Frauen in der Elektrobranche

904iee1211 VDE

Picsight Smart-GigE-Kamera

210iee1111 Leutron Vision

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2

3

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5

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3

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5

Die Medizintechnik in Deutschland

757iee1111 Redaktion IEE

5. Maschinenbaugipfel in Berlin

779iee1111 Redaktion IEE

Offenheit mit PC-basierter Steuerung

782iee1111 IBH

interview mit Dr. Gunther Kegel, Geschäftsführer

Pepperl+Fuchs

766iee1111 Redaktion IEE

Kontaktlos Daten und Energie übertragen

908iee1211 Fachhochschule Amberg-Weiden

Frost & Sullivan ermittelt Zukunftstrends des Marktes

906iee1211 Frost & Sullivan

Energiesparen im Produktionsbereich

900iee1211 Universität Stuttgart

Energieeffiziente Fabrikplanung

901iee1211 Universität Hannover

ARM-CPU für Embedded-Systeme

401iee1211 MSC

Messroboter mit Sensor

513iee1111 Isra Vision

Simulink Code inspector

712iee1111 Mathworks

Handbuch zur Umsetzung der funktionalen Sicherheit

252iee1111 Bosch Rexroth


Bildquelle: Universität Stuttgart

MÄRKTE + UNTERNEHMEN Aktuell

Energiesparen im Produktionsbereich

Ökonomie, Ökologie und

Automation verbinden

Wie kann der Energieverbrauch in

der Produktion gesenkt werden,

ohne die Flexibilität der Fertigung,

die Produktionsleistung oder die

Qualität zu beeinträchtigen? Das

untersucht eine Forschergruppe der

Universität Stuttgart in dem Projekt

'Steuerung des Energieverbrauchs

in der Fertigung und Steigerung der

Energieeffizienz durch Automatisierung'.

Zunächst haben die Stuttgarter Forscher

das Zusammenspiel zwischen

verschiedenen Produktionsstrategien

und dem Energieverbrauch der

gesamten Produktionshalle analysiert

und modelliert. Auf Basis dieser

Erkenntnisse entwickelten sie

eine simulationsbasierte Methodik,

mit der sich die Produktionsanlagen

und Fabriken planen, überwachen

und verbessern lassen. Damit ist es

möglich, unvorhergesehene energetische

Spitzen zu vermeiden und

Einsparpotenziale aufzudecken. Die

Prognose über eine Schicht ermöglicht

es, kurzfristige Lastspitzen zu

glätten und eine energieoptimale

Steuerung, sowohl der Prozesskette

als auch der Peripherie, unter

Berücksichtigung von Pausenzeiten

oder Störungen durchzuführen. Die

Forscher entwickelten eine Methodik,

die es dem Fertigungsmanagement

ermöglicht, den einzelnen

Maschinen eine Vorgabe zum energieoptimalen

Verhalten unter Berücksichtigung

der sonstigen Anforderungen

an die Produktionsperformance

zu machen.

Für die langfristige Planung erweiterte

das Forscherteam die Modelle

Die Stuttgarter

Forscher

erfassen den

Energieverbrauch

des

gesamten

Produktionsprozess.

so, dass sich sämtliche an der Produktion

beteiligten Ressourcen

miteinander in Verbindung bringen

lassen – beispielsweise für den

Einkauf von Energiekontingenten

oder für die Arbeitsplanung.

Da das energetische Verhalten der

einzelnen Teile einer Produktion

meist nicht oder nur unzureichend

bekannt ist, wird zudem eine Methodik

benötigt, die das Verbessern

und permanente Überwachen des

energetischen Verhaltens der Fabrik

unterstützt. Diese zu entwickeln ist

das nächste Ziel der Forschergruppe.

Dafür erweitern sie die simulationsbasierte

Umgebung um die

Funktionalitäten Energieoptimierung

und Energy-Controlling. Dies

soll ermöglichen, die Fabrik permanent

am energieoptimalen Betriebspunkt

zu betreiben. Das Energy-

Controlling sorgt dafür, dass das

Fertigungssystem unter Berücksichtigung

von Produktionszielen

wie Qualität, Kosten und Zeit permanent

so gesteuert wird, dass bei

Abweichungen zwischen Soll- und

Ist-Größen umgehend eingegriffen

werden kann. Neben dem Institut

für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb

(IFF) sind die Uni-Institute

für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen

und Fertigungseinrichtungen

(ISW) sowie für Werkzeugmaschinen

(IfW) an dem

Projekt beteiligt. Das Projekt Ecomation

wird in drei Förderrunden bis

2015 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft

unterstützt.

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Bildquelle: FDI Cooperation

MÄRKTE + UNTERNEHMEN AKTUEll

Erste Implementierung von Field Device Integration

Wenn jeder mit jedem redet

Foundation-Fieldbus-, Hart- und Profibus-Feldgeräte

von verschiedenen Herstellern sind auf

der Namur Hauptsitzung zum ersten Mal mithilfe

von FDI Device Packages in ein ABB-Prozessleitsystem

integriert worden. Der Prototyp zeigt

wie die FDI-Spezifikationen funktionieren kann.

Das Funktionsmodell demonstrierte typische

Anwendungsfälle wie Parametrierung, Konfigurierung,

Diagnose und Wartung. Das System

nutzte bereits Prototypen der von der FDI Cooperation

entwickelten Standard-FDI-Host-Komponenten.

Der Prototyp dient der Verifizierung der

FDI-Konzepte, Erprobung der Standard-Host-

Komponenten und Demonstration der FDI-Funktionalität.

Die nächsten Schritte sind die Veröffentlichung

des ersten Entwurfs der FDI-Spezifi-

Das Multivendor-System zeigt prototypisch die

Implementierung eines FDI-Host-Systems und

die Geräteintegration mithilfe von FDI Device-

Packages für FF-, Hart- und Profibus-Geräte.

VDE-Studie: Exzellente Karrierechancen für Frauen in der Elektrobranche

Frauenpower stärken und nutzen

Die Studie des VDE zu weiblichen Fach- und Führungskräften

mit Mint-Qualifikationen (Mint: Mathematik,

Informatik, Naturwissenschaften und

Technik) zeigt, dass Frauen in der Elektrobranche

erfolgreich Karriere machen können. Aber vor

allem mittelständische Unternehmen müssen

mehr daran arbeiten für Ingenieurinnen auch

attraktiv zu sein. In weiten Teilen der Elektrobranche

hat man das Erfolgspotenzial von Frauen

bereits erkannt und setzt im Kampf gegen den

Fachkräftemangel zunehmend auf weibliche

Fachkräfte. So führt fast die Hälfte der befragten

Unternehmen und Hochschulen spezielle Förderprogramme

für Frauen durch. Laut des VDE Mint-

Reports bieten 80 % der Hochschulen und 60 %

der Unternehmen Maßnahmen zur besseren Vereinbarkeit

von Familie und Beruf an. Arbeitszeitkonten

sind nahezu Standard. Allerdings zeigt

sich ein steiles Gefälle zwischen Hochschulen,

Großunternehmen und KMUs (kleine und mittel-

8 IEE · 12 2011

kationen Ende 2011, die Fertigstellung der FDI-

Konformitätstestkonzepte Mitte 2012, der

Abschluss der Validierung und Freigabe der FDI-

Spezifikationen für den Mitglieder-Review in den

Foundations Mitte 2012 und die Fertigstellung

der FDI-Standard-Host-Komponenten, wie EDD

Engine und User Interface (UI) Engine, durch die

FDI Cooperation Ende 2012. FDI ermöglicht Anwendern

und Herstellern von Feldgeräten eine

einheitliche und beherrschbare Geräteintegration

in Systeme, Asset Management- und Gerätekonfigurationslösungen.

So lassen sich die Lebenszykluskosten

senken, das Handling wird

vereinfacht und die technischen Risiken werden

verringert. Fünf Interessenverbände – FDT Group,

Fieldbus Foundation, Hart Communication Foundation,

Profibus & Profinet International und OPC

Foundation – werden ihre Anstrengungen in Bezug

auf Geräteintegration im Rahmen einer gemeinsamen

Firma fortzusetzen. So wurde im

September 2011 die FDI Coooperation, LLC,

(Gesellschaft mit beschränkter Haftung nach, USamerikanischem

Recht) gegründet, um eine

Organisation für das Management einer gemeinsamen

und einheitlichen Lösung für die Feldgeräteintegration

(FDI) zu etablieren.

infoDIREKT 902iee1211

ständische Unternehmen). Hochschulen bieten zu

70 % frauenspezifische Förderprogramme an und

verzeichnen auch den größten Frauenanteil. Unternehmen

schneiden bereits deutlich schwächer

ab. Abgeschlagen landen kleinere Firmen. Nur

11 % der befragten kleinen Firmen betreiben

Frauenförderung, drei Viertel beschäftigen überhaupt

keine Ingenieurin. Sie drohen im Wettbewerb

um weibliche Fachkräfte abgehängt zu

werden. Dass ein Teil des Mittelstands beim verschärften

Wettbewerb um Fachkräfte zu verlieren

droht ist, bedenklich, da der Mittelstand der wichtigste

Job- und Innovationsmotor der deutschen

Wirtschaft ist. Mentoring und Networking forcieren,

Angebote zur Work-Life-Balance ausbauen,

heterogene Teams bilden, Führungspositionen

mit Frauen besetzen – das sind wichtige Empfehlungen,

die aus der Studie resultieren und

insbesondere bei KMUs Teil der strategischen

Unternehmensplanung werden sollten. Auf der

PTC weiter auf Wachstum

Ergebnisse für 2011

PTC verzeichnet für das Geschäftsjahr 2011 ein

Gesamtwachstum von 15,8 % und kann einen

Umsatz von 1,17 Milliarden US-Dollar verbuchen.

Die Umsatz- und Wachstumsstärkste Region ist

nach wie vor Europa mit einem Anteil von 40 %

bei einem Wachstum von 20 % im Vorjahresvergleich.

Der verbleibende Umsatz verteilt sich auf

die Regionen wie folgt: USA mit 37 % Umsatzanteil

(+12 %), den asiatisch-pazifischen Raum

inklusive China mit 13 % Umsatzanteil (+12 %)

sowie Japan mit 11 % Umsatzanteil (+19 %). Der

Umsatz im direkten Geschäft liegt bei 854 Millionen

US-Dollar. Dies entspricht 73 % des Gesamtumsatzes

und weist ein Wachstum von 18 %

im Vorjahresvergleich auf. Mit insgesamt 103

Großaufträgen von jeweils über einer Million US-

Dollar Umsatz (für Lizenzen und Dienstleistungen)

hat das Unternehmen 248 Millionen US-

Dollar Umsatz erwirtschaftet. Der Anbieter von

Product-Lifecycle-Management-Lösungen (PLM)

gibt für das Geschäftsjahr 2012 ein Umsatzziel

im Korridor zwischen 1,33 und 1,34 Milliarden

US-Dollar aus. Dies entspricht einem Wachstumsziel

zwischen 14 und 15 %. Die Unternehmen

MKS und 4CS Solutions sollen dabei mit 90

bis 100 Millionen US-Dollar zum Gesamtumsatz

beitragen. Die Umsatzrendite soll bei ungefähr

18,5 % liegen.

infoDIREKT 905iee1211

anderen Seite können Mint-Frauen ihre Karrierechancen

weiter steigern, indem sie Networking,

Mentoring und Coaching sowie individuelle Lösungen

zur Work-Life-Balance und vergleichsweise

große Entfaltungsmöglichkeiten bei KMUs

stärker nutzen. Die Studie ist im Rahmen des

dreijährigen VDE-Projekts 'Mint Studentinnen'

entstanden, das vom Bundesministerium für Bildung

und Forschung gefördert wird und an der

Schnittstelle Studium-Beruf ansetzt. Der Bericht,

der auf acht Einzelstudien, drei Symposien sowie

qualitativen Interviews unter Fach- und Führungskräften

und Studierenden basiert, liefert mit

dem Leitfaden 'Frauen gewinnen! Mint Best

Practice für Unternehmen und Studentinnen'

auch wichtige Ansatzpunkte für andere Technikbranchen.

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Bildquelle: alle Bilder Redaktion IEE

MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

Messerückblick SPS/IPC/Drives 2011

„Wir hatten von morgens bis abends einen vollen Stand,“ so W. Lust, Geschäftsführer

von Lti. „Operativ haben wir hier gute Ergebnisse. Was strategisch vielleicht für uns

noch wichtiger ist, dass sich die Prozessautomatisierung hier in Nürnberg als Teil der

Gesamtautomatisierung hat etablieren können,“ kommentierte M. Ziesemer von

Endress+Hauser die Messe. Und dieser Lobgesang, ließe sich beliebig fortsetzen.

Auf der SPS/IPC/Drives 2011 in

Nürnberg zeigte vom 22. bis 24.

November die Automatisierungsbranche

ihre Neuigkeiten. Bei einer Rekordverdächtigen

Teilnehmerzahl von

1 429 Ausstellern in zwölf Messehallen

hatten die Besucher die Qual der Wahl.

Gegenüber dem Vorjahr waren dies nochmals

mehr (56 321 Fachbesucher). Damit

setzte die Messe ein klares positives Zeichen

für ihre Zukunft. Auch der parallel

zur Messe stattfindende Kongress konnte

mit 349 Teilnehmern einen Zuwachs verzeichnen.

Drei Tage lang war er Plattform

für intensive Diskussionen zwischen Vertretern

aus Produktentwicklung und Anwendung.

Bei den neu eingeführten Anwendersessions

stand der Austausch zwischen

Anwendern im Mittelpunkt.

Lob für den Besucherandrang

Drei Tage lang herrschte ein reges Treiben

in den Messehallen des Nürnberger Messegeländes,

was sich letztlich in den bereits

erwähnten Besucherrekord widerspiegelte.

Themenschwerpunkte mit einer

hohen Aktualität waren wie schon in den

10 IEE · 12 2011

Begeisterung in allen

Hallen

vergangen Jahren die Energieeffizienz, Industrial

Identification und Safety and

Security. Leider konnten die Besucher diese

Themen in der Vielzahl der angebotenen

Produkte und Lösungen nur schwer

ausmachen. Für den geneigten Besucher

wäre eine deutlichere Kennzeichnung dieser

Schwerpunktthemen sicher hilfreich.

Die Begeisterung der Unternehmen jedoch

war ungebrochen.

„Unsere Erwartungen werden dahin gehend

immer wieder übertroffen, dass wir

auf dem Weg zum Systemanbieter immer

wieder den richtigen Fokus auf der SPS/

IPC/Drives bringen können. Da ist sie für

uns die wichtigste Leitmesse geworden.

Auch die Kundschaft sieht das so. Die

Messe ist die Messe, wo sie ihre Automatisierungslösung

realisiert sehen kann,“

schwelgte Hans Sondermann, Geschäftsführer

bei SEW-Eurodrive, im Lob. Heinz

Eisenbeiß, Director Marketing & Promotion

bei Industry Sector von Siemens,

schlug in die gleiche Kerbe. „Die Messe

ist in Europa für uns die wichtigste Messe

zum Thema elektrische Automatisierung.

Sie ist die Fachmesse für ein hochqualifi-

ziertes Fachpublikum. Wir haben den

Eindruck, es zahlt sich sehr gut aus.“ Roland

Bent, Geschäftsführer Marketing

und Entwicklung bei Phoenix Contact,

hob besonders die Gespräche auf dem

Messestand hervor, die tief in die Technik

gehen und Problemlösungen intensiv diskutieren.

„Die Gespräche sind sehr nah

am konkreten Geschäft.“

Kongressthemen greifen Probleme auf

Das Thema ‚Energieeffizienz + Energiemanagement

+ Condition Monitoring =

Produktivität‘ fand auch im Kongressprogramm

Einzug. Michael Reichle von Siemens

aus Amberg referierte darüber, wie

in der Industrie bestehende Anlagen ebenso

energetisch optimiert werden können

wie die Glühlampe. Die Frage: „Wie könne

man eine neue automatisierte Produktionsanlage

von Beginn an energiesparend

ausgelegen, ohne Produktivität und Flexibilität

einzuschränken,“ stellte er seinem

Vortrag voran und zeigt dann auf, wie

Energieeffizienz, Energiemanagement und

Condition Monitoring Hand in Hand die

Anlagenproduktivität steigern. ➜


MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

IEE · 12 2011

11


MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

Messerückblick SPS/IPC/Drives 2011

Berührungslose Energie- und Datenübertragung

in Bogenoffset-Druckmaschinen

überschrieb Dr. Michael Füner von Heidelberger

Druckmaschinen seinen Vortrag.

Um Rüstzeiten zu reduzieren, hat

sich bei neueren Bogenoffset-Druckmaschinen

der automatische Druckplatten-

Wechsel als Standard etabliert. Dabei

können alle Druckwerke gleichzeitig beziehungsweise

nicht verwendete auch

während des Druckprozesses mit neuen

Platten bestückt werden. Auf dem Plattenzylinder

wird die korrekte Position der

Druckplatte in Umfang und Seitenrichtung

von robusten, farb- und schmutzunempfindlichen

Sensoren detektiert. Der

für die mitrotierenden Sensoren benötigte

Energieaufwand von 2 W sowie die Status-

und Mess-Signalinformationen werden

durch ein induktives Übertragsystem

bereit gestellt, bestehend aus einem gestellfesten

Primär- und mitrotierenden Sekundärübertrager.

Die zu überbrückende

Luftspalte beträgt bis zu 3 mm. Weitere

Anforderungen an das Übertragsystem

sind die Unterbringung in einem kleinen

M30-Gehäuse, Öl- und Staubdichtheit

sowie die Einhaltung einschlägiger EMV-

Standards.

Im Zeitalter des Industrial Ethernet stellen

sich auch neue Herausforderungen an

die Analyse und Diagnose von industriellen

Kommunikationssystemen. Denn bisherige

Methoden sind auf Grund der

Ethernet-Technologie nicht mehr anwendbar.

Im Rahmen seines Beitrags

‚Mobile Netzwerkanalyse in Ethernet basierten

Industrienetzen‘ ging Dr. Arndt

Lüder von der Otto-von-Guericke Universität,

Magdeburg, auf eine Analysemethode

ein, die auf Basis verteilter Datensammlung

und zentraler Datenauswertung,

die sowohl die Spezifika von Indus-

12 IEE · 12 2011

trieprotokollen ausnutzt als auch alle

zentralen Analyse- und Diagnoseprobleme

für Ethernet basierte Kommunikationssysteme

in der industriellen Anwendung

löst.

‚Industrial Security – in fünf Schritten

zum sicheren Anlagennetzwerk‘ war das

Thema von Jochen Koch, Siemens. Eine

durchgehende Industrial-Ethernet-Vernetzung

bietet viele Vorteile, aber auch einen

ernstzunehmenden Nachteil: das Netzwerk

und damit die gesamte Anlage wird

IT-Sicherheitsrisiken ausgesetzt. Um diese

zu eliminieren beziehungsweise zu verringern,

wird ein ganzheitliches Sicherheits-

Konzept benötigt. Dessen Umsetzung

bedarf fünf Schritte hin zu einer sicheren

Anlage. Der Vortrag erläuterte organisatorische

sowie technische Lösungen und

ermöglichte Automatisierern, Netzwerkverantwortlichen

und Entscheidern ein

tieferes Verständnis des Themas Industrial

Security.

Interessant war auch der Vortrag von Dominik

Lindemann, Fraunhofer Institut für

Produktionstechnologie (IPT) aus Aachen,

der die integrierte Steuerungstechnik

für die Ultrapräzisionsbearbeitung

aufgriff. Am Fraunhofer IPT wurde ein

integriertes Steuerungskonzept entwickelt,

das basierend auf Standardkomponenten

und echtzeitfähiger Buskommunikation

die Leistungsfähigkeit aktueller

Steuerungen für die Ultrapräzisionsbearbeitung

erweitert. Hierzu wurden Sicherheitssteuerung,

SPS- und CNC-Funktionalität

sowie eine grafische Bedienerschnittstelle

auf einer PC-basierten Steuerung

implementiert und um eine

Sollwertgenerierung sowie die Ansteuerung

einer Tauchspule und eines Piezoaktuators

für ynamische Zusatzachsen erweitert.

Neu auf- und vorgestellt

Zum 1. Oktober 2011 hat sich außerdem

der Siemens-Bereich ‚Industry‘ neu aufgestellt.

Auf der Messe stellte das Unternehmen

nun die neuen Verantwortlichen

Eckard Eberle und Ralf-Michael Franke

vor. Anfang des Jahres hatte Peter Löscher

den bevorstehenden Umbau des Konzerns

angekündigt. Dabei war auch geplant das

Industriegeschäft neu zu ordnen. Bislang

war der Industry-Bereich in die Divisionen

Mobility und Building Technologies

unterteilt und wurden jetzt dem Sektor

‚Infrastructure & Cities‘. Die bisherige

Division ‚Industry Solutions‘ wurde aufgelöst

und zudem die neue Division ‚Customer

Services‘ angegliedert.

Der neue Leiter der Business Unit Industrial

Automation Systems, Eckard Eberle,

kommentierte dieses Vorgehen: „Da die

Komplexität der Produkte und Anlagen

unserer Kunden kontinuierlich zunimmt,

ist und bleibt die IT-basierte Unterstützung

der Engineeringprozesse der wichtigste

Produktivitätshebel“. Vor diesem

Hintergrund sei es wichtig, IT-Sicherheit

in der Industrie als einen kontinuierlichen

Prozess zu verstehen, der zusammen mit

dem Betreiber einer Anlage definiert und

überprüft werden müsse.

Ebenfalls auf der Messe zogen Hans

Beckhoff, Geschäftsführer bei Beckhoff,

und Elau-Gründer Erwin Fertig ein Resümee

des seit einem Jahr laufenden Joint-

Ventures Fertig Motors in Sachen Antriebstechnik.

Ein ersten greifbaren Ergebniss

der Kooperation ist die neue Motorbaureihe

AM8000. Dabei handelt es

sich um rotativen Synchron-Servomotoren,

in Standard- und Edelstahlbauweise.

Die Baureihe umfasst sechs verschiedene

Motorbaugrößen mit je zwei bis drei Baulängen.


Wir wünschen unseren Lesern und Geschäftspartnern

frohe Weihnachten, erholsame Festtage

und ein gutes neues Jahr 2012!

Hüthig GmbH

Im Weiher 10

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www.huethig.de


MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

Messerückblick SPS/IPC/Drives 2011

14 IEE · 12 2011

Live von der SPS

Die Redaktion der IEE twitterte live von der SPS. Mit 140 Zeichen ist aber meistens

noch nicht alles gesagt. Desgewen wirft die Redaktion noch einmal einen genaueren

Blick auf die Produkte und Trends der Aussteller.

[1] Der Motion Control MP3200iec von

Yaskawa steuert bis zu 62 Achsen synchron

– entweder mit Getriebeuntersetzung

oder elektronischer Kurvenscheibe.

Programmiert wird nach IEC61131. Dynamische

Bewegungen und somit hohe

Taktraten ermöglicht die schnelle Datenkommunikation

über die Ethernet-

Schnittstelle Mechatrolink III mit Übertragungsraten

bis 100 Mbps.

[2] Die neuen Magnetsensoren von IFM

Electronic bieten Dichtigkeit in allen Medien.

Der Sensor bietet hohe Schaltabstände

auch durch nicht magnetisierbare

Metalle, Kunststoffe oder Glas hindurch.

Der Schaltpunkt ist temperaturstabil und

reproduzierbar. Eine gegenseitige Beeinflussung

der Sensoren ist außerdem ausgeschlossen.

Das lebensmittelechte Ganzmetallgehäuse

bietet IP69K bis 100 °C.

Durch die zusätzliche Schlag-, Schock-

[1]

und Vibrationsresistenz ist dieses Modell

für viele Einsätze geeignet.

[3] Die neuen Sicherheitsrelais SNO

4083KM von Wieland Electric sind

22,5 mm breit. Relais mit vergleichbaren

Funktionen sind bisher größer und entsprechend

kostenintensiver. Eine Selbstdiagnose

hilft Stillstandszeiten zu verringern

und unterstützt einen ökonomischen

[1]

[2]

[3]

[4]

Maschinenbetrieb. Der Betriebstemperaturbereich

des Relais liegt zwischen -25

bis 65 ºC. Die Geräte sind TÜV-geprüft

und in sicherheitsgerichteten Anwendungen

bis PL e/Kategorie 4 gemäß EN ISO

13849-1 beziehungsweise SILCL 3 gemäß

EN 62061 einsetzbar.

[4] Der Servoverstärker AKD PDMM

von Kollmorgen bieten SPS- und Motion

Control-Funktionalität. Er lässt sich außerdem

über die grafische, intuitive Programmierumgebung

Pipe Network programmieren.

Alternativ stehen die fünf

standardisierten IEC-61131-SPS-Sprachen

zur Verfügung. Für die Bewegungssteuerung

gibt es PLCopen-Motion-Control-Funktionsbausteine.

Mit den neuen

Drives brauchen die Maschinen laut Hersteller

bis zu 20 % weniger Komponenten

und bis zu 30 % weniger Platz. Jeder Servoverstärker

kann bis zu acht Achsen in

250 µs koordinieren.

[5] SSV präsentierte ein Remote Access

Gateway, dass ein sofort nutzbares Anlagenmonitoring

per Plug and Play bietet.

Als Schnittstellen zu den Datenpunkten

einer Anlage dienen dezentrale I/O-Baugruppen

mit analogen und digitalen Eingängen,

die per Zwei-Draht-Bus mit dem

Gateway verbunden sind. Jedem Gateway

sind über einen Internet-Server jeweils ein

Cloud-Service, Speicherplatz und vorinstallierte

Webseiten für die Datenvisualisierung

per PC- und Smartphone-Webbrowser

zugeordnet. Sofort nach Inbetriebnahme

des Gateways werden die

jeweiligen Datenpunkte periodisch abgefragt

und die so gewonnenen Daten an

den Cloud-Service im Internet übermittelt.

Autorisierte Benutzer können so

jederzeit per Internet auf die aktuellen

Anlagen- und Maschinendaten zugreifen.

[6] Anwender können durch das modulare

Konzept der neuen Barcodeleser BCL


300i von Leuze Electronic passende Ausstattungsmerkmale

auswählen und damit

flexible und wirtschaftliche Lösungen

umsetzen. Die kompakte Bauform des

Barcodelesers ermöglicht das Platzieren

nah an der Förderstrecke. Vier optional

auch beheizbare Optiken (High-, Medium-,

Low- und Ultra-Low-Density) mit

großer Tiefenschärfe und weiten Öffnungswinkeln

sorgen für zuverlässige Detektion

insbesondere bei breiten Förderstrecken.

Umlenkspiegel- und Schwenkspiegel-Varianten

sowie die Full Code

Fragment Technology (Full CRT) für das

Lesen beschädigter oder verschmutzter

Codes erhöhen die Flexibilität. Die Geräte

können außerdem als Ethernet-Switch

fungieren.

[7] Die messstoff-berührenden Teile des

Drucksensors Impact von Gefran sind

laut Hersteller gegenüber herkömmlichen

Sensoren bis zu 35 mal robuster. Außerdem

verfügt der Sensor über eine schwimmend

gelagerte Mechanik. Daher erfüllen

sie mit Performance Level c auch die letzte

Fassung der Norm EN 1114 über

Sicherheitsanforderungen bei Extrudern.

Der Sensor verfügt zusätzlich über eine

Selbstdiagnose-Funktion.

[8] Mit dem verschleißfreien CSMS (Contactless

Safety Monitoring Switch) von

Bernstein lassen sich Reihenschaltungen

von bis zu 32 Sensoren mit Performance

Level e und Safety Integrity Level 3 realisieren.

Neben Sensoren und Betätigern

stehen Verbindungs-T-Stücke und vorkonfektionierte

Kabel zur Auswahl. Verdrahtungsfehler

können nicht vorkommen,

da die Steckverbindungen verpolungssicher

sind. Neben der Möglichkeit

MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

zur Reihenschaltung ohne den PL e zu

verlassen, können die Sicherheitssensoren

leistungsschaltende Schütze direkt ansteuern

und überwachen.

[9] PI (Profibus & Profinet International)

kann ein starkes Wachstum bei Profinet

verzeichnen. Eine Hochrechnung der aktuellen

Knotenzahlen zeigt, dass Ende

dieses Jahres mehr als 4 Millionen Profinet-Geräte

im Feld installiert sein werden.

Bis 2014 soll sich die Zahl der eingesetzten

Profinet-Geräten auf über 10 Millionen

erhöhen. Ende 2011 werden außerdem

mehr als 40 Millionen Profibus-

Geräte in Industrieanlagen weltweit installiert

sein.

[10] Der UMTS-Router von Westermo

MRD-350 kommt in einem Hutschienen-

Gehäuse und ist mit einem zweifachem,

leicht zugänglichem SIM-Kartenslot ausgerüstet.

Daten werden nicht nur übertragen,

sondern lassen den Router auch Befehle

ausführen, beispielsweise E-Mails

und SMS verschicken. Sicherheit und Flexibilität

bieten die zweite SIM-Karte sowie

integrierte Routing-Redundanz-Protokolle

wie VRRP (Virtual Router Redundancy

Protocol). Sie ermöglichen den

Aufbau von Backup-Verbindungen. Mittels

HSPA sind Upload-Geschwindigkeiten

bis zu 5,7 Mbit/s und im Download

von maximal 14,4 Mbit/s möglich. Außerdem

besitzt das Gerät zwei

10/100-Ethernet-Switchports mit integriertem

DHCP-Server und eine Stateful

Packet Inspection Firewall.

[11] Graf-Syteco präsentierte ein Bedienund

Steuergerät, dessen Bedienkonzept

auf Touch-Technologie basiert. Das neue

Argos D1000 hat mit der DIN-Größe ➜

[7]

IEE · 12 2011

15


MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

Messerückblick SPS/IPC/Drives 2011

von 96 mal 96 mm die Einbaumaße einer

Standard-Skalenanzeige in einer Instrumententafel

und eignet sich daher für alle

Anwendungen, in denen bisher analoge

Skalenanzeigen zum Einsatz kommen.

Vier Touch-Tasten mit Status-LED unter

der eigentlichen Anzeige stehen für Benutzereingaben

zur Verfügung. Durch die

Glasoberfläche, ist das Gerät nach IP65

dicht und einfach abwischbar. Ein ARM-

Prozessor sorgt für die nötige Leistung.

Ausgestattet mit 64 MB RAM, 32 MB

Flash, 8 kB FRAM und bis zu 32 GB

Massenspeicher lassen sich auch komplexe

Steuerungsaufgaben realisieren. Das

16 IEE · 12 2011

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

Gerät bietet außerdem zwei CAN-Schnittstellen,

je vier analoge und digitale Eingängen

sowie zwei digitale Ausgängen.

[12] Copa-Data zeigte seine HMI/Scada-

Software Zenon mit Multitouch-Unterstützung.

Durch die Bedienung mit Multitouch

steigt die Benutzerfreundlichkeit.

Damit verbessert sich auch die Effizienz

im Arbeitsalltag. Gleichzeitig sorgt die

Multitouch-Technologie für hohe Sicherheit

im industriellen Umfeld.

[13] Die TCI-Touchpanels von 3,5 bis

12“ sind mit einem speziellen Microbrow-

[12]

ser ausgestattet, der direkt auf preisgünstigen

ARM-Rechner abgestimmt ist. Die

Systeme arbeiten ohne rechenzeitintensive

JVM (Java Virtual Machine). Das ermöglicht

den 24-Stunden-Dauereinsatz

und kurze Reaktionszeiten im laufenden

Betrieb. Der Systemstart ohne Betriebssystem

ist schnell. Das System ist ohne

Lüfter und Festplatte aufgebaut und daher

wartungsfrei. Die Touchpanels können

optional auch über PoE (Power over

Ethernet) mit Strom versorgt werden. Es

gibt zwei Gehäusevarianten: Als Einbaugeräte

mit eloxierter Aluminium-Front in

Schutzart IP65 oder im robusten Kunststoffgehäuse

für die Wand- und Tragarmmontage.

Neben Codesys kann der

Microbrowser auch Steuerungen von Siemens,

Wago, Beck IPC, Panasonic, Schleicher,

Phoenix Contact, Saia Burgess PCD

und Beckhoff visualisieren, sofern die

Steuerungen einen intergierten Webserver

haben.

[14] Kontron veröffentlichte seinen neue

Computer-on-Module-Standard für die

kommende Low-power-Embedded-Architecture-Platform.

Der neue COM-

Standard kennzeichnet sich durch einen

flach bauenden Formfaktor. Damit erweitert

das Unternehmen das COM-Prinzip

auf Risc-Architekturen mit skalierbaren,

modularen und direkt einsatzfertigen Lösungen.

Adlink unterstützt den neuen

Standard. Damit erhalten OEMs und Systemintegratoren

von Anfang an eine Second-Source

für die neu definierten Computer-on-Module.

[15] Die Rittal Überwachungslösung

CMC ist in der Version III nun auch für

den Einsatz in Schalt- und Steuerungs-


schränken geeignet. Wichtigste Neuerung

ist ein integrierter OPC (OLE for Process

Control) Server, der mit zirka 99 % der

gängigen Leitstandsysteme kompatibel

ist. Neu ist zudem der Wechsel zu seriell

verbundenen Sensoren mit CAN-Bussen.

Komplett überarbeitet wurde auch das

Gehäuse, das nun weniger Platz im Schaltschrank

benötigt. Das CMC III PU Compact

unterscheidet sich von der Vollversion

durch eine geringere Anzahl an Sensoren

beziehungsweise CAN-Bus-Anschluss-

MÄRKTE + UNTERNEHMEN SPS Nachbericht

[17]

[18]

[19]

einheiten und ist ohne SD-Card-Einschub

und USB-Anschluss für Speiche12rsticks

ausgestattet.

[16] Das Mguard Remote Service Portal

von Innominate ist ein Internetdienst

ganz im Zeichen des Cloud-Computing-

Trends. Das Portal ermöglicht Fernwartung

über das Internet mit sicheren VPN-

Verbindungen. Außerdem stellte das Unternehmen

mit der Mguard Field Line

und Mguard Factory Line Geräte für die

Netzwerksicherheit in industriellen Ethernet-LANs

vor.

[17] Der Smartreflect von Baumer ist die

erste Lichtschranke am Markt, die ohne

separaten Reflektor oder Empfänger auskommt.

Ihre Stärken spielt die Lichtschranke

bei Automatisierungsanwendungen

in der Lebensmittelindustrie, im

Handling oder der grafischen Industrie

aus – und überall dort, wo die Installation

eines Reflektors oder eines separaten

Empfängers ein Problem darstellt. Es gibt

die Lichtschranke im Hygiene- und Washdown-Design

mit Schutzart IP69K und

dem sogenannten Protect+-Dichtigkeitskonzept,

im Standard-Kunststoffgehäuse

oder im Miniaturgehäuse mit nur 8 mal

16,2 mal 10,8 mm Abmessungen.

[18] Im Fokus stand für Endress+Hauser

in diesem Jahr das Thema Energieeffizienz.

Das Unternehmen bietet für ein effizientes

Energiemonitoring zuverlässige

Messwerte, intelligente Geräte sowie Softwarepakete.

[19] Lenze verbindet seine neuen dezentralen

Frequenzumrichter der Reihe Inverter

Drives 8400 Motec mit den aktuellen

Echtzeit-Ethernet-Netzwerken: Mit steckbaren

Schnittstellen für Profinet und

Ethercat lassen sich jetzt die drehzahlgesteuerten

Antriebe in bestehende performante

Kommunikationsnetzwerke integrieren.

Die Frequenzumrichter sind vor

allem für Aufgaben in räumlich ausgedehnten

Anlagen konzipiert, und zwar für

dezentrale Antriebslösungen im Leistungsbereich

von 0,37 bis 3 kW. Zusammen

mit dem Getriebemotor stellt der

kompakte Motorumrichter eine mechatronische

Einheit dar, die sich aufgrund

ihres robusten Aufbaus und der Schutzart

IP65 außerhalb des Schaltschranks direkt

in der Anlage montieren lässt.

Autoren

Harald Wollstadt

ist Chefredakteur der IEE.

Melanie Feldmann

ist Redakteurin der IEE.

infoDIREKT 782iee1211

www.all-electronics.de

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IEE · 12 2011


17


TECHNIK Leitebene

[1]

18 IEE · 12 2011

[1] Prof. Dr. Achim Kampker, WZL der RWTH Aachen,

stellt vor den über 1 300 Teilnehmern der

Jahreskonferenz ‚Planet PTC‘ das Projekt vor.

Das Unternehmen Streetscooter und über 80 vorwiegend mittelständischen Automobilzulieferern

und Netzwerkpartnern haben sich zu einem virtuellen Unternehmen zusammengeschlossen,

um ein kostengünstiges Elektro-Auto zu entwickeln, zu produzieren

und zu vermarkten. Dreh- und Angelpunkt ist dabei die Software für das Produkt-Lebenszyklus-Management

und die digitalen Konstruktionswerkzeuge.

Der Ruf nach Elektroautos ist zu

recht unüberhörbar, vernünftig

und ökologisch unabdingbar.

Die absehbare Ölknappheit verlangt nach

alternativen Antriebstechniken. Erhöhtes

Verkehrsaufkommen sowie CO 2 - und

Lärmbelastung, vor allem in den städtischen

Ballungsräumen, verstärken den

Handlungsdruck. Dennoch scheint das E-

Auto den Durchbruch auf dem Markt in

den nächsten Jahren noch nicht zu erreichen.

Zu teuer lautet der allgemeine Befund.

Zu hohe Batteriekosten und zu geringe

Stückzahlen – so die betriebswirtschaftliche

Perspektive. In diese Marktlücke

stößt das Projekt ‚Streetscooter‘ mit

einem unorthodoxen Ansatz: Die Entwicklungsgemeinschaft

hat sich die Aufgabe

gestellt, die Produzierbarkeit eines

Erfolgsfaktor Produkt-Lebenszyklus-Management

Virtueller OEM entwickelt

Elektroauto

wettbewerbsfähigen und serientauglichen

Elektrofahrzeugs für den urbanen Verkehr

nachzuweisen.

Ein reibungsloser Informationsfluss

Zu diesem Zweck haben sich Automobilzulieferer

aus den Kompetenzfeldern Karosserie,

Thermomanagement, Antriebsstrang,

Batterieentwicklung, Bordnetz

und Fertigung zu einem virtuellen Unternehmen

zusammengeschlossen. Streetscooter

und die Partner, die sich in sogenannten

Lead Engineering Groups, kurz

LEG, organisieren, setzten dabei auf ein

Vorgehen jenseits etablierter Prozesse und

Methoden. PTC leistet als strategischer

Partner für die Infrastruktur mit seinen

Softwareplattformen Windchill und Creo

einen Beitrag für den Erfolg dieses Vorha-

bens. „Dank der Windchill-Plattform

konnten wir einen reibungslosen Informationsfluss

zwischen unseren inzwischen

über 80 beteiligten Partnerunternehmen

einrichten“, kommentiert Prof.

Dr. Achim Kampker, Lehrstuhlinhaber

am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der

RWTH Aachen und Geschäftsführer bei

Streetscooter. „Mit dieser Umgebung haben

wir die Möglichkeit, unabhängig von

Ort und Zeit die von den verschiedenen

Partnern entwickelten Fahrzeugkomponenten

bereits im frühen Entwicklungsstadium

aufeinander abzustimmen. Dass

wir den ersten Prototypen des E-Mobils

fristgerecht zur IAA 2011 nach nur etwas

mehr als einem Jahr Entwicklungszeit

vorstellen konnten, war ein wichtiger

Meilenstein und bestätigt uns, dass ➜


Bildquelle: PTC

Der erste Prototype des Streetscooters

wurde auf der IAA 2011

vorgestellt.

TECHNIK Leitebene

IEE · 12 2011

19


TECHNIK Leitebene

wir mit PTC den richtigen Partner für unsere

Infrastruktur ausgewählt haben.“

Das ‚Grüne-Wiese‘-Projekt stellt etablierte

Entwicklungsabläufe und Produktionsmethoden

bewusst in Frage, um Freiräume

für innovative Ansätze zu schaffen.

Dreh- und Angelpunkt ist dabei die Daten-

und Prozessmanagement-Umgebung

Windchill in Kombination mit den digitalen

Konstruktionswerkzeugen. In dieser

Umgebung finden alle Partner im Entwicklungskonsortium

vollständige und

für alle nutzbare Informationen über das

gesamte Fahrzeug und dessen Bestandteile.

In dieser virtuellen Entwicklungsumgebung

konnte die gesamte Prozesslandschaft

schnell und effizient hochgefahren

werden.

Nach fünfzehn Monaten Entwicklungszeit

wurde der erste voll funktionsfähige,

physikalische Prototyp im September

2011 auf der IAA vorgestellt. Die Deutsche

Post hatte außerdem einen Entwicklungsauftrag

für ein Verbundzustellfahrzeug

für seine Flotte erteilt. „Das Streetscooter-Konsortium

trifft sich im virtuellen

Entwicklungsraum. Sie finden dort alle

für ihre jeweiligen Aufgaben benötigten

Konstruktionsdaten samt den zugehörigen

Informationen wie Spezifikationen,

Anforderungen oder Prüfberichte und

können sich so auf ihre Kernkompetenz

konzentrieren. Ein besonderer Vorteil unserer

Lösung ist, dass auch neue Mitglieder

jederzeit reibungslos ‚on the fly‘ integriert

werden können“, kommentiert Dr.

Rupert Deger, Vice President European

Business Development bei PTC. „Als ausgereifte

und schnell einsatzfähige Produkt-Lebenszyklus-Management-Lösung

erfordert das System nur minimale IT-

Anpassungsaufwände.“

Flache Strukturen und kurze Wege

Die so ermöglichte Geschwindigkeit zählt

auf dem Zukunftsmarkt E-Mobilität. Für

die Entwicklung des E-Mobils verfolgt

Professor Kampker auch organisatorische

Innovationen in Struktur und Ablauf unter

der Überschrift ‚Disruptive Network

Approach‘, für den die PTC-Lösungsarchitektur

gut geeignet ist. Dieser kennzeichnet

sich durch flache Strukturen und

kurze Wege. Alle Partner liefern auf Augenhöhe

untereinander Ideen und Lösungen,

sodass die Innovationsausbeute in

der Wertschöpfungskette überdurchschnittlich

ausfällt. Aufgrund der schnel-

20 IEE · 12 2011

Bildquelle: Streetscooter/PTC

[2]

len Vernetzung können während der Entwicklung

des E-Mobils viele alternative

Wege in überschaubaren Iterationen beschritten

und Risiken verringert werden.

Technik im Detail

Das Projektergebnis

Der Streetscooter ist das Konzept eines serienfähigen

Kleinwagens, der als umweltverträgliches

Elektrofahrzeug für die Nutzung im urbanen Verkehr

ausgelegt ist. Dabei steht die zweckmäßige

Gestaltung im Vordergrund, ohne jedoch Kompromisse

hinsichtlich der Sicherheit und der Zuverlässigkeit

des Fahrzeugs einzugehen. Über die

Konzeption der Serienproduktion des E­Mobils

konnte der Nachweis erbracht werden, dass Elektrofahrzeuge

in Kleinserie auch ohne Subventionen

wettbewerbsfähig sein können.

Technik im Detail

Der Projektaufbau

Kosten

Das Elektroauto Streetscooter soll nicht mehr als

5 000 Euro zuzüglich Mehrwertsteuer und Batterieleasing

kosten und damit nicht mehr als ein

konventionelles Kleinfahrzeug mit Verbrennungsmotor.

Durch den modularen Aufbau des E­Mobils

entsteht ein Industriebaukasten, der eine bedarfsgerechte

Modellfamilie ermöglicht. Die Verwendung

einzelner Module und Komponenten in weiteren

Fahrzeugen ermöglicht in einem frühen

Stadium das Nutzen von Skaleneffekten. Das

Fahrzeug wird auch zur Forschung an einzelnen

Modulen von der RWTH Aachen und den beteiligten

Unternehmen genutzt. Um Skalen­ und Verbundeffekte

zu realisieren, orientiert sich das Konzept

an dem zentralen Ziel der Skalierbarkeit auf

der Ebene einzelner Funktionen.

Technologie

Im Gegensatz zur weit verbreiteten Umrüstung

eines konventionell angetriebenen Serienmodells

[2] Design in Kontext – Jeder Arbeitsschritt wird

digital abgesichert und dem Konsortium zur Verfügung

gestellt.

Ganz zum Vorteil des Konsumenten: Nur

so kommt er in absehbarer Zeit in den

Genuss einer ökologischen und ökonomischen

Alternative für die Fortbewegung

in urbanen Ballungsräumen.

Die weiteren Meilensteine sehen unter

anderem den Prototypen-Aufbau unter

seriennahen Bedingungen sowie das Testing,

die Produktionsplanung und die Homologation

vor. Im Bereich der Software-

Infrastruktur wollen die Konsortiumsmitglieder

intensiver von den Möglichkeiten

zur Simulation und zur Analytik mit Blick

auf Kosten, Gewicht und Produktanforderungen

Gebrauch machen. Bis 2013

soll der erste Streetscooter auf der Straße

unterwegs sein.

Autorin

Christina Neges

ist Leiterin der Corporate Communications Zentral­

und Osteuropa bei PTC in München.

infoDIREKT 788iee1211

www.all­electronics.de

Link zum Projekt Streetscooter

Link zum PLM­Anbieter


auf Elektroantrieb erschließt die Neuentwicklung

eines Purpose­Design­Elektrofahrzeugs große

Potenziale, zum Beispiel bei Bauraum, Schwerpunktlage

und Thermomanagement.

Businessmodell

Der Zusammenschluss der beteiligten Unternehmen

zu einem ‚virtuellen Automobilhersteller‘

(OEM) gilt als Novum auf dem Markt. Die Unternehmen

beteiligen sich dabei mit Personal­, Sach­

und Finanzmitteln und partizipieren am entstehenden

geistigen Eigentum.

Prozess

Statt des von OEMs geprägtem Ansatzes des ‚dominanten

Netzwerks‘ wird im diesem Projekt­

Kontext bewusst auf ein Netzwerk von gleichberechtigten

Partner gesetzt. Die befähigende Technologie

ist hier der virtuelle Entwicklungsraum,

den PTC bereitstellt.


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Bildquelle: Composer – Fotolia.com

TECHNIK Leitebene

Die Forderung der Märkte nach einem immer schnelleren Time-to-Market und die

wechselnden Designanpassungen der Produkte müssen von Unternehmen beherrscht

werden. Viele Unternehmen versuchen deshalb unter Hochdruck die Produktentwicklungszeiten

zu verkürzen, um so ihre Produkte möglichst früh am Markt zu etablieren.

Ein Schlüssel dafür sind PLM- und CAx-Systeme.

Die Basis jeder Produktionsautomatisierung

ist die eigentliche

Information beziehungsweise

der Informationsfluss. Betrachtet man

den Wandel der Ressource ‚Information‘

einmal näher, so sind drei wesentliche

Entwicklungsstufen zu erkennen: Daten

– Information – Wissen. Also der Weg

über das Rohmaterial zu strukturierten

Daten und dann zum Know-how.

Durch das Nutzen moderner CAx-Tech-

22 IEE · 12 2011

Um System- und Medienbrüche

zu vermeiden, empfiehlt sich die

Integration eines CAx oder besser

sogar eines PLM-Systems. Einsame

Prozessinseln darf es nicht

mehr geben.

Marktübersicht PLM- und CAx-Systeme

Keine Inseln mehr

nologien und das Schaffen integrierter

Prozesse können Entwicklungszeiten reduziert

(Time-to-Market) und die Qualität

deutlich gesteigert werden. Dazu müssen

bereits zu Beginn der Entwicklungsphase

eines Produktes Daten anderen Bereichen

der Wertschöpfungskette zur

Verfügung gestellt werden. Um System-

und Medienbrüche innerhalb dieser Prozesse

zu vermeiden, empfiehlt sich die Integration

eines CAx- oder besser sogar

eines PLM-Systems. Damit ist ein Verfolgen

des Produktes über seinen gesamten

Lebenszyklus möglich.

Gleichzeitiges Bearbeiten

Die Idee, die Produktentwicklung durch

gleichzeitige Bearbeitung in den verschiedenen

Bereichen zu verkürzen (Simultaneous

Engineering) und dadurch das Erscheinen

des Produkts auf dem Markt

nach vorn zu verlagern, ist nicht neu. Da-


durch ist das Ziel, Arbeitsschritte bis zur

Produktionsvorbereitung, die klassisch

nacheinander ausgeführt werden, nach

Möglichkeit zu parallelisieren und damit

den Gesamtablauf zu verkürzen, aufgekommen.

Es handelt sich also um eine

Neuorganisation und auch Neugestaltung

der Abläufe. Teamorientiertes Engineering

erfordert eine zeitlich organisatorische

Änderung der Produktentwicklungsabläufe.

Dabei verändert sich die Arbeitsweise

des Konstrukteurs dahingehend,

dass noch in der Konstruktionsphase bei-

Technik im Detail

Glossar

CAD Computer Aided Design

CAD (computergestützte Konstruktion) ist eine Art

‚elektronisches Zeichenbrett‘. Mit CAD-Programmen

erstellt man nicht nur technische Zeichnungen.

Mit den aufwändigeren Programmen werden

zunächst einmal dreidimensionale Volumenmodelle

erstellt. Daraus können zwei- oder dreidimensionale

Zeichnungen und sogar bewegte

Visualisierungen der Objekte abgeleitet werden.

CAD-Software kommt in allen Fachbereichen, in

denen Konstruktionen entwickelt werden, zur

Anwendung: zum Beispiel im Anlagenbau,

Maschinenbau, Schiffbau und auch in der Architektur

und im Bauwesen.

CAE Computer Aided Engineering

CAE steht für die computergestützte Entwicklung

und Simulation von Produkten. Man kann mit

CAE-Software zum Beispiel konstruieren, entwickeln,

simulieren und testen.

CAM Computer Aided Manufacturing

CAM steht für rechnergestützte Fertigung. Es bezeichnet

die EDV-Unterstützung zur technischen

Steuerung und Überwachung von Betriebsmitteln

im Produktionsprozess. CAM dient für die Funktionen

Fertigen, Montieren, Handhaben, Transportieren

und Lagern.

CAP Computer Aided Planning

Die computerunterstützte Fertigungsvorbereitung

unterstützt durch Produktionsablaufsimulationen

die Arbeitsvorbereitung und Fabrikplanung.

CAQ Computer Aided Quality Control

Die computergestützte Qualitätssicherung bietet

etwa die Möglichkeit der Datenrückführung (Reverse

Engineering) aus taktilen oder Laser-3D-

und Bildverarbeitungs-Messsystemen in CAD/

CAM-Systeme.

CIM Computer Integrated Manufacturing

Die Rechnerintegration der gesamten Betriebs-

TECHNIK Leitebene

spielsweise technologische Forderungen

oder Fertigungseinschränkungen deutlich

früher und damit besser berücksichtigt

werden können. Auf diese Weise kann das

Spezialwissen von Zulieferern, Werkzeugbauern

oder Technologen in den Konstruktionsprozess

mit einfließen, ohne dass

dies mit aufwendiger Nacharbeit verbunden

ist. Die Kommunikation aller betroffener

Bereiche konzentriert sich dabei auf

ein zentrales 3D-Produktmodell, das den

aktuellen Entwicklungsstand repräsentiert.

Wichtig ist bei diesem Prozess, ➜

steuerung gliedert sich im wesentlichen in zwei

Bereiche: die primär technisch ausgerichteten

Informationssysteme. (CAD, CAE, CAM, CAP, CAQ)

und die betriebswirtschaftlich-planerische Funktion

(PPS). Ziel von CIM ist die durchgängige Nutzung

von rechnerinterner Produktmodelle für den

gesamten Produktlebenszyklus.

ECAD Electronic Computer Aided Design

ECAD-Systeme bieten Branchenlösungen für die

Elektrotechnik. ECAD-Systeme unterstützen unter

anderem beim Generieren von Stromlaufplänen,

die die Hardware beschreiben, sowie beim Erstellen

von Programmen für Speicher-Programmierbare-Steuerungen

(SPS) oder Prozessleitsystemen

(PLS) mit den dazugehörigen Anweisungslisten

und Funktionsplänen.

PDM Product Data Management

Als PLM bezeichnet ein strategisches Konzept

zum Management eines Produktes über seinen

gesamten Lebenszyklus. Dieses Konzept umfasst

sowohl unterstützende IT-Systeme als auch Methoden,

Prozesse und Organisationsstrukturen.

PLM ist nicht zu verwechseln mit Produktdatenmanagement

(PDM), auch wenn dieses System in

der Regel eine zentrale Rolle in der Umsetzung

spielt, um damit alle Daten, die bei der Entwicklung,

Produktion, Lagerhaltung und dem Vertrieb

eines Produkts anfallen, einheitlich zu speichern,

zu verwalten und abzurufen.

Collaboration

Neutral wird der Begriff Collaboration in vielen

Kontexten als Synonym für Zusammenarbeit verwendet.

Zur Collaboration gehören die Verteilung

von Informationen und die gemeinsame Nutzung

von Ressourcen. Entscheidend für die Collaboration

ist, dass durchgängige Prozessketten erarbeitet

werden, die den Datenaustausch für die Beschaffung,

die Produktion, den Vertrieb unterstützen.

Industrielle

Ethernet Switches

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5-Port 10/100 Base-T

NS-208

8-Port 10/100 Base-T

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TECHNIK Leitebene

dass über ein PDM-System die Transparenz

hergestellt und gewahrt bleibt, sodass

jeder befugte Benutzer sich einen

Überblick verschaffen kann, wer an welchen

Teilen arbeitet. Mit einem durchdachten

Team-Data-Management und einem

entsprechend gerüstetem IT-Umfeld

ist es möglich, die Produktentwicklungszeiten

spürbar zu verkürzen. Insbesondere

im Konstruktionsbereich kann bereits

deutlich früher spezielles Fachwissen aus

nachgelagerten Prozessen einfließen und

zu fertigungsgerechteren und verbesserten

Produkten führen. Die Möglichkeit der

parallelen Einbeziehung aller Bereiche der

Produktentwicklung und deren Zugriff

auf ein zentrales Modell bringt einen

enormen Informations- und Geschwindigkeitsgewinn.

Außer einem leistungsfä-

Hersteller Internet CAD-Basissoftware

(2D/3D)

24 IEE · 12 2011

higen CAD-System ist ein PLM-System,

das Produkt- und Prozessdaten verarbeiten

kann, von entscheidender Bedeutung.

Nur so lassen sich vor- oder nachgelagerte

Bausteine erfassen und aufeinander abstimmen.

Durch die Zugriffsmöglichkeiten

auf die erforderlichen Modelle und

Daten über das Internet können verteilte

Standorte oder beteiligte Zulieferer ohne

zeitaufwendige Vor-Ort-Termine stärker

als bisher in die Produktentwicklung mit

einbezogen werden.

Integrierter Produkt-Entstehungsprozess

Nahezu alle Unternehmen der Fertigungsindustrie

werden sich irgendwann mit der

Aufgabe auseinander setzen müssen, die

Daten im Sinne eines integrierten Produkt-Entstehungsprozesses

auch anderen

Product Lifecycle

Management (PLM)

Simulation und

Berechnung (CAE)

Unternehmensbereichen redundanzfrei

und im aktuellen Stand zur Verfügung zu

stellen. Auch die F&E-Abteilung darf

dann keine ‚Insel‘ mehr sein, sondern ein

Teil des Ganzen. Mittlerweile bietet der

Markt eine ganze Reihe von IT-Systemen

dafür, wie sich in der nachstehenden

Übersicht erkennen lässt.

Autor

Harald Wollstadt

ist Chefredakteur der IEE:


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Elektrotechnik &

Elektronik (CAD)

Anlagenbau &

Verfahrenstechnik (CAD)

Ascon www.ascon.net ✔ ✔ ✔ ✔

Aucotec www.aucotec.com ✔ ✔

BCT Technology www.bct-technology.com ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

CAD Schroer www.cad-schroer.de ✔ ✔ ✔

Cenit www.cenit.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

CoreTechnologie www.coretechnologie.de ✔ ✔

Datasolid www.datasolid.com ✔ ✔

DS SolidWorks www.solidworks.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Eplan www.eplan.de ✔ ✔ ✔ ✔

Flexicad www.flexicad.com ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

GDK www.gdkmbh.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

GWJ Technology www.gwj.de ✔

Inneo Solutions www.inneo.com ✔ ✔ ✔ ✔

Intercam www.mastercam.de/ ✔

ISD Software und Systeme www.isdgroup.de ✔ ✔ ✔

ITI www.iti.de ✔

LMS Deutschland www.lmsgermany.com ✔ ✔ ✔

Mecadat CAD/CAM www.mecadat.de ✔ ✔

Megatech Software www.megatech.de ✔ ✔

Mervisoft www.mervisoft-gmbh.de ✔ ✔

MSC Software www.mscsoftware.com ✔

PTC www.ptc.com ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Schott Systeme www.schott-systeme.com ✔ ✔ ✔

Seal Systems www.sealsystems.de ✔

Softelec www.softelec.com ✔ ✔

Solidpro www.solidpro.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Solidworks www.solidworks.com ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

SPI www.spi.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Tech Data www.techdata.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Tecneos www.tecneos.de ✔

THS www.ths-ing.de ✔ ✔

Unicam www.unicam.de ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

Zuken www.zuken.com ✔ ✔ ✔


Bildquelle: HBM

Bildquelle: Coscom

Analysesoftware

Jetzt mit Matlab-Skripten

HBM: Die jüngste Version 3.0 der

Software GlyphXE zur Datenanalyse

integriert Matlab-Skripte. Das Tool

bietet verbesserte Analysen im Bereich

rotierender Maschinen und

unterstützt auch Somat-Sie-Video-

CAD/CAM

Kürzere Rüstzeit

Coscom: Mit Virtual Machining, einer

CAD/CAM-Software, verringern

sich die Rüst- und Einfahrzeiten

während der NC-Programmierung.

CAD/CAM-Programmierung, Maschinensimulation,Werkzeugverwaltung

und CAM-Datenmanage-

PLM-Software

Erweiterte CAE-Funktionen

Siemens PLM Software: Die aktuelle

Version 8 der PLM-Software NX

wurde im CAE-Bereich erweitert.

Anwender können Geometrien unterschiedlicher

Systeme und Formate

importieren. Anschließend

lassen sie sich einfach für schnelle

Wenn-dann-Analysen mit der Synchronous

Technology modifizieren.

Diese verbindet die Geschwindigkeit

und Flexibilität des direkt-dynamischen

Modellierens mit den

Möglichkeiten der parametergetriebenen

Variantenbildung. So lassen

sich Modelle aus verschiedenen

dateien. Die Integration von Matlab

erlaubt es, die Algorithmen als Bestandteil

einer Analyse zu verwenden,

sodass sich leichter Daten

verwalten und einlesen, Ergebnisse

darstellen und automatisiert Reports

erstellen lassen. Mit Somat-

Sie-Videodateien ist es möglich,

Messdaten synchron zu den parallel

aufgenommenen Videodaten zu

analysieren.

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ment werden vereint. In einer virtuellen

Fertigungsumgebung wird der

gesamte Arbeitsablauf bereits vor

dem ersten Span optimiert: Die

nicht wertschöpfenden Prozessschritte

in der Zerspanung durch

kollisionsfreie NC-Programme weden

verkürzt, die Werkzeugvoreinstellung

organisiert, Betriebs- und

Fertigungshilfsmittel bereitgestellt

und die Spansituation visualisiert.

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CAD-Quellen schnell an die Geometrie

anpassen und verändern oder

die Geometrie erstellen, die für eine

Analyse nötig ist. Damit tritt die

Geometrie in die CAE-Iterationsschleife

und Entwicklungen werden

beschleunigt. Durch die neuen

Funktionen sinkt laut Hersteller der

Zeitaufwand für Simulationsmodelle

im Vergleich zu herkömmlichen

CAE-Werkzeugen um bis zu 70 %.

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Bildquelle: Wireless Netcontrol

TECHNIK Leitebene

MES-App

MES als App für iPhone und iPad

Apriso: Ab sofort lässt sich die MES-

Suite Flexnet auch auf Apples iPhone

und iPad nutzen. Die gesamte

Suite steht kostenlos als Download

im Apple-App-Store zur Verfügung.

Dadurch lassen sich alle Funktionen

nun auch mobil jederzeit und von

überall nutzen. Zudem bieten die

Anwendungen einen erweiterten

Remote-Zugriff, um die Systemleistung

rund um die Uhr zu überwachen.

Wartungs- oder Qualitätskontrollen

lassen sich ausführen. Bei

Ausnahmefällen und Alarmmeldungen

kann der Nutzer schnell reagie-

ren. Die modular konzipierten Anwendungen

der Softwarelösung

decken sämtliche Tätigkeitsbereiche

auf Werksebene ab: Produktion,

Warehouse und Logistik, Qualitätsmanagement,Wartungsmanagement,

Arbeitszeiterfassung und

Anbindung der Zulieferer. Ferner

liefert sie aktuelle Informationen

über alle Teilbereiche der Produktion.

HMI/Scada-Software

Mit Multitouch-Unterstützung

Copa-Data: Ab sofort gibt es die

HMI/Scada-Software Zenon mit

Multitouch-Unterstützung, sodass

sie Berührungen mit mehreren Kontaktpunkten

vollständig erkennen

und verarbeiten kann. Zu diesen

Touch-Gesten zählen Tipp-, Wisch-

und Zoom-Bewegungen. Das Tool

ermöglicht es, in Funktionsübersichten,

Listen, Verzeichnissen und

Dokumentationen zu blättern. Fenster

lassen sich frei verschieben,

Bildschirmdarstellungen vergrößern

oder verkleinern. Durch die offenen

Schnittstellen ist es möglich, indivi-

duelle Touch-Gesten zu definieren,

die dann eine definierte Aktion auslösen.

Mit der Verschiebe- und Positionierungsmöglichkeit

innerhalb

der Menüleiste lassen sich mehr

Menüoptionen pro Menüebene aufnehmen.

Bei sicherheitskritischen

Aktionen stellt die Zwei-Hand-Bedienung

sicher, dass unbeabsichtigte

Berührungen keine Funktionen

auslösen oder Werte verändern.

Überwachungs-, Melde- und Fernschalteinheit

Modular im Baukastenprinzip

Wireless Netcontrol: Nach dem Baukastenprinzip

lässt sich die Überwachungs-,

Melde- und Fernschalteinheit

der Go-Serie Blueline erweitern.

Die Module sind über ein

Bus-System auf der Montageschiene

mit der Go-Zentrale verbunden.

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Bis zu 15 Eingangs- und Ausgangsmodule

lassen sich anschließen.

Das können digitale und analoge

I/Os oder Schalt-Relais sein, wie

RS232, Zigbee, Bluetooth oder andere

ISM-Funkverbindungen. Duch

die integrierte Quadband-Technik

lässt sich die Fernschalteinheit

weltweit zur Meldung und Überwachung

einsetzen.

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IEE · 12 2011

25


Bildquelle: alle Bilder Jokab Safety

TECHNIK Prozessebene

[1] [2]

26 IEE · 12 2011

[1] Die Montagelinie wurde komplett mit einer

neuen Sicherheitslösung ausgerüstet. Wolfgang

Vedder (links) mit der mobilen Zweihand-Steuerung

und Michael Prebreza beim Einrichten der

Anlage.

[2] Der berührungslos wirkende Sicherheitssensor

mit M12-Steckanschluss hat einen Schaltabstand

von 0 bis 15 mm. Bei Bedarf durchdringt

sein Wirkfeld nichtmetallische Werkstoffe.

Der Hersteller von Sprüh- und Dispensersystemen für haushaltschemische, kosmetische

und pharmazeutische Anwendungen MWV wollte, dass seine Produktionsanlagen

durchgängig den Performance Level PL e gemäß EN ISO 13849-1, SIL 3 gemäß EN IEC

61508 und EN IEC 62061 erreichen. Die neue Sicherheitslösung bringt mehr Sicherheit

auf weniger Kanälen und spart so Kosten und Engineering-Zeit.

Die Montagelinie SD2 von MWV,

einer Tochtergesellschaft des USamerikanischenVerpackungsherstellers

Meadwestvaco, arbeitet im Drei-

Schicht-Betrieb und produziert täglich

mehrere hunderttausend Seifenspender.

Das Kunststoff-Granulat wird automatisch

zur Spritzgussmaschine gefördert

und dort bei hohen Temperaturen verflüssigt

und unter hohem Druck in die Formen

gespritzt. Die einzelnen Komponenten

werden lagerichtig sortiert und vollautomatisch

montiert.

Drei dezentral betriebene Sicherheits-

Controller Pluto B46-6 überwachen und

steuern dabei die 10 m lange Anlage. Die

36 Türen, Klappen und Hauben sind mit

den berührungslos wirkenden Sicherheitssensoren

Eden ausgerüstet. Die Schaltzustände

der sieben Not-Aus-Taster werden

mit den Anpassungsgeräten Tina 3A und

Tina 7A in dynamische Signale umgewandelt

und den Sicherheits-Controllern gemeldet.

Die fertig montierten Dispenserpumpen

werden verschiedenen Qualitäts-

Sicherheit bei der Fertigung von Sprüh- und Dispensersystemen

Viele Signale,

wenige Eingänge

und Funktionsprüfungen unterzogen und

in Kartons abgepackt. Beim Öffnen einer

Schutztür an der Hauptlinie wird der Frequenzumrichter

für den Antrieb der Kette

und des Antriebs zweikanalig sicher gestoppt

(STO). Die 24-V-DC-Versorgung

für die Hilfsantriebe wird durch zwei in

Reihe geschaltete Leistungsschütze getrennt.

Die Logik überwacht mittels

Rückführung der Umrichter und Leistungsschütze,

ob diese auch abgeschaltet

haben. Nur dann kann die Anlage wieder

über einen der Rückstelltaster betriebsbereit

geschaltet werden.

36 Sicherheitssensoren auf separaten Eingängen

Mit den drei vernetzten Sicherheits-Controllern

und bis zu 36 Schutztüren mit berührungslosen

Sicherheitssensoren sowie

einer mobilen Zweihand-Steuerung JSD-

TD25P für den Einrichtbetrieb wurde an

diesen Linien ein neues System angewendet,

das die Schutztüren erfasst. Denn dieses

System wurde erst durch den Einsatz

eines Sicherheits-Controllers möglich. Es

ermöglicht dem Einrichter, von einem der

sieben Punkte der Anlage aus die Montagelinie

im Einrichtbetrieb mit reduzierter

Geschwindigkeit bei nur einer geöffneten

Schutzverkleidung zu verfahren. Dazu

war es erforderlich, jeden der 36 Sicherheitssensoren

und der sieben Steckplätze

der mobilen Zweihandauslösung separat

auf einen sicheren Eingang der Sicherheits-Controller

zu legen.

Wären dafür mechanische Schutzschalter

zum Einsatz gekommen, hätte das Unternehmen

jede Tür, Klappe oder Haube mit

zwei Schaltern zweikanalig ausrüsten

müssen, um den Performance Level e und

die Sicherheitskategorie 4 nach DIN EN

ISO 13849-1 zu erreichen. Dies hätte für

36 verriegelte, trennende Schutzeinrichtungen

und 72 Schutztürschalter mit 144

Eingängen auf der herkömmlichen

Sicherheits-SPS bedeutet.

Durch den Einsatz der Sicherheitssensoren

Eden und der Sicherheits-SPS Pluto

hat sich die Anzahl der benötigten ➜


Bildquelle: Zhu Difeng – Fotoloa.com

Viele Signale auf wenigen Wegen

zu sammeln spart Verkabelung

und Kosten.

TECHNIK Prozessebene

IEE · 12 2011

27


TECHNIK Prozessebene

[3] [4]

sicheren Eingänge auf 36 Eingänge reduziert.

Dies hatte zur Folge, dass nicht nur

Kosten für die Eingänge gespart wurden,

sondern sich auch der Verkabelungsaufwand

auf ein Viertel verringerte. Außerdem

vermied man durch die vorkonfektionierten

Kabel mit M12-Steckern Verkabelungsfehler.

Der bei MWV mit der Projektierung und

Instandhaltung betraute Elektromeister

Wolfgang Vedder und sein Vorgesetzter

Daniele Abate, schätzen vor allem die

leichte Programmierbarkeit und die hohe

Anpassungsfähigkeit des Sicherheits-Controllers

mittels der kostenlosen Software.

Auch von der leichten Ausrichtung, der

Schmutz-Unempfindlichkeit und der nahezu

unmöglichen Manipulierbarkeit der

36 Sicherheitssensoren sowie dem durchgängigen

Erreichen des höchsten Performance

Levels PL e mit nur einem Kanal

sind sie begeistert.

Bis zu 390 Sensoren einkanalig überwachen

Das berührungslos wirkende Sicherheits-

Sensorpaar Eden besteht aus dem aktiven,

elektrisch verdrahteten Teil Adam mit

M12-Anschluss und dem passiven, als Betätiger

wirkenden Teil Eva. Ein kodiertes

Signal wird vom Sicherheits-Controller

über Adam an Eva übertragen, die das Signal

verändert und wieder zurücksendet.

Der Sensor ist nur dann aktiviert, wenn

sich beiden Sensoren gegenüber stehen.

Dabei sorgen die große Toleranz für Abstand

und Versatz zwischen den Sicherheitssensoren.

Die als Justierhilfe dienende

Blinkfrequenz der LED erleichtert die

Montage. Der wartungs- und verschleißfreie

Sensor hat einen Schaltabstand von

0 bis 15 mm und lässt sich unter einem

Winkel von 0 bis 360° betätigen. Aufgrund

des dynamischen Ein- und Aus-

28 IEE · 12 2011

gangssignals kann der Sicherheits-Controller

bis zu 390 Sensoren einkanalig

überwachen. Dabei bleibt der höchste

Performance Level PL e gemäß EN ISO

13849-1 gewahrt.

Mehr Eingänge

Der mit einem Busanschluss versehene

Sicherheits-Controller Pluto B46-6 wurde

entwickelt, um der Nachfrage nach mehr

Ein- und Ausgängen gerecht zu werden.

Der B46 hat insgesamt 46 I/Os, sechs davon

sind unabhängige Sicherheitsausgänge.

Die 40 Eingänge sind für Unfallschutzgeräte

und sonstige sicherheitsgerichtete

Sensoren bestimmt. Außerdem können 16

dieser Eingänge auch als nicht sichere

Ausgänge benutzt werden.

Pluto ist ein Sicherheits-Controller ‚All

Master‘, der den Entwurf von Sicherheitssystemen

vereinfacht und dem Performance

Level e nach EN ISO 13849-1 sowie

SIL 3 nach IEC-62061 entspricht. Alle

Controller können sich am Netzwerk

gegenseitig sehen und Entscheidungen bezüglich

ihrer eigenen unmittelbaren

Sicherheitsumgebung treffen. Das System

wird mit dem Pluto Manager programmiert,

einem auf Windows basierenden

Programmierwerkzeug, das sowohl die

Nutzung TÜV-zertifizierter Sicherheitsfunktionsblöcke

als auch freie Programmierung

ermöglicht.

Doppelte Sicherheitsfunktion

Die mobile Zweihand-Steuerung mit der

Typenbezeichnung JSD-TD25P enthält

zwei ergonomisch gestaltete und für jede

Handgröße passende Safeballs, die auf

beiden Seiten jeder Kugel je einen Drucktaster

haben. Die Zweihand-Steuerung

sorgt dafür, dass sich der Bedienende außerhalb

des Gefahrenbereiches befindet.

[3] Der Sicherheits-Controller unterstützt durchgängig

den höchsten Performance Level PL e und

SIL 3. Die leicht zu erlernende Programmierung

erfolgt mit kostenfreier Software.

[4] Das Anpassungsgerät ermöglicht den Anschluss

von Unfallschutzgeräten mit mechanischen

Ausgangskontakten an eine dynamische

Sicherheitsschaltung nach Kategorie 4.

Versucht er nach dem Anlaufbefehl ein in

die Maschine eingelegtes Teil zu justieren,

wird der Maschine ein zweifacher Abschaltbefehl

erteilt.

Für den Maschinenanlauf müssen beide

Kugeln, das heißt alle vier Drucktaster,

innerhalb von 0,5 s betätigt werden. Somit

hat jede Hand eine zweikanalige,

doppelte Sicherheitsfunktion. Nach dem

Loslassen eines oder mehrerer Drucktaster

werden die Umrichter und die Hilfsantriebe

gesperrt. Ein Wiederanlauf ist

erst nach Loslassen aller vier Drucktaster

und anschließender erneuter Betätigung

möglich. Gemäß der Europanorm EN

954-1 erfüllt die Zweihand-Steuerung in

Verbindung mit dem Sicherheitsrelais JS-

BR4 oder dem Sicherheits-Controller Pluto

die höchste Sicherheitsstufe, Kategorie

4. Gehäuse und Betätiger sind aus umweltfreundlichem

Polypropylen gefertigt.

Zur Berechnung des richtigen Sicherheitsabstandes

bietet der Hersteller zudem das

Nachlauf-Messgerät JSSM1 an.

Mithilfe der Tina-Adapter Tina 3A und

Tina 7A lassen sich die Schaltzustände

der mechanischen Ausgangskontakte von

Unfallschutzgeräten in dynamische Signale

umwandeln und anschließend in einem

Sicherheits-Controller Pluto oder einem

Sicherheitsmodul Vital auswerten. Auf

diese Art lassen sich beliebige sicherheitsgerichtete

Schalter, Befehlsgeber oder

Halbleiterausgänge miteinander in Reihe

schalten und in den Sicherheits-Schaltkreis

einbinden.

Autor

Michael Prebreza,

ist Vertriebsbeauftragter für Nordrhein-Westfalen bei

Jokab Safety Deutschland/ABB Stotz-Kontakt GmbH

in Spaichingen.


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Bildquelle: Baumer

Bildquelle: Gogatec Funktaster ohne Batterie

TECHNIK Prozessebene

Für ungestörten Funkverkehr

Gogatec: Müssen Taster oder Schalter

nachträglich eingebaut werden,

sind die Funktaster ohne Batterie

eine Alternative. Diese erzielen ihre

Board-Level-Kameras

Flexibilität für mehr Freiheitsgrade

Baumer: Die Board-Level-Kameraserie

MXG lässt sich in kleine und

verwinkelte Bauräume in fast jeder

mechanischen Konstruktion integrieren.

Die räumlich abgesetzte

Sensorplatine ist mit 28 x 28 mm

Signaltürme

Nicht zu übersehen und

zu überhören

Patlite: Die Signaltürme der Serie

LKEH kombinieren optische und

akustische Signalgebung, wobei die

mit Prismenschliff versehenen LED-

Module und ein großes Alarmhorn

eine gute Signalwirkung bieten . Die

LED-Module mit einem Durchmesser

von 100 mm sind auch aus

großen Entfernungen gut sichtbar.

Bis zu vier LED-Module in Rot, Gelb,

Grün, Blau und Transparent lassen

sich auf die Basis montieren. Das

Horn unterstützt die optische Signalwirkung

zusätzlich, wobei sich

die Lautstärke stufenlos zwischen

Leistung aus der Betätigung des

Tasters und der dadurch erzeugten,

kinetischen Energie. Bis zu 100 m

lassen sich überwinden, wobei das

Funksignal über eine Spule im Taster

erregt und über Zigbee übertragen

wird. Der Sendetaster passt in

22,5-mm-Bohrungen. Der Empfänger

ist auf eine Hutschiene aufschnappbar

und benötigt 24 V DC

oder 24 bis 240 V AC.

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kaum größer als ein Zwei-Euro-

Stück. Es gibt acht Modelle: je vier

Monochrom- und Farbkameras mit

Auflösungen von VGA bis 4 Megapixel.

Neben den CCD-Sensoren von

Sony wird auch ein 4-Megapixel-

CMOS-Sensor von Cmosis zum

Einsatz kommen. Das erste Kameramodell

mit VGA-Auflösung überträgt

140 Bilder/s.

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0 und max. 105 dB (1 m) regeln

lässt. Die Hybrid-Signaltürme gibt

es in zwei Versionen: In der Basisvariante

sind ab Werk insgesamt 32

unterschiedliche Alarmtöne, sortiert

in acht wählbaren Gruppen mit jeweils

vier festgelegten Signalen

gespeichert. Die LKEH-FV-Ausführung

gestattet, über einen MP3-

Sprachsynthesizer, zusätzlich eine

Aufnahmezeit von 64 s.

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Technology by THE INNOVATORS

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` Schnellste Reaktionszeit selbst für komplexe,

hochdynamische Anlagen

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durch flexibel skalierbare Redundanzlösungen

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Standard openSAFETY

Perfection in Automation

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TECHNIK Prozessebene

Mit dem Einzug mobiler Endgeräte in der Produktion wird sich manches ändern. Doch

nicht nur zum Positiven. Der hieraus mögliche Effizienzgewinn birgt einiges an Gefährdungspotenzial:

Stuxnet hat gezeigt wie verwundbar Produktionsanlagen sind. Und

diese Verwundbarkeit wird noch zunehmen.

Fakt ist, dass heutzutage auch industrielle

Produktionsanlagen Angriffsflächen

bieten. Denn wo ehemals

die Kommunikation in der Fertigung

über Feldbusse und herstellerspezifische

Kommunikationsprotokolle erfolgte, sind

heute zusammenhängende Ethernet-

basierte Lösungen oder Betriebssysteme

wie Windows oder Linux im Einsatz –

30 IEE · 12 2011

Mobile Endgeräte in der Produktion

erhöhen nicht nur die Effizienz,

sondern auch das Sicherheitsrisiko.

Security für mobile Endgeräte in der Produktion

Mehr Effizienz =

weniger Sicherheit?

positiv im Sinne der Effizienz, negativ

hinsichtlich der Sicherheit, da hierdurch

neue Schwachstellen entstehen. Die Folge

ist: Auch die Produktionsanlagen werden

zunehmend anfällig für Viren und Würmer.

Dabei steht die Neugestaltung der Infrastruktur

erst am Anfang – auf der Suche

nach weiterem Potenzial, die Wirtschaft-

lichkeit zu steigern, werden zukünftig

mehr und mehr mobile Endgeräte in der

Produktion zum Einsatz kommen. Denn,

so eine gängige Meinung, ökonomisches

Handeln bedingt fortgesetzt agilere Produktionsprozesse,

was mit dem Stand von

heute zunehmend auf Echtzeit-Informationen

basiert. Doch der Blick auf die mögliche

Effizienzsteigerung sollte den Ver-


Bildquelle: Sebastian Kaulitzki – Fotolia.com

[1]

antwortlichen nicht den Blick darauf verstellen,

dass sich „mit dem Einsatz von

mobilen Endgeräten alles ändert“, stellt

Prof. Norbert Pohlmann, Leiter des Instituts

für Internet-Sicherheit an der Fachhochschule

Gelsenkirchen, fest. Unbenommen

sei zwar der Nutzen nachvollziehbar,

unter anderem weil jene Geräte

eine intelligente Art der Steuerung darstellen,

aber sie eröffnen eben auch viele

Möglichkeiten zur Wirtschaftsspionage.

Dabei ist die Bandbreite der weit gesteckt.

Ein Beispiel: Unternehmen gehen dazu

über, Tablet-PCs zur Steuerung von Maschinen

einzusetzen oder sie zur Messdaten-Übertragung

zu nutzen. Dies ist sinnvoll,

um frühzeitig Gegenmaßnahmen

einzuleiten, etwa wenn Bauteile und

Komponenten nicht planmäßig geliefert

werden. Meist werden diese Daten unverschlüsselt

abgespeichert.

Viele Informationen, viel Angriffsfläche

Hier entsteht Handlungsbedarf, denn

mobile Endgeräte werden mittlerweile

überall genutzt, auch in – aufgrund der

offenen Netze – unsicheren Umgebungen,

etwa am Bahnhof. Manche Angriffsmöglichkeiten

sind noch trivialer. So weist

Pohlmann darauf hin, dass während der

Bearbeitung in der Öffentlichkeit „die Informationen

auf den Displays meist sehr

gut einsehbar sind“. Folglich könne wertvolles

Produktions-Know-how sowohl

einfach aus- als auch abgelesen werden.

Hierzu bieten Mobile Datenerfassungsgeräte

(MDE) mit direktem Zugang zu den

Produktionsnetzen ebenso gute Zugriffsmöglichkeiten.

Denn meistens sind diese

unverschlüsselt oder mittels Wired Equivalent

Privacy (WEP) nur schwach gesichert

– folglich ist es möglich, alles, was

das Gerät sendet, abzufangen.

TECHNIK Prozessebene

[1] Computerviren, die für gängige Betriebssysteme

geschrieben wurden, finden ihren Weg über

mobile Endgeräte in die Produktion.

Mehrere Schutzwälle errichten

Die bekannten Konzepte aus der Büro-IT,

wie etwa der Einsatz von Virenschutzprogrammen

oder Patch-Management, sind

auf die Rechner in der Produktion nicht

ohne weiteres übertragbar. Teilweise würde

hierdurch eine System- und Netzlast

erzeugt, die bei Echtzeit-Anwendungen

nicht tolerierbar ist, da dies unmittelbar

negative Auswirkungen auf die Produktionsabläufe

hätte.

Somit erfordert das Absichern der Produktionsnetze

beim Einsatz mobiler Endgeräte

andere Vorgehensweisen. Eine

grundlegende Strategie besteht darin,

möglichst wenig Information aus der Produktion

auf den Geräten zu speichern, da

diese per se schlecht zu schützen sind. Um

zu vermeiden, dass Produktionsanlagen

über Smartphone & Co. angegriffen werden

können, ist es essenziell auf diesen

Geräten eine Personal Firewall, Anti-

Viren-Software sowie – soweit überhaupt

schon vorhanden – einen getesteten Patch-

Zustand zu nutzen. Doch hier offenbart

sich eine weitere Schwachstelle: solche

Sicherheitslösungen sind noch längst

nicht für jedes mobile Endgerät verfügbar

oder ausgereift.

Ein generell wichtiger Schritt besteht in

dem Aufbau eines sicheren sowie transparenten

Netzwerk-Designs; zum Beispiel

beruhend auf einem so genannten Zonenkonzept,

das zum einen für den Schutz

der unterschiedlichen Bereiche sorgt und

zum anderen diese sicher miteinander

verbindet. Mithilfe eines solchen Konzepts

ist auch das Problem ein Stück weit

lösbar, dass viele Komponenten im Produktionsnetzwerk

nicht mittels der standardisierten

Mechanismen abgesichert

werden können, da hierbei die Installation

der Absicherungsmaßnahmen ➜

Lösungen für

Industrial Ethernet

Interfaces und Gateways

Ob PC-Interfacekarte für Ihre Analyse- und

Steuerungsanwendung oder Gateway für die

Vernetzung unterschiedlicher Bus-Standards:

Wir bieten Ihnen eine breite Produktpalette

und realisieren kundenspezifische OEM-

Lösungen.

Industrial Ethernet Modul

Das Industrial Ethernet Modul ermöglicht die

einfache und schnelle Anbindung Ihrer Geräte

an alle wichtigen Industrial Ethernet Standards.

Als Modul- und Design-In-Lösung kann

es optimal an Ihre Bedürfnisse angepasst werden.

Protokollsoftware

Unsere Software ermöglicht eine schnelle

und kostengünstige Anbindung Ihrer Geräte

an alle gängigen Industrial Ethernet und

Safety Standards. Auf Wunsch führen wir die

Implementierung auch in Ihrem Auftrag aus.

Dienstleistungen

Als erfahrener Dienstleister entwickeln wir

Software für Ihre Embedded oder Windowsbasierenden

Anwendungen und konzipieren,

entwickeln und fertigen kundenspezifische

Hardwarelösungen.

Leibnizstr. 15 · 88250 Weingarten

Tel.: +49-(0)7 51 / 5 61 46-0

Fax: +49-(0)7 51 / 5 61 46-29

Internet: www.ixxat.de


Bildquelle: TL Electronic

Bildquelle: ICS

TECHNIK Prozessebene

außerhalb der Fertigungs- und Automationsebene,

also um das System herum,

stattfindet.

Ein zentraler Grundsatz

Eine adäquate Sicherheitsstrategie ist ein

Muss – insbesondere bei der Einführung

neuer Technologien – jedoch nicht jeweils

im Sinne eines Projektes sondern im Rahmen

eines kontinuierlichen Prozesses. Dazu

gehört auch eine periodische Durchführung

von Sicherheitsaudits, da hier-

TECHNIK Prozessebene

Industrie-PC

Für rechenintensive

Anwendungen

TL Electronic: Der 19“-Industrie-PC

Classicline CL4101 ist für rechenintensive

Anwendungen ausgelegt;

je nach Leistungsbedarf mit einem

Intel Core-i3-2120-,i5-2400- oder

i7-2600-Prozessor. Weitere Aus-

Embedded-Box-PC

Klein und praktisch

Industrial Computer Source: Mit

dem AEC-6635 von Aaeon gibt es

einen 212 x 64 x 249 mm großen

lüfterlosen Box-PC, der mit Intels

Prozessorkernen i7 620M mit

2,66 GHz oder i5 520 M mit 2,4 GHz

und QM57-Chipsatz ausgestattet

ist. Als Systemspeicher steht ein

32 IEE · 12 2011

durch fortwährend Schwachstellen im

Unternehmen aufgedeckt werden.

Doch die wesentliche Maßgabe lautet: Da

von Herstellerseite zurzeit für die Absicherung

der Produktionsanlagen nicht im

notwendigen Umfang gesorgt ist, ist es

die Aufgabe der Verantwortlichen aus

Produktion und IT hier gemeinsam Lösungen

zu finden. Dies erfordert die Festlegung

einer Organisationsstruktur, welche

Verantwortlichkeiten zuweist sowie

die entsprechenden Kompetenzen im

stattungsdetails sind 4 GB DDR3

RAM, eine 1 000 GB-Sata-Festplatte

und ein CD/DVD-Laufwerk, zwei

front-/acht rückseitige USB-Ports,

Dual-Gigabit-Ethernet, RS232-

Schnittstelle sowie DVI-I, Displayport,

Audio-I/O und PS/2. Für Einsteckkarten

sind vier PCI- und drei

PCI-Express-Steckplätze nutzbar.

Die Aluminium-Front ist abschließbar

und von zwei Front-Filter-Lüftern

zwangsbelüftet.

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204-Pin-DDR3-SO-Dimm mit bis zu

4 GB zur Verfügung. Ein Mini-Card-

Steckplatz bietet flexible Konfigurierbarkeit.

Das silbergraue aluminiumlegierte

Gehäuse ist für die

Wandmontage ausgelegt. Es ist für

einen Temperaturbereich von -20

bis 50 °C geeignet und bietet Vibrations-

und Schockschutz, dadurch

ist ein Einsatz in rauer industrieller

Umgebung möglich.

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Bildquelle: Comp-Mall

Bildquelle: IDS

Hinblick auf Planung und Durchführung

von Maßnahmen.

Autor

Wolfgang Straßer

ist Geschäftsführer der @-yet GmbH in Leichlingen.

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Embedded-PC

Schneller und

temperaturverträglicher Rechner

Comp-Mall: Der lüfterlose Embedded-PC

Tank-700-QM67 verfügt

über Intels mobile Prozessoren i7/

i5/i3 mit dem QM67-Express-Notebook-Chipsatz

und einen 2-GB-

DDR3-Speicher sowie einen DDR3-

Kamera-Treiber

Nützliche Tools

IDS: Der Hersteller bietet mit dem

Treiber uEye 3.90 neue Tools: Der

Sequenzmodus für E2V-Sensoren

ermöglicht es, dynamische Bildse-

SO-Dimm-Slot für bis zu 4 GB. Er

unterstützt H.264/AVC-MPEG2/VC1,

DirectX 10.1 und OpenGL 3.0. Zudem

verträgt er Betriebstemperaturen

von -20 bis 70 °C. Optional gibt

es acht Audio/Video-Capture-Kanäle.

Der Rechner wird über zwei redundante

Anschlüsse mit 9 bis 36

V DC Spannung versorgt. Mit dem

optionalen DC-UPS-Modul Aups-

B20 ist Batteriebetrieb bei Stromausfall

möglich.

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quenzen mit Belichtungsreihen oder

auch verschiedene AOIs automatisch

aufzunehmen. Mit der Pulsweitenmodulation

lassen sich bei

GigE-Kameras Helligkeitsabstufungen

realisieren. Durch den Boot-

Booster wird der Zugriff beschleunigt.

Die Treiber-Version ermöglicht

einen einfachen Wechsel zwischen

Kameramodellen, Kamerafamilien

oder Betriebssystemen.

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Sieben auf einen Streich

National Instruments: Die Produktfamilie

der Smart-Kameras hat sich

um sieben weitere Modelle vergrößert.

Die NI-177x-Modelle beherbergen

Intels mit 1,6 GHz getakteten

Atom-Prozessor und ermögli-

Bildquelle: Eckelmann Bildquelle: NI Kameras

TECHNIK Prozessebene

Flächenkameras

Mit hoher Auflösung schnell

geschossene Bilder

Basler: Mit den Modellen ACA2000-

340km/kc und der ACA2040-

180km/kc stehen weitere Flächenkameras

der ACE-Serie zur Verfügung.

Sie verwenden den Cmosis-

Sensor CMV2000 mit einer

Auflösung von 2 MPixel oder

CMV4000 mit 4 MPixel. Das 2-MPixel-Modell

liefert 340, das Modell

mit 4 MPixel 180 Bilder/s. Die Sensoren

laufen mit Progressive-Scan

und verwenden einen Global-Shutter

für präzise Bilder und ein weniger

komplexes Systemlayout im

Sicherheitsmodul

Programmierte Sicherheit

Eckelmann: Mit dem Sicherheitsmodul

SLC lassen sich viele Sicherheitseinrichtungen

überwachen –

Not-Aus-Schalter, Lichtschranken,

chen durch farbige und monochrome

Bildsensoren mit VGA-Anschluss

sowohl Auflösungen mit 1,3 MPixel

und 2 MPixel als auch monochrome

5-MPixel-Auflösung. Je vier digitale

Ein- und Ausgangsleitungen sowie

Unterstützung sämtlicher Kommunikationsprotokolle,

darunter RS232

und Ethernet (TCP/IP, Ethernet/IP-

Modbus TCP), gehören zum Funktionsumfang.

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Vergleich zu Rolling-Shutter. Mit der

Stromversorgung über Power over

Cameralink (PoCL) ist nur ein Kabel

pro Kamera nötig. Die nach dem

Standard Emva 1288 ermittelten

Messdaten zeigen eine Bildqualität,

die trotz des kompakten Gehäuses,

in vielen Punkten vergleichbar mit

Standard-CCDs und besser als bei

bisherigen CMOS-Sensoren ist.

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Laserscanner, Zwei-Hand-Bedienungen

oder Türkontakte. Sicherheitskonzepte

lassen sich mit Spezialbausteinen

und Konfigurationstools

zügig umsetzen. Das Modul

verfügt über 20 sichere Ein- und

vier Ausgänge und lässt sich mit

Erweiterungs-I/O-Modulen auf bis

zu 100 Ein- und 44 Ausgänge ausbauen.

Via CAN-Bus kommuniziert

das Gerät mit der SPS oder CNC.

infoDIREKT 250iee1211

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Technology by THE INNOVATORS

Generic

Motion

Control Control

Motion

Generic

` Maximale Anlagenproduktivität durch höchste

Performance und Systemsynchronität

` Neue Fertigungstechnologien durch Integration von

CNC, Robotik und Motion Control mit integrierter

Sicherheitstechnik

` Einfache Realisierung von Maschinenoptionen durch

Softwarekompatibilität über alle Antriebstechnologien

` Wahlfreiheit der Maschinentopologie durch zentrale und

dezentrale Antriebstechnik

` Reduzierte Hardwarekosten und vereinfachter Service

Perfection in Automation

www.br-automation.com


TECHNIK Prozessebene

1-2

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Interview

Nikolaus Gräf, Dunkermotoren:

Vorteile der

Vernetzung nutzen Seite 8

Die beste Titelseite 2011

Cover des Jahres gesucht

In diesem Jahr haben wir das Cover der IEE verändert und auch die dazu passende

Titelstory neu ausgerichtet. Nun möchten wir die Titelseite des Jahres küren. Welches

Cover würden Sie prämieren? Gewinnen Sie einen Elo Touchsystems 2201L Desktop-

Monitor der Extraklasse.

Titelblätter von Zeitschriften buhlen

um die Aufmerksamkeit der

Käufer. Denn in den zwei Minuten

und 36 Sekunden, die ein durchschnittlicher

Besuch am Zeitschriftenregal dauert,

muss ja letztlich eine Kaufentscheidung

8-9

2011

34 IEE · 12 2011

Messevorschau

Embedded World 2011:

Mehr eingebaute

Intelligenz Seite 12

1-2/2011

Messtechnik

Ultraschall-Clamp-On-

Technik: Von außen sehen

was innen läuft Seite 42

Prof. Dr. Frithjof Klasen, FH Köln

Profi durch und durch

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Reportage

Österreichs Automatisierer

Nachbarn mit Power

Seite 14

Z_Punkt beim ZVEI

Verband trifft

Zukunft

HMI

Vier-Fragen-Interview

Devise Touch me

Seite 34

Klimatisierung

Wohlfühlklima

für Umrichter

Seite 60

Praxis: Intralogistik

Die Intralogistik birgt noch immer

viel Automatisierungs- und damit

Einsparpotenzial.

Seite 68

8-9/2011

SPEZIAL Praxis:

Robotik + Handling

Werkzeugmaschinen

heute unentbehrlich

Der Seite Geist 97 in der

Maschine

Seite 97

IEE_2011_0809_01_Titel.indd 1 26.08.2011 11:41:58

3

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Gipfelgespräch

Dr. Nico Rose

Die Macht der Wörter

Seite 12

Vorschau

Automatisierungstreff

Fokus auf den Anwender

Seite 18

Heinz Eisenbeiss, Siemens

Paradigmenwechsel

einleiten

Marktübersicht IPC

Die fünf Seiten

einer Medaille

Seite 38

3/2011

Praxis:

Regenerative Energien

Regenerativ ist nicht alles

Seite 82

für das Heft getroffen werden. Dementsprechend

sind die Titelblätter von Zeitschriften

im freien Verkauf wesentlich offensiver

gestaltet als unsere Fachzeitschriftentitel.

Eine Gemeinsamkeit aller

Titelseiten ist jedoch, dass ihr Zeitschrif-

10

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Standort NRW

Der Mittelstand trägt

die Wirtschaft

Seite 8

Programmierung

Den Steuerungscode

vereinfachen

Seite 28

Embedded-Design

Kaufen oder

selber bauen

Seite 68

10/2011

Dr. Thomas Steffen, Rittal

In die Tiefe

entwickeln

SPEZIAL SPEZIAL

Robotik + Handling

Kunststoffverarbeitung

heute unentbehrlich

in Seite der 97EU

Seite 84

IEE_2011_10_U1_Titel.indd 1 23.09.2011 15:43:58

4

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Interview

Frank Winter, B&R

Offene Durchgängigkeit

Seite 9

Hannover Messe 2011

Smart Efficiency als

übergreifendes Thema

Seite 18

Michael Schlecht, Pilz

Fundiertes Wissen

ist wichtig

Antriebstechnik

Sehr filigranes

Origami

Seite 92

4/2011

SPEZIAL

Robotik + Handling

heute unentbehrlich

Seite 97

tendesign viele Aufgaben zu erfüllen hat:

natürlich muss es schön und angenehm

sein, die Texte müssen gut lesbar sein und

die Gestaltung muss zur Leserschaft und

zu den Themen passen. Und schließlich

muss die Zeitschrift auch ein eigenständi-

11

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Messevorschau

SPS/IPC/Drives –

Der Höhepunkt im Herbst

Seite 8

Security

Mit Köpfchen Anlagen

schützen

Seite 108

Raimund Ruf, B&R

Einfluss aus dem

Consumermarkt

IEE vor Ort

Zielorientierte Weiterentwicklung

Seite 116

11/2011

SPEZIAL Praxis

Robotik + Handling

Die

heute

Medizintechnik

unentbehrlich

in

Deutschland

Seite 97

Seite 164

IEE_2011_11_0001_Titel.indd 1 27.10.2011 13:25:05


5

2011

ges Erscheinungsbild haben, um gut wiedererkennbar

zu sein.

Auch wir versuchen Sie mit unserer Titelseite

dazu zu animieren, dass Sie unser

Heft in die Hand nehmen und eine spannende

Zeit damit verbringen durch die

vielen Branchen-, Technik- und Anwendungsartikel

zu schmökern. Wir möchten

Ihnen aber nicht nur eine schöne Titelseite

bieten, sondern Sie auch auf das Heft

und seine Themen neugierig machen. Wo

uns das am besten gelungen ist, möchten

wie von Ihnen wissen. Schicken Sie uns

deshalb eine E-Mail mit der besten Titelseite

Ihrer Wahl und gewinnen Sie ein Elo

Touchsystems 2201L von WES Ebert Systeme

Electronic aus Nidderau.

12

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Hannover Messe 2011

Alle heiß

auf Elektroautos

Seite 8

Interview

Maximilian Brandl, Eplan

Termindruck entschärfen

Seite 30

5/2011

Prozessautomatisierung

„Den Ethernet-Krieg

verhindern“

Seite 56

Peter Adolphs, Pepperl+Fuchs

Tastender Schall

Praxis:

Verpackungstechnik

Alles Bio beim Plastik

Seite 70

6

2011

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Interview

Dr. Karl Tragl, Bosch Rexroth:

Wieder in Sichtweite

Seite 8

Messevorschau

Sensor+Test:

Alles einfach

Seite 20

Phoenix Contact bei Blue Melt

Klein regelt

genau

Marktübersicht

Mit Safety

unterstützt

Seite 42

Attraktiver Preis

Das Unternehmen WES Ebert Systeme

Electronic gehörte zu den Ersten im

Markt, die ihren Kunden neue Technologien

wie Vielkanal-Messsysteme, Transientenrecorder,

Touchscreen-Monitore

und Industrie-Eingabegeräte wie Touchscreens

für CRT- und TFT-Monitore,

Trackballs und mehrachsige Joysticks anbieten

konnte. Das Unternehmen stellt

den Elo Touchsystems 2201L, ein platzsparender

LCD-Standardmonitor mit

Windows-7-Multitouch-Technologie und

22‘‘-Bildschirmdiagonale, als Gewinn zur

Verfügung. Er eignet sich ideal für Ihre

Büroautomatisierung mit dem gewissen

Touch.

Gewinn im Detail

Touchtechnologie

für jede Anwendung

6/2011

Praxis:

Holzbearbeitung

Weniger Holz ist mehr

Seite 66

Das Elo Touchsystems 2201L ist ein platzsparender

LCD-Standardmonitor mit Windows-7-Multitouch-Technologie

und 22‘‘-Bildschirmdiagonale.

Er eignet sich ideal für die Büroautomatisierung.

Dieser Touchmonitor ist mit einer Aktiv-Matrix-

TFT-LCD-Platte mit einer Farbtiefe von 24 Bit ausgestattet.

Aufgrund der Full-High-Definition-Auflösung

eignet sich dieses Display für die Anzeige

von Grafiken und Bildern. Die LED-Hintergrundbeleuchtung

reduziert den Stromverbrauch und

verwendet im Gegensatz zu einer CCFL-Hintergrundbeleuchtung

kein Quecksilber. Die Touchtechnologien

können jeweils für verschiedene

Betriebsbedingungen und -umgebungen optimiert

werden, sodass alle Anwendungsanforderungen

erfüllt werden. Die Akustische Impulserkennung

7

2011

TECHNIK Prozessebene

19065 · 56. Jahrgang · Einzelpreis 19,00 € · www.iee-online.de

Elektrische Automatisierung + Antriebstechnik

Interview

M. Stiborski von Bressner:

Planung ist alles

Seite 8

TQM-Systeme

Die Traumreise

managen

Seite 14

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E-Mail: Klaus.Heyer@huethig.de

Klimatisierung

Wärme effizient

leiten und führen

Seite 38

IEE · 12 2011

7/2011

Siemens bei HMR

Mehr Effizienz

beim Engineering

Praxis:

Hafen, Schiff und Offshore

Trimmen und Fahrt aufnehmen

Seite 48

So können Sie gewinnen

Wählen Sie Ihre Titelseite und schreiben

Sie eine E-Mail mit der entsprechende

Ausgabe, zum Beispiel ‚7/2011‘, bis zum

03. Januar 2011 an

Klaus.Heyer@huethig.de

Vergessen Sie bitte nicht Ihre Adresse, damit

wir Ihnen bei Gewinn den Preis zuschicken

können. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.


(APR) hat den Vorteil, dass sie sowohl auf Finger,

Handschuh, Stift als auch auf Kreditkarte reagiert.

Außerdem ist sie wasser-, staub- und fettbeständig.

Intellitouch Plus, die akustische Oberflächenwelle

mit Multi-Touch-Fähigkeit, erfüllt alle Testanforderungen

der Additional Qualification (AQ)

von Microsoft für Windows-7-Multitouch-Interaktivitäten

und ermöglicht eine schnelle und genaue

Dual-Touch-Reaktion.

35


Bildquelle: Arcolectric

Bildquelle: Procom

TECHNIK Prozessebene

Antimikrobielle Schalter

Mikroben an den Leib gerückt

Arcolectric / Biocote: Eine Serie

evidenzbasierter antimikrobieller

Schalter ist ab sofort erhältlich. Die

Kippschalter und Drucktaster in

Steuerung für trennende Verfahren

Steigert Durchsatz und

Bearbeitungsqualität

Procom: Die Steuerung CNC300ET

für trennende Verfahren integriert

Echtzeit- und Nichtechtzeit-Datenverarbeitung.

Für die Anbindung von

Antrieben und Peripheriegeräten

sorgt eine Ethercat-Schnittstelle.

36 IEE · 12 2011

Standard- und Miniaturausführung,

mit Spritzwasser- und Staubschutzabdeckungen,

bekommen während

des Spritzgießens eine Silberionenschicht,

wodurch sich das Aufkommen

von Mikroben, wie etwa Bakterien,

Schimmel und Pilzen, um bis

zu 99,99 % reduziert. Die Schalter

sind im Healthcare-Segment genauso

geeignet wie für andere stark

frequentierte öffentliche Bereiche.

Softwarepakete für Wasserstrahl-,

Plasma- oder Laserschneiden sorgen

für die Unterstützung des jeweiligen

Schneidverfahrens. Der proprietäre

CNC-Kern regelt die interpolierbare

Bahnbearbeitung von bis zu

acht bzw. 16 Achsen und ermöglicht

die Verarbeitung von Splines, Nurbs

und Kreisbögen. Die Steuerung ist

hochsprachenprogrammierbar und

als Soft-SPS integriert.

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Drehgeber mit Feldbus-Schnittstellen

PROFINET - PROFISAFE SIL2

13 Bit/360°, 4096 Umdrehungen

Edelstahl oder Aluminium

www.twk.de

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ANZ 0857

Bildquelle: RS Components

Bildquelle: MSC

Drahtlose Taster

Batterielos glücklich

RS Components/Schneider Electric:

Der Distributor hat sein Sortiment

um die Funktasten Harmony XB4R

und XB5R erweitert. Sie sind self-

Embedded-Prozessormodule

ARM-CPU für

Embedded-Systeme

MSC: Jüngstes Mitglied der Familie

von Embedded-Prozessormodulen

Nanorisc ist das S3C2416, das mit

dem mit 400 MHz getakteten ARM9-

Prozessor S3C2416 von Samsung

bestückt ist und bis zu 128 MB

Panel-PC

Mit ebenem Screen

Lead: Der lüfterlose Panel-PC APC-

18W5 hat einen 18,5“ großen, ebenen

Screen und kann an der Wand

befestigt werden. Ausgestattet mit

Bildquelle: Lead

powered, benötigen also keine Batterie.

Die nötige Energie wird durch

das Betätigen der Taste erzeugt und

in ein Funksignal umgewandelt. Die

Funkübertragung erfolgt mit dem

Protokoll ‚Zigbee Green Power‘ innerhalb

einer Bandbreite von 2 400

bis 2 483,5 MHz. Neben Einzelkomponenten

gibt es auch Komplettpakete,

wobei Sender und Empfänger

sofort einsatzfertig sind.

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DDR2-DRAM- und bis zu 1 GB

Nand-Flash-Speicher aufweist. Es

kann LCD-Anzeigen bis zu VGA-

Auflösung (640 x 480 Pixel) betreiben

und ist mit dem üblichen Software-Support

ausgestattet. Das

70 x 50 mm große Modul verbraucht

weniger als 2 W und lässt sich ohne

jede Kühlung betreiben. Es ist kompatibel

zu den Cortex-A8-Prozessoren

S5PC100 und S5PV210 von

Samsung.

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Intels Atom-Prozessor D525 sind

Videos in HD-Qualität möglich.Der

Projective-Capacitive-Touchscreen

ermöglicht auch Multitouch. Frontseitig

befinden sich Bedientasten,

von denen sich drei frei programmieren

lassen. Das Display lässt

90 % der Hinterleuchtung für ein

helles klares Bild passieren.

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Bildquelle: TCI

Bildquelle: EAO Lumitas

Bildquelle: Kontron

Bildquelle: Meurer

TECHNIK Prozessebene

Touchpanels

Für performante Codesys-Webvisualisierung

TCI: Die C-Serie ist für die Webvisualisierung

von Codesys-basierten

Steuerungen konzipiert und mit

Touchpanels von 3,5 bis 12“ ausgestattet,

die einen eigens entwickelten

Microbrowser haben. Dieser

ist direkt auf die ARM-Rechner

abgestimmt und bietet kurze Reaktionszeiten.

Der robuste Systemaufbau

ohne Lüfter und Festplatte ist

Not-Halt-Taster

Stopp-Schalter für nahezu jede Applikation

EAO Lumitas: Das Unternehmen

bietet für robuste Anwendungen

oder kompakte, mobile Bedieneinheiten

passende Not-Halt- oder

Stopp-Schalter. Einige Typen sind in

Monoblockbauweise ausgeführt, in

der Betätiger, mit optionaler Beleuchtung,

und Schaltelement eine

Einheit bilden. Alle Geräte entsprechen

den Normen für Überlist-

Prozessormodul

Für hohen Datendurchsatz bei geringer Latenz

Kontron: Das Advanced-MC-Prozessormodul

AM4140 ist mit dem

QorIQ-P4040/80-Prozessor von

Freescale ausgestattet und bietet

bis zu acht Kerne bei je 1,5 GHz

sowie flexibel konfigurierbare High-

Speed-Fabrics. Die schnelle Verarbeitungseinheit

für Datenpakete

und High-Speed-Verbindungen wie

Serial Rapid IO, 10-GBit-Ethernet

Mobiler elektrischer Betriebsraum

Mobil, flexibel und standortunabhängig

Meurer: Eboxx ist ein mobiler elektrischer

Betriebsraum, der es

erlaubt, Steuerungsanlagen und

Energieverteilungen standortunabhängig

einzusetzen. Handelsübliche

Seecontainer baut der Hersteller

nach Kundenvorgaben um, modifiziert

sie technisch und liefert sie

weltweit aus. Dabei werden die benötigte

Energieverteilung und die

wartungsfrei. Die Touchpanels lassen

sich optional auch über PoE

(Power over Ethernet) mit Strom

versorgen, sodass das Ethernet-

Kabel als einzige Anschlussleitung

genügt.

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sicherheit nach ISO 13850. Für den

mobilen Einsatz empfiehlt sich der

Stopp-Schalter mit 19 mm Einbautiefe.

Zur Wiederinbetriebnahme

gibt es Schlüssel mit unterschiedlichen

Berechtigungsstufen.

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und PCI Express sorgen für einen

hohen Datendurchsatz und eine

geringe Latenz. Bis zu vier Serdes-

Verbindungen lassen sich als PCI

Express oder als Serial-Rapid-IO-

Ports konfigurieren.

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Steuerungsanlagen zuvor geplant.

Der Aufbau erfolgt in Deutschland.

Es ist keine Demontage nötig und

auch der Schaltschrankraum vor Ort

entfällt, da der Container als elektrischer

Betriebsraum dient.

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www.ics-d.de


TITELSTORY Feldebene

Interview mit Dr. Thomas Cord, Geschäftsführer Lenze Automation

Herr Cord, welchen Bereich verantworten Sie bei Lenze?

Ich leite bei Lenze die Business-Unit Automation, bin also für

den Bereich der Servoantriebs- und Steuerungstechnik verantwortlich

und somit auch für das Systemgeschäft.

Die Lenze SE hat ihren Umsatz im Geschäftsjahr 2010/2011 um 36 %

im Vergleich zum Vorjahr gesteigert und erzielte damit das stärkste

Wachstum der Unternehmensgeschichte.

Auf was ist dieses Wachs-

38 IEE · 12 2011

Maschinen

einfach machen

Der Markterfolg von Maschinenbauern hängt davon ab, dass leistungsfähige Maschinen

schnell konzipiert, entwickelt und produziert werden können. Gleichzeitig wird die

Technik, die für das Erstellen dieser komplexen Maschinen benötigt wird, komplizierter.

Im Gespräch mit der IEE erklärte Dr. Thomas Cord, Geschäftsführer der Lenze Automation,

das Leistungsportfolio für alle Phasen der Maschinenerstellung.

Die wichtigsten

Trends im Maschinenbau

sind eine

wachsende Variantenvielfalt

und Komplexität

sowie knappere

Zeitbudgets.

Dr. Thomas Cord

tum zurückzuführen?

Sowohl mit neuen als auch mit unseren

langjährigen Kunden waren

wir im vergangenen Geschäftsjahr

erfolgreich. So haben wir bei den

meisten Bestandskunden unsere

Umsatzrekorde aus dem Jahr 2007

wieder erreicht und sind auch stark

im Bereich unserer Fokusindustrien

gewachsen, also in der Automobil-

industrie, der Intralogistik und der Konsumgüterindustrie. Der

Bereich der Servoantriebstechnik ist uns enorm wichtig, auch

hier haben wir ein hervorragendes Wachstum verzeichnen können

– auch weil wir bereits als technologisch führendes Unternehmen

positioniert sind. Darauf sind wir stolz.

Wurden für dieses Wachstum auch neue Märkte erschlossen?

Lenze ist im Maschinenbau breit aufgestellt. Diese Breite wollen

wir auch beibehalten, denn durch die vielfältigen Anforderungen,

die aus den unterschiedlichen Marktsegmenten an uns gestellt

werden, können wir viel lernen. Auf die Branchen von denen

wir glauben, dass unsere Produkte besonders gut passen, um

ein überdurchschnittliches Wachstum erzielen zu können, wollen

wir uns stärker fokussieren.

Wie sieht es mit den ausländischen Märkten aus?

Ganz klar ist die Internationalisierung sowohl für uns als auch

für unsere Kunden ein ganz heißes Thema. Wir wachsen zur Zeit

in Asien und in Amerika sehr schnell.

Das überdurchschnittliche Wachstum in den asiatischen Märkten

führt zu einem Ausbau der Belegschaft an den entsprechenden Standorten.

Wir werden uns in Asien personell und strukturell weiter verstärken

müssen. Denn für unsere Kunden, auch aus Deutschland,

ist es wichtig, einen Partner zu haben, der global aufgestellt ist

und vor Ort schnell agieren kann. Trotzdem ist Deutschland unser

wichtigster Markt, denn hier werden die innovativsten Maschinenkonzepte

entwickelt.

Wie sieht es auf dem amerikanischen Markt aus, der ja gerade stagniert

oder sogar eher rückläufig ist?

Klar, sie haben Recht, der amerikanische Maschinenbau stagniert

seit einigen Jahren. Aber Amerika ist für viele Kunden aus

Europa ein wichtiger Zielmarkt. Beispielsweise sitzen dort viele

Endkunden im Bereich der Konsumgüterindustrie. Wir wollen

für die großen Endanwender ein starker Partner sein und können

heute vor Ort entsprechend auftreten. Und das wird man

nicht, wenn man nur Maschinen aus Deutschland nach Amerika

liefert. Wir gehen zum einen auf die Endanwender, aber auch auf

die amerikanischen Maschinenbauer zu.

Wie ist denn das Image von Lenze in Amerika? Sieht man sie dort als

Systemlöser oder eher als Komponentenlieferant?

Wir kommen in Amerika historisch aus dem Komponentengeschäft.

Lenze möchte aber global auf allen Märkten mit dem

gleichen Lösungsportfolio beziehungsweise mit dem gleichen

Markenversprechen auftreten. Wir unternehmen enorme Anstrengungen,

um uns dort richtig zu positionieren. Seit zwei Jahren

läuft bereits eine Marketingkampagne, in der wir unser europäisches

Image auf Amerika übertragen. Dort ist aber der

Sprung vom Komponenten- zum Lösungs- und Systemanbieter

wesentlich größer.

Mit der Gründung der Lenze Engineering GmbH & Co KG bündelte das

Unternehmen sein Engineering-Know-how und seine Erfahrungen im

Bereich der Automatisierung. Wie ist das Geschäft angelaufen?

Gut. Das Angebot der neuen Gesellschaft ist gut angenom- ➜


TITELSTORY Feldebene

Mehr als die Hälfte

der Entwickler wünschen

sich einen

Partner, der ihre Ideen

in sichere, innovative

und einfache

Maschinen umsetzt.

Dr. Thomas Cord

IEE · 12 2011

39


TITELSTORY Feldebene

Interview mit Dr. Thomas Cord, Geschäftsführer Lenze Automation

men worden und wir sind heute voll ausgelastet. Wir haben unser

Geschäft klarer strukturiert und ein Geschäftsmodell mit

entsprechenden Zielmärkten definiert. Auch früher haben wir

schon spannende Projekte durchgeführt, das war aber weniger

strategisch und zielgerichtet. Nun

Der Servobereich ist

bei Lenze enorm

wichtig, auch weil

wir hier als Marktführer

positioniert

sind. Und da sind wir

auch stolz darauf.

Dr. Thomas Cord

40 IEE · 12 2011

können wir unseren Lösungsgedanken

auch als Systemintegrator an

die Kunden herantragen. An solche

Kunden die entweder Kapazitätsengpässe

haben oder durch unser

Engineering-Know-how schneller

auf unsere Technik umstellen

wollen. Daneben führen wir aber

auch Projekte bei Endanwendern

durch, insbesondere in der Konsumgüterindustrie.

Dies ist ein

wichtiger Mosaikstein in unserer Strategie. Die Nachfrage ist zur

Zeit größer als unsere Kapazitäten. Deshalb werden wir die personellen

Ressourcen auch in naher Zukunft weiter ausbauen.

Lenze hat seine Aktivitäten im Bereich Forschung und Entwicklung

auf hohem Niveau fortgeführt. Als einer der wenigen Anbieter sind sie,

laut Herrn Dr. Tellbüscher, in der Lage, den Kunden ein durchgängiges

und vollständiges Angebot für die Realisierung innovativer Maschinen

zu machen. Erläutern Sie mir dies genauer?

Wir haben dank der Breite und Tiefe unseres Portfolios komplette

Systemlösungen für den Maschinenbau. Wir fokussieren uns

seit vielen Jahren, das möchte ich betonen, auf die Automatisierung

von Maschinen. Wir nennen das Motion Centric Automation.

Das unterscheidet uns von dem ein oder anderen Wettbewerber.

Fast unseren gesamten Umsatz machen wir im Bereich des

klassischen Maschinenbaus. Als einer der wenigen Komplettanbieter

können wir für jede Maschinenaufgabe die passenden

Produkte liefern. Lenze kann Maschinen von der Steuerung über

die Antriebstechnik bis hin zu den Motoren und Getrieben ausstatten,

also den kompletten Antriebsstrang. Aber der entscheidende

Unterschied ist unsere Lösungskompetenz, also die Aufgabe

in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden, das richtige Konzept

zu finden. Unsere Vertriebs- und Engineeringexperten denken

sich schnell in die Maschinenaufgaben ihrer Kunden hinein

und verstehen aufgrund ihrer Erfahrung jedes noch so kleine De-

tail. Dadurch helfen wir, Innovationen schnell und verlässlich

zur Marktreife zu bringen.

Kommt es oft vor, dass sie im Gespräch mit dem Kunden, neue Produktideen

speziell für diese Anwendungen generieren?

Ja, klar! Wir leiten aus den Gesprächen auch neue Produktideen

ab. Ich glaube, dass dies auf Grund der jahrzehntelangen Erfahrung

im Maschinenbau auch unsere große Stärke ist.

Der VDMA fand in einer Umfrage heraus, dass viele Maschinenbauer

sich die Unterstützung durch das spezielle Know-how und die Erfahrung

eines starken Partners wünschen? Welche Auswirkungen hat

dies auf Ihren Geschäftsaufbau?

Diese Studie belegt, dass die wichtigsten Trends im Maschinenbau

eine wachsende Variantenvielfalt und Komplexität sowie

knappere Zeitbudgets sind. Etwa 83 % der vom VDMA befragten

Maschinenbauingenieure gaben an, dass die Antriebs- und

Steuerungstechnik zunehmend komplexer wird und dass flexible,

modulare Maschinenkonzepte an Bedeutung gewinnen.

Gleichzeitig sinkt aber die Zeit von der Idee bis zur Markteinführung.

Dadurch stehen die Maschinenbauer unter einem

wachsenden Druck.

Aufgrund der steigenden Anforderungen wächst die Verantwortung

der Zulieferer in der Wertschöpfungskette. Das führt dazu,

dass sich mehr als 80 % der Befragten eine engere Zusammenarbeit

mit ihrem Zulieferer wünschen. Besonders in der Konzeptions-

und Entwicklungsphase. Denken Sie nur an die Themen

Safety oder Energieeffizienz. Entsprechend wünschen sich mehr

als die Hälfte der Entwickler einen Partner, der ihre Ideen in sichere,

innovative und einfache Maschinen umsetzt. Dies hat etwas

mit Know-how zu tun, denn sie können nur partnerschaftlich

agieren, wenn sie den - ich sage mal - Stallgeruch haben.

Wenn sie die Sprache sprechen und die Probleme kennen, auch

nach dem eigentlichen Verkaufsprozess, also bei der Maschinenentwicklung

und im Service. Und da haben wir Ingenieure, die

über diese Erfahrung verfügen. Wir bauen natürlich hier auch

weiter aus, insbesondere im Bereich des Lösungsvertriebs.

Sie sagen, sie bauen ihren Lösungsvertrieb aus. Welche Erfahrungen

machen sie mit dem viel diskutierten Fachkräftemangel?

Also wir sehen, dass der Fachkräftemangel ein Schlüsselthema


der Zukunft ist. Sie können im technischen Bereich nur gute

Mitarbeiter bekommen, wenn sie ein attraktiver Arbeitgeber

sind und ein innovatives Image haben. Das Employer Branding

wir immer wichtiger. Wir tun hierfür alles, um regional sowie

international zu punkten.

Die Antriebs- und Steuerungstechnik wird zunehmend komplexer.

Gleichzeitig sinkt die Zeit von der Idee bis zur Markteinführung. Was

sind Ihre Lösungskonzepte?

Der gesamte Automatisierungsmarkt muss seine Produkte einfacher

machen und die Usability verbessern. Wir haben Analysen

durchgeführt, um heraus zu finden, wie hoch der Anteil der Kosten

ist, der für die Maschinenentwicklung aufgewendet wird.

Was kostet die Mechanik, die Elektronik oder die Engineering-

Leistung. Dabei hat sich herausgestellt, dass etwa 30 % der Herstellungskosten

einer Maschine auf das Engineering entfallen.

Hier kann man noch viel Geld sparen!

Diese Einsparpotentiale muss man in der Zusammenarbeit mit

dem Kunden aufzeigen und umsetzen. Kürzere Time-to-Market

ist wichtig und wir unterstützen unsere Kunden dabei. Die Komponenten-Kosten

stehen heute nicht mehr so sehr im Fokus.

Vielmehr gewinnen Kostenbetrachtungen über den kompletten

Lebenszyklus einer Maschine an Bedeutung. Dabei ist die Usability

sicherlich bedeutsam. Wir wollen unseren Kunden den Freiraum

verschaffen, sich auf das Wesentliche konzentrieren zu

können: nämlich ihre Ideen und ihre Innovationen.

Der Servo-Inverter i700 ist zusammen mit dem Controller 3200 C Kern

des Lenze-Automatisierungssystems für Maschinen mit zentraler

Systemarchitektur. Was unterscheidet dieses Antriebskonzept von

dem Wettbewerb?

Einfach auf den Punkt gebracht – ‚Easy to use’. Wir haben ganz

konsequent den Aufwand für Inbetriebnahmen, Engineering und

Service reduziert.

Der Platzbedarf ist bei Antriebssystemen mit wenigen Achsen und

erst recht bei Mehrachsanwendungen ein entscheidender Aspekt. Wie

haben Sie das gelöst, ohne Probleme mit der Kühlung beziehungsweise

Verlustleistung zu bekommen?

Wir haben bei der Entwicklung des neuen i700 auf eine kompakte

Bauform geachtet und auf der Fläche, wo normalerweise

nur eine Achse sitzt, heute zwei Achsen untergebracht. Natürlich

ist hierfür auch ein ausgeklügeltes Kühlkonzept und ein optimales

Zusammenspiel aller Komponenten im Zwischenkreisverbund

entscheidend. Da steckt viel Erfahrung in der Entwicklung

von Leistungselektronik dahinter. Für den Anwender bedeutet

dies dank der einfacheren Montage und Verdrahtung sowie des

reduzierten Bedarfs an Zusatzkomponenten einen deutlichen

Produktivitätsgewinn. Die Versorgungsmodule benötigen in der

Regel keine Filtermaßnahmen sowie keine DC-Sicherung. Der

Zwischenkreisverbund wird zwischen den Achsmodulen ganz

ohne Kabel durch ein einfaches Schienensystem realisiert, das

sich schnell durch das Drehen von Bügeln verbinden lässt. Und

auch die Parametrierung und Programmierung des Systems haben

wir vereinfachen können.

Eine durchgängige und für die Programmierung der Steuerungs- und

Antriebsfunktionalität verwendbare Engineering-Umgebung sorgt für

hohe Produktivität bei der Maschinenentwicklung. Was bietet Lenze

dafür?

Sie meinen damit bestimmt unsere Engineering-Tools. Wir sind

dabei, ein integriertes Toolkit zu entwickeln, das unsere Kunden

entlang der unterschiedlichen Aufgaben des Lebenszyklus einer

Maschine durchgängig unterstützt – von der Auswahl der optimalen

Systemkomponenten über die Programmierung bis hin

zum Service. Dabei haben wir uns eine deutliche Vereinfachung

für den Anwender zum Ziel gesetzt. Durch entsprechende

Schnittstellen lassen sich auch Softwareprodukte anderer Hersteller

ankoppeln, beispielsweise zur Simulation. Im Bereich des

Engineerings wollen wir in Zukunft weiter kräftig investieren.

Wie lassen sich die Antriebe während aller Phasen des Lebenszyklus’

einfach handhaben und wie erreiche ich dies?

In der Regel muss ich ja schon vor der Auswahl des Antriebes

wissen, wie die auszuführende Bewegung aussehen soll. Für die

Antriebsauslegung gibt es entspre-

chende Werkzeuge, wie unseren

Drive Solution Designer, mit dem

der Mechanik-Konstrukteur bereits

in einer frühen Phase der Maschinenentwicklung

den Bewegungsverlauf

grafisch beschreiben kann.

Wenn man diesen Gedanken konsequent

weiterführt, kann man die Bewegungsdaten

später weiter verwenden,

auch für die Programmierung.

Eine aufwändige Eingabe durch die

üblichen Bewegungsbefehle kann so entfallen. Auch dies steht

wieder unter dem Gesichtspunkt der Vereinfachung des Engineerings.

Man redet immer von Lösungs- und Systemanbietern. Wo sehen Sie

Lenze?

Ich glaube, man kann dies heute nicht mehr getrennt sehen. Unter

Lösungskompetenz verstehe ich den Sachverstand und die

langjährigen Erfahrungen unser Vertriebs- und Applikationsingenieure,

auf die sich unsere Kunden in einer engen Partnerschaft

voll und ganz verlassen können. Außerdem sind natürlich integrierte

Automatisierungssysteme erforderlich, deren einzelne

Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind. Lenze ist

als Automatisierer in beiden Bereichen entsprechend gut aufgestellt.

Das Interview führte

Harald Wollstadt, Chefredakteur der IEE

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TITELSTORY Feldebene

Nur mit ‚Easy to use‘

und Usability kann

man einen Kundennutzen

schaffen.

Dr. Thomas Cord

IEE · 12 2011


41


TITELSTORY FELd EbEn E

Applikation zur Titelstory

Auf Benutzerfreundlichkeit

getrimmt

Die Zahl der Maschinen, in denen mehr als drei Antriebe koordinierte Bewegungen

ausführen, nimmt zu. Besonders deutlich ist dieser Trend bei Maschinen mit integrierten

Robotik- und Handling-Systemen zu beobachten. Hier ist ein Antriebssystem

gefragt, das nicht nur funktional auf eine Mehrfachanwendung zugeschnitten ist, sondern

auch die Belange Engineering, Platzbedarf, Montage und Wartung berücksichtigt.

Für die effiziente Automatisierung einer Maschine mit vielen

Achsen ist ein für den Einsatz in zentralen Steuerungsarchitekturen

ausgelegtes, leistungsfähiges Antriebssystem

wie der Servo-Inverter i700 eine Voraussetzung. Zusammen

mit dem Controller 3200 C bilden die neuen Antriebe den Kern

des Automatisierungssystems von Lenze für Maschinen mit zentraler

Bewegungsführung. Ihr einfaches Montagekonzept, ihre

Kompaktheit und ihren weiten Einsatzbereich kennzeichnet sie.

Denn wenn viele Achsen im Verbund betrieben werden, entpuppen

sich ein erhöhter Engineering- und Installations-Aufwand

oder ein größerer Platzbedarf schnell als Kostentreiber.

Wichtig bei der Auswahl des Antriebssystems sind deshalb der

Einfluss auf die Gesamtkosten und die Zukunftsfähigkeit der

Maschine. Dabei rücken folgende Fragen in den Vordergrund:

Wie einfach lassen sich die Antriebe während aller Phasen des

Lebenszyklus (Planung, Umsetzung, Inbetriebnahme und Wartung)

handhaben? Wie viel Platz benötigen sie inklusive Verkabelung

im Schaltschrank und wie weit komme ich mit meiner

Technologie?

Einfache Handhabung während des gesamten Lebenszyklus

Ob sich ein Antriebssystem gut handhaben lässt, zeigt sich schon

beim Engineering. So ist es einfacher, wenn nur ein Engineering-

Werkzeug eingesetzt werden muss, um Antriebs- und Steuerungsfunktionalitäten

auf der Steuerung zu implementieren.

Werden die Daten zentral auf der Steuerung abgelegt, können

die Antriebe von dort mit der Firmware und dem Parametersatz

versorgt werden. Der PLC-Designer von Lenze unterstützt dies

und ermöglicht zudem, den Upload in die Umrichter zu automatisieren,

um bei Inbetriebnahme die Geräte ohne einen Handschlag

in den passenden Zustand zu versetzen.

Einen weiteren Beitrag zum Verkürzen der Montagezeit leistet

das Antriebssystem selbst, wenn sich Komponenten wie Filter

oder Sicherungen erübrigen. Beim Servo-Inverter i700 ist dafür

gesorgt, dass die EMV-Vorgaben für leitungsgeführte Störaussendungen

Klasse C3 in weiten Bereichen auch ohne separaten

42 IEE · 12 2011

Netzfilter eingehalten werden. Ein weiteres Detail der Servo-

Inverter-Familie erleichtert dem Montage- und Wartungspersonal

das Leben und hilft Verdrahtungsfehler zu vermeiden: Der

DC-Kreis wird nicht mehr über Kabel und Klemmschraube oder

via Backplane geschlossen, sondern über ein frontseitig zugängliches

Bügelsystem.

Im Wartungsfall kann der Wartungsingenieur auf das zentral auf

der Steuerung geführte System-Logbuch zugreifen. Damit kann

er sich ohne separates Wartungs-Tool einen Überblick über den

Zustand des Antriebs machen. Da die gesamte Anschlusstechnik

steckbar ist, kann ein Antrieb nur mit einem Schraubendreher

und ohne spezielle Kenntnisse schnell und bequem getauscht

werden. Die Software wird von der Steuerung aufgespielt. Ein

Gerätewechsel wird so zum Kinderspiel. Da der Platz im Schaltschrank

immer knapp ist, ist der Platzbedarf bei einem Antriebssystem

ein entscheidender Aspekt. Der Servo-Inverter hat ein

kleines Gehäusevolumen und kleine Montageflächen. Das

kommt besonders beim Einsatz der Doppelachsen zum tragen.

Mehr Gestaltungsraum

Eine weitere wichtige Frage bei der Wahl des Antriebssystems ist

es, welches Anwendungsspektrum abgedeckt werden kann.

Besonders bei Maschinen oder Maschinenserien mit unterschiedlichen

Antriebsaufgaben vermeidet ein weiter Einsatzbereich

Technologiewechsel. Das wirkt sich auf das Engineering und die

Installation, aber auch auf die Lagerhaltung aus. Die Servo-

Inverter i700 sind daher so ausgelegt, dass sie nicht nur Synchron-

und Asynchronmaschinen ansteuern können, sondern

darüber hinaus eine einfache U/f-Ansteuerung für geberlose Motoren

bieten.

Die Ausstattung mit einer Feldschwächeregelung ermöglicht es

zudem höhere Drehzahlen bei geringen Belastungen zu erreichen.

Auch beim Kühlkonzept unterliegt der Maschinenbauer

keinen Beschränkungen. Er kann die optimale Lösung für den

konkreten Anwendungsfall zwischen Cold-Plate- und Durchstoß-

aber auch als reine Einbauvariante wählen.


Zusammen mit dem

Controller bilden die

neuen Servo-Inverter

den Kern des Lenze-

Automatisierungssystems

für Maschinen

mit zentraler

Bewegungsführung.

Mit steigender Achszahl stoßen konventionelle CAN-basierte

Antriebssysteme an ihre Grenzen. Spätestens wenn zehn und

mehr Achsen dynamisch im Verbund geregelt werden sollen, ist

ein Hochleistungsbus unverzichtbar. Wegen der besonderen

Eigenschaften und der breiten Akzeptanz in der Industrie hat der

Hameler Antriebsspezialist Ethercat als Systembus gewählt. In

Verbindung mit der Signalauflösung von 32 Bit und der schnellen

Regelungstechnik lassen sich auch dynamische Bewegungen

mit hoher Präzision realisieren.

Verfügen die Servo-Umrichter über integrierte Sicherheitsfunktionen,

lässt sich zudem ein noch größeres Funktionsspektrum

abdecken. Der i700 ist daher schon werkseitig mit ‚Safe Torque

Off’ ausgestattet, damit Hersteller ihre Maschinen einfacher und

kostengünstiger mit Sicherheitsfunktionen versehen können.

Abgestimmtes Automatisierungspaket für den Maschinenbau

Das Potenzial eines Antriebssystems lässt sich erst dann voll aus-

TITELSTORY FELd EbEn E

schöpfen, wenn alle Elemente des Automatisierungssystems optimal

zusammenarbeiten. Deshalb ist ein breit abgestimmtes

Produktportfolio sowie eine durchgängige und für die Programmierung

der Steuerungs- und Antriebsfunktionalität verwendbare

Engineering-Umgebung wichtig und erhöht die Produktivität

bei der Maschinenentwicklung.

Autor

Markus Kiele-Dunsche

ist Produktmanager bei Lenze in Hameln.

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Link zu Servo-Inverter

IEE · 12 2011


43

Bildquelle: alle Bilder Lenze


Bildquelle: alle Bilder Sick

TECHNIK Feldebene

Flächenkontrolle für kurze Distanzen

Sieht nicht schwarz

‚Industriegerecht und robust‘ oder ‚preiswert und dafür weniger robust‘ – diese Frage

stellt sich oft, wenn es um Sensorlösungen für die Intralogistik geht. Mit einem neuen

2D-Flächenscanner gelingt dieser Spagat zwischen Performance und Preis.

Der rein detektierende und schaltende

2D-Flächenscanner

TiM300 von Sick überwacht

zweidimensional – nicht sicherheitsgerichtet

– Flächen. Das Gerät arbeitet mit

infrarotem Sendelicht und erreicht dadurch

auch bei schwarzen Oberflächen

ein gutes Detektionsverhalten. Auch bei

nur 10 % Remission eines Objektes beträgt

die Tastweite 2 m. Der 270°-Scanwinkel

distanziert Elektrohängebahnen

44 IEE · 12 2011

auch in Kurven zuverlässig, überwacht

Fahrwege autonomer Fahrzeuge sowie

auch die Fahrzeuge selbst seitlich und

kontrolliert Regalfächer doppelt tief auf

Belegung sowie auf mögliche Überstände.

Für diese Aufgabenstellungen bietet der

Flächenscanner bis 16 sogenannte Triple-

Feldsätze in Form von Melde-, Warn- und

Stoppfeldern. Sie ermöglichen ein situatives

und vorausschauendes Reagieren der

Die Überstandskontrolle im Hochregallager

ist eine von vielen intralogistischenEinsatzmöglichkeiten

des Flächenscanners.

Fahrzeuge auf die Lage und die Entfernung

erkannter Objekte. Hierfür stehen

insgesamt drei Schaltausgänge zur Verfügung.

Ab Werk verfügt der Scanner über

vorparametrierte Triple-Sätze, die die

gängigsten Überwachungsfälle abdecken

und dadurch in vielen Fällen zur Inbetriebnahme

des Flächenscanners ausreichen.

Für individuelle Einstellungen bietet

der Flächenscanner eine integrierte Teachin-Funktion.

Aber auch eine Programmie-


[1] [2]

[1] Mit einem Metallgehäuse, 7,9 cm Bauhöhe,

4 m Reichweite und 270°-Scanwinkel erfüllt der

Flächenscanner die Anforderungen vieler intralogistischer

Anwendungen.

[2] Die Überstandskontrolle auf Förderstrecken

und in Vorzonen von Hochregallagern ist eine von

vielen intralogistischen Einsatzmöglichkeiten des

Flächenscanners.

rung mithilfe der Engineering-Software

Sopas von Sick ist möglich. Der Flächenscanner

verfügt hierfür eine USB-

Schnittstelle, die beim montierten Gerät

von der Seite zugänglich ist. Für besondere

Fälle steht eine optionale Einrichthilfe

zur Verfügung.

Industriegerechtes Design

Verfügbarkeit ist in der Intralogistik alles

– und deswegen geht der 150 g leichte

und 7,9 cm hohe Flächenscanner beim

Thema Robustheit keine Kompromisse

ein: statt Plastik kommt als Gehäusewerkstoff

Aluminium-Druckguss zum

Einsatz. Je nach Einsatzumgebung lässt

sich diese Verfügbarkeit noch steigern,

zum Beispiel durch einen Montagerahmen,

der vor Einflüssen aus dem Umfeld

schützt, oder durch Shock-Absorber,

mit deren Hilfe der Flächenscanner weitestgehend

vibrations- und stoßgeschützt

gelagert werden kann.

Energieeffizienz integriert

Energieeffizienz ist nicht erst seit der Cemat

2011 einer der Trends in der Intralogistik.

Gleichzeitig geht einer der technologischen

Trends in Richtung zellularer,

sich selbst steuernder Transportsysteme,

mit denen in Zukunft die Fördertechnik

und Regalbedienung ein neues Aussehen

bekommt. Gerade solchen Anwendungen

auf autonomen, Akku-betriebenen Fahrzeugen

kommt die Energieeffizienz des

Flächenscanners entgegen.

Die Leistungsaufnahme liegt bei unter

4 W – das sind laut Hersteller 50 % weniger

als bei vergleichbaren Geräten. Diese

stromsparende Eigenschaft des Scanners

unterstützt die Bemühungen, die Betriebszeiten

der Fahrzeuge zwischen zwei Ladezyklen

zu verlängern und so deren Leis-

TECHNIK Feldebene

tungsfähigkeit, Effizienz und Verfügbarkeit

zu erhöhen.

Automatisch distanzieren und Kollisionen

vermeiden

Der TiM300 ist das neueste Produkt im

Portfolio schaltender und messender 2D-

Flächenscanner von Sick. Für Anwendungen,

in denen auch Messfunktionen gebraucht

werden, wird mit dem TiM500

ein Sensor mit Ethernet-Schnittstelle folgen.

Das Einsatzgebiet beider Flächenscanner

ist die nicht sicherheitsgerichtete

Distanzierung von Objekten sowie

das Vermeiden von Kollisionen auf

Entfernungen bis zu 4 m.

Für größere Reichweiten – in der Regel

mit größeren Objekten und höheren Geschwindigkeiten

– ist der Laser-Messsensor

LMS100 vorgesehen. Das schaltende

Messsystem bietet bei einem Scanwinkel

von ebenfalls 270° eine Reichweite von

50 beziehungsweise 18 m bei tiefschwarzen

Objekten, die typischerweise nur etwa

10 % Remission aufweisen. Hinzu

kommt, dass die Multi-Echo-Techno- ➜

IEE · 12 2011

45


Bildquelle: Baumüller

TECHNIK Feldebene

[3] [4]

[3] Der LMS100 ist eignet sich zur nicht sicherheitsgerichteten

Distanzierung von Objekten auf

Reichweiten bis 50 m.

[4] Der Flächenscanner für Entfernungen bis zu

65 m kommt bei der Distanzierung von Objekten

sowie zur Kollisionsvermeidung zum Einsatz.

logie des Laser-Messsensors auch bei rauen

Witterungs- und Umgebungsbedingungen

eine hohe Detektionssicherheit bietet.

Auch bei diesem Gerät sind die wichtigsten

intralogistischen Anwendungsgebiete

die automatische Fachbelegungskontrolle

an einem Regalbediengerät, der Kollisionsschutz

in Hängeförderanlagen sowie

die Umgebungserfassung und Navigati-

TECHNIK Feldebene

Servomotoren

Für dynamische Anwendungen

Baumüller: Die neue Servomotorenreihe

DSD2 kennzeichnet sich mit

Drehzahlen bis 6 000 U/min durch

eine hohe Dynamik. Die kompakten

Servomotoren in den Baugrößen 45

bis 100 können ab Baugröße 71 mit

einer neuen Wasserkühlung ausgestattet

werden. Die reduziert nicht

nur den Geräuschpegel, sondern

46 IEE · 12 2011

onsunterstützung bei autonomen Fahrzeugen.

Der LMS500 gehört zur High-End-Klasse

des Unternehmens bei der Distanzierung

von Objekten sowie der Kollisionsvermeidung.

Mit einer neuen, lichtintensiveren

Sendeoptik kann er Objekte auf Entfernungen

bis zu 65 m erfassen. Auch remissionsschwache

Oberflächen sind für

den Scanner auf bis zu 40 m sichtbar –

ideal also für Kollisionsschutzanwendungen

in Häfen oder die Objekterfassung im

Freigelände. Typische Einsatzgebiete sind

die Positionierung, Distanzierung und

Kollisionsvermeidung bei Kränen, Auslegern,

Straddle Carriern, Van-Carrier-

Transportern und Fahrerlosen Transport-

verdoppelt die Leistungsdichtegegenüber

ungekühlten

Ausführungen. Die

Motoren können damit

auch bei fehlender

Oberflächenbelüftung

eingesetzt werden.

Durch Basic-Perfomance-Geber

ist eine optimale

Skalierbarkeit des Motors an die

jeweilige dynamische Applikation

möglich.

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Bildquelle: Moxa

systemen in Häfen. Auch die präzisere

Klassifizierung von Fahrzeugen und Gespannen

im fließenden Verkehr an Mautstellen

oder Tunnelzufahrten oder Kontur-

und Volumenerfassung sind potenzielle

Einsatzgebiete.

Autor

Jonas Ledergerber

ist Produktmanager Auto Detection & Ranging in der

Division Auto Ident der Sick AG in Reute.


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Geräteserver

Schnell netzwerkfähig machen

Moxa: Der NPort P5150A ist ein

serieller Ein-Port RS232/422/485-

Geräteserver, der serielle Geräte

schnell netzwerkfähig macht. Das

IEEE 802.3af-konforme Gerät kann

über ein PoE-Energieversorgungsgerät

ohne zusätzliche Spannungszufuhr

betrieben werden. Es wird

in nur drei Schritten konfiguriert und

unterstützt SNMP sowie E-Mail-

Benachrichtigung. Der Geräteserver

ist mit Überspannungsschutz für

die seriellen, die Ethernet- sowie

die Stromleitungen versehen und

störunempfindlich gemäß IEC

61000-4-5. Weitere Features sind

Real COM-/ TTY-Treiber, eine TCP/

IP-Schnittstelle sowie TCP- und

UDP-Betriebsmodi.

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Kundenwünsche flexibel erfüllen

Beckhoff: Mit der neuen Servomotor-Baureihe

AM8000 bietet das

Unternehmen ein komplettes Automatisierungssystem,

bestehend

Hochtemperatur-Infrarotthermometer

Manche mögen‘s heiß

Dostmann: Das Unternehmen stellt

mit dem neuen Hochtemperatur-

Infrarotthermometer Hitemp 1800

ein Messgerät zur Messung von

FDT

Effiziente Maschinenüberwachung

Bildquelle: HBM Bildquelle: Dostmann Bildquelle: Beckhoff Automatisierungssystem

HBM: Für den digitalen Messverstärker

Digiclip ist nun ein zertifizierter

Device-Type-Manager erhältlich,

mit dem sich die Field-

TECHNIK Feldebene

aus PC-basierter Steuerung, I/Os,

Drives und Motoren aus eigener

Entwicklung und Produktion an. In

Kombination mit den Servoverstärkern

der Serie AX, auf welche die

Baureihe – in Bezug auf Nennleistung

und Wicklung – abgestimmt

ist, können Kundenwünsche flexibler

erfüllen werden. Die Serie steht

ab dem 1. Quartal 2012 zur Verfügung.

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hohen Oberflächentemperaturen

bis 1 800 °C auf Distanz vor. Das

Gerät ermöglicht eine schnelle und

präzise Temperaturbestimmung,

ohne den Anwender durch die

hohen Temperaturen des Messobjekts

zu gefährden und ohne das

Objekt durch Messfühler zu kontaminieren.

Es wird bei Produktionsabläufen

sowie in Forschung und

Entwicklung verwendet.

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Device-Tool-Technologie nutzen

lässt. Die Messverstärker messen

im industriellen Umfeld mittels

Trägerfrequenzmesstechnik Kraft,

Dehnung, Drehmoment und Druck.

Mit der FDT-Technologie wird das

zentrale Parametrieren und Verwalten

mit anderen Feldgeräten, auch

unterschiedlicher Hersteller, möglich.

Daten können ausgelesen und

extern visualisiert werden.

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BERNSTEIN CSMS

Contactless Safety Monitoring Sensor

Sicherheitssensor für Schutztüren

und -hauben bis Performance Level e

● Bis zu 32 Geräte in Reihe mit

Performance Level e

● Hohe Kodierungstufe gemäß Entwurf

DIN EN ISO 14119

● Keine externe Auswertung notwendig

● Möglichkeit zum Anschluss von Rückführkreis

und Starttaste

● Ausgangsstrom bis zu 250 mA pro

Sicherheitsausgang

● Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten

● 3 LEDs für Statusinformation des CSMS

● Schaltabstand: typ. 13 mm

● Abmessungen: 110 mm x 30 mm x 15 mm

● IP 67

BERNSTEIN AG

Tieloser Weg 6 . 32457 Porta Westfalica

Fon +49 571 793-0 . Fax +49 571 793-555

info@de.bernstein.eu . www.bernstein.eu


Bildquelle: CiA

TECHNIK Feldebene

[1] [2] [3] [4]

Sechs Fragen an Feldbus-Organisationen

48 IEE · 12 2011

Anderer Feldbus,

andere Ansichten

Die IEE hat im Vorfeld der SPS/IPC/Drives den Feldbus-Organisationen sechs Fragen

rund um die Situation in der Feldbus-Welt gestellt. Die vier Feldbus-Organisationen CiA,

PNO, ODVA und VNO gaben Antwort. Und ihre Antworten zeigen einmal wieder deutlich

die unterschiedlichen Meinungen und Einschätzungen über die Feldbus-Welt.

Glauben Sie daran, dass sich die vielen Feldbusse irgendwann auf

wenige reduzieren lassen?

Holger Zeltwanger, CiA: Mitte der 90er Jahre gab es über 20 sogenannte

Feldbus-Systeme. Von diesen sind nur wenige übrig geblieben:

CANopen, CC-Link, Devicenet und Profibus. Wobei

CANopen und Profibus dominieren, die beiden anderen werden

im wesentlichen von den Hauptprotagonisten eingesetzt.

Dr. Peter Wenzel, PNO: In der IEC 61158 sind derzeit etwa 20 Feldbusse

und Ethernet-basierte Kommunikationssysteme enthalten.

Davon haben jedoch nur einige sig-

CAN-basierende

Netzwerke sind nicht

nur zuverlässiger,

sondern auch

robuster.

Holger Zeltwanger,

CiA

Bildquelle: ODVA

nifikante Marktrelevanz erreicht.

Profibus ist Weltmarktführer, nicht

zuletzt weil er der einzige Feldbus ist,

der die Fabrik- und Prozessautomatisierung

abdeckt.

Robert Diosi, VNO: Eine gewisse Reduzierung

wird es mittelfristig sicherlich

geben. Der Markt wird sich jedoch

nicht auf einige wenige Bussysteme

beschränken, da die unterschiedlichen

Interessen der Hersteller

nicht außer acht gelassen werden dürfen. Hinzu kommt die Tatsache,

dass verschiedene Anwendungen auch unterschiedliche

Anforderungen an das Bussystem stellen, und es dadurch auch in

Zukunft eine Vielzahl von Bussystemen geben wird.

Wie sehen Sie die Situation zwischen nicht-Ethernet und Ethernetbasierten

Feldbussen?

Holger Zeltwanger, CiA: Ethernet ist schneller als die herkömmlichen

industriellen seriellen Bussysteme, die oft fälschlicherweise

als Feldbus-Systeme bezeichnet werden. Allerdings benötigen

Bildquelle: PNO

Bildquelle:VNO

Ethernet-basierende Kommunikationssysteme aktive Netzwerkkomponenten

– zum Beispiel Hubs und Switches –, welche die

Gesamtzuverlässigkeit des Systems verringern. CAN-basierende

Netzwerke sind nicht nur zuverlässiger, sondern auch robuster

gegen elektromagnetische Störungen und andere Umwelteinflüsse.

Dr. Peter Wenzel, PNO: Klassische Feldbusse werden nach wie vor

stark nachgefragt. Mittelfristig werden sich allerdings aufgrund

des kontinuierlichen technologischen Fortschritts Ethernet-basierte

Systeme durchsetzen. Die Innovation zur Ethernet-basierten

Kommunikation wird aber in den verschiedenen Branchen

unterschiedlich schnell erfolgen. In der Automobilindustrie zum

Beispiel ist bereits heute Profinet flächendeckend installiert. In

der Prozessautomatisierung findet derzeit der Einzug von klassischen

Feldbussen statt.

Robert Diosi, VNO: Mittelfristig wird sich die Automatisierungstechnik

sicherlich in Richtung Ethernet-basierte Feldbusse bewegen.

In diesem Markt wird aktuell auch viel im Bereich Anschluss-

und Verdrahtungstechnik für die Automatisierung entwickelt.

Die hohe Verbreitung von zum Beispiel CAN-Bus und

die günstig verfügbaren Microcontroller mit CAN-on-board

werden sicher noch über längere Zeit den Automatisierungsmarkt

mitbestimmen.

Wie hoch schätzen Sie den Drang der Endanwender hin zu Wireless

ein?

Holger Zeltwanger, CiA: Jede drahtgebundene Kommunikation ist

zuverlässiger und weniger störanfällig als ein Funkverbindung.

Von daher sind Wireless-Netzwerke in ihrer Anwendung prinzipiell

eingeschränkt. Außerdem besteht bei allen Funkverbindungen

ein erhöhtes Security-Risiko.


Bildquelle: Mystock – Fotolia.com

[1] Holger Zeltwanger ist geschäftsführendes Vorstandsmitglied bei CAN in Automation

(CiA).

[2] Katherine Voss ist Executive Director der Open Devicenet Vendor Association

(ODVA).

[3] Dr. Peter Wenzel ist Geschäftsführer der Profibus Nutzerorganisation (PNO)

und des Profibus und Profinet International (PI) Support Centers.

[4] Robert Diosi ist Technology Consultant bei der Varan-Bus-Nutzerorganisation

(VNO).

Das Ethernet hat die Kommunikation

in der Automatisierung verändert.

Klassische Feldbusse

müssen sich behaupten, neue

Feldbusse müssen zuverlässiger

und sicherer werden.

TECHNIK Feldebene

IEE · 12 2011

49


TECHNIK Feldebene

Sechs Fragen an Feldbus-Organisationen

Katherine Voss, ODVA: In der Theorie ist Wireless die ‚Killer-App‘

der industriellen Automation. Deshalb werden Endanwender

weiterhin Innovationen antreiben, die den breiten Einsatz von

Wireless-Technologien ermöglichen. Allerdings ist Wireless keine

einzelne Technologie für sich, sondern setzt sich aus einem

ganzen Spektrum von Technologien

Mittelfristig werden

sich aufgrund des

kontinuierlichen

technologischen

Fortschritts Ethernet-basierteSysteme

durchsetzen.

Dr. Peter Wenzel,

PNO

50 IEE · 12 2011

zusammen, die von verschiedenen

Organisationen und staatlichen Stellen

reguliert wird. Wireless bringt

aber erhebliche Bedenken bezüglich

der Sicherheit mit sich. Daher kann

die Industrie weiterhin ein starkes

Interesse von Seiten der Endanwender

erwarten, aber nur einen schrittweisen

Einsatz innerhalb der industriellen

Automation während sukzessive

Neuentwicklungen und Bestim-

mungen die verschiedenen gängigen Anwendungsfälle in der

Automation sowie die Sicherheitsfrage lösen werden.

Robert Diosi, VNO: Wir glauben, dass dieser Wunsch vor allem aus

der IT-Welt kommt, sich die Endanwender jedoch noch keine

Gedanken über Bandbreite, Sicherheit, Reichweite oder Störanfälligkeit

der Wireless-Anwendungen gemacht haben. Um hier

erfolgreich zu sein, müsste man die Frequenzen für kommerzielle

und industrielle Anwendungen trennen. Ein Beispiel: Man stelle

sich eine kleine Produktionshalle mit fünf Maschinen, einem

entsprechenden kommerziellen IT-Netzwerk mit einigen Wireless-Access-Points,

dazu noch ein paar Smart-Phones, in derselben

Halle vor. Schon hier ist der Datendurchsatz unplanbar.

Was sind momentan die größten Probleme bei der Installation und

dem Betrieb eines Feldbusses?

Katherine Voss, ODVA: Die Zunahme der Feldbus-Varianten in der

Maschinenautomatisierung, die nicht auf jedem Level mit dem

OSI-7-Layer-Modell zusammenarbeiten, macht die Integration

schwieriger. Ferner ist das Leben einer Maschine lang, daraus

ergeben sich viele Installationen mit Altlast-Netzwerken. Es

kann schwierig sein, die Kosten für das

Ersetzen von Verkabelung zu rechtfer-

tigen, was Maschinenbauer davon abhält,

sich weiterzuentwickeln und die

Installationen weiter kompliziert.

Dr. Peter Wenzel, PNO: Solange bestimmte

Regeln und festgelegte Prozeduren

eingehalten werden, gibt es keine echten

Probleme bei der Installation und

dem Betrieb eines Feldbusses. Dazu gehören

beispielsweise die Zertifizierung

von Geräten oder die Einhaltung von

Gleich- und Drehstrommotoren

Erweiterte

AC-Reihe AMP

Richtlinien zur Planung, Montage und Inbetriebsetzung von Automatisierungssystemen.

Erfahrungsgemäß bereiten Geräte mit

zertifizierten Kommunikationsschnittstellen keine Probleme bei

der Interoperabilität mit Produkten der verschiedenen Hersteller

in der Anlage. Für Profinet-Geräte besteht eine Verpflichtung zur

Zertifizierung.

Robert Diosi, VNO: Eines der größten Hindernisse ist sicherlich die

oft noch benötigte Netzwerkkonfiguration beziehungsweise der

Tausch von Komponenten im laufenden Betrieb.

Mehr Daten, mehr Probleme? Wie wichtig sind heute Monitoring-Systeme?

Dr. Peter Wenzel, PNO: Mehr Daten bedeuten für den Anwender

nicht automatisch mehr Probleme, sondern im Gegenteil, mehr

Chancen. Genaue Daten bieten erst die Grundlage, mit der beispielsweise

ein Prozess hinsichtlich

Energieverbrauchs oder eine Anlage

hinsichtlich Signalgüte optimiert

werden kann. Selbstver-

AMP Square-Baureihe

Asynchronmotoren

mit hoher Leistungsdichte,

speziell geeignet für

Umrichterbetrieb

Baugröße 112 bis 355

Schutzart IP 23 und IP 55

17 KW – 1000 KW, 1500 min-1

Flexible Bauformen/Ausführungen

Normen: IEC; NEMA, CSA

Gleichstrommotoren bis 2000KW

in verschiedenen Baugrößen- und

Formen ab Lager lieferbar.

In der Theorie ist

Wireless die ‚Killer-

App‘ der industriellen

Automation.

Katherine Voss,

ODVA

ständlich müssen die Daten in einer

geeigneten Form zugänglich

sein. Für eine detaillierte Diagnose

können daher Monitoring-Systeme,

die den Datenverkehr überwachen,

hilfreich sein. Fehlertelegramme,Telegrammwiederholungen

oder Zykluszeiten lassen sich

damit auf einen Blick erkennen

und bewerten.

Robert Diosi, VNO: Monitoring-Systeme

sind ein wichtiger Bestandteil

der modernen Bussysteme. Ein effizientes

Diagnose Tool mit dem

sich Probleme schnell identifizieren

und lösen lassen, ist ein essentieller

Faktor bei der Entscheidung

für oder gegen ein Bussystem.


TECHNIK Feldebene

Wie präsent ist das Thema Security in der industriellen Kommunikation?

Holger Zeltwanger, CiA: Security ist immer dann ein Thema, wenn

jemand unberechtigt in das Netzwerk eindringen und Schaden

anrichten kann. Dies trifft insbesondere auf Netzwerke zu, die

an das Internet angebunden sind oder über eine offene Funkstrecke

verfügen. Bei eingebetteten Netzwerken ist diese Gefahr

prinzipiell geringer, als bei Ethernet-basierten Lösungen.

Katherine Voss, ODVA: Das Thema ist universell mit den Themen

Unternehmensintegration und sicherer Fernzugriff. Es beeinflusst

außerdem eine Präferenz hin zu Wireless-Zugangspunkten

für die Übertragung von lokalen Daten gegenüber physikalischen

Medien wie einem USB-Stick. Die Tiefe der Diskussion hat

zugenommen, da Endanwender unmodifiziertes Standard-Ethernet

und Internet-Technologien bei industriellen Anwendungen

zu ihrem Vorteil nutzen. Obwohl es derzeit keine ‚eine für alles‘-

Lösung für Cyber-Sicherheit in der industriellen Automation

gibt, gibt es Best-Practicse-Beispiele und empfohlene Überlegungen,

die heute fortlaufend Verbesserungen der Sicherheit in der

Produktionsebene liefern.

Dr. Peter Wenzel, PNO: In klassischen Feldbussen gab es keine Probleme

mit der Security, da es sich um abgeschlossene Systeme

handelte. Mit dem Einzug von Ethernet in die Produktion erkauft

man sich bei allen Vorteilen – höhere Leistung bei der Datenübertragung,

die Möglichkeit, Lösungen aus der IT zu verwenden

oder die Nutzung von Internet für Remote-Engineering

oder standortübergreifende Pro-

duktionssteuerung – auch den

Nachteil der Angreifbarkeit. Die

PNO hat praktisch mit dem Start

der Entwicklung von Profinet das

Thema Security aufgenommen und

eine Guideline herausgegeben. Um

der veränderten Anforderungslage

gerecht zu werden, wurde der zuständige

Arbeitskreis der PNO in

2011 reaktiviert. Ergebnisse werden

in 2012 erwartet.

Robert Diosi, VNO: Datensicherheit ist ein hochbrisantes Thema,

das in der Industrie jedoch noch zu wenig Beachtung findet. Der

Stuxnet-Angriff im letzten Jahr hat die Wichtigkeit dieser

Thematik auf den Punkt gebracht. Viel zu oft wird der Endanwender

mit der Entscheidung der Datensicherheit sich selbst

überlassen.

Autorin

Monitoring-Systeme

sind ein wichtiger

Bestandteil der modernen

Bussysteme.

Robert Diosi, VNO

Melanie Feldmann

ist Redakteurin der IEE.

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www.all-electronics.de

Link zu CiA

Link zur ODVA

Link zur PNO

Link zur VNO


MKU-Neue Leitungen 2010_ei_as_gepr.pdf;S: 1;Format:(87.00 x 260.00 mm);10. May 2010 14:55:51

2011

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Bildquelle: alle Bilder Groschopp

TECHNIK Feldebene

Motor-Getriebe-Kombination im Edelstahlgehäuse

Sauberkeit ist eine Tugend

Nahrungsmittel und Getränke, Pharma und Chemie: Diese vier Branchen eint bei der

Antriebstechnik die Forderung nach hoher Leistungsfähigkeit und einfach zu erhaltender

Sauberkeit. Eine Antwort darauf ist eine neue Motor-Getriebe-Kombination mit integrierter

Elektronik im Edelstahlgehäuse.

Edelstahl ist das Material der Wahl

im Umgang mit sensiblen Gütern

in der Nahrungsmittel-, Pharma-

und Chemieindustrie. Seine Korrosionsbeständigkeit

ist für die verarbeiteten

Stoffe ebenso wichtig wie für die benötigten

Reinigungsmittel. Üblicherweise sind

Motoren in einem Edelstahlgehäuse weniger

leistungsstark als Motoren im Aluminiumgehäuse

gleicher Baugröße. Dies

liegt an der geringeren Wärmeleitfähigkeit

des Edelstahls. Den Motoren wird deshalb

schnell zu heiß. Die Antriebslösung

Silver Line des Unternehmens Groschopp

basiert auf den Motortypen EGK48 und

EGK65 aus der Produktreihe Black Panther,

die zusammen mit der Elektronik

52 IEE · 12 2011

leistungsfähig genug sind, aber nicht

überhitzen, und sich deswegen auch im

Edelstahlgehäuse wohl fühlen.

Bei den Motoren handelt es sich um elektronisch

kommutierte Motoren mit integrierter

Elektronik. Die Wicklung über

schräge Einzelzähne verbessert die Leistungsdichte

der Motoren. Für die Ansteuerung

und Spannungsversorgung wird ein

acht-poliger Stecker genutzt. Er ist für Betriebsspannungen

von 24 oder optional

48 V DC ausgelegt und mit den gängigen

Schnittstellen verfügbar. Durch die Verbindung

mit einem Servoregler liefern die

Motoren bei sinusförmiger Bestromung

ein konstantes Drehmoment. Mit dem digitalen

Vier-Quadranten-Regler lassen

Die Bohrungen für die versenkten

Schrauben sind mit Kunststoff-

Stopfen dicht und plan verschlossen.

Die Aussparung im Getriebegehäuse

spart Gewicht und erleichtert

die Kühlung.

sich Drehzahl, Drehmoment oder Position

einstellen. Als Gebersystem kommt

der bei Groschopp entwickelte magnetische

Volksservo zum Einsatz, der ähnlich

arbeitet wie ein Resolver. Dieses System

liefert gute Gleichlaufwerte auch im niedrigen

Drehzahlbereich. Am Getriebegehäuse

befindet sich außerdem noch eine

runde Vertiefung, die das Gewicht verringert

und die Oberfläche für die Kühlung

vergrößert. Außerdem fungieren bei den

Motoren die Deckel als Kühlkörper.

Für die Kraftübertragung ist ein Schneckengetriebe

des Typs VE31 zuständig,

das inklusive der Welle aus Edelstahl besteht

und mit zugelassenen Schmierstoffen,

etwa für die Lebensmittelindustrie,


[1]

geschmiert wird. Eine modulare Bauweise

ermöglicht unterschiedliche Ausführungen

mit Deckel, Fuß, Flansch oder Hohlwelle.

Somit ergeben sich bis zu acht verschiedene

Befestigungsmöglichkeiten.

Auch spezielle Ausführungen, wie Motorwellen-Abstützung,

lassen sich mit dem

Getriebe realisieren. Darüber hinaus

kennzeichnet sich das Getriebe durch einen

guten Wirkungsgrad und hohe Belastbarkeit.

Sauber muss es sein

Nach außen bietet die Antriebslösung

keine Angriffsfläche für Schmutz und Ablagerungen,

denn alle Kanten sind gerundet.

Durch O-Ringe ist das Getriebegehäuse

dicht abgeschlossen und die verwendeten

Schrauben sind mit eingepressten

Kunststoff-Stopfen plan verschlossen.

Der Deckel am Ende des Motorgehäuses

wird nicht geschraubt, sondern eingepresst,

sodass eine glatte Oberfläche ohne

Vorsprünge oder Lücken entsteht. Damit

die Dichtungen keine Schwachstelle bilden,

sitzen im aufgepressten Deckel und

an der Welle teflonbeschichtete Ausführungen.

Weil herkömmliche Befestigungen

mit Kleber weder stabil noch neutral

genug sind, wird der Stutzen für den Steckeranschluss

mit Laser auf das Gehäuse

aufgeschweißt. Zur glatten Oberfläche

trägt auch das Elektropolieren bei. Dieses

abtragende Verfahren dient der feinen

Entgratung und Glättung des Edelstahls.

Elektropolierte Oberflächen sind chemisch

neutral und leicht zu reinigen.

Weil die eingesetzten Komponenten aggressiven

Medien standhalten müssen, ist

die Korrosionsbeständigkeit in der chemischen

Industrie das A und O. Der Antriebsspezialist

verwendet Stahl des Typs

1.4401, der auch als V4A bezeichnet

TECHNIK Feldebene

[1] Der Steckerstutzen ist mit Laser aufgeschweißt.

wird. Er ist resistenter als der 1.4301 –

auch V2A genannt. Auch die Neutralität

der elektropolierten Oberflächen ist von

Bedeutung. In der Nahrungsmittelindustrie

ist Hygiene das wichtigste Thema.

Sämtliche Fertigungslinien werden regelmäßig,

oft mehrmals täglich, mit Hochdruckreinigern

und Lösungsmitteln gesäubert.

Die Motoren entsprechen deswegen

standardmäßig der Schutzklasse

IP65. Ein angepasster Kabelanschluss ermöglicht

auch Applikationen bis zur

höchsten Schutzklasse IP69K. Durch die

runde Bauform des Motors sind außerdem

keine Kanten vorhanden, in denen

sich Ablagerungen festsetzen können.

Kompakte Bauform

vereinfacht Anlagenkonstruktion

Anlagen, die durch den gesamten Gebäudekomplex

laufen, passieren Reinräume

und Nicht-Reinraum-Bereiche, die durch

Zwischenwände voneinander getrennt

sind. Im Reinraum wird beispielsweise

abgefüllt, für die Umverpackung ist der

Reinraum dann nicht mehr erforderlich.

Der Motor ist für solche Applikationen

prädestiniert, weil er ohne Adapter direkt

montiert wird. Da in der Nahrungsmittelindustrie

die Maschinenstraßen außerdem

häufig modular aufgebaut sind, kann

die integrierte Elektronik Verkabelung

einsparen.

Autor

Rolf Hinrichsen,

ist Geschäftsführer der Groschopp Vertriebsgesellschaft

mbH in Viersen.

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Bildquelle: Emtron

Bildquelle: Netmodule

Bildquelle: IFM

TECHNIK Feldebene

LED-Innenbeleuchtung

Wirtschaftliche Stromversorgung

Emtron: Das Unternehmen stellt die

beiden neuen Produktreihen APV/

APC-12/16 für die Stromversorgung

von LED-Innenbeleuchtungen mit

Router

Sichere Kommunikation

Netmodule: Der Netbox NB1600-

Router verbindet dezentrale Ethernet-Systeme

und Netzwerke über

ein 2G/3G+-Modem mit dem Inter-

Feuchtesensor

Kombinierter Sensor

IFM Electronic: Mit einem kapazitiven

Messelement erfasst der Sensor

LDH100 die relative Feuchte im

Öl von 0 bis 100 %. Neben der

relativen Feuchte gibt das Gerät

auch die Medientemperatur im Bereich

von -20 bis 100 °C aus. Zwei

54 IEE · 12 2011

12/16 W vor. Die Geräte sind wahlweise

als Konstantspannungs- oder

Konstantstromquelle erhältlich. Der

Verzicht auf eine Blindleistungskompensation

und die teilweise

Einsparung der Vergussmasse

bringt preisliche Vorteile. Die Geräte

arbeiten mit 90 bis 264 V AC

Eingangsspannung und bei Umgebungstemperaturen

bis zu 70 °C

ohne Lüfter.

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net/Intranet und ermöglicht den

sicheren Informationsaustausch

durch VPN-Technologien wie IPsec

und OpenVPN sowohl im Client- als

auch Server-Modus. Er hat zwei

flexibel einsetzbare Ethernet-Anschlüsse,

die im LAN-Modus kombiniert

als Zwei-Port-Switch arbeiten.

Im WAN-Modus arbeitet er als

Industrial-Firewall mit Mobilfunk-

Back-Up und VPN-Client-Funktion.

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Analogausgänge von 4 bis 20 mA

stehen hierfür zur Verfügung, genauso

wie der Eingangsspannungsbereich

von 9 bis 33 V DC. Der

Sensor ist mit einem Prozessanschluss

G 3/4 ausgestattet und

entspricht der Schutzart IP67. Mit

seiner kontinuierlichen Zustandsüberwachung

von Ölen unterstützt

er zusätzlich die Steigerung der

Maschineneffizienz.

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Bildquelle: Gogatec

Bildquelle: Siemens

Bildquelle: Contrinex

Netzgerät

Schaltet sich selbst wieder ein

Gogatec: Das Unternehmen hat nun

ein aufschnappbares Netzteil für

400 V AC im Lieferprogramm, das

bei 24 V DC einen Ausgangsstrom

Wireless-Komponenten

Hohe Datenrate

Siemens: Das Unternehmen hat ein

Paket abgestimmter industrietauglicher

Komponenten für die Drahtloskommunikation

nach Wlan-Stan-

von max. 5 A liefert. Das Kompaktgerät

mit 120 W ist kurzschlussfest

und schaltet auch bei Überlast und

bei Übertemperatur ab. Es stellt sich

nach Beendigung der Störung und/

oder nach Abkühlung selbsttätig

wieder ein. Die Ausgangsspannung

kann mit einem Potenziometer bis

28 V DC hochgeschraubt werden,

sodass auch USV-Anlagen damit

betrieben werden können.

dard IEEE 802.11n entwickelt. Das

Angebot besteht aus den Access

Points Scalance W786 und W788,

dem Client Modul Scalance W748

und dem Wlan-Controller Scalance

WLC711. Vorteil der Komponenten

ist eine Datenrate bis zu 450 MB/s,

die es ermöglicht, große Datenmengen

sicher und schnell zu übertragen,

wie bei Video-, Visualisierungs-

oder Sprachdaten.

Induktive Sensoren

Auf ASIC-Technologie basierend

Contrinex: Durch die Verwendung

eines Asic-Chips wird die Anzahl

elektronischer Komponenten verringert,

dadurch sinkt das Risiko

von Komponentenausfällen, was

wiederum die Lebensdauer erhöht.

Die Asic-Technologie bietet ein gu-

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tes Preis-Leistungs-Verhältnis und

erhöht die Zuverlässigkeit. Die Vorteile

der induktiven Sensoren der

Serie 600: hohe Tastleistung und

hohe EMC- und Schock-Resistenz

sowie exakte Einhaltung der

Schaltabstände. Die Produktpalette

reicht vom 3-mm-Miniatursensor

mit 1 mm Schaltabstand bis zum

M30-Schalter mit 15 mm Schaltabstand.

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Spürt Differenzen auf

PKP: Oft ist es schwierig, feine

Druckunterschiede kostengünstig

zu erfassen. Die Überwachung von

Filteranlagen, Luftkanälen und Gebläsen

bis hin zum Monitoring des

Raumdrucks in Farbspritzkabinen

Standardgreifer

Sicheres Greifen

in vielen Varianten

Festo: Sollen Handling- und Montagesysteme

kostengünstig, leicht

und kompakt bauen, sind Standardgreifer

meist die erste Wahl. Die

DHXS-Baureihe der Parallel-, Dreipunkt-,

Radial- und Winkelgreifer

verfügt über verbesserte Greifkraft-

und Überlastsicherungen sowie

integrierte Sensornuten für die Hubabfrage

durch SMX-Sensoren. Diese

Baureihe bietet Zuverlässigkeit

Bildquelle: Prosoft Bildquelle: PKP Manometer

TECHNIK Feldebene

sind die Stärken des Low-Cost-

Manometers PDS02. Die Messbereiche

mit SI-konformer Skala in

Pascal-Einheiten reichen vom

kleinsten mit 60 Pa bis hin zu

30 kPa. Wenn noch präziser gemessen

werden muss – durch Edelstahlausführung

auch für aggressive

Medien geeignet – kommen die

Manometer PDR02 zum Einsatz, die

speziell für die Filterüberwachung

in der Chemischen- und Petrochemie

konzipiert sind.

bei einer Vielzahl von Baugrößen

und Hublängen. Aufgrund des doppelt

wirkenden Kolbenantriebs

kennzeichnen sich die Standardgreifer

durch stabile Kinematiken

und maximale Wiederholgenauigkeiten.

Ethernet-Funkgerät

Intelligente Routing-Technologie

Prosoft: Mit der Smart-Switch-

Technologie können die Radiolinx

Industrie-Frequency-Hopping-

Ethernet-Funkgeräte Datenpakete

intelligent über das Netzwerk rou-

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ten, das Wireless-Netzwerk verwalten

und eine echte Peer-to-Peer

Wireless-Ethernet-Kommunikation

aufbauen. Mit Smart Switch Feature

erhalten Industrie, Prozess- und

Scada-Betreiber eine zuverlässige

‚any-node-to-any-node‘-Kommunikation

für Best-in-Class-Performance,

schnellere Scan-Zeiten,

Up- und Downloads sowie Datenübertragung.

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Bildquelle: Zeppelin

PRAXIS Mobile Automation

[1] [2]

56 IEE · 12 2011

[1] Der weltweit größte Baumaschinenhersteller

Caterpillar setzt auf innovative und zukunftsweisende

Motorentechnologien.

[2] Blick ins Cockpit eines Radladers.

Mobile Automation legt zu

An Schwung gewonnen

Die elektrische Automatisierungstechnik breitet sich in immer mehr Branchen aus, darunter

auch die sogenannte ‘Mobile Automation’. Mit Mobile Automation wird die Bestückung

und der Einsatz von Arbeitsmaschinen durch elektronische Elemente bezeichnet.

Dabei handelt es sich beispielsweise um Fahrzeuge wie Baumaschinen, landwirtschaftliche

Fahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Kommunalfahrzeuge oder auch Feuerwehrfahrzeuge.

Neben der Elektronik für das

Fahrzeug selbst, also dem Motormanagement,

gibt es in der

‚Mobilen Automation‘ eine Vielzahl von

ganz speziellen Funktionalitäten, wie zum

Beispiel das Heben und Senken eines Aggregates

an einem Traktor oder das Ausklappen

einer Einstiege am Omnibus. Für

das Bedienen und Steuern solcher Funktionen

werden Controller, Bediengeräte,

Peripheriemodule und weitere Module

benötigt, die denen einer Maschinensteuerung

aus der industriellen Fertigungstechnik

nicht unähnlich sind. Aber die

Geräte aus dem Bereich der Mobilen Automation

sind wesentlich robuster und

für einen erweiterten Temperaturbereich

ausgelegt. Meist sind zudem höhere

Schutzklassen, beispielsweise IP 67, gefordert,

da die Geräte häufig außen am

Fahrzeug verbaut werden und nicht durch

einen Schaltschrank geschützt sind. Ähnlich

wie im PKW-Bereich hat sich auch

bei der Mobilen Automation der CAN-

Bus für die Vernetzung der Komponenten

durchgesetzt, mit den unterschiedlichsten

Protokollen. Neuere Geräte verfügen

häufiger aber auch über eine Ethernet-

Schnittstelle, denn Ethernet-TCP/IP bietet

das Potenzial für eine Echtzeitkommunikation.

Dort wo aus Gründen der Performance

aktuell mehrere CAN-Stränge parallel

gefahren werden, könnte zukünftig

Ethernet eine wichtige Rolle spielen.

Aufwärtstrend setzt sich fort

Bereits 2010 ist der Umsatz der deutschen

Bau- und Baustoffmaschinen-Industrie

gestiegen. Deshalb geht die Branche laut

des VDMA auch für das laufende Jahr

von einem weiteren Umsatzwachstum

von je 10 Prozent aus. Während sich der

Umsatz bei Erdbaumaschinen mit einem

Plus von 25 Prozent und bei Straßenbaumaschinen

(Plus 38 Prozent) ansehnlich

entwickelte, lief es bei Hochbaumaschinen

und in der Betontechnik weniger

rund. Auch die Hersteller von Baustoffmaschinen

legten beim Umsatz nur minimal

zu. Gebremst wird der Schwung nur

von der Zulieferindustrie. Einzelne Komponenten

haben Lieferzeiten von 25 bis

zu 32 Wochen, was sicherlich auch auf

den sprunghaften Auftragseingang aus

der Fertigungsindustrie zurückzuführen

ist. Denn bei den Zulieferern handelt es

sich meist um entweder kleinere Firmen,

die diesen Markt bedienen, oder aber um

Unternehmen, die aus anderen Bereichen

der Automatisierungstechnik kommen.

Hersteller wie Eckelmann, ifm, Kübler

oder Jetter sind meist im Bereich der Industrieautomation

tätig, haben jedoch die

wachsende Bedeutung des Marktes der

‘Mobile Automation’ erkannt und bieten

dort komplette Automatisierungssysteme

an. Aber auch große Automatisierungshersteller

wie B&R rüsten sich für diesen

Markt. So hat man Anfang des Jahres die

Firma Mondial gekauft, ein Unternehmen,

das im Bereich der ‘Mobilen Automation’

zu Hause ist. Die Baumaschinenhersteller

jedoch befürchtet bereits, das

ein oder andere Geschäft auf Grund dieser

Lieferengpässe gar nicht bedienen zu

können.

Märkte verschieben sich

Impulsgeber für den momentanen Aufwärtstrend

ist das Ausland. Vor allem in

China und Indien, aber auch der Nahe

und Mittlere Osten sowie Brasilien boomt

der Markt für Baumaschinen aller Art.

Russland, der wichtige Markt der ➜


Bildquelle: Franz Pfluegel – Fotolia.com

Durch die stetig steigende Nachfrage

nach Nahrungsmitteln und

Energie bei gleichzeitig tendenziell

schrumpfenden Agrarflächen

steigt der Bedarf für Landmaschinen.

PRAXIS Mobile Automation

IEE · 12 2011

57


PRAXIS Mobile Automation

Branche vor der Haustür, befindet sich

mit seinem riesigen Bedarf an Ausrüstungen

aktuell noch in Warteposition. Die

Nachfrage in den Industrieländern ist

weiterhin verhalten und wird es laut Expertenmeinung

auch mittelfristig bleiben.

Die Zeiten, in denen Europa, Nordamerika

und Japan gemeinsam zwei Drittel der

Weltnachfrage nach Baumaschinen ausmachten,

sind passé. Schon heute wird

von allen weltweit produzierten Baumaschinen

fast jede zweite in China abgesetzt.

Die Verschiebung der Märkte treibt

die Internationalisierung der Unternehmen

und ihre Lokalisierung in Boomregionen

voran. „Mit reinen Verkaufstätigkeiten

ist es heute nicht mehr getan“, sagt

beispielsweise Klaus Beer, Geschäftsführer

des mittelständischen Baustoffmaschinenherstellers

Hazemag. „Man muss

auch da produzieren, wo die Märkte

sind“. Die Hazemag verfügt neben ihrem

Stammsitz in Dülmen bereits über Produktionsstätten

in China, in Nord- und in

Südafrika und ist gerade dabei ein Werk

in Brasilien zu eröffnen. Das Unternehmen

ist kein Einzelfall. Außenhandelsstatistik

und Exportzahlen geben nur noch

bedingt darüber Auskunft wie international

die deutsche Bau- und Baustoffmaschinenindustrie

bereits in der Breite aufgestellt

ist.

Neue Art der Agrartechnik

Die technologische Entwicklung von

Landmaschinen und Traktoren richtet

sich nach den Zwängen, die sich durch

die steigende Weltbevölkerung und die

Verstädterung ergeben. Durch die stetig

steigende Nachfrage nach Nahrungsmitteln

und Energie bei gleichzeitig tendenziell

schrumpfenden Agrarflächen wird ein

Bedarf für Maschinen geschaffen, welche

eine hochgradig effiziente und nachhaltige

Produktionsweise ermöglichen. Folglich

spielen in den Entwicklungsabteilungen

der Agrartechnik-Unternehmen Anforderungen

wie die Effizienzsteigerung

durch Ertragssteigerung beziehungsweise

Senkung des Arbeitsaufwands und Nachhaltigkeit

— beides häufig auch aneinander

gekoppelt – eine wichtigste Rolle.

Ein großer Teil der heutigen Neuerungen

in der Agrarindustrie beruht auf dem

ISOBUS-Standard, einer Schnittstellendefinition

zwischen Traktor und Gerät. Dieser

Standard definiert die physikalischen

Eigenschaften des Netzwerks, der Stecker,

58 IEE · 12 2011

Leitungen, Teilnehmer, Datenformate, damit

die Geräte untereinander Daten austauschen

können. Beispielsweise kann

mittels ISOBUS ein Anbaugerät wie ein

Kartoffelroder seine Effizienz steigern, indem

er den vorausfahrenden Traktor angepasst

an den Schlupf des Krautbandes,

die Separatorauslastung und den Füllstand

des Grabbandes steuert, anstatt wie

klassischerweise umgekehrt.

Dominiert wird dieser Trend durch die

Elektronisierung, gefolgt von der Weiterentwicklung

der Maschinen und der Arbeitsabläufe

sowie der Verwendung von

alternativen Energiequellen, wobei hier

generell die Übergänge fließend sind. Angetrieben

wird die Weiterentwicklung dabei

wechselseitig von Markt und Herstellern,

aber auch von der Gesetzgebung.

Der Trend bringt jedoch auch neue Herausforderungen

mit sich. Insbesondere

um die Elektronisierung und Mechatronisierung

zukünftig immer stärker nutzen

zu können, muss eine Technik entwickelt

werden, die es den Maschinen ermöglicht,

auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren

zu können. Zum heutigen Zeitpunkt

würde beispielsweise ein fahrerloser Traktor

oder Mähdrescher auf einem frei zugänglichen

Feld noch eine unkalkulierbare

Gefahr für Mensch und Tier darstellen.

Außerdem darf mit steigender Komplexität

der Maschinen auch die Schulung der

Fahrer oder Bediener nicht außer Acht gelassen

werden. Dies bezieht sich nicht nur

auf die generelle Fähigkeit die Maschinen

bedienen zu können, sondern insbesondere

auch auf das ‚Troubleshooting‘ im Falle

eines Ausfalls oder einer Störung der

Technik. Noch konzentriert sich die Weiterentwicklung

der Maschinen auf das

Optimieren und Präzisieren der maschinellen

Komponenten.

Systeme für die mobile Automation

Der Bereich der mobilen Automation von

Landmaschinen, Kommunalfahrzeugen

und Baumaschinen wurde, im Gegensatz

zum PKW- oder LKW-Markt, noch vor

einigen Jahren eher stiefmütterlich behandelt.

Die voran genannten Zahlen und

Trends zeigen jedoch, dass sich dies zukünftig

ändern wird. Dazu beitragen wird

im Landmaschinenbau die von der Europäischen

Union gestellten gesetzlichen Bestimmungen

an die Agrarwirtschaft. Im

Bereich der Kommunalfahrzeuge und

Baumaschinen geht es häufig darum, Hy-

draulikantriebe mit großen Kräften optimal

zu steuern und zu regeln. Dafür sind

in Zukunft aufeinander abgestimmte Automatisierungssysteme

gefragt. Die stetig

wachsende Zahl mechatronischer Einheiten

in der mobilen Automation zeigt es

mehr als deutlich. Immer komplexer werdende

Technologien machen es erforderlich,

dass einzelne Soft- und Hardwarekomponenten

optimal aufeinander

abgestimmt sind. Der Trend ist klar: Der

Systemgedanke setzt sich auch im Bereich

der mobilen Automation durch.

Bei den Systemanforderungen ist der Vergleich

zu der industriellen Automation

nur bedingt möglich. Aufgrund der herrschenden

klimatischen Bedingungen gelten

für die Steuerungshardware gesonderte

Richtlinien. Zusätzlich wird eine robuste

Gehäuseausführung, die Schutzart

IP 67 und ein Betriebstemperatur-Bereich

von -30 bis +85 °C verlangt. Auch die Anforderungen

an die Steuerungssoftware

sind vielseitig und anspruchsvoll. Für

landwirtschaftliche und Kommunalfahrzeuge

bedeuten einen intelligente Traktionskontrolle

mehr Fahrkomfort und

mehr Ökonomie. Zur Optimierung des

Saatgutes, Düngers und der Pflanzenschutzmittel

sollen die Steuerungen in der

Lage sein, über GPS praktisch auf den

cm² genau die richtige Menge zu dosieren.

Bei diesen Systemen stehen auch erhöhte

Anforderungen an die Systemstabilität

und an die Sicherheit im Vordergrund.

Trotzdem ist auf dem Feld der

mobilen Automation noch viel Platz für

neue Entwicklungen. In der Vergangenheit

wurde dies recht stiefmütterlich behandelt.

Sei es beim Einsatz von Sensoren,

der Kommunikation zwischen Bedienund

Endgeräten, der Steuerungs- und Informationstechnologie

oder der Ausstattung

des Cockpits einer mobilen Maschine.

Es geht jedoch nicht immer nur um

das reine Steigern von Leistung. Auch Bedienkomfort

durch eine bessere Übersicht

über die Anzeigegeräte, Ergonomie, Sicherheit

und Umweltverträglichkeit stehen

im Fokus.

Autor

Harald Wollstadt,

ist Chefredakteur der IEE.

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www.all-electronics.de

Link zum VDMA


Das Automobil

muss sauberer

und energiesparenderwerden.

Es geht nicht

nur um Mobilität,

wenn wir

von Elektroautos

reden.

Auch LKWs und

Traktoren müssen

grüner werden.

Grün bauen

und pflanzen

Harald Wollstadt,

ist Chefredakteur der IEE.

KOLUMNE

Das 20. Jahrhundert war geprägt vom Siegeszug des Automobils.

In vielen Ausprägungen ist es unentbehrlich geworden.

Ob als Lastkraftwagen im Güterverkehr, als Landmaschine

oder wie heute als Personenkraftwagen. Aus unserem Alltag

ist dieses liebgewonnene Fortbewegungs- und Arbeitsmittel nicht

mehr wegzudenken.

Doch wie lange kann diese Liaison noch gutgehen? Das eine Ausweitung

westlicher Mobilitätsmuster auf die gesamte Welt katastrophale

Konsequenzen hätte, ist eine Binsenweisheit. Um uns weiter

dienen zu können, muss das Automobil sauberer und energiesparender

werden. Doch auch in zehn Jahren werden nicht alle Autos mit

grünem Strom betrieben werden – und schon gar nicht alle Lkws

und Traktoren. Und diese sind enorm wichtig.

Man bedenke, dass derzeit sieben Milliarden Menschen auf der

Erde leben – 2050 werden es bis zu zehn Milliarden sein. Vor allem

in Asien und Afrika wächst die Bevölkerung rasant, während die

Industrieländer Rückgänge verzeichnen (Ausnahme: USA). Diese

Entwicklung provoziert Konflikte. Denn wo die Zahl der Einwohner

wächst, steigt der Bedarf an Wasser, Rohstoffen und Wohnraum.

Die global agierende Ernährungsindustrie fördert die Verbreitung

westlicher Essgewohnheiten – der sogenannten Nutritional Transition

– weiter bis in die Schwellen- und Entwicklungsländer hinein.

Auch der stetig steigende Marktanteil von ökologisch erzeugten Lebensmitteln,

erfordert eine gewisse mobile Technik. Zudem kommt,

dass der Gesellschaftswandel auch in den Räumen offenbar wird,

die die Menschen bewohnen oder in denen sie arbeiten. So müssen

die Räume auf denen wir leben und arbeiten neu erdacht werden.

Bereits heute werden in den 40 sogenannte Mega Regions zwei Drittel

des weltweiten Bruttoinlandsprodukts erzeugt. Die größten dieser

Areale sind Greater Tokyo und der Gürtel von Boston bis Washington.

In ihrem Zentrum stehen oft sogenannte Megacities (Städte

mit mehr als zehn Millionen Einwohnern). Und der Trend zu

Megacities setzt sich fort. Diese wiederum wollen erbaut werden.

Ganz zu schweigen von der damit verbunden Verkehrsentwicklung.

Was ich damit ausdrücken möchte, ist, dass der Hype um das

Elektroauto gut und schön ist, dass er aber auch einhergehen muss,

mit der Überlegung, dass das Automobil anfangs mehr ein Arbeitsmittel

war. Auch LKWs, Traktoren und mobile Arbeitsmaschinen

müssen gleichfalls auf eine grüne Antriebstechnik umgestellt werden.


Bildquelle: alle Bilder Kontron

PRAXIS Mobile Automation

In-Vehicle-Computer erkennt die Fahrspur exakt

Wie auf Schienen

Mit einem optischen Führungssystem können Busse so nah an die Haltestelle heranfahren,

dass Fahrgäste komfortabler ein- und aussteigen können. Denn das Führungssystem

steuert den Bus auf weniger als 5 cm an die Haltestelle heran. Die anspruchsvolle

Berechnung dafür übernimmt ein In-Vehicle-Steuerungscomputer, der auf langzeitverfügbaren

und robusten PC/104-Plus-Boards basiert.

Busse sind in vielen Städten und

Kommunen das bevorzugte

Transportmittel im ÖPNV. Damit

sie auch intensiv genutzt werden,

möchten die Betreiber das Angebot gegenüber

alternativen Verkehrsmitteln

möglichst attraktiv machen. Jedoch ha-

60 IEE · 12 2011

Ein möglichst barrierefreier

Abstand zwischen Bus und Haltestelle

macht den Ein- und Ausstieg

nicht nur sicherer und komfortabler,

sondern auch schneller.

ben Busse eine Schwachstelle: Der nicht

definierte Abstand zwischen Haltestelle

und Bus. So kann ein zu großer Abstand

zwischen Bus und Haltestelle zur Stolperfalle

für Passagiere werden – vor allem

für Rollstuhlfahrer oder Fahrgäste mit

Kinderwagen oder Trolleys. Außerdem

muss der Fahrer vermeiden, gegen den

Bordstein zu fahren. Denn das kann insbesondere

bei hochgelegten Haltestellen,

die für einen ebenerdigen Einstieg sorgen

sollen, zu teuren Schäden an Fahrzeug

und Reifen führen. Zudem ist das Anecken

für die Fahrgäste nicht gerade an-


[1]

genehm und kann auch dazu führen, dass

sie sich verletzen. Besonders problematisch

ist, dass der Fahrer gerade im Haltestellenbereich

gefordert ist: Er muss nicht

nur auf potenzielle Gefahrensituationen

für und durch Insassen und wartende

Fahrgäste achten sowie aufmerksam den

umliegenden Verkehr beobachten, sondern

sich auch auf den präzisen Lenkvorgang

konzentrieren, um die Haltestelle

möglichst genau anzufahren. Und das etliche

Male pro Schicht.

Fahren wie auf Schienen

Um den Busfahrer in dieser kritischen Situation

zu entlasten, sowie die Sicherheit

und den Komfort der Fahrgäste zu verbessern,

hat Siemens das optische Führungssystem

Optiguide entwickelt. Das

System steuert den Bus mit einem Abstand

von weniger als 5 cm an die Haltestelle.

Es nutzt dafür spezielle Fahrbahnmarkierungen

für die Orientierung. Dazu

sind in den Bussen eine Videokamera an

der Fahrzeugfront und ein Steuerungscomputer

installiert. Der Fahrer kann den

Lenkvorgang ganz dem System überlassen

und muss sich nur noch – ganz wie in

Schienenfahrzeugen – um Gas und Bremse

kümmern. Möglich ist dies bis zu einer

Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h.

Weniger Kosten, mehr Fahrgäste

Mit seinem kompakten, modularen Aufbau

und zahlreichen Ein- und Ausgängen

kann das Führungssystem in alle Busse

integriert werden: vom klassischen Dieselfahrzeug

über Hybridbusse bis zum

Oberleitungsbus (Trolley-Bus). Die maximale

Fahrzeuglänge liegt bei bis zu 24 m.

Aufgrund der einfachen Installation und

den leicht aufzubringenden Fahrbahnmarkierungen

betragen die Kosten für die

Infrastruktur im Höchstfall rund ein Drittel

im Vergleich zu Schienensystemen. Ein

netter Nebeneffekt wird durch die automatische

Buslenkung ebenfalls erzielt.

Denn durch die Fahrbahnmarkierungen

des Führungssystems können sich auch

die Fahrgastzahlen erhöhen. Untersuchungen

haben ergeben, dass Fahrgäste

durch optische Landmarken wie Oberleitungen,

Schienen oder eben auch spezielle

Fahrbahnmarkierungen öffentliche Transportmittel

besser annehmen und verstärkt

nutzen, weil das Leistungsversprechen

dadurch stets präsent ist und damit auch

als Angebot wahrgenommen wird.

Die Fahrbahn fest im Visier

Die Kamera in der Fahrzeugfront nimmt

kontinuierlich einen definierten Bereich

vor dem Fahrzeug auf. Die Videosignale

werden dann im Steuerungsrechner in

Echtzeit verarbeitet, um die spezifischen

Fahrbahnmarkierungen zu erkennen. Mit

diesen Informationen berechnet das System

die aktuelle Position. Das allein reicht

allerdings noch nicht für die Berechnung

der gewünschten Fahrkurve, um die Haltestelle

exakt anzufahren. Hierzu muss

das System noch auf weitere Fahrzeugparameter

zurückgreifen. Zu den zu analysierenden

Werten zählen beispielsweise

die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit,

die Gierrate (Drehrate um die Fahrzeughochachse)

sowie die aktuelle Radstellung

beziehungsweise der Lenkradwinkel.

Um diese Daten auslesen zu können und

den Hilfsmotor an der Lenksäule anzu-

PRAXIS Mobile Automation

[1] Das Führungssystem nutzt Informationen von

Videokamera und verschiedenen Sensoren, um

den Bus automatisch zu lenken.

steuern, der dann das Fahrzeug vollautomatisch

an die Haltestelle lenkt, muss der

Steuerungsrechner in die vorhandenen

Bussysteme der Fahrzeuge integriert sein.

Der Fahrer ist allerdings weiterhin verantwortlich

für Gas- und Bremse. Für

Notfälle ist es jederzeit möglich, die automatische

Lenkung durch manuelles Eingreifen

zu übernehmen, sodass der Fahrer

bei plötzlich auftauchenden Hindernissen

schnell ausweichen kann.

Hohe Rechenleistung gefordert

Diese Leistungsbeschreibung lässt bereits

erkennen, dass die benötigte Verarbeitungskapazität

im Vergleich zu anderen

Fahrdynamik-Regelsystemen wie ESP

oder ABS höher ist. Denn das System

muss nämlich nicht nur die dynamischen

Fahrzeugparameter in seine Berechnungen

einbeziehen, sondern parallel auch

den Videostream auswerten. Zum Einsatz

kommen deshalb langzeitverfügbare Embedded-x86er-Prozessoren.

Denn sie bieten

sowohl die benötigte flexibel adjustierbare

Rechenleistung, um Video- und

Sensordaten in Echtzeit auszuwerten, als

auch die passenden Entwicklungswerkzeuge,

Tools und Algorithmen für die Videodaten-Analyse.

Zudem gibt es auch

ein großes Angebot an serienfertigen

Hardware-Komponenten (components

off the shelf, Cots), was die Entwicklung

effizient und kurz hält.

Kleiner Formfaktor gefragt

Da der Steuerungsrechner in die vorhandene

Fahrzeug-Infrastruktur eingebunden

werden muss, sollte das System klein sein,

damit es sich leicht in unterschiedliche

Busaufbauten integrieren lässt. Typische

Anforderungen im Verkehrswesen sind

zudem ein zuverlässiger Betrieb, hohe

Verfügbarkeit und lange Lebensdauer. Eine

der wichtigsten Voraussetzungen dafür

ist ein geschlossener Systemaufbau ohne

anfällige Lüfter, die die Mean Time Between

Failure (MTBF) des Systems ne- ➜

IEE · 12 2011

61


PRAXIS Mobile Automation

[2] [3]

[2] Der PC/104-Plus-Singleboard-Computer ist

das Gehirn des optischen Führungssystems.

[3] Die Framegrabber-Karte ergänzt den Single

Board Computer und wird einfach auf ihn aufgesteckt.

gativ beeinflussen. Auch muss das System

den Umgebungsbedingungen gewachsen

sein. Eine hohe Resistenz gegen Schocks

und Vibrationen, wie sie durch Schlaglöcher

oder Motorvibrationen auftreten,

war ebenso gefordert wie eine hohe Unempfindlichkeit

gegen hohe und niedrige

Temperaturen und eine gute Elektromagnetische

Verträglichkeit (EMV).

Klein, robust und erweiterbar

Für die Umsetzung bot sich ein embedded

Formfaktor an, da er alle Anforderungen

erfüllte: PC/104. Mit 90 mal 96 mm ist

PC/104 einer der kompaktesten Formfaktoren.

Der Formfaktor verfügt zudem

über ein umfassendes Angebot nicht nur

an CPU-Boards, sondern auch an Erweiterungskarten.

Außerdem pflegt ein unabhängiges

Konsortium den Formfaktor

und er ist seit der Veröffentlichung der

Spezifikation 1982 am Markt etabliert.

Dadurch profitierte Siemens Transportation

SAS von einer schlank gehaltenen

Hardware-Entwicklung auf Board- und

Systemlevel. Die erforderlichen Baugruppen

konnten allesamt am Cots-Markt bezogen

werden, waren schnell zusammengesteckt

und die Entwicklung auf dem

Zielsystem konnte quasi sofort beginnen.

Außerdem gibt es von Seiten des Gehäuseaufbaus

Standardlösungen. Siemens

entschied sich jedoch, das Gehäuse-Design

individuell aufzubauen, um so eine

kompakte und platzsparende Lösung zu

erhalten.

62 IEE · 12 2011

Für Automotive ausgelegte Komponenten

Als Komponenten wählte Siemens den

PC/104-Plus-Single-Board-Computer Microspace

MSM800SEL sowie die Framegrabber-Karte

Microspace MSMG104+

von Kontron Compact Computers, die

seinerzeit noch unter Digital Logic firmierte.

Beide Boards kennzeichnen sich

durch ihre hohe thermische, mechanische

Resistenz sowie gute EMV und unterstützten

auch das favorisierte Echtzeit-

Betriebssystem QNX.

Dieses Betriebssystem wird nicht von jedem

Embedded-Hersteller mit Treibern

für seine Boards unterstützt. So profitierte

Siemens Transportation SAS von einem

Partner, der aus einer Hand beide Boards

liefern konnte und der zudem auch über

profundes Betriebssystem-Know-how für

Automotive- und In-Vehicle-Applikationen

verfügt. Diese Konstellation verringerte

den Aufwand beim Lieferantenmanagement.

Erweiterter Temperaturbereich

Der eingesetzte Single-Board-Computer

(SBC) basiert auf dem energieeffizienten

AMD-Geode-LX-Prozessor. Mit seinem

erweiterten Temperaturbereich von -25

bis 70 °C ist er für den harten Einsatz in

Bussen geeignet. Die 500 MHz Rechenleistung

des Embedded SBCs ist mehr als

ausreichend, um unter allen Einsatzbedingungen

die Busse bis zu einer Geschwindigkeit

von 70 km/h sicher zu

steuern. Für die Verfügbarkeit ist prozessorseitig

noch bis mindestens 2015 gesorgt.

Die Framegrabber-Karte kennzeichnet

sich sowohl durch ihre hohe

MTBF von 200 000 Stunden sowie ihre

hohe thermische Resistenz von bis zu -40

bis 85 °C.

Seit zehn Jahren im Einsatz

Mittlerweile sind beide PC/104-Plus-

Boards seit über zehn Jahren in dem optischen

Führungssystem integriert. Zum

Einsatz kommen sie in verschiedenen

Buslinien in Frankreich, Spanien und Italien

und haben sich bei den Flotten-Betreibern

als zuverlässige, ausfallsichere

und effiziente Lösung bewiesen. Derzeit

plant Siemens Transportation Systems

SAS ein Upgrade für das vorhandene System.

Der PC/104-Plus-Formfaktor bleibt

dabei der Formfaktor der Wahl, da man

so die mechanische Hardwarekonfiguration

weiter nutzen kann.

Dass sich der Formfaktor weiterhin gut

am Markt schlägt, liegt insbesondere an

dem aktuellen Trend in der Prozessortechnologie

hin zu Small-Form-Factor-

Prozessorplattformen mit geringem Leistungsbedarf.

Von Vorteil gegenüber ähnlich

kleinen Formfaktoren ist zudem

durch das breite Angebot an

Cots-I/O-Erweiterungskarten, mit dem

sich auch in Zukunft viele individuelle

Systemlösungen schnell mit Standardbaugruppen

umsetzen lassen.

Autoren


Andres Kammermann

ist Product Marketing Manager bei Kontron.

Denis Marchand

ist Optiguide Business Manager bei Siemens Industry

– Mobility in Frankreich.

infoDIREKT 781iee1211

www.all-electronics.de

Link zum SBC

Link zum Framegrabber


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IEE · 12 2011

63

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Bildquelle: Bressner

PRAXIS Mobile Automation

Embedded-System

Maßgeschneiderte

Industrierechner-Lösung

Bressner: Mit der neuen Vertriebspartnerschaft

mit VIA Technologies,

Taipei/Taiwan hat das Systemhaus

sein Produktspektrum auf

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REDAKTION

Dipl.-Ing. Harald Wollstadt (hw), Chefredakteur (v. i. S. d. P.),

Tel. +49 (0) 6221489-308, Fax +49 (0) 6221489-482

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Dipl.-Journalistin (FH) Melanie Feldmann (mf) Tel. -463

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VERLAG

Impressum

Hüthig GmbH, Im Weiher 10, 69121 Heidelberg,

Tel.: 06221/489–0, Fax: 06221/489–481, www.huethig.de

Handelsregister-Nr. 703044

Geschäftsführung: Fabian Müller

Verlagsleitung: Rainer Simon

Vertrieb: Stefanie Ganser

Produktmanager Online: Philip Fischer

Leser-Service:

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Tel.: 06123/9238–257, Fax: 06123/9238–258

Abonnement-Service:

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64 IEE · 12 2011

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56. Jahrgang

ISSN 1434-2898

aufgebaute Embedded-Systeme

(BTO bzw. Built to Order) und maßgeschneiderte

Industrierechner-

Lösungen gestellt. Es umfasst insbesondere

energieeffiziente Single-

Board-Computer in allen gängigen

Embedded-Formfaktoren – vom

COM-Express- und Mini-ITX-Format

bis zum kompakten Mobile-ITX

Board mit 6 x 6 cm sowie Embedded-Chassis,

lüfterlosen Box-PCs

und Panel-Computern.

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www.all-electronics.de

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Bildquelle: Deditec

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Redaktion: Telefon: 062 21/489–308, Fax:–482

Anzeigen: Telefon: 06221/489–363, Fax:–482

Abonnement- und Leser-Service:

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Leitung Herstellung: Horst Althammer

Art Director: Jürgen Claus

Layout: Karin Köhler

Druck: Vogel Druck und Medienservice GmbH & Co. KG,

Leibnizstr. 5, 97204 Höchberg

Erscheinungsweise: 10 Ausgaben jährlich

Bezugsbedingungen/Bezugspreise 2011

(unverbindliche Preisempfehlung):

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Inland €179,00; Ausland €188,00;

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© Copyright Hüthig GmbH 2011, Heidelberg. Eine Haftung für die

Richtigkeit der Veröffentlichung kann trotz sorgfältiger Prüfung durch

die Redaktion, vom Verleger und Herausgeber nicht übernommen

werden. Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen

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gelten die Allgemeinen Geschäftsbedingungen für Autorenbeiträge.

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realisiert. Die Schaltspannung beträgt

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Frankreich, Belgien:

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Sophie Lallonder

12, allée des Crételles

F-37300 Joué-Lès-Tours

Tel.: +33/2/47 38 24 60, Fax: +33/2/90 80 12 22

E-Mail: sophie.lallonder@wanadoo.fr

Schweiz, Liechtenstein:

pms plantenberg media service GmbH

Marcus Plantenberg

Andreas-Kasperbauer-Straße 34

D-85540 Haar

Tel.: +49 (0)8955079909, Fax: +49 (0) 8955079908

E-Mail: info@pms-plantenberg.de

Großbritannien, Irland, Kanada, USA:

Marion Taylor-Hauser,

Max-Böhm-Ring 3

D-95488 Eckersdorf

Tel.: +49/921/31663, Fax: +49/921/32875

E-Mail: taylor.m@t-online.de

Angeschlossen der Informationsgemeinschaft

zur Feststellung der Verbreitung

von Werbeträgern (IVW), (Printed in Germany)

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können Sie dem jederzeit mit Wirkung für die Zukunft unter

leserservice@huethig.de widersprechen.


Die IEE Redaktion bespricht

Nachgeschaut

TV-Kritik

➜ Hitec: Space Shuttle – Das Ende einer Ära

Die Sendung berichtet von den Vorbereitungen

der letzten beiden Shuttle-Starts und zeigt, welche

Folgen die Abwicklung der Technik-Ikone

hat.

So. 22. November 2011, 16:00 Uhr, 3sat

Im Mai 2011 startete die Raumfähre Endeavour

zum letzten Flug eines Space-Shuttles. In seiner

30-jährigen Geschichte soll das Programm 114

Milliarden US-Dollar verschlungen haben. Alleine

pro Start sollen es laut unabhängigen Schätzungen

1,5 Milliarden US-Dollar sein. Unsummen,

die sich Amerika nicht mehr leisten will.

Jetzt sollen kommerzielle Anbieter effizienter

Wege finden Menschen und Material in den erdnahen

Orbit zu bringen. Bis dahin fliegen die

amerikanischen Astronauten mit den russischen

Sojus-Raketen. 60 Millionen US-Dollar kostet

das Flugticket in den Weltraum pro Astronaut.

Außerdem gibt es Pläne unbemannte Raketen in

den Weltraum zu schicken. Denn vor allem die

Sicherheit der Crew machte die bisherigen Flü-

Die IEE Redaktion empfiehlt

Technik fürs Sofa

TV-Vorschau

Mo., 12. Dezember 2011

➜ Die Weltfabrik – Wo Kinderbücher und Herrensocken

entstehen

Immer mehr Alltagsgüter werden global produziert

und reisen dabei um die ganze Welt. So

beginnt in Benin, Westafrika, die lange Reise einer

deutschen Herrensocke. Bis sie schließlich

im Vertrieb landet, passiert sie insgesamt dreimal

die Straße von Gibraltar.

5:40 Uhr, 3sat

➜ Mega-Maschinen: Meilensteine der Technik

Gigantische Maschinen, die für logistische Spezialeinsätze

benötigt werden, stehen im Mittelpunkt:

Ein Hoovercraft der US-Navy, der größte

hydraulische Bagger weltweit sowie eine gigantische

Bohrmaschine, deren schwingende Roboterarme

einem Science-Fiction-Film entstammen

könnten.

21:15 Uhr, N24

Bildquelle: Nasa/Sandra Joseph, Kevin O‘Connell

ge so teuer. Wissenschaftler sehen diese Pläne

skeptisch. Mit einer unbemannten Fähre käme

man bis zur ISS, aber dabei bewege man sich auf

bekannten Terrain. In der Wissenschaft gehe es

aber darum, die Grenzen zu überschreiten, und

dabei sei der Mensch einfach unverzichtbar.

Auf die Menschen fällt ebenfalls der Blick des Beitrags.

Mit dem Ende der Shuttle-Flüge bricht im

Osten Floridas ein ganzer Wirtschaftszweig zusammen.

Nicht nur die Nasa selbst brauch weniger

Techniker und Ingenieure, auch die Zulieferer

Mi., 14. Dezember 2011

➜ Hitec: Die geheimen Baupläne der Natur

Die Bionik ist eine Allianz zwischen den Natur- und

den Ingenieurwissenschaften. Sie versucht, komplexe

Systeme wie Ameisenvölker oder Fischschwärme

zu verstehen. Dieses Wissen soll helfen,

logistische Systeme oder Produktionsprozesse

effizienter zu machen.

14:02 Uhr, ZDFinfo

➜ Deutscher Zukunftspreis 2011 – Preis des

Bundespräsidenten für Technik und Innovation

Der Deutsche Zukunftspreis gilt zukunftsweisenden

Ideen, die zu marktreifen Projekten entwickelt

wurden. Seit 1997 wird der mit 250 000 Euro dotierte

Preis verliehen.

22:15 Uhr, ZDF

Bildquelle: fotolia.com

TECHNIK Medien für Techniker

und Partnerfirmen haben nicht mehr viel Gründe

ihre Standorte dort zu halten. Welche Auswirkungen

das auf die Region und das dort versammelte

Wissen hat, lässt sich nicht abschätzen.

Bei all der Bewunderung und Faszination spart

der Beitrag aber auch die Schattenseiten des

Space-Shuttle-Programms nicht aus. Zwei

Space-Shuttles kehrten nicht sicher auf die Erde

zurück. 1986 explodierte die Challenger nur 73

Sekunden nach dem Start. 2003 zerbrach die

Columbia beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre

70 km über Texas. 14 Astronauten starben

bei den beiden Unglücken. Deswegen legt

die einen weiteren Schwerpunkt auf das Hitzeschild,

das Raumfähre und Astronauten vor den

über 1 900 °C beim Wiedereintritt schützt.

IEE-Fazit: Ein klein bisschen wehmütig erzählt

die Sendung die Geschichte des Space Shuttles

und begleitet es bis zu seiner letzten Landung.

Fünf von sechs IEE-Punkten für einen schönen

Überblick über Technik, ihre Probleme aber auch

die Träume, die dahinter stehen.

Do., 22. Dezember 2011

➜ Moderne Wunder: Technik der 90er

Es war das Jahrzehnt der Dotcom-Unternehmen.

Erstmals konnte man mit einem Mausklick einkaufen,

Informationen suchen und online surfen.

In der Sendung geht es zurück zum Ende des

20. Jahrhunderts, zur Entstehung der Technologien,

die heute selbstverständlich erscheinen.

Ob DVD, Festplattenrekorder oder GPS - all diese

Techniken entstanden in den 90er Jahren.

15:15 Uhr, ZDFinfo

Mi., 28. Dezember 2011

➜ Evolution Cyborg – Auf dem Weg zur Mensch-

Maschine

In einigen Bereichen der Medizin ist es gelungen,

den menschlichen Körper mit elektronischen

Bauteilen zu ergänzen, um beispielsweise

ertaubten Patienten das Hören wieder zu ermöglichen

oder Blinden ein rudimentäres Sehvermögen

zurückzugeben. Die Forschungen auf

diesem Gebiet stehen allerdings noch am Anfang.

10:30 Uhr, ZDFneo

IEE · 12 2011

65


Bildquelle: Snapfoto105 – Fotolia.com

VORSCHAU Firmenverzeichnis

Vorschau auf IEE 1/2-12

Vom Rohr bis zur Steuerung

Mehrprodukte-Anlagen in der chemischen Industrie

stellen bei den Produktwechseln hohe

Ansprüche an die eingesetzte Automatisierungsund

die Prozessleittechnik. Das gilt keineswegs

nur für den mechanischen Umbau. Ein für solche

komplexe Einsatzfälle maßgeschneidertes Prozessleitsystem

kann hier zur Arbeitserleichterung

beitragen.

Inserenten

B&R 29, 33

Balluff 5

Bernstein 47

Decision 63

Dold 7

Emba-Protec 2.US

ESD 59

Frizlen 55

Indu-Sol 53

Unternehmen

@-yet 30

Apriso 25

Arcolectric 36

Basler 33

Baumer 10, 29

Baumüller 46

Beckhoff 47

Bernstein 10

Biocote 36

Bressner 64

CiA 48

Comp-Mall 32

Contrinex 54

Copa-Data 10, 25

Coscom 25

Deditec 64

Dostmann 47

EAO Lumitas 37

Eckelmann 33

Emtron 54

FDI Cooperation 8

Festo 55

Gefran 10

Gogatec 29, 54

Graf-Syteco 10

66 IEE · 12 2011

Bildquelle: Nürnbergmesse

Vorbericht Embedded World 2012

Vom 28. Februar bis 01. März 2012 treffen sich

die Embedded-Fachleute wieder in Nürnberg. Der

Messeveranstalter hofft auf eine ebenso erfolgreiche

Messe wie 2011. Den die Embedded World

ging 2011 mit einem Besucher- und Ausstellerrekord

die zu Ende. 803 internationale Aussteller,

ein Plus von 10 % zum Vorjahr, und 19 022 Fachbesucher

aus aller Welt waren gekommen.

Inducoder 45

Industrial Computer Source 37

Ixxat 31

Lenord, Bauer & Co. 9

Micro-Epsilon 3

MKU 51

Phoenix Contact 21

Reikotronic 63

RS Components 4.US

Groschopp 52

HBM 25, 47

IDS 32

IFM Electronic 10, 54

Industrial Computer Source 32

Innominate 10

Jokab Safety 26

Kollmorgen 10

Kontron 10, 37, 60

Lead 36

Lenze 10, 38, 42

Leuze Electronic 10

Meurer 37

Moxa 46

MSC 36

National Instruments 33

Netmodule 54

ODVA 48

Patlite 29

PKP 55

PNO 48

Procom 36

Profibus & Profinet International 10

Prosoft 55

PTC 8

Bildquelle: Liba Maschinenfabrik

Es muss nicht immer Metall sein

Kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) werden

auch für die metallverarbeitende Industrie immer

interessanter. Denn aus diesem Stoff sind die

Leichtbauträume von morgen. Doch weder die

Maschinen noch das Ingenieurdenken lassen sich

von heute auf morgen von Aluminium auf die

Carbonfaserkunststoffe umstellen. Neue Werkzeuge

und Produktionsprozesse sind gefragt.

Spectra 23

T-T Electric 50

TWK-Elektronik 36

Dieser Ausgabe liegen Prospekte folgender Firma bei:

Ethernet Powerlink Standardization Group

Rittal 10

RS Components 36

Schneider Electric 36

Sick 44

Siemens 25, 54, 60

SSV 10

TCI 10, 37

TL Electronic 32

VDE 8

VNO 48

Westermo 10

Wieland Electric 10

Wireless Netcontrol 25

Yaskawa 10


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