Industrielle Automation 5/2016

industrielleautomation.net

Industrielle Automation 5/2016

19239

5

www.industrielle-automation.net

Oktober 2016

Ausfallsichere Leitungen

gewährleisten zuverlässige

44Energie- und Datenübertragung

Präzise Durchfluss-Messtechnik

behält in der industriellen

14Gipsproduktion alles im Blick

Digitalisierung erhöht die

Effizienz im Steuerungs- und

46Schaltanlagenbau

Industrielle Bildverarbeitung:

Vision-basierte Robotik,

53Objektive, Kameras & Co.


www.vision-messe.de

Ob neues Produkt oder

Video-Interview –

bei uns verpassen Sie nichts!

Wir berichten live von der

VISION 2016 in Stuttgart,

der Weltleitmesse für

Bildverarbeitung:

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www.facebook.com/inautomation

Klicken Sie vom 8. - 12. November 2016 rein!

VISION TO WEB

Besuchen Sie uns auf der

VISION, Halle 1, Stand A 21


EDITORIAL

Teamarbeit

Liebe Leserin, lieber Leser,

nicht selten können wir sagen, dass wir eine Aufgabe gemeinsam, also

im Team gemeistert haben. Welchen Teil auch immer ein einzelner dazu

beiträgt, sind die meisten Erfolge letztendlich kollektiv entstanden.

Genauso ist es auch in technologischer Hinsicht. Für viele Aufgabenstellungen

sind heute keine Einzellösungen mehr gefordert, sondern

sogenannte Systemlösungen. Um beispielsweise eine Messaufgabe zu

bewältigen, kommen verschiedene Komponenten und Geräte zum

Einsatz, die quasi Hand in Hand arbeiten. Sensoren erfassen Daten und

Messgrößen, geben diese an eine übergeordnete Steuerung weiter, sie

lassen sich analysieren und visualisieren und vieles mehr. Betrachten

wir die industrielle Bildverarbeitung (IBV), so arbeiten auch hier

einzelne Systeme wie Kameras, Beleuchtungen, Optik und Softwarekomponenten

als Gesamtsystem zusammen. In unserem Sonderteil

IndustrialVISION (ab Seite 53) finden Sie zahlreiche Applikationsbeispiele

für gelungene Gesamtlösungen. Zudem erfahren Sie, welche

Highlights Sie auf der Messe VISION (8. - 10. November, Stuttgart)

erwarten – vom Sensor bis zum Prozessor, von der Schnittstelle bis zur

Kamera, von der Software bis zur Beleuchtung und natürlich komplette

IBV-Lösungen.

Je mehr Systeme miteinander kommunizieren, desto näher rücken sie

auch an Industrie-4.0-Anforderungen heran. Blicken wir auf die

Sensorik, so werden die klassischen Funktionen zukünftig kaum noch

ausreichen. Sogenannte „Smart Connected Sensoren“ können schon

heute mehr, als eine physikalische Messgröße umwandeln. Neugierig?

Dann werfen Sie einen Blick in die „Vielfalt der Sensoren“ (ab Seite 20).

Lassen Sie sich inspirieren von interessanten Entwicklungen aus der

Welt der industriellen Automatisierung, den Neuheiten der Messe

VISION und vielleicht machen auch Sie sich im November ein persönliches

Bild vor Ort und finden die ein oder andere Komponente als

Gesamtlösung wieder.

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electronica INDUSTRIELLE / München AUTOMATION 4/2014 SPS/IPC/Drives 3

Halle B1 / Stand 325

Halle 7A / Stand 130


INHALT

EDITORIAL

03 Teamarbeit

SZENE

05 News, Aktuelles und Termine

IO-Link eröffnet völlig neue

Perspektiven in hochpräzisen

12Schleifmaschinen

SENSORIK UND MESSTECHNIK

12 IO-Link-Lösung in Schleifmaschine gestaltet Formatwechsel schnell

und einfach

14 Durchfluss-Messtechnik sorgt für einwandfreie Qualität in der industriellen

Gipsproduktion

16 Lichtschrankenbaureihe eröffnet neue konstruktive Freiheiten bei identischen

Montagesituationen

18 Optische Längen- und Geschwindigkeitssensoren sorgen für zuverlässige

Prozesse und präzise Längenzuschnitte

20 Was Sensoren der Zukunft alles können sollten und wie neue digitale

Geschäftsmodelle entstehen

26 Vision- und ID-Lösungen steigern die Qualität einer automatisierten

Kontaktlinsen-Verpackung

28 Produkte, Technologien, Trends

STEUERN UND ANTREIBEN

34 Lebensmittelhersteller setzt auf wartungsarme Frequenzumrichter

36 Produkte, Technologien, Trends

Lichtschranken – Bedienung,

Montage und Visualisierung

16auf hohem Niveau

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

38 Logistik- und Anzeigesystem ermöglicht effiziente Prozesse bei der

Zuckerrübenverarbeitung

40 Werden Feldbusse schon bald vollständig von Industrial Ethernet abgelöst?

– Eine Prognose

42 Produkte, Technologien, Trends

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

44 TITEL Weiterentwicklung von Werkstoffen, Prüfnormen und -verfahren

ermöglicht zuverlässige Energie- und Datenübertragung

46 Worauf Ingenieure beim Thema Daten und ihrer Weiterverarbeitung

achten müssen

48 Produkte, Technologien, Trends

Industrie 4.0-konform:

Was Sensoren der Zukunft

20alles können sollten

SONDERTEIL: INDUSTRIAL VISION

53 Aktuelles, Termine, Applikationen rund und die

industrielle Bildverarbeitung

RUBRIKEN

52 SERIE StartING up – Ein Unternehmen für Industrial Security

82 Impressum, Inserentenverzeichnis

83 Heftvorschau 6/2016

SUMMER OF ENGINEERING

22 „Einfach smart loggen“

Messe VISION 2016:

Trends und Neuheiten der

53industriellen Bildverarbeitung


Polen steht als Partnerland der

Hannover Messe 2017 fest

Polen wird Partnerland der Hannover Messe 2017. Am polnischen

Gemeinschaftsstand auf der diesjährigen Messe unterzeichneten

Paweł Chorazy, Staatssekretär im Ministerium

für Wirtschaftliche Entwicklung, und Jochen Köckler, Mitglied

des Vorstands der Deutschen Messe AG, den Partnerland-Vertrag.

„Die polnische Industrie beeindruckt in zahlreichen

Branchen mit Innovationen und Wachstum“, sagte

Köckler. „Dies ist für Unternehmen und Investoren aus aller

Welt interessant. Die Hannover Messe ist deshalb der geeignete

Ort, um die Stärke der polnischen Wirtschaft in den

Mittelpunkt zu stellen und wirtschaftliche Beziehungen –

besonders auch zwischen Deutschland und Polen – weiter

zu intensivieren.“ Aktuell verfolgt das polnische Ministerium

für Wirtschaftliche Entwicklung ein Programm u. a. zur Reindustrialisierung

und Entwicklung innovativer Unternehmen.

www.messe.de

Fachmesse elektrotechnik 2017 vereint

Gebäude- und Industrieanwendungen

Die im zweijährigen Rhythmus

in den Westfalenhallen Dortmund

stattfindende Fachmesse

‚elektrotechnik‘ schafft einen

attraktiven Marktplatz für Hersteller,

Handel, Dienstleister und

Anwender sowie für F&E. Etwa

400 Aussteller werden vom 15. bis

17. Februar 2017 in fünf Messehallen

das komplette Branchenangebot der Elektrotechnik

und Elektronik in den Schwerpunktbereichen der Gebäudeund

Industrieanwendungen den rund 20 000 erwarteten

Besuchern präsentieren. Das breit gefächerte Spannungsfeld

„Trends & Technologien“ behandelt industrierelevante

Themen wie Schaltschrankklimatisierung, Maschinenrichtlinie

oder Energieverteilung 4.0. Im Spannungsfeld „Automation

& Effizienz“ wird jeweils ganz tägig ein elektrotechnisches

Trendthema aus dem Bereich Industrie aufgegriffen,

unter anderem Automatisierung für Industrie 4.0 und

Instandhaltung 4.0 und Predictive Maintenance.

www.messe-elektrotechnik.de

SCHWINGUNGEN

MESSEN

Überwachung von Vibrationen

Permanentes Monitoring

Analyse und Diagnose

Expert Vibro ist ein sehr kompaktes Messgerät um

Schwingungen an Maschinen, Anlagen und Prüfständen zu

überwachen und zu analysieren. Expert Vibro berechnet

aus transienten Sensorsignalen hochaufgelöste Spektren

und aussagekräftige Kennwerte.

Intelligente Messtechnik

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SZENE

Die Gewinn bringende Seite von Industrie 4.0

Damit aus der Fabrik der Zukunft kein Luftschloss wird, muss der

konkrete Nutzen für Industrie, Mitarbeiter und Gesellschaft stärker

in den Vordergrund treten. Das wird das Thema der Hannover

Messe 2017: „Integrated Industry – Creating Value“. Unternehmen

sind mit technologischen Möglichkeiten konfrontiert, deren Auswirkungen

sie oft nur schwer einschätzen können. Die Messe will

Wege aufzeigen, wie man auch mit begrenzten Ressourcen die

Potenziale der Digitalisierung nutzen kann. Auch wie die Digitalisierung

den Energiemarkt verändern wird, soll präsentiert werden,

z. B. durch „Prosumer“ und virtuelle Kraftwerke. Zulieferunternehmen

zeigen zudem, dass sie schneller, innovativer und individualisierter

sein können. Trotzdem bleibt der wesentliche Faktor für den

Unternehmenserfolg der Mensch: Durch Industrie-4.0-Technologien

werden die Tätigkeiten des Fabrikarbeiters spannender,

abwechslungsreicher – und seine Arbeitszeit damit wertvoller.

www.messe.de

Weltweit führend in der Flüssigkeitsanalyse

Endress+Hauser unterstützt Kunden im Bereich der Flüssigkeitsanalyse

besser als andere Anbieter. Zu diesem Urteil

kommt das US-amerikanische Beratungsunternehmen Frost

& Sullivan nach einer Markt- und Wettbewerbsrecherche.

Grundlage für die Auszeichnung als „Global Company of the

Year“ in der Wasseranalysetechnik ist eine unabhängige

Bewertung durch Analysten. Diese berücksichtigen die visionäre

Innovation und Leistung der Unternehmen sowie ihre

Wirkung auf die Kunden. Endress+Hauser setzte sich in der

Gesamtwertung mit 9,25 von 10 Punkten deutlich von den

Mitbewerbern (8,5 und 7,5 Punkte) ab. „Endress+Hauser bietet

eine umfassende Produktpalette für alle analytischen Parameter,

die zur Überwachung der Wasserqualität nötig sind“, konstatiert

Frost & Sullivan Branchenanalyst Krishnan Ramanath.

Messumformer, Probenehmer und Analysatoren der Liquiline-

Familie sowie Memosens-Sensoren bilden heute eine universelle,

für viele Branchen und Anwendungen geeignete

Plattform für die Flüssigkeitsanalyse – von der einfachen pH-

Messstelle bis zum nasschemischen Analysator für anspruchsvolle

Aufgaben.

www.endress.com

Escha übernimmt Werkzeugbau-Institut

Sensoren zum Erfassen von

Winkeln, Wegen, Neigungen & Vibrationen

n

n

n

n

Schnittstellen von Analog bis PROFIsafe

sowie mit sicheren Schaltkontakten (Nocken)

Ausführungen für Ex-Schutz und große Wassertiefen

Robuster mechanischer Aufbau

Verschleißfreie Messung

Wir stellen aus:

Halle 4A - 111

Rückwirkend zum 1. September 2016 hat Escha wesentliche

Vermögenswerte des Werkzeugbau-Instituts Südwestfalen

(WI.SWF) übernommen und ist zudem eine Kooperation mit

dem Institut eingegangen. Das Institut könne sich nun voll auf

die wissenschaftliche Forschung im Werkzeug- und Formenbau

sowie auf seine Förder- und Verbundprojekte mit Industrie

und Hochschulen konzentrieren, hieß es von dem Steckverbinder-

und Gehäusetechnik-Hersteller. Bereits umgesetzte

Projekte könnten jetzt in die Vermarktung gehen, alle Mitarbeiter

blieben an Bord. Durch die Kooperation will das Unternehmen

seine Kompetenz im Werkzeug- und Formenbau ausbauen. Bis

Ende Oktober soll das Institut von Lüdenscheid ins nahe

Halver, dem Standort von Escha, umziehen. Dort sollen den

Forschern der Werkzeugbau-Maschinenpark des Unternehmens

und die Mitarbeiter der Fachabteilungen zum Austausch

zur Verfügung stehen. Das Institut bleibt zudem VDWF-

Außenstelle sowie An-Institut der FH Südwestfalen.

www.escha.net

www.twk.de

6 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016

TWK.indd 1 28.09.2016 10:17:31


SZENE

MSR-Spezialmesse Rhein-Ruhr in Bochum

Die Meorga veranstaltet am 9. November 2016 im Ruhrcongress

Bochum eine regionale Spezialmesse für Mess-, Steuerungs- und

Regeltechnik, Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik.

165 Fachfirmen zeigen von 8 bis 16 Uhr Geräte und Systeme, Engineering-

und Serviceleistungen sowie neue Trends im Bereich der

Automatisierung. 36 begleitende Fachvorträge informieren den

Besucher umfassend. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger,

die in ihren Unternehmen für die Optimierung

der Geschäfts- und Produktionsprozesse entlang der gesamten

Wertschöpfungskette verantwortlich sind. Der Eintritt zur Messe

und die Teilnahme an den Fachvorträgen sind für die Besucher

kostenlos und sollen ihnen Informationen und interessante

Gespräche ohne Hektik oder Zeitdruck ermöglichen.

www.meorga.de

Organische Photovoltaik wird noch flexibler

Der Kabelhersteller Lapp und Belectric OPV, Hersteller organischer

Photovoltaik, wollen gemeinsam neue Technologien

für Anschluss und Verkabelung flexibler organischer Photovoltaikmodule

entwickeln. 2017

soll es ein serienreifes Produkt

geben. Lapp hat schon einmal

für Belectric OPV einen Anschlusspunkt

entwickelt, der

in den Solarmodulen für den

deutschen Pavillon auf der Expo

2015 in Mailand zum Einsatz

kam (siehe Bild). Der Strom

wurde hier über fast unsichtbare

Anschlusspunkte eingespeist,

die besonders kompakt und

wasserdicht sind. Diese Eigenschaften

soll auch die neue

Lösung haben, allerdings sollen

sie noch flexibler sein, etwa was

das Material und die Dicke der

Trägerfolien angeht. Der Anschlusspunkt

soll sich unabhängig vom Produktionsstandort

der Module aufbringen lassen. Die Unternehmen gewähren

einander vorerst das Exklusivrecht an der Technologie. Neben

der Gebäudeintegration sollen mit dem Verfahren auch zum

Beispiel Dächer erschlossen werden können.

www.lappkabel.de

Null Ausschuss

Mit Bildverarbeitung

Bildverarbeitungssysteme erkennen kleinste Fehler bei großen Stückzahlen und höchster

Geschwindigkeit. 100-Prozent-Kontrolle, lückenlose Dokumentation und Rückverfolgbarkeit

der einzelnen Produktionsschritte minimieren den Ausschuss und maximieren den Gewinn.

Für Profis und Einsteiger: Erfahren Sie alles über Bildverarbeitung auf der VISION.

08. – 10. November 2016 Messe Stuttgart

www.vision-messe.de


SZENE

Althen startet Kooperation mit Opsens

Contrinex mit Hauptsitz in neuem Gebäude

Der Messtechnikspezialist Althen erweitert sein Portfolio bezüglich

faseroptischer Messtechnik mit dem kanadischen Hersteller

Opsens. Damit bietet Althen seinen Kunden in der

DACH-Region die auf breitbandigem, weißem Licht (WLPI)

basierenden Produkte des Technologiemarktführers Opsens

Solutions. Opsens setzt für die faseroptische Messtechnik auf

WLPI (White Light Polarization Interferometry) Technologie.

Diese ist unabhängig von der Intensität des Lichtsignals. Messergebnisse

entstehend in Folge der Längenänderung des interferometrisches

Spaltes und nicht aufgrund von Intensitätsänderung

wie bei der laserbasierten Technologie. Daher haben

optische Verluste keinen Einfluss. Die Messung ist unabhängig

von Temperaturänderungen, Bewegungen der Faser, Vibration

oder EMI, da die Faser lediglich das Mittel zur Übertragung des

Lichtsignals zwischen Sensor und Elektronik darstellt.

www.althen.de

1 600 Aussteller auf der SPS IPC Drives 2016

Die SPS IPC Drives liefert einen umfassenden Überblick über

die einzelnen Komponenten sowie komplette Lösungen der

elektrischen Automatisierung. Über 1 600 Aussteller nehmen

vom 22. bis 24. 11. an der Messe in Nürnberg teil. Erneut ist

Halle 3A das Schaufenster für die Industrie-4.0-Area. Diese

bietet vielfältige Möglichkeiten, sich fokussiert über die Digitalisierung

und Vernetzung der Produktion zu informieren.

Der Gemeinschaftsstand mit Forum „Automation meets IT“

präsentiert datenbasierte Geschäftsmodelle sowie IT-basierte

Lösungen aus der Automatisierung. Der Gemeinschaftsstand

„MES goes Automation“ zeigt, wie durch den Einsatz von MES

Auftragsabwicklung und Fertigungsprozesse optimiert werden.

Auf den Gemeinschaftsständen „AMA Zentrum für Sensorik,

Mess- und Prüftechnik“ in Halle 4A und „wireless in automation“

in Halle 10 erhalten Besucher zielgerichtete sowie

umfassende Kenntnisse über die jeweiligen Themen. Die

Verbände ZVEI in Halle 2 und VDMA in Halle 3 gehen in Fachvorträgen

und Podiumsdiskussionen auf Themen ein, die für

Anwenderbranchen relevant sind.

www.mesago.de

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Wir stellen aus:

Messe “Electronica” in München

08.11.-12.11.16

Der Sensorhersteller Contrinex hat im August seinen neuen

Schweizer Hauptsitz in Corminboeuf, Kanton Fribourg eröffnet.

Konzernleitung, Finanzen, Forschung und Entwicklung sowie

Vertrieb und Produktmanagement bezogen im August 2016 das

neue Gebäude in der Nähe des früheren Firmensitzes. Der Arbeitsplatz

von derzeit rund 100 Mitarbeitern ist noch erweiterbar. In den

Labors im Forschungs- und Entwicklungszentrum werden Produkte

auf ihre EMV-, Umwelt- oder mechanische Belastbarkeit geprüft.

Im Zentrum für Entwicklungen wie zum Beispiel ASICs für unterschiedliche

Sensor-Funtionsprinzipien oder Sensoren für schwierigste

Umgebungsbedingungen wird ein Augenmerk auf die industrielle

Kommunikation gerichtet. Neben der Konzernzentrale hat

das Unternehmen weltweit vier Produktionsstandorte und 14 Tochtergesellschaften.

www.contrinex.de

Huang Weiming ist neuer General

Manager von Eckelmann in China

Huang Weiming ist neuer General Manager der 2012 gegründeten

Tochtergesellschaft Eckelmann Industrial Automation

Technologies, Beijing. Mit Huang baut die Eckelmann seine

Geschäftsaktivitäten in China weiter aus. „Mit Huang Weiming

haben wir einen erfahrenen Manager gewonnen“,

erklärt Roland Simon, Geschäftsführer

der Tochtergesellschaft. „Er kennt

den chinesischen Maschinenbaumarkt hervorragend

und verfügt darüber hinaus über

große interkulturelle Kompetenzen.“ Huang

hat Wirtschaftsingenieurwesen mit der

Fachrichtung Elektrotechnik studiert. Nach

seinem Studium war er für einen deutschen

Hersteller von Wegmesssystemen tätig. Als

Werksleiter baute er eine Produktion in China

auf und verantwortete das Produktmanagement sowie den

Vertrieb. „Neben dem Applikationsschwerpunkt CNC-Schneiden

mit Plasma, Autogen und Laser wird Eckelmann Beijing

künftig auch Lösungen für andere Bearbeitungstechnologien

anbieten“, kündigt Huang an. „Auf die spezifischen Anforderungen

chinesischer Maschinenbauer stellen wir uns durch

eine größere Auswahl an Schnittstellen ein.“

www.eckelmann.de

8 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


SZENE

Leoni wurde von Ziehm als

„Partner des Jahres 2016“ ausgezeichnet

Die Business Unit Healthcare von Leoni liefert Kabelsätze für

verschiedene mobile C-Bögen von Ziehm Imaging und ist

bereits in die Entwicklungsphase der Geräte eingebunden. Vor

mehr als fünf Jahren konnte Leoni einen ersten Konfektionsauftrag

von Ziehm Imaging für Handschalterleitungen gewinnen.

Seither wurde die Zusammenarbeit beider Firmen stetig ausgebaut.

Aktuell liefert Leoni Hybridkabel mit Zugentlastungen und

einbaufertige Kabelsysteme für verschiedene mobile C-Bögen,

wie zum Beispiel die Vision- oder die 8000-Familie. Dabei unterstützen

Leoni-Ingenieure ihren Kunden bereits in der Entwicklungsphase

der Geräte. Jetzt hat Ziehm seinen Kabelsystemlieferanten

als „Partner des Jahres“ ausgezeichnet. Gewürdigt

wurden Qualität, Liefertermintreue und Zusammenarbeit im

Jahr 2016. Thomas Schultze, Vice President Operations bei

Ziehm Imaging: „Ohne verlässliche Partner wie Leoni und deren

Technologietransfer innerhalb unserer Wertschöpfungspartnerschaft

ist eine Kundenbindung, wie wir sie heute leben, kaum

möglich.“

www.leoni.com

Danielson Europe firmiert um

zu Schurter Electronics

Im Rahmen der weiteren Integration in die Schurter-Gruppe

hat Danielson Europe B.V. seinen Namen in Schurter Electronics

B.V. geändert. Danielson wurde 2014 von der Schurter-

Gruppe übernommen. Somit können die Kunden nun das

volle Leistungsspektrum nutzen - von einzelnen Komponenten

wie Schalter/Taster, Steckverbinder, Sicherungen und

EMV-Filter bis zu kompletten Box-Build-Systemen mit kapazitivem

Touchscreen, Display, EMS-Dienstleistungen und Elektronik

für Industrie und Medizintechnik. Die Schurter-Gruppe

ist in zwei Divisionen unterteilt: Komponenten und Eingabesysteme.

Danielson gehört zur Division Eingabesysteme,

welche HMI-Lösungen entwickelt und produziert. Die Division

Eingabesysteme hat sechs Standorte in Europa und Asien

und ist spezialisiert auf kapazitive Touchscreens, Folien -

tas taturen und Gehäusesysteme. Das Unternehmen bietet

auch Komplettlösungen einschließlich Display, Gehäuse und

Elektronik.

www.schurter.ch

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4/2014 9


SZENE

10 Jahre Miniatur-Datenlogger

Bereits seit 2006 leitet Wendelin Egli zusammen mit seinem

Geschäftspartner und Entwicklungsleiter Uwe Seifert die

Geschicke der mittlerweile auf 15 Beschäftigte gewachsene

MSR Electronics GmbH. Die Miniatur-Datenlogger

als alleinige

Produktlinie des Unternehmens

bewegen sich in einem Nischenmarkt

der industriellen Messtechnik.

Anwendung finden die

kleinen MSR Datenlogger vor allem

in der Transport-, Verpackungs-,

Logistik-, Luft- und

Raumfahrt- sowie in der Maschinenbau-Technik,

wo sie zur

Überwachung von Maschinen

und Anlagen zum Einsatz kommen,

aber auch zur Analyse während des Betriebes oder beim

Transport von Geräten. Besonders die Messung von Vibrationen

und Stößen hat eine wesentliche Bedeutung, lassen sich

doch zum Beispiel anhand charakteristischer Vibrationsmuster

drohende Störungen frühzeitig erkennen. Eingesetzt werden

die Logger aber auch in Museen zur Überwachung des Raum-

Klimas oder zur Überwachung der korrekten Lagerungs-

Bedingungen für Arzneimittel.

www.msr.ch

Energiewende trifft Industrie 4.0

Der Startschuss für das branchenübergreifende Gleichstrom-

Forschungsprojekt „DC Industrie“ ist gefallen. 21 Unternehmen,

vier Forschungsinstitute und der Zentralverband Elektrotechnikund

Elektronikindustrie (ZVEI) arbeiten daran, durch mehr Energieeffizienz

und -flexibilität die Energiewende in der industriellen

Produktion umzusetzen. Ziel ist es, die Stromversorgung industrieller

Anlagen über ein smartes, offenes Gleichstromnetz neu zu gestalten

und die industrielle Energieversorgungsarchitektur zu digitalisieren.

Durch intelligente Netzsteuerung und integrierte Speicher soll

die Produktion auf schwankende Netzqualität und Energieangebote

reagieren können. So entsteht ein gleichstrombasiertes Smart Grid

für die Industrie. In den nächsten drei Jahren sollen u. a. Testanlagen

bei Daimler, Homag Group und KHS errichtet werden. Das

Projekt wird im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms vom

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Wiska ist Supplier des Hamburger HSV

Wiska, Zulieferer für Industrie, Handwerk und Schiffbau, ist ab

der Saison 2016/2017 offizieller Supplier des HSV. „Wir haben

viele fußballbegeisterte Mitarbeiter und eine starke Bindung zu

unserem Gründungsort Hamburg“, erklärte Wiska-Geschäftsführer

Ronald Hoppmann. Zu der Zusammenarbeit kam es,

nachdem Mitarbeiter von Wiska ein Fußballspiel gegen Kollegen

von Wiska UK im Volksparkstadion ausgetragen hatten.

Dieses war angeregt worden, weil deutsche und englische

Kollegen bei einem Treffen in Hamburg über das Wembley-Tor

diskutiert hatten. Da man über den Ausgang dieses Spiel naturgemäß

uneins war, wurde beschlossen, einen „Wiska-Wembley-Revival-Cup“

gegeneinander auszutragen. Am 28. Juni

fand das Spiel statt, zu dem als Überraschungsgast Uwe Seeler

kam, um vom Fußball-WM-Finale 1966 zu berichten. Ein weiteres

Ergebnis des Treffens mit HSV-Verantwortlichen zur

Vorbereitung des Events war die weitere Zusammenarbeit des

Unternehmens und des Spotvereins.

www.wiska.com

Bestandsaufnahme zum

„Internet of Things“

Wie große Unternehmen bis zum Jahr 2020 Technologien des

Internet der Dinge nutzen möchten und wo sie Chancen für

die Wertschöpfung sehen, zeigt der „IoT 2020 Business Report“

von Schneider Electric. Er basiert auf einer Umfrage unter

2 500 Entscheidungsträgern in zwölf Ländern. Dass sich Erkenntnisse,

die aus IoT-basierten Daten gewonnen werden,

wirkungsvoll in der gesamten Organisation teilen lassen,

davon sind 81 % überzeugt. Allerdings befürchten 41 %, dass

Cyber-Sicherheit eine schwierige Aufgabe wird. Fast die Hälfte

möchte in den nächsten zwei Jahren eine IoT-fähige Lösung

für Gebäudeautomation einführen. Allerdings zeigt sich auch,

dass es Firmen schwerfällt, einen Einstieg in das IoT zu finden

und die Wertschöpfung nachzuweisen. Kaum ein Unternehmen

kann es sich leisten, die bestehende OT- und IT‐Infrastruktur

zu ersetzen. Das IoT wird demnach eher bestehende Investitionen

ergänzen und Geschäftsprozesse und -ergebnisse im

Laufe der Zeit verändern.

www.zvei.org

www.schneider-electric.de

10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


SZENE

Kooperation von Weidmüller

und Huber+Suhner

Huber+Suhner und Weidmüller haben eine strategische

Kooperation im Markt für Bahntechnik angekündigt. Ziel der

Kooperation ist es, das Synergiepotenzial, das die komplementären

Lösungsportfolios beider Unternehmen bieten, zu

nutzen. Weidmüller liefert das technische Know-how für die

Steckverbinder, Huber+Suhner ein umfangreiches Kabelportfolio.

Aktuelle Projektvorhaben beziehen sich auf Verkabelungslösungen

für Schienenfahrzeuge, Kabelsätze sowie komplette

Anschlusssysteme. „Moderne Anwendungen drängen

auf den Markt, damit Bahnbetreiber die Anforderungen an

Betriebseffizienz und -sicherheit sowie Fahrgastkomfort

erfüllen können“, sagt Alun Thomas, Market Unit Manager

Railway von Huber+Suhner. „Mit Weidmüller haben wir den

richtigen Partner gefunden, um weltweit innovative Lösungen

für immer komplexere Systeme zu entwickeln.“ Dirk van

Vinckenroye, Leiter Industriedivision Industry Automation &

Solutions von Weidmüller: „Die Digitalisierung wird auch in

der Bahntechnik für viel Dynamik und Innovation sorgen.“

www.weidmueller.com

Pioniere hautnah im

Magazin be top

Grenzen überschreiten, Märkte erobern:

Die neueste Ausgabe von „be top“, dem

Unternehmensmagazin der Friedhelm

Loh Group, stellt Pioniere vor und zeigt,

wie sie in Software-Entwicklung, Standardisierung

und Automation zu Vorreitern

wurden. Und sie geht mit dem

Indus trie 4.0-Experten Prof. Dr. Dieter

Wegener der Frage nach, wie Deutschland

und die USA den wachsenden

Datenhunger stillen. Pionier wird nur, wer sich was traut. Hans

Fleischmann, Ishida Shigeki und Walter Althaus wissen das: Die

Unternehmer aus der Oberpfalz, Japan und der Schweiz überraschen

ihre Kunden mit unkonventionellem Denken, Neugier und

Mut. Und haben damit Erfolg. Das Magazin gibt Einblicke in die

Welt der drei Visionäre, für die Industrie 4.0 nicht nur ein Schlagwort,

sondern gelebte Realität ist. Und so viel sei verraten: Das Wort

‚unmöglich‘ haben alle drei aus ihrem Wortschatz gestrichen.

Diese und andere Porträts gibt es in der be top 1/2016, Download

möglich unter: www.rittal.de/betop

www.rittal.de

Neues Markenprofil dient der besseren Übersicht

Die Wika Gruppe hat die Markenvielfalt der Kalibriertechnik gestrafft. Jede Marke repräsentiert

bestimmte Anwendungsbereiche. Damit können Kunden sich in dem breit gefächerten

Portfolio rascher orientieren. Bei der Messgröße Druck steht die Marke DH-Budenberg für

Primärstandards in Laboranwendungen. Bei Mensor liegt der Fokus auf der Automatisierung

von Kalibrierungen. Unter Wika sind die portablen Lösungen für die Sparte Druck sowie alle

Kalibriergeräte für Temperatur und elektrische Messgrößen zusammengefasst. Mit dem optimierten

Markenprofil schließt die Gruppe die erfolgreiche Integration renommierter

Firmen – neben DH-Budenberg und Mensor noch ASL, Desgranges & Huot und Scandura

– in den Geschäftsbereich Kalibriertechnik ab. Alle bisherigen Produkte bleiben technisch

un verändert, werden aber im Erscheinungsbild sukzessive der neuen Struktur angepasst.

www.wika.com

E I N L A D U N G

Mittwoch, 9. Nov. 2016

8:00 bis 16:00 Uhr

RuhrCongress Bochum

Stadionring 20

44791 Bochum

Messtechnik Steuerungstechnik Regeltechnik Prozessleitsysteme Automatisierung

Führende Fachfirmen der Branche präsentieren ihre Geräte und Systeme und zeigen neue Trends im

Bereich der Automatisierung auf. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger die in ihren

Unternehmen für die Automatisierung verantwortlich sind.

Der Eintritt zur Messe und die Teilnahme an den Fachvorträgen ist für die Besucher kostenlos.

MEORGA GmbH

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 11


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Bereit für Industrie 4.0

IO-Link-Lösung in Schleifmaschine gestaltet Formatwechsel schnell und einfach

Wolfgang Zosel

Mehr Flexibilität, höhere Effizienz und eine einfachere Handhabung;

dafür steht IO-Link in den neuen Schleifmaschinen eines italienischen

Herstellers. Kombiniert mit zentral hinterlegten Parameter-Rezepten

können Format- und Produktwechsel in kürzester Zeit realisiert werden.

Gleichzeitig profitieren Anwender von den transparenten Parametrierund

Diagnosekonzepten. Damit ist die Maschine gewappnet für das

Zeitalter von Industrie 4.0.

Die Schleifmaschine Giustina RVD 23

nimmt die zu bearbeitenden Werkstücke

regelrecht in die Zange: Sie schleift Bauteile

mit Planflächen wie Pleuel, Scheiben,

Zahnräder sowie andere Maschinen- und

Werkzeugbaukomponenten. Die vertikale

Doppelanschleifmaschine ist variabel einsetzbar,

das flexible Umrüstkonzept unterstützt

eine hohe Teilevielfalt. Sowohl Werkstücke

mit planparallelen Flächen als auch

solche mit nur einer Planfläche können im

Eistich- oder Durchlaufverfahren auf der

Maschine geschliffen werden. Das Bauteil

wird während des Schleifvorganges in Rotation

versetzt, was die Parallelität und Qualität

der Oberflächen verbessert. Mit einem

einfachen Tausch der Werkstückaufnahmen

lassen sich verschiedene Werkstück typen

mit Materialdicken von 0,5 bis 100 mm und

Durchmessern bis 200 mm bearbeiten.

Neue Perspektiven dank IO-Link

Hersteller der Schleifmaschine ist die zur

Fives Gruppe zählende Fives Giustina S.r.l.

mit Sitz in Turin. Das Unternehmen bietet

die gesamte Bandbreite an Schleifmaschinen

inklusive Schleifzubehör und Service. Kunden

finden sich in nahezu allen Industriezweigen,

insbesondere in der Fahrzeugund

Flugzeugbauindustrie.

Bereits seit vielen Jahren pflegt Balluff als

Sensorik-, RFID-Lieferant und Automatisierungsexperte

eine enge Partnerschaft mit

Fives Giustina. IO-Link, die nach IEC 61131-9

international zertifizierte Punkt-zu-Punkt

Verbindung unterhalb der Busebene, ist bei

Fives Giustina ein bekannter Standard.

Schon 2014 hatte das Unternehmen Maschinen

mit dem digitalen Kommunikationsstandard

ausgerüstet und an einen

namhaften Automobilhersteller geliefert.

Tatsächlich eröffnet IO-Link, vergleichbar

mit dem USB-Standard im Rechnerumfeld,

völlig neue Perspektiven: Der digitale

I/O-Standard verknüpft Sensoren und

Aktoren ganz einfach per Dreidrahtkabel

und Steckverbinder mit der Anlagensteuerung.

Umständliches Verdrahten ist passé,

das spart Zeit, Material und Geld. Gleichzeitig

eröffnet der unkomplizierte Kom-

munikationsstandard den direkten Blick

auf den Ort des Geschehens. Wem spätestens

jetzt Industrie 4.0 in den Sinn kommt,

liegt völlig richtig: Nicht ohne Grund bezeichnet

man IO-Link in der Branche als

Enabler-Technologie.

Stecken statt Verkabeln

Dass sich Fives Giustina bei ihrer aktuellen

Schleifmaschinen-Serie für IO-Link in Kooperation

mit Balluff entschied, hat mehrere

Gründe. Auf der Maschine, so lautete eine

der Kernanforderungen, sollte ein breites

Teilespektrum bearbeitbar sein. Mit einem

flexiblen Umrüstkonzept hatte das Unternehmen

bereits die Voraussetzungen für

einen schnellen Produktwechsel geschaffen.

Parallel dazu war ein ebenso einfaches

wie flexibel anwendbares Parametrierkonzept

gefragt. „Von Balluff-Verkaufsingenieur

Mauro Guglielmino kam der erste Hinweis

auf die intelligente Schnittstelle. Obwohl es

sich um einen unternehmensübergreifenden

Standard handelt, identifizieren wir

IO-Link inzwischen mit Balluff“, betont

Damiano Bosa, Projektingenieur bei Fives

Giustina.

Die eingesetzten Drucksensoren sowie

die neue LED-Signalleuchte Smart Light

von Balluff gaben den Ausschlag für IO-

Link. Mit einfachen Dreidrahtkabeln und

M12-Steckern werden diese über einen

Balluff BNI Profibus-Master mit der Steuerungsebene

verbunden. Geschirmte Lei-

Wolfgang Zosel, Freier Redakteur, Reutlingen

12 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


SENSORIK UND MESSTECHNIK

tungen, Anschaltboxen und Zusatzkarten

entfallen. Selbst einfache induktive Sensoren

werden über spezielle Sensorhubs eingesammelt

und so in die IO-Link-Architektur

eingebunden. Stecken statt Verkabeln

überzeugt allein schon deshalb, weil die

Wahrscheinlichkeit von Installations fehlern

gegen Null geht – von der Materialeinsparung

und Übersichtlichkeit ganz zu

schweigen. Da IO-Link mit wenigen Standardkomponenten

auskommt, rechnet sich

dessen Einsatz häufig schon bei alleiniger

Betrachtung der Hardware-Komponenten.

Flexibel an wechselnde

Aufgaben anpassen

Die umfangreiche Funktionalität der neuen

LED-Signalleuchte Smart Light wäre ohne

IO-Link nicht denkbar: Im Gegensatz zu

Signallampen herkömmlichen Typs sind

die Farben und Zonen nicht fest zugewiesen,

sondern frei ansteuer- und zentral

programmierbar. Zwanzig übereinander

gereihte Leuchtdioden (LEDs) strahlen

oder blinken je nach Wunsch und Aufgabe

in mehreren wählbaren Farben. Verschiedene

Betriebszustände der Anlage, Verläufe

oder physikalische Größen wie Temperaturzustände

lassen sich bedarfsentsprechend

auf einfache Weise visualisieren.

„Es war ein erklärtes Ziel, dass die Bediener

unserer Schleifmaschinen die relevanten

Module flexibel an wechselnde Aufgaben

anpassen können. Das gelingt dank

IO-Link und mithilfe hinterlegter Parameter-Rezepte

schnell und unkompliziert.

Stillstandszeiten lassen sich so auf ein

Minimum reduzieren“, ergänzt Damiano

Bosa. Darüber hinaus gestaltet IO-Link die

01 Die Schleifmaschine kommt für die Bearbeitung von Bauteilen mit Planflächen wie Pleuel,

Scheiben und Zahnrädern zum Einsatz

Ver kabelung der Maschine klar und übersichtlich

und beansprucht weniger Platz im

Schaltschrank. Der Stromlauf- und Klemmenplan

ist rasch erstellt und für Maschinenbetreiber

sowie Service-Techniker

unmittelbar nachvollziehbar. „Mit dem

Einsatz von IO-Link sind unsere Maschinen

schneller am Markt und unsere Kunden

erhalten flexibel einsetzbare Maschinen

mit Leistungs- und Bedienvorteilen“, fasst

Damiano Bosa zusammen.

Fotos: Aufmacher Fotolia/INDUSTRIELLE

AUTOMATION, 01 - 02 Five Giustina

www.balluff.com

02 Das Profinet-Feldbusmodul mit IO-Link-

Schnittstellen dient der Sensoranschaltung

iC-Haus.indd 1 26.09.2016 11:44:49

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 13


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Alles im Blick

Durchfluss-Messtechnik sorgt für einwandfreie

Qualität in der industriellen Gipsproduktion

Stefan Zöbisch

Flexibel und leicht – so lässt sich

wohl die jüngste Entwicklung in der

Baubranche beschreiben. Vielseitige,

gipsbasierte Baumaterialien bieten

Strahlenschutz in Fertigbauteilen,

Schallschutz und erlauben eine

wirtschaftliche Bauweise. Hier ist

jedoch eine hohe Qualität der

Materialien Voraussetzung. Eine

wesentliche Rolle spielen daher

die zugesetzten Additive im

Herstellungsprozess der

Gipswandbauplatten und eine

zuverlässige, präzise Messtechnik.

Stefan Zöbisch, Branchenmanager Grundstoffe

bei Endress+Hauser in Weil am Rhein

Die VG-Orth GmbH & Co. KG fertigt unter

anderem für nicht-tragende Innenwände

Gips-Wandbauplatten mit Nut- und

Federverbindung und ebenen, glatten

Sichtflächen, die so einen schnellen und

einfachen Innenausbau ermöglichen. Am

Standort Schwäbisch Hall werden diese

Wandplatten industriell in unterschiedlichen

Ausführungen und dabei mit gleichbleibend

hoher Qualität und Maßhaltigkeit

hergestellt.

Für anspruchsvolle Aufgaben im Innenausbau

darf die Wasseraufnahme nach zwei

Stunden vollständiger Wassereinlagerung

5 % nicht überschreiten. Diese Anforderungen

werden durch Zugabe geeigneter Additive

während des Herstellungsprozesses

erreicht. Die Auswahl der richtigen, flüssigen

Additive und die genaue Dosierung

und Zugabe sind entscheidend für die

Qualität der Gipswandbauplatten. Wichtig

dabei ist das korrekte Massenverhältnis der

Additive zur Gipsmasse.

Klassische Messsysteme in der

Volumenstrom-Messung

Klassische Ovalradzähler erfassen den Volumenstrom

mit einer typischen Genauigkeit

von nur ca. ± 0,5 %. Diese Zählertypen

reagieren zudem empfindlich auf Verschmutzungen.

In einer rauen Betriebsumgebung

wie der Steine- und Erdenindustrie

kann dies zu weiteren Störungen, zusätzlichem

Aufwand und letztendlich bei nicht

sofortiger Beseitigung zu deutlichen Qualitätsbeeinträchtigungen

führen. Auch magnetisch-induktive

Messsysteme erfassen

nur den Volumenstrom. In der Praxis kommen

jedoch im jährlichen Betriebsablauf

verschiedene flüssige Additive mit unterschiedlicher

Dichte zum Einsatz.

Wie bereits oben erwähnt ist im Produktionsprozess

die Masse der flüssigen Additive

entscheidend und mit dieser Maßgabe wird

bei jedem Wechsel eine Bestimmung der

aktuellen Dichte (Auslitern) und eine Modifizierung

der Steuerung (neuen Dichtefaktor

einprogrammieren) notwendig. Dies

bedeutet für das Produktionspersonal Zeit

und Aufwand und damit mehrfach wiederkehrende

Kosten.

Vorteile der

Coriolis-Durchflussmesstechnik

Bei VG-Orth in Schwäbisch Hall hat man

sich bereits vor über zehn Jahren für

Coriolis- Messgeräte von Endress+Hauser

entschieden, um die genauen Massen der

flüssigen Additive über den Durchfluss zu

bestimmen. Die Investition in diese Mess-

14 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


systeme war allein für die Messgeräte

betrachtet deutlich höher, jedoch konnten

bereits bei der baulichen Situation der

Dosierstation wieder Platz und damit Kosten

eingespart werden: die neuen Messgeräte

benötigten keine Ein- und Auslaufstrecken

mehr. Die Geräte ermitteln mit

höchster, reproduzierbarer Genauigkeit

den Massenstrom des

flüssigen Mediums (z. B. Typ Promass

83F mit ± 0,05 % – im Vergleich

zu den klassischen Ovalradzähler

eine Verbesserung um

den Faktor 10). Durch die deutlich

höhere Genauigkeit lassen

sich die Rezepturen besser steuern

und gleichzeitig der Einsatz der

teuren Additive ressourcensparend

einsetzen. Schließlich bietet

auch dies eine erneute Möglichkeit

Kosten zu reduzieren.

Die Coriolis-Durchflussmessgeräte

zeichnen sich in diesem

Produktionsprozess insgesamt

durch folgende Eigenschaften aus:

n Universell einsetzbar, da unabhängig von

der Leitfähigkeit der Additive

n Keine Anpassung bei Produktumstellung

erforderlich

n Es sind keine bewegten Teile vorhanden

und damit ist das System wartungsfrei

n Integrierte Dichtemessung des Fördermediums

Einheitliches Bedienkonzept für

unterschiedliche Messprinzipien

Die Messgeräte wurden natürlich im Laufe

der Jahre weiter entwickelt. Das Messverfahren

nach dem Coriolis-Prinzip ist

zwar gleich geblieben, jedoch wurden die

Auswerteeinheit und das Bedienkonzept

überarbeitet. So sind heute alle fünf

Technologien zur Durchflussmessung von

Endress+Hauser in ein einziges, durchgängiges

Proline-Durchflussgerätekonzept

eingebunden und bieten dem Anwender

durch einheitliche Elektronik und Bedienung

entscheidende Vorteile.

Vereinheitlichte Komponenten und Ersatzteile

minimieren die Lagerhaltungskosten.

Einfaches Austauschen von Komponenten

erfordert keine Neukalibrierung und reduziert

so den notwendigen Zeitaufwand. Die

Bedienmöglichkeiten der Geräte sind vielseitig:

vor-Ort-Anzeige oder Bediensoftware

(z. B. FieldCare); diese Software kann über

eine Serviceschnittstelle vor Ort oder über

Die anfänglich höhere Investition in

unsere Messgeräte hat sich mehr als

gerechnet. Die Durchflussmessungen

sind wartungsfrei, benötigen keine

Anpassungen bei geänderten Additiven

und laufen zudem seit Jahren störungsfrei.

Zudem konnten wir durch die hohe

Messgenauigkeit den Einsatz der Additive

optimieren.

D. Gall, Produktionsleiter und Verantwortlicher

für die Elektrotechnik bei VG Orth

eine Schaltwarte mit digitaler Kommunikation

gesteuert werden. Durch Selbstdiagnosefunktionen,

Datensicherung (S-DAT,

T-DAT) und ein einheitliches Ersatzteilkonzept

wird die Anlagenverfügbarkeit deutlich

erhöht. Quicksetups und die einheitliche

Bedienung sind anwenderfreundlich, reduzieren

der Schulungsaufwand und steigern

die Sicherheit der Anlage durch mehr Sicherheit

in der Anwendung.

Resümee

Wie das Applikationsbeispiel der Firma

VG-Orth in Schwäbisch Hall zeigt, hat sich

die Investition in diese Technologie über

die lange Betriebszeit mehr als gerechnet.

Genauere Dosiermengen bedeuten Kosteneinsparungen

bei den eingesetzten Additiven;

weniger Anpassungen der Geräte

an die jeweiligen Additive bedeuten weniger

Zeitaufwand; bei jährlich mehrfach

wiederkehrendem Additivwechsel bedeutet

das zusätzlich noch mehr Einsparungspotenzial.

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01 Coriolis-Messgeräte bestimmen die Massen

der flüssigen Additive über den Durchfluss

02 Das Zweileiter-Gerätekonzept mit

einheitlichem Bedienfeld bietet viele Vorteile

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 15

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Neu definierte Flexibilität

Lichtschrankenbaureihe eröffnet neue konstruktive

Freiheiten bei identischen Montagesituationen

Holger Unger

Eine zuverlässige und störsichere

Distanzmessung im Nahbereich,

präzise Detektion und

Entfernungsmessung kleiner

Objekte sowie eine drahtlose

Kommunikation – all diese

Funktionen vereint eine neue

Lichtschrankenbaureihe in einer

kompakten Standard-Bauform.

Mit dieser zukunftsorientierten

Produktarchitektur lassen sich nicht

nur Automatisierungsprozesse in

Anlagen schnell und einfach

steuern, sie bietet gleichzeitig

vielfältige Einsatzmöglichkeiten.

Holger Unger, Produktmanagement Fabrikautomation,

Pepperl+Fuchs GmbH, Berlin

taster und solche mit Hintergrundausblendung

sowie Lichtschranken mit Messkern

und Distanzsensoren – all diese Sensorprinzipien

sind für jede Baureihe in ein

baugleiches Gehäuse integriert. Der Vor -

teil: Ist die Befestigungssituation einmal

fest gelegt, kann der Anwender das benötigte

Funktionsprinzip – Lichtschranke oder

Lichttaster, schaltend oder messend – je

nach Aufgabenstellung frei wählen. Diese

Produktphilosophie zeigt sich in den letz -

ten Monaten in vielen verschiedenen neuen

Applikationen.

Optimierte Detektionsleistung

dank Lasertechnologie

Wie die R100 und R101 ist auch in der R103

eine intelligente Kombination innovativer

Technologien anzutreffen. Neu ist z. B. die

Durabeam-Lasertechnologie, die als optionale

Alternative zu den Powerbeam-LED

verfügbar ist. Die Durabeam-Lasertechnologie

vereint die Vorteile von LED-Sendern

– u.a. hohe Lebensdauer und Einsatzfähigkeit

im erweiterten bzw. erhöhten Temperaturbereich

– mit den Stärken herkömmlicher

Laserdioden – unter anderem großer

Arbeitsabstand und konturierte, helle

Lichtfleck abbildung auf dem Objekt. Anwender

profitieren bspw. von einer optimierten

Detektionsleistung, dass heißt

größeren Arbeitsabständen und Funktionsreserven,

aber auch von einem wiederholgenauen

Schaltverhalten, einer verbesserten

Energieeffi zienz und einer erhöhten Lebensdauer

der Sensoren. Auch spezielle

Herausforderungen meistert die R103 zuverlässig:

Da das Profil des augensicheren

Laserstrahls auf einem Objekt immer einen

scharf konturierten Lichtfleck abbildet, eignen

sich die Lichtschranken und Distanzsensoren

der Baureihe auch für hochge-

Die Lichtschrankenbaureihen R100, R101

und jetzt auch R103 bilden als neue

Generation von Standard-Optosensoren

die aktuellen Bedürfnisse im Automatisierungsmarkt

ab. Jede Sensorserie hat IO-

Link als Standard sowie die neue Durabeam-Lasertechnologie

als Option an Bord

– und präsentiert sich als „Vollsortimenter“

für spezifische Montagesituationen. Einweg-

Lichtschranken, Reflex-Lichtschranken mit

Polfilter, Vordergrund- oder Hintergrundausblendung

oder zur Detektion transparenter

Objekte, energetische Reflex-Lichtnaue

Detektionsaufgaben und die präzise

Entfernungsmessung auf kleine Objekte.

Messen statt Tasten

Speziell in Nahbereichsapplikationen gibt

es eine weitere Neuheit: die Multi-Pixel-

Technologie (MPT). „Messen statt Tasten“

lautet der Ansatz, der gegenüber herkömmlichen

energetischen Erfassungsprinzipien

mehr Detektions- und Prozesssicherheit

bietet. Die MPT basiert auf hochpräziser,

geometrischer Triangulation. Die sehr helle

LED- bzw. Laserlichtquelle im Sensor erzeugt

einen energiedichten Lichtfleck auf

dem Objekt und dadurch eine Remission,

die auf dem empfangenden Multi-Pixel-

Array mit hoher Genauigkeit abgebildet

wird. Intelligente Software-Algorithmen

01 Die neue Generation von Standard-

Optosensoren ist bereit für Industrie 4.0

und die digitalisierte Smart Factory

16 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


02 IO-Link und Durabeam-Lasertechnologie

machen die neue Sensorserie als „Vollsortimenter“

für spezifische Montagesituationen

berechnen aus der Position des Remissionszentrums

auf dem Array die exakte

Distanz zwischen Sensor und Objekt.

Gleichzeitig werden Störgrößen aus dem

Umfeld – Glanz, Fremdlicht, Reflexionen

oder elektromagnetische Einflüsse – ausgeblendet

bzw. messtechnisch unterdrückt.

Das Ergebnis sind Bestwerte bei der Messgenauigkeit

und Schaltsicherheit – unabhängig

von Objekt und Detektionsumfeld. Zudem

ermöglicht MPT eine hohe Leistungsdichte

bei Distanzsensoren. Der R103 ist aktuell der

wohl kleinste Distanzsensor weltweit in

dieser Gehäusebauform – und bietet dabei

Messbereiche bis 45, 100 oder 150 mm.

Montage, Bedienung und

Visualisierung leicht gemacht

Die Bauform der R103 setzt ein Montagekonzept

um, das vor allem in Nordamerika

bzw. in dortigen Logistikanlagen verbreitet

ist. Der Sensor wird mit seinem frontseitigen

M18-Gewinde direkt durch ein Lochblech

oder die Seitenwange eines Fördertechnikmoduls

befestigt. Für die elektrische

Integration stehen alle R103-Sensoren

wahlweise mit M8-Anschlussstecker, M8-

oder M12-Pigtail sowie mit Kabelabgang

zur Verfügung.

Einfach gestaltet sich auch die Bedienung

und Visualisierung. Sie basiert auf einer

erstmalig realisierten Kombination von

Bedienelementen und bietet für alle Baureihen

der R10x-Produktarchitektur und

alle Sensorausprägungen ein identisches

look-and-feel. Über einen Drucktaster

wählt der Bediener die Schaltungsart aus

und lernt den Schaltpunkt ein. Das Multiturn-Potenziometer

ist das Einstellelement

für die Empfindlichkeit, die Schaltschwelle

und den Betriebsmodus. Auch das Anzeigekonzept

ist bereits bekannt: Zwei LED

visualisieren die Betriebsbereitschaft, die

Schaltungsart, die freie Lichtstrecke für die

Detektion beziehungsweise Distanzmessung,

das Er reichen der Funktionsreserve

sowie eine eventuelle Strahlunterbrechung.

Maschinen- und Anlagenbauer, die alle

R10x-Lichtschrankenserien einsetzen, profitieren

von der einheitlichen Usability: Sie

minimiert die Komplexität der Sensorparametrierung,

spart Zeit und Kosten bei der

Inbetriebnahme und gewährleistet eine

funktions- und betriebssichere Bedienung

der Sensoren.

Fit für Industrie 4.0

Die Baureihen der zukunftsorientierten

Produktarchitektur erweitern das Sensorik

4.0-Portfolio von Pepperl+Fuchs – und auch

bei der R103 verfügen alle Sensorvarianten

standardmäßig über IO-Link. Dies ermöglicht

die direkte Parametrierung und Datenfrage

durch Automatisierungssysteme einer

Maschine oder die oberen Feldbusebenen

von Anlagen. Damit sind die Sensoren fit

für Industrie 4.0 und die digitalisierte Smart

Factory. Bei Bedarf können sie auch kabellos

per Smartphone oder Tablet-PC angesprochen

werden – mithilfe der Smartbridge-Technologie.

Genutzt werden kann

diese Funktionalität zum einen, um die

Parametrierung einzelner oder bau- und

funktionsgleicher Sensoren zu vereinfachen

und zum andern, um im Betrieb – parallel

zur kabelgebundenen Datenübertragung

an die Steuerung – Funktions- und Zustandsdaten

extern in der Cloud zu sammeln und

zum Beispiel für eine vorausschauende

Instandhaltung zu nutzen.

Fotos: Aufmacher Fotolia, Sonstige Pepperl+Fuchs

www.pepperl-fuchs.com

THICK CHECK


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Alles unter Kontrolle

Optische Längen- und Geschwindigkeitssensoren sorgen für

zuverlässige Prozesse und präzise Längenzuschnitte

Pierre Passarge, Ellen-Christine Reiff

Bahnwaren die in Walz- oder

Papierwerken, in der Textilindustrie

oder Lebensmittelindustrie

produziert werden, erfordern eine

exakte und zuverlässige Längenund

Geschwindigkeitsmessung.

Kontaktierende Messverfahren

stoßen hier schnell an ihre Grenzen.

Berührungsfreie Sensoren sind

dagegen robust, ausfallsicher,

trotzen hohen Temperaturen

und werden selbst strengen

Hygienebestimmungen gerecht;

lasergenau und schnell. Lesen Sie,

welche Messaufgaben spielend

realisierbar sind.

Dipl.-Ing. (BA) Pierre Passarge, Strategisches

Produktmarketing bei der Polytec GmbH;

Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro

Stutensee

Berührungslose, optische Messsysteme

bieten gute Voraussetzungen für hochpräzise,

rückwirkungsfreie Längen- und

Geschwindigkeitsmessungen in diversen

Bereichen. Die für den Einsatz in rauen

Umgebungen entwickelten Laser Surface

Velocimeter (LSV) von Polytec arbeiten

ohne Verschleiß und sind auch im Dauerbetrieb

rund um die Uhr wartungsfrei. Ihre

Messdaten lassen sich zudem gut in die

Prozesssteuerung einbinden. Dabei ist ihre

Funktion einfach zu verstehen: Sie nutzen

das Differenz-Laser-Doppler-Prinzip und

werten das von einem bewegten Objekt

zurückgestreute Laserlicht aus. Im Gegensatz

zu herkömmlichen berührungslosen

Verfahren misst das LSV ab Stillstand und

erkennt die Bewegungsrichtung. Folglich

sind diese Messsysteme vielseitig einsetzbar

– von der Lebensmittelherstellung und

Automobiltechnik bis hin zur Papier- oder

Stahlproduktion.

Beim Stranggießen Qualität

und Ertrag steigern

Um den Materialverlust beim Stranggießen

von Stahl, Kupferlegierungen oder Aluminium

so gering wie möglich zu halten, sind

Messsysteme zur Schnittlängensteuerung

obligatorisch. Oft macht aber ihre Ungenauigkeit

– verursacht beispielsweise

durch Schlupf, Verschleiß oder Verschmutzung

– einen Aufschlag zur dem Abnehmer

garantierten Mindestlänge notwendig. Somit

sind Kennt nisse über Geschwindigkeit

und Länge des Strangs entscheidend für

eine Prozessoptimierung. Die LSV sind hier

eine Lösung. Durch ihre hohe Genauigkeit

und Reproduzierbarkeit verbessern sie die

Qualität und steigern den Ertrag. Für den

Anwender rechnet sich das schnell. Reduziert

sich der Aufschlag beim Ablängen

nur um wenige Millimeter, können Amorti -

sa tionszeiten von weniger als einem Jahr

erreicht werden. Zudem sind Montage und

Inbetriebnahme des Messsystems einfach.

Es wird in 1,5 Meter Höhe über dem Strang

montiert und ist nach Eingabe der anwendungsbezogenen

Parameter sofort einsatzbereit.

Ein weiterer Vorteil: Das Aluminium-

Schutz gehäuse mit eingegossenen Kühl -

wasserrohren aus Edelstahl ist in seiner

Kühlleistung so effektiv, dass das Messsystem

trotz heißer Umgebung nicht zusätzlich

gekühlt werden muss.

Ähnliche Anforderungen finden sich in

Walzwerken. Die weiterverarbeitende Industrie

stellt an die Maßhaltigkeit und Qualität

von Stahl- und Aluminiumprodukten

hohe Anforderungen. Um die Dickentoleranzen

von gewalzten Bändern weiter zu

verringern, werden Walzwerke nach dem

Masseflussprinzip geregelt. Die Masseflussbeziehung

ermöglicht es, die erforderliche

Banddicke im Walzspalt aus einer Geschwindigkeits-

und Dickenmessung vor

dem Walzgerüst und einer Geschwindigkeitsmessung

dahinter zu berechnen und

bei Bedarf möglichst präzise nachzuregeln.

Die Banddicke wird mit Röntgenverfahren

oder optischen Messgeräten gemessen;

für die Geschwindigkeitsmessung bieten

sich auch hier die LSV an, denn sie arbeiten

frei von Schlupf und Verschleiß. Hinzu

kommt die Flexibilität beim Arbeitsabstand

(300 bis 2 500 mm) und auch ein nachträglicher

Einbau ist ohne großen Aufwand

realisierbar.

Geschwindigkeiten abgleichen

bei der Papierproduktion

Bei der Papierherstellung ist das fliegende

Spleißen ein Verfahren, um bei laufendem

Betrieb Papierrollen miteinander zu verbinden.

Der Anfang der neuen Rolle wird dabei

mit dem Ende der verbrauchten Rolle verklebt.

Da die Rollenabwickler mit immer

höheren Geschwindigkeiten gefahren werden,

ist der Geschwindigkeitsabgleich zwischen

den Rollen schwierig. Geschwindigkeitsdifferenzen

beeinträchtigen jedoch

den Spleißvorgang; die Bahn kann durch

Spannungsschwankungen reißen, was zu

Produktionsausfällen führt. Mit den LSV

lässt sich dies vermeiden. Sie messen auf

dem Rollenabwickler die reale Oberflächengeschwindigkeit

der Bahn und stellen der

Steuerung ein genaues, reproduzierbares

Messsignal zur Verfügung. Die Abrollge-

18 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


SENSORIK UND MESSTECHNIK

schwindigkeiten lassen sich dann so anpassen,

dass sie bis auf ± 1,5 m/min übereinstimmen,

was bei Absolutwerten von

1 500 m/min einem Fehler von 0,1 % entspricht.

So werden Spannungsschwankungen

verringert und Ausfälle verhindert.

Bei der Qualitätskontrolle nahtloser

Stahlrohre werden verschiedene zerstörungsfreie

Messverfahren kombiniert. Entscheidend

sind die Längs- und Querfehlerprüfung

sowie die Wanddicken- und Laminationsmessung.

Zur exakten Fehler-Lokalisierung

wird das eigentliche Prüfverfahren

mit der Velocimetrie kombiniert. Diese

kann über das Laser-Doppler-Prinzip aus

dem zurückgestreuten Laserlicht die Bewegung

des Rohres und daraus die momentane

Rohrposition in der Prüfanlage bestimmen.

In Ultraschallprüfanlagen werden dazu oft

mehrere LSV eingesetzt. Die Rohre drehen

sich typischerweise mit 2 m/s um ihre

Längsachse. Die zwei LSV erfassen gleichzeitig

sowohl die Längsbewegung des

Rohres in Vorschubrichtung als auch die

Drehbewegung senkrecht dazu. So stehen

eindeutige Positionsdaten während der

Prüfung zur Verfügung.

In der Lebensmittelindustrie werden die

LSV eingesetzt, um z. B. die Geschwindigkeit

von Teig zu messen: Der Teig wird aus

einem Extruder auf das Förderband aufgebracht;

seine Form ist grob rechteckig und

noch sehr unregelmäßig. Die Geschwindigkeit

beträgt ca. 1,5 m/min. Ein anschließender

Walzvorgang glättet den Teig und reduziert

seine Dicke. Die äußeren Teile der

Teigbahn werden dann nach innen gefaltet;

der Teig wird nochmals gewalzt. Unmittelbar

vor dem Ofen ist die Teigbahn noch

ca. 30 mm dick und bewegt sich mit einer

Geschwindigkeit von ca. 2,5 m/min. Für die

Walzvorgänge muss der Massendurchfluss

geregelt werden, um die optimale Teigdicke

und -form zu erreichen. Dabei ist eine

gewisse Elongation des Teiges erwünscht,

die aus der Geschwindigkeitsdifferenz

zwischen Teig und Band resultiert. Zu viel

führt allerdings zur Deformation und zum

Abreißen des Teiges. Eine präzise Geschwindigkeitsmessung

ist also obligatorisch.

Auch um die Verweilzeit im Ofen zu

kontrollieren, muss für ein optimales Backergebnis

die Geschwindigkeit des Teigs

gemessen werden. Messräder würden

jedoch die Teigoberfläche beschädigen.

Ablagerungen könnten zudem für Ungenauigkeiten

sorgen. Auch hier sind die

Velocimeter deshalb die richtige Wahl.

Fotos: Aufmacher istock, 02 Dreamstime

www.polytec.com

01 Der Laser Surface Velocimeter wurde für

den Einsatz in rauen Umgebungen entwickelt

und ist auch im Dauerbetrieb stets wartungsfrei

Für ein optimales Backergebnis

02 Die LSV messen unmittelbar vor dem Spleißen die Oberflächengeschwindigkeit der

Papierbahn und stellen der Steuerung ein reproduzierbares Messsignal zur Verfügung

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Wertschöpfungsketten auf dem

Weg zur Vernetzung

Was Sensoren der Zukunft alles können sollten und wie neue digitale Geschäftsmodelle

entstehen

Solche Schnittstellen lassen sich über den

Mikroprozessor eines Smart Sensors recht

einfach und kostengünstig realisieren.

Industrie-4.0-konforme

Sensoren der Zukunft

Klaus-Dieter Walter

Industrie 4.0 und das Industrial

Internet of Things (IIoT) erfordern

Sensoren mit deutlich verbesserten

Kommunikationseigenschaften.

Solche Sensoren müssen in Zukunft

nicht nur Sensormessgrößen an

eine Steuerung liefern, sondern

darüber hinaus auch noch eine

Smartphone-App oder sogar eine

Cloud-Serviceplattform direkt mit

Messdaten versorgen. Mit einem

derartigen „Smart Connected

Sensor“ lassen sich dann

Wertschöpfungsketten vernetzen

und digitale Geschäftsmodelle

realisieren.

Klaus-Dieter Walter ist Geschäftsführer bei der

SSV Software Systems GmbH in Hannover

In der Prozess- und Fertigungsautomatisierung

existieren unzählige Sensoren, die

über eine einfache analoge oder digitale

Schnittstelle direkt mit einer Steuerung verbunden

sind. Sie dienen dazu, den Ist-

Zustand bestimmter physikalischer Größen

zu messen und an eine Steuerungssoftware

zu übermitteln, damit diese nach der Auswertung

neue Soll-Vorgaben gemäß dem

programmierten Regelwerk an Aktoren

schicken kann.

Im einfachsten Fall besteht ein Sensor

aus einem Element zur Messgrößenerfassung

mit analogem Ausgang. Aus der physikalischen

Messgröße wird ein korrespondierendes

analoges Ausgangssignal (Strom,

Spannung, Widerstand) erzeugt, dass in der

Steuerung digitalisiert und verwertet wird.

Es sind allerdings auch zahlreiche „smarte

Sensoren“ im Praxiseinsatz. Als „Smart“

wird ein Sensor bezeichnet, der neben dem

Sensorelement zur Messgrößenerfassung

eine integrierte Signalkonditionierung und

einen zusätzlichen Mikroprozessor für die

Signalverarbeitung besitzt. Der Sensormesswert

steht der Steuerungssoftware

dann über eine digitale Kommunikationsschnittstelle

(z. B. Modbus, CAN, CANopen,

IO-Link, Ethernet usw.) zur Verfügung.

Für zukünftige Anwendungen im Umfeld

von Industrie 4.0 (I4.0) und dem Industrial

Internet of Things (IIoT) reichen die klassischen

Sensoren nicht mehr aus. Schließlich

will man hier komplette Wertschöpfungsketten

mit externen und internen Fertigungsprozessen,

die Logistik, die Produktnutzung

durch den Kunden, den After-Sales-Service

usw. vollständig vernetzen und

sogar neue serviceorientierte bzw. digitale

Geschäftsmodelle schaffen. In der Praxis

werden aber noch keine I4.0/IIoT-konformen

Sensorsysteme angeboten. Sie müssen

durch ein individuelles Engineering für

jeden einzelnen Anwendungsfall zunächst

geschaffen werden. Dabei gibt es gerade in

der Prozess- und Fertigungsautomatisierung

durch Internet-basierte Kommunikationsaufgaben

schon heute einen Bedarf an

Sensoren, die etwas mehr können als eine

physikalische Messgröße in einen 4 bis

20 mA-Strom oder ein digitales Feldbusdatum

umzuwandeln.

Der Industrie-4.0-konforme bzw. IIoTgeeignete

Sensor der Zukunft mit „Verwaltungsschale“

und virtueller Repräsentanz

ist bereits ab Werk mit einer offenen IT-

Serviceplattform gekoppelt, um anderen

Anwendungen den Zugriff auf die aktuellen

Sensordaten zu ermöglichen. Ein solcher

Smart Connected Sensor (SCS) benötigt

idealerweise zwei Schnittstellen: Eine ist

mit der Cloud, die andere – wie bisher – mit

einer Steuerung verbunden.

Eigenschaften eines Smart-

Connected-Sensor

Ein Smart Connected Sensor wandelt die

Messgröße direkt oder indirekt in systemfähige

Datenwerte bzw. Informationen um,

die als virtuelle Repräsentanz auf einer Serviceplattform

für weitere Anwendungen zur

Verfügung stehen. Zu einem Smart Connected

Sensor gehört daher immer eine spezielle

(Cloud-) Serviceplattform zur Weiter

gabe der Messgrößen, ohne dass dafür ein

zusätzliches Engineering erforderlich wäre.

20 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Über die Cloud-Serviceplattform müssen

sich Zusatzfunktionen realisieren lassen,

zum Beispiel der Abgleich der vom Sensor

erhaltenen Messgröße mit einer IT-Datenbank,

um die Messdaten in einen Anwendungskontext

zu setzen und bei Bedarf

einen Alarm oder eine Benachrichtigung zu

verschicken. Stellen Sie sich als Beispiel

einfach einen Füllstandssensor vor, der den

jeweils gemessenen Füllstand bei jeder

Änderung an eine Cloud-Serviceplattform

im Internet schickt. Dort wird der Messwert

von einer dem SCS zugeordneten Softwarekomponente

entgegengenommen und

bzgl. bestimmter Grenzwerte geprüft. Wird

zum Beispiel der Wert für den Mindestfüllstand

unterschritten, verschickt die Serviceplattform

eine Auffüllbenachrichtigung an

eine hinterlegte Adresse.

Vielfalt der Kommunikation

Um sowohl eine Cloud als auch die lokale

Steuerung mit Messwerten zu versorgen,

benötigt der SCS zwei voneinander unabhängige

Kommunikationsschnittstellen

mit unterschiedlichen Eigenschaften (siehe

Bild unten). Über ein solches Dual-use-Interface

wird – wie bei einem Smart Sensor

– eine Steuerung per Modbus, CAN, CANopen,

IO-Link, Ethernet usw. mit den

Sensordaten versorgt. Das zusätzliche Sensor-Interface

ist indirekt oder direkt mit

einer Cloud-Serviceplattform verbunden.

Ändert sich der Sensor-Datenwert um einen

bestimmten Prozentsatz, wird ein Daten-

Update an die Cloud geschickt und dort

gespeichert. In der Cloud existiert zum

Beispiel ein JSON-Datenobjekt als virtuelle

Repräsentanz für die Sensordaten. Dieses

Datenobjekt beinhaltet zu jedem Zeitpunkt

das aktuelle Messgrößenabbild des

jeweiligen Sensors. Auf die virtuelle Repräsentanz

der Sensordaten können andere

Anwendungen über Standard-IT-Schnittstellen

zugreifen. IoT-Technologie-Stacks

für Sensoren, wie zum Beispiel Thinglyfied,

ermöglichen darüber hinaus die

Ausführung spezieller Script-Programme

direkt in der Cloud, um die für eine bestimmte

Anwendung erforderlichen Zusatzfunktionen

zu realisieren.

Direkte oder indirekte

Vernetzung

Ein Smart Connected Sensor kann auf

unterschiedliche Art und Weise mit der

Cloud-Serviceplattform kommunizieren.

Im für den Anwender einfachsten Fall besitzt

der Sensor ein internes 2G/3G/4G-Mobilfunkmodem

mit integrierter SIM-Karte

und kann über das Mobilfunknetz eines

Netzwerkproviders die Cloud erreichen.

Diese Lösung ermöglicht eine vollständige

Vorkonfiguration ab Werk, sodass der Sensor

im Feld einfach nur noch installiert

werden muss. Auch ein integriertes Wi-Fi-

Interface ist denkbar, oder aber eine „Wireless

Sensing“-SCS-Variante, die per Short-

Range Wireless Network (z. B. ZigBee, Bluetooth,

Wireless M-Bus) mit einem speziellen

Gateway kommuniziert, das die Sensormessgrößen

an die Cloud-Serviceplattform

weiterleitet. Dann sind TCP/IP plus Security

nur im Gateway erforderlich. Der einzelne

Wireless Sensing-Knoten wäre dann sehr

viel kostengünstiger realisierbar.

Für viele Anwendungen reicht es aus,

wenn der Sensor lediglich eine preiswerte

Bluetooth Low Energy- (BLE-) Schnittstelle

besitzt und zusammen mit einer Smartphone-App

ausgeliefert wird. Der Sensor selbst

hat dann keine direkte Verbindung in die

Cloud. Diese wird über die App realisiert.

Die App kann Sensordaten vorverarbeiten,

verändern, zwischenspeichern und auch

gleich vor Ort visualisieren.

Überschaubare

Herausforderungen

Die erweiterten Anforderungen an die

Kommunikationsfähigkeiten zukünftiger

Industrie-4.0-geeigneter bzw. IIoT-fähiger

Sensoren stellen eine technische Herausforderung

dar, die sich durch den Einsatz

passender Werkzeuge mit überschaubarem

Aufwand bewältigen lässt. Ein IoT-Technologie-Stack

für Sensoren, wie Thinglyfied

(http://goo.gl/MzNr6O), hilft bei der Umsetzung

und ermöglicht wettbewerbsfähige

Sensoren mit höherem Kundennutzen.

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Tel.: +49 6441 97 88-0

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E-Mail: sensitec@sensitec.com

www.sensitec.com


DAS HIGHLIGHT DES JAHRES

SUMMERof 2016

INNOVATION-SCOUTS AUF DER SPUR

VON INDUSTRIE 4.0

Im Sommer 2016 ging unsere Redaktion auf Deutschland-Tour,

um mehr über die vernetzte Produktion zu erfahren. Eine Station

dieser Roadshow führte uns zum Messtechnik-Spezialisten

Optimeas in Friedrichsdorf. Wir wollten wissen, auf welche

Aspekte von Industrie 4.0 sich das Unternehmen fokussiert hat.

SUMMER of ENGINEERING ist aber noch viel mehr. In unserem

Blog und in unseren Social-Media-Kanälen berichten wir über

Ideen, Visionen und Umsetzungen in Sachen Internet of Things.

Was sagen Experten? Welche Umsetzungen gibt es bereits?

Was verstehen verschiedene Berufsgruppen unter diesem

Thema? Wie wird sich die Arbeitswelt verändern? Welche

konkreten Aufgaben sind zukünftig zu lösen?

Lassen Sie sich von den Artikeln und Videos überraschen

und inspirieren. Gerne dürfen Sie auch Ihren Kommentar

hinterlassen oder uns einfach nur liken, posten und empfehlen.

www.summer-of-engineering.de

EINFACH

SMART LOGGEN

Geschäftsführender Gesellschafter

Burkhard Schranz im Gespräch

mit Chefredakteurin Eva Linder

SUMMER OF ENGINEERING

Katja Friedl

Die Vernetzung verschiedenster Datenquellen

bietet die Möglichkeit, durch erweiterte

Diagnoseoptionen die Qualität der Produkte

und die Abläufe in der Produktion deutlich zu

verbessern. Ganz im Sinne von Industrie 4.0

und dem Internet of Things lassen sich auf einer

einheitlichen Plattform Anwendungen in den

unterschiedlichsten Bereichen optimieren.

Was haben ein aufgelassener Tagebau in der Lausitz,

nor wegische Lawinen und mobile Betonpumpen gemeinsam?

Dies sind nur einige der Anwendungen für die

Datenlogger von Optimeas. Das im hessischen Friedrichsdorf

ansässige Unternehmen wurde 2010 gegründet und setzt auf

Teleservice- und Überwachungslösungen. Dabei reichen die

Systeme von Blackboxen in der Fahrzeugentwicklung über

Erschütterungsmessungen im Bergbau und der Bauwirtschaft,

kontinuier liche Diagnose von Baumaschinen, tragbaren Systemen in

der Medizin bis hin zu Überwachungssystemen in der Energiewirtschaft.

Dienstleistungen in den Bereichen kundenspezifische Hardwareentwicklung,

drahtlose Signalübertragung, Prüfstandautomatisierung,

Messdatenerfassung und -management, Simulation,

technische Softwareentwicklung und Datenanalyse runden das

Angebot von Optimeas ab.

„Bei mobilen Maschinen werden unsere intelligenten Diagnosesysteme

smartPro-CAN oder smartMini-CAN immer dann

eingesetzt, wenn man verborgene Fehler finden will“, erklärt Burkhard

Schranz, Geschäftsführender Gesellschafter und einer der

Gründer von Optimeas. „Es ermöglicht das Isolieren und Bewerten

von Ereignissen ebenso wie eine kontinuierliche Langzeitdatenerfassung.

Spora dische oder statische Probleme wie Messfehler,

Kontaktprobleme oder Fehler in der Steuerge rätesoftware lassen

sich auf ein fache Weise ermitteln.“

Insbesondere bei der Verwendung als Blackbox-System soll der

Einsatz so einfach wie möglich sein. Sobald der Datenlogger eingeschaltet

wird, startet er eigenständig und beginnt zu messen. Die

Parametrierung erfolgt über eine SD-Karte am PC, auf der sich

auch die Messdaten speichern lassen.

Zusätzlich zu dieser automatischen Speicherung der Daten auf

der internen Speicherkarte ist das Messgerät in der Lage, die

Daten vollständig oder selektiv ins Internet oder Intranet zu

übertragen. „Über ein optionales Mobilfunkmodem .können die

hauseigenen Geräte der Smart-Serie direkt eine Verbindung in

Netzwerke aufbauen“, erklärt Burkhard Schranz. Dies erfolgt

entweder per Datenübertragung auf einen FTP-Server oder über

den Cloud-Server von Optimeas. Die Anbindung des Datenloggers

an den Cloud-Server erlaubt die Kommunikation mit

den Geräten, das Abfragen von Daten, das Ändern von Geräteeinstellungen

und bietet sogar die Möglichkeit eines vollständigen

Software-Updates.

22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


VIDEO

Was ein Datenlogger mit Industrie 4.0

zu tun hat und wo die Firma Optimeas

sonst noch überall auf 4.0-Niveau ist,

sehen Sie hier.

http://bit.ly/SOE16_Optimeas

SUMMER OF ENGINEERING

ZU GAST

BEI OPTIMEAS

MOBILE MASCHINEN ERFORDERN

ROBUSTE FERNWARTUNG

Die Sensoren und Datenlogger werden dabei in die Elektroniksysteme

der zu überwachenden Maschinen eingebunden. Wie

gut das funktioniert, testet der passionierte Motorradfahrer

Burkhard Schranz gern persönlich: „Wir haben unser Firmen-

Motorrad mit unserer Messtechnik ausgestattet, um die Datenlogger

auch im praktischen Einsatz erproben zu können.“

Für „reale“ Anwendungen besteht beispielsweise zwischen

Optimeas und dem Baumaschinenhersteller Zoomlion Cifa

Deutschland GmbH eine enge Zusammenarbeit. Wie die Datenlogger

bei Betonpumpen eingesetzt werden, schildert Burkhard

Schranz: „Um Aussagen über die Nutzung abhängig vom

Einsatzort treffen zu können, bedarf es eines Messsystems, das

sämtliche Werte genau erfasst. Bei den Betonpumpen sind

Drücke, Dehnungen, Temperaturen oder die Viskosität des

Betons die zu betrachtenden Einflüsse. Das integrierte LTE-

Modem des SmartCanLog-Gerätes eignet sich hierbei hervorragend

zur Ferndiagnose per Mobilfunk – insbesondere da sich

der Einsatzradius der Maschinen zum Teil über große Flächen

von einigen 100 km Umkreis erstreckt.“

Sollte eine Betonpumpe Probleme verursachen, kann ein

Serviceingenieur über das Internet auf die Maschine zugreifen

und Steuergeräte- sowie Messdaten live beobachten. Dies führt

beim Hersteller Zoomlion Cifa Deutschland GmbH zu einer

Steigerung der Servicequalität, kurzen Reaktionszeiten und

weltweiter Verfügbarkeit.

GEFAHREN DURCH EROSION

UND LAWINEN BEGRENZEN

Neben Teleservice-Lösungen steht die Erschütterungsüberwachung

im Fokus der Optimeas-Entwickler. „Die Überwachung

aufgelassener Tagebauflächen ist ein großes Thema“, erklärt

Burkhard Schranz. Die ehemaligen Braunkohle-Abbaugebiete in

Ostdeutschland werden aufgeschüttet, um sie zu renaturieren.

Durch Erosion kann es jedoch zu Abrutschungen kommen, die im

schlimmsten Fall Menschenleben fordern, aber auch Straßen und

Häuser zerstören können. Schranz weiter: „Zur Übersichtsmessung

von großen Flächen wie einem Bergbaugebiet werden

seismische Ereignisse über verschiedene Erschütterungsmessstellen

mit entsprechenden Sensoren ermittelt. Das Messsystem

erfasst Bodenbewegungen, die anthropogene oder tektonische

Ursachen haben können. Da sich diese Bewegungen oder

Spannungszustände großflächig auswirken können, etwa auf

naheliegende Gebäude und den Straßenverkehr, ist ein zuverlässiges

Frühwarnsystem notwendig.“

Bei einer Alarmmeldung werden entsprechende Sicherungsmaßnahmen

eingeleitet. Langfristig könnten so seismische

Ereignisse vorhergesagt werden. Gerade für schwer zugängliche

Messstellen, wie in diesem Fall, erweist sich die mobile

Datenüber tragung als prädestiniert. Die relevanten Daten werden

bei Bedarf automatisch in die Cloud übertragen.

Zusätzliches Thema im Bereich Erschütterungsüberwachung.

Hier geht es um den Einsatz der Systeme in der Bauwirtschaft -

dort müssen Gebäude und Menschen vor Erschütterungen

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 23


01

01 Die Basisplatinen werden in der eigenen Werkstatt

an die Kundenanforderungen angepasst

02 03

02 Gesellschafter Jens-Achim Kessel

03 Erik Lins entwirft neue Baugruppen

04 Standort- und Leistungsdaten werden per Mobilfunk

über tragen und können komfortabel ausgewertet werden

05 Internetgestützte Datenerfassung auf

einer einheitlichen Plattform

06 Burkhard Schranz testet den Datenlogger

mit dem Firmen-Motorrad

07 Vom Sensor bis zur Auswertung

SUMMER OF ENGINEERING

geschützt werden. Gebäude, Straßen, Brücken, Staudämme,

Tunnel. Gemäß DIN 4150.

System basiert auf der gleichen Hardware – nur andere

Software. Zusätzliches Thema im Bereich Erschütterungsüberwachung.

Hier geht es um den Einsatz der Systeme in der Bauwirtschaft -

dort müssen Gebäude und Menschen vor Erschütterungen

geschützt werden. Gebäude, Straßen, Brücken, Staudämme,

Tunnel. Gemäß DIN 4150.

System basiert auf der gleichen Hardware – nur andere Software.

Das SmartGeoLog wird den spezifischen Anforderungen

durch die Kombination einer leistungsfähigen, aber energiesparenden

Hardware mit speziell angepasster Software gerecht.

Mit K-Utec AG als Servicepartner fließt zudem jahrelange Erfahrung

im Bereich Geophysik und Geomechanik mit ein.

INDIVIDUELLE ANFORDERUNGEN ERFÜLLEN

Dr. Jens-Achim Kessel, ebenfalls Gesellschafter und Gründer von

Optimeas sowie verantwortlich für Automatisierung, Regelungstechnik

und die Entwicklung der Standardsoftwareprodukte, sagt:

„Es ist eine unserer Stärken, dass wir unsere Kunden auf ihrem

Fachgebiet abholen und die Projekte entsprechend kompetent

umsetzen können. Gerade wenn man sich in die Themengebiete

einarbeiten muss, können wir unsere Stärken ausspielen.“

Zu den eher „exotischen“ Projekten im geophysikalischen

Bereich gehört auch die Lawinenüberwachung in Norwegen. Da

das Land nur dünn besiedelt ist, werden Straßenabschnitte, die regelmäßig

durch Lawinen verschüttet werden, per SmartGeoLog

überwacht. „Unser System meldet den Lawinenabgang an die Leitwarte,

die nun Räumfahrzeuge zur blockierten Straße schicken

kann“, berichtet Burkhard Schranz.

Ein weiterer großer Einsatzbereich für die Datenlogger ist die

Anlagenüberwachung im Energiesektor. Damit lassen sich

beispiels weise Umspannstationen, Wind- und Solaranlagen überwachen

und fernwarten.

Die Basiskomponenten für alle Systeme lässt Optimeas extern

bestücken. Die Endmontage, Kalibrierung und Qualitätssicherung

erfolgen im Haus. Die funktionellen Baugruppen n werden von

Dr. Erik Lins entworfen. Der Physiker erläutert: „Unsere Familie an

Datenloggern basiert auf einer Plattform, die sich modular

erweitern und an die individuellen Kundenanforderungen

anpassen lässt.“ Das Besondere: Anders als herkömmliche Systeme

– die typischerweise aus vielen Einzelkomponenten bestehen – ist

bei den Optimeas-Geräten bereits alles eingebaut. Als Optionen

stehen beispielsweise WLAN- und LTE-Anbindung, GPS oder

Akkubetrieb zur Auswahl.

24 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


04 05

06 07

DIE CLOUD STEHT IM ZENTRUM

DER LÖSUNGEN

Die Stärke der Optimeas-Systeme ist die Nutzung der Cloud zur

Weitergabe und Analyse der Daten. Burkhard Schranz: „Optimeas

wurde gegründet, bevor es die Begriffe Industrie 4.0 (I40) und Internet

of Things (IoT) gab, doch das, was hinter diesen Schlagwörtern

steckt, ist genau unsere Gründungsidee.“ Mit der Einführung des

UMTS-Standards wurden die Datenmengen, die sich schnell per

Mobilfunk übertragen lassen, immer größer. Und damit boten sich

völlig neue Möglichkeiten, gesammelte Daten zu verarbeiten.

„Unsere Aufgabe als Optimeas besteht vor allem darin, die Daten

richtig zu kombinieren, um vernünftige Aussagen treffen zu können“,

betont Schranz. „Das IoT wird sich stetig weiterentwickeln und

derzeit findet der größte Ausbau im Bereich der Produktionsanlagen

statt.“ Die Unternehmen hätten erkannt, dass ihnen Industrie 4.0 die

Möglichkeit bietet, die Qualität ihrer Produkte zu erhöhen und

reibungslosere Prozesse zu gewährleisten. „In den nächsten zehn

Jahren wird I40 stark wachsen und ich bin gespannt, in welche

Bereiche wir noch vordringen werden“, so Schranz.

I40 UND IOT

Unter Industrie 4.0 (I40) versteht man die Verzahnung

der industriellen Produktion mit moderner

Informations- und Kommunikationstechnik. Dabei

kommunizieren Menschen, Maschinen und Produkte

über das Internet.

Der Begriff Internet der Dinge (IoT) geht weit darüber

hinaus. In allen Lebensbereichen (Produktion, Arbeit,

Verkehr, Freizeit, Haushalt etc.) werden Daten

ge sammelt (Big Data), die von immer kleineren,

eingebetteten Computern (meist über die Cloud)

verar beitet werden. IoT ist zum Synonym für die

Verbindung der realen und der virtuellen Welt

geworden.

Bilder: Katja Friedl, Optimeas

www.optimeas.de


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Nahezu Unsichtbares zuverlässig erkennen

Vision- und ID-Lösungen steigern die Qualität einer automatisierten Kontaktlinsen-Verpackung

Janina Guptill, Jan Grootjans

Wenn empfindliche, durchsichtige

Produkte in einer klaren Flüssigkeit

erkannt werden müssen und dabei

ein lichtdurchlässiger Code zu lesen

ist, übersteigt dies die üblichen

Anforderungen einer Identifikation.

Ein niederländischer Hersteller

von Kontaktlinsen muss genau

solch eine Herausforderung

meistern. Er setzt deshalb auf eine

Verpackungsmaschine mit Visionund

ID-Systemen, die sehen, was

andere nicht sehen.

Sorgfalt und Hygiene spielen nicht nur

beim Endkunden von Kontaktlinsen eine

wichtige Rolle, auch der Verpackungsprozess

ist mit hohen Qualitäts- und Hygieneanforderungen

verbunden. NKL Contactlenzen

– ein Tochterunternehmen von

Menicon, einem in Japan ansässigen Hersteller

von Kontaktlinsen und medizinischen

Lösungen rund um Kontaktlinsen –

installierte aus diesem Grund in seinen

Produktionseinrichtungen im niederländischen

Emmen eine kompakte Verpackungsmaschine.

In dieser Maschine werden

kundenspezifische Kontaktlinsen effizient

und besonders vorsichtig verpackt. Die

schlüsselfertige Lösung, in der die reine

Mechanik optimal mit elektrischer Automation

kombiniert ist, wurde von Stevens

Engineering entwickelt und installiert. Die

Vision- und ID-Lösungen, die in dieser

Verpackungsmaschine zum Einsatz kommen,

stammen dagegen von Cognex.

Hohe Versiegelungsqualität für

ein empfindliches Produkt

Auf den ersten Blick erscheint die Arbeitsweise

der Maschine recht einfach: Nach

einer finalen manuellen Prüfung der Kontaktlinsen

werden diese in ihren Behälter

und dieser wiederum in den neu entwickelten

Produktträger der Maschine eingesetzt.

Daraufhin greift sich die Maschine den

Träger mit dem Behälter, fügt eine spezielle

konservierende Flüssigkeit hinzu, versiegelt

ihn mit Aluminiumfolie, schließt sodann

den Deckel des Behälters – und schon ist

alles versandfertig. So weit, so einfach. Jedoch

bringt der Gesamtprozess einige Besonderheiten

mit sich: Die Maschine hat einen

sehr kleinen Grundriss und erfordert kaum

Bedienpersonal. Die Versiegelungsqualität

ist sehr hoch und die Dosierung der Flüssigkeit

hochpräzise. Aktuell beträgt die Zykluszeit

nur 10 s. Und jede einzelne Linse sowie

jeder Linsenbehälter können während und

nach dem Verpacken dank der Cognex ID-

Technik und einer SQL-Datenbank jederzeit

genau nachverfolgt werden.

Die Maschine ist mit einem rotierenden

Drehtisch ausgestattet, der zehn Einzelpositionen

aufweist. Damit kann der Tisch

sowohl einzelne Linsen als auch Behälter

und Träger zugleich handhaben und kontrollieren.

Schon bei einer der ersten Aufgaben

innerhalb der Maschine kommt der

Dataman 200 von Cognex zum Einsatz.

Dabei handelt es sich um einen kleinen, stationären,

also fest montierten industriellen

Barcodeleser mit großem Leistungsvermögen

und einer Auflösung von maximal

752 × 480 Pixel (bei größter Blende) – er ist

geeignet für 1-D-Anwendungen. Innerhalb

der Verpackungsmaschine scannt dieses

Lesegerät den Barcode, der auf dem Produktträger

aufgebracht ist. Basierend auf

dieser Identifikation wird der Linsenbe -

hälter mit einer von zwei möglichen Konservierungsflüssigkeiten

exakt befüllt.

Füllstand prüfen und Schäden

aufspüren

Nach dem Befüllen detektiert das Bildverarbeitungssystem

In-Sight 7050 von Cognex

die Kontaktlinsen – und dies ist eine Herausforderung,

weil die Linsen nicht nur

transparent sind, sondern auch verschiedene

Farben haben können und von einer

durchsichtigen Flüssigkeit bedeckt sind.

Jedoch ist das komplett integrierte In-Sight-

System für solche anspruchsvollen Anwendungen

aufgrund seiner Autofokusfunktion

und der schnellen Bildaufnahme gerüstet.

Zeitgleich prüft diese Smart-Kamera auch,

ob die Kontaktlinsen mit ausreichend Flüssigkeit

bedeckt sind, also ob der Füllstand

stimmt, und ob die Behälter irgendwelche

Janina Guptill, Janina Guptill, Marcom

Specialist, Cognex Germany Inc.; Jan Grootjans,

Projektmanager Manufacturing & Machinery,

Stevens Engineering,

26 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


SENSORIK UND MESSTECHNIK

01 Die moderne Verpackungsmaschine für Kontaktlinsen bietet einen

hohen Durchsatz auf kleinem Raum

02 Eines der drei Systeme im Verpackungsprozess: der Barcode-Reader

liest 1-D- und 2-D-Codes auf Produktträgern und Deckeln

Schäden aufweisen. Dies ist z. B. erkennbar,

wenn Tropfen außerhalb dieser Station

vom Vision-System entdeckt werden. Das

Kamerasystem wurde mit der In-Sight

Explorer Software auf Basis der Easybuilder-Benutzeroberfläche

und verschiedenen

Prüfwerkzeugen so vorkonfiguriert, dass

keine zusätzliche Programmierung oder

manuelle Konfiguration bei der Installation

vor Ort notwendig war.

Nach dieser Prüfung wird der Behälter

mit den Kontaktlinsen mit einer Aluminiumfolie

versiegelt und der Kunststoffdeckel geschlossen.

Daraufhin wird auf den Deckel

des Behälters mittels UV-Direktdruck ein

2D-Datamatrix-Code aufgebracht, um die

Linsen eindeutig identifizieren zu können.

Sowohl der Barcode auf dem Produktträger

als auch der Datamatrix-Code auf dem

Behälterdeckel werden nun von einem weiteren

Dataman 200 gelesen. Hierbei kommt

neben dem integrierten hellen Lesefeld des

Scanners eine zusätzliche, spezielle UV-Beleuchtung

zur Anwendung, um die UV-gedruckten

Codes zuverlässig zu detektieren.

So helfen die Linsen, ihre Behälter und die

jeweiligen Verpackungsdaten dabei, den

Abschluss des Verpackungsprozesses in der

SQL-Datenbank und im NKL-Informationsmanagementsystem

zu verifizieren.

Konstant hohe Verpackungsqualität

gewährleisten

Stevens Engineering benötigte weniger als

ein halbes Jahr, um diese kundenspezifische

Lösung für NKL Contactlenzen zu

entwickeln und zu installieren. Nach weiteren

sechs Monaten praktischer Anwendung in

einer Reinraum-Produktionsumgebung ist

der Kunde mit der Verpackungslösung, die

ihm vielfältige Funktionen auf sehr kleinem

Raum bietet, zufrieden. Die neue Maschine

ist schneller und benötigt weniger Bedienpersonal,

was zu einer konstant hohen

Verpackungsqualität führt. Verglichen mit

der vorherigen Lösung wurden mit den

Vision- und ID-Systemen von Cognex die

Qualitätsprüfungen und die Verpackungsqualität

verbessert, wobei die hohen Anforderungen,

die eine Kontaktlinse als sehr

empfindliches Produkt stellt, erfüllt wurden.

Fotos: Aufmacher Fotolia, Einklinker Cognex,

01 - 02 Stevens Engineering

www.cognex.com

DER Bestseller für

Transportüberwachungen,

Diagnosen, Belastungstests!

Speicherrekord: 1 Milliarde Messwerte

Datenlogger MSR165

für Schock und Vibration

Mit dem robusten MSR165 können Sie bis zu 5 Jahre lang

1600 Messungen pro Sekunde im Bereich Beschleunigung

(Stösse, Vibrationen) durchführen. 3-Achsen-Beschleunigungssensor

±15 g /±200 g • Sensoren für Temperatur,

Feuchte, Druck, Licht • 4 Analogeingänge • LiPo-Akku 900

mAh • IP 67 • MSR PC-Software zur Datenerfassung und

–auswertung.

Kontaktieren Sie uns, wir beraten Sie gerne!

Weitere Infos und Verkaufsstellen: www.msr.ch


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Präziser Infrarot-Thermometer für

die Folien-Herstellung entwickelt

Um eine präzise

Temperaturmessung

zur Qualitätssicherung

bei der

Herstellung dünner

Folien aus z. B. PE

oder PP zu ermög ­

lichen, hat Optris

das Infrarot-Thermometer Optris CT P3 entwickelt. Es misst in

einem schmalen Spektralbereich von 3,43 µm. Das miniaturisierte,

robuste Pyrometer steckt in einem Massivgehäuse und

eignet sich für Nachrüstungen und OEM. Es ist ungekühlt in

Umgebungen bis 75 °C einsetzbar und hat die Schutzklasse IP 65.

Die Elektronik ist separat vom Sensorkopf und hat leicht zugängliche

Programmiertasten sowie ein beleuchtetes LCD-Display.

Die Analogausgänge sind wählbar zwischen 0/4 - 20 mA, 0 - 5 V,

0 - 10 V, Thermoelement Typ K oder J. Als digitale Ausgänge stehen

USB-, RS485-, RS232- Schnittstellen, Relaisausgänge, CAN-Bus,

Profibus DP oder Ethernet zur Verfügung.

www.optris.de

Inline-Durchflussmesser

für drei Durchmesser

Der kompakte EE741 Inline-

Durchflussmesser von E+E Elektronik

für die exakte Verbrauchsmessung von

Druckluft und technischen Gasen ist modular

aufgebaut. So kann er für drei verschiedene

Rohrdurchmesser – DN15, DN20 und DN25 – eingesetzt

werden. Dazu wird der Messumformer mit dem für den

Rohrdurchmesser bestimmten Messblock kombiniert. Der

Ein- und Ausbau der eigentlichen Messeinheit mit dem Edelstahl-Sensorkopf

ist ohne erneutes Auftrennen der Rohrleitung

möglich. Das thermische Heißfilm-Anemometer-Messprinzip

sorgt für Langzeitstabilität und eine schnelle Ansprechzeit. Der

Durchflussmesser eignet sich für die kosteneffiziente Verbrauchsmessung,

beispielsweise von Stickstoff, Sauerstoff, Helium, CO 2

oder Argon. Mit ihm können Normvolumenstrom, Massenstrom,

Normströmung, Temperatur und der Verbrauch der Medien

exakt erfasst und überwacht werden. Ein integrierter Verbrauchszähler

ermöglicht eine Verbrauchsanalyse ohne zusätzlichen

Datenlogger.

www.epluse.com

Board-Level-Messtechnik speziell für OEM-Kunden

Mit den Platinenmodulen von Measurement Computing (MCC)

stellt Data Translation nun ein erweitertes Programm an Messtechniklösungen

speziell für OEM-Kunden vor. Diese können mit

den Board-Level-Modellen, die mit USB- oder Ethernet-Anschluss

erhältlich sind, die eigenen Geräte bzw. Systeme einfach um

Messtechnik-Funktionen in allen Leistungsklassen

erweitern. Das Angebot

umfasst eine große Auswahl an

Multifunktionsmodulen sowie verschiedene

Digital-I/O-Boards.

Das Programm an Multifunktions-

Messtechnikplatinen reicht vom

Modul mit 12 Bit A/D-Auflösung,

acht Analogeingängen (SE) und bis zu

500 kS/s Abtastrate bis zum 16-Bit-

Board mit 64 analogen Eingängen und

1 MS/s Abtastrate. Dieses Multikanal-

Messmodul verfügt zudem über 24 digitale

I/O-Kanäle, vier Ereigniszähler

(32 Bit) und optional über vier Analogausgänge (16 Bit, 1 MS/s).

Ebenfalls angeboten wird ein Modell, das die Messdatenübertragung

auch kabellos via Bluetooth ermöglicht. Bei den Digital-

I/O-Modulen beinhaltet das Portfolio Varianten mit 24 oder

32 Kanälen, die individuell als Eingänge oder als High-Drive-

Ausgänge konfiguriert werden

können. Alle Platinenmodule von

MCC verfügen über eine robuste

Anschlusstechnik und sind auch für

den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen

geeignet. Dank der

mitgelieferten Softwarebibliotheken

und der Schnittstellen zu Labview,

Matlab oder Dasylab sowie entsprechender

Programmierbeispiele sind

sie unter Windows, Linux und Android

leicht und zeitsparend zu integrieren.

www.mccdaq.de

Datenlogger

ALMEMO ® 500

mit integriertem Webservice

und intuitiver Tabletbedienung

AHLBORN Mess-und Regelungstechnik GmbH • Tel: 08024/3007-0 • info@ahlborn.com

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28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


EMV-Konzepte und Messungen für Industrie 4.0

In der Produktion der Zukunft sollen Maschinen und Anlagen weltweit miteinander

kommunizieren und interagieren. Der Vernetzungsgrad der Geräte wird weiter zunehmen.

Somit steigen die Leistungsdichte und damit auch die Störempfindlichkeit

durch elektromagnetische Einflüsse. Voraussetzung für eine reibungslose Vernetzung

ist jedoch zum einen die einwandfreie Funktion der einzelnen Komponenten und zum

anderen das Zusammenspiel untereinander. Um dies zu gewährleisten werden schon

in der Entwicklungsphase konkrete EMV-Konzepte benötigt. EMCC Dr. Rasek bietet seit

mehr als 35 Jahren Serviceleistungen im Bereich der EMV (Prüfungen, Modifikationen,

Konzeptentwicklung) nach zahlreichen produkt- und herstellerspezifischen Standards

für Industrieanlagen u.a. nach den beiden relevanten Fachgrundnormen EN 61000-6-4

für Störaussendung sowie die

EN 61000-6-2 für Störfestigkeit

an. Im Mai 2016 wurde die

Kompetenz im Rahmen der

Re-Akkreditierung durch die

DAkkS erneut bestätigt, wobei

nun der Bereich Medizinprodukte

gesondert in einer

eigenständigen Urkunde

geführt wird.

WIR SIND DER

MASSSTAB

www.emcc.de

Zweipunktregler mit Ex (ia) Eingang nach Atex

Der Ex Therm-DR komplettiert das Jumo-Portfolio im Bereich der Sicherheitstechnik.

Der Zweipunktregler ist konfigurierbar für Heiz- oder Kühlprozesse, verfügt über die

Ex II Zulassung und eignet sich besonders zum Einsatz bei Rohrbegleitheizungen, in

der Prozess- sowie der chemischen Industrie, Feuerungs- und Wärmetechnik oder

in Lackier- und Trocknungsanlagen. An den eigensicheren Ex (ia) Messeingang für

Widerstandsthermometer, Thermoelemente oder Stromeinheitssignale können entsprechende

baumustergeprüfte Sensoren direkt angeschlossen werden. Der Einsatz

einer Barriere ist somit nicht mehr erforderlich. Neben

dem Relaisausgang „Regler“ verfügt das Gerät über einen

zweiten Relaisausgang zur Grenzwertüberwachung. Für

den Reglerausgang sowie die Grenzwertsignalisierung

steht ein Logiksignal 0/10 V zur Verfügung. Über den

serienmäßig vorhandenen Analogausgang wird alternativ

zum Logiksignal der aktuelle Messwert oder der Sollwert

4 bis 20 mA ausgegeben. Der Jumo Ex Therm-DR verfügt

über eine LCD-Anzeige zur Darstellung aller relevanten

Prozessinformationen.

www.jumo.net

Safety-Schwingungssensor mit SIL2

Der Safety-Schwingungssensor NVA115/S3 ist für den Einsatz in der Windenergiebranche

optimiert, um Windkraftanlagen vor Schäden durch Schwingungen und

Vibrationen zu schützen. Er erfüllt den SIL2-Status und erfasst Schwingungen von

0,1 bis 100 Hz bis zu einer Amplitude von 2 g. Der Messwert wird über einstellbare

Frequenzfilter ausgewertet und drei verschiedenen Schnittstellen zugeführt: Zweimal

Analogausgang, z. B. für die x- und y-Achse, CANopen Safety-Interface für die sichere

Datenübertragung sowie zwei sichere Schaltkontakte für die Sicherheitskette. Der

Messwert der Beschleunigung kann als Momentan- oder Peak-Wert, als RMS-Mittelwert

oder auch als aufintegrierter Wert ausgegeben und weiterverarbeitet werden.

Letztere Funktion ist wichtig, um eine Abschaltung der Anlage vorzunehmen,

wenn ein einstellbarer Beschleunigungsgrenzwert geringfügig,

aber für längere Zeit überschritten wird. Die Fourier-

Frequenz-Analyse ermittelt das Frequenzspektrum.

www.twk.de

PRÄZISIONSMESSTECHNIK

REGELN SIE PRÄZISER ALS JE ZUVOR

Schnelle Phasenstrommessung mit Ausgaberaten

bis 20 MHz – Auch als Evaluation-Kit verfügbar

ERHÖHEN SIE IHREN WIRKUNGSGRAD

Die shuntbasierten Messmodule der IPC-Reihe

sind dauerhaft bis zu 1.500 Volt galvanisch

getrennt und können je nach eingesetztem Shunt

Strombereiche bis 2.500 Ampere mit einer

Auflösung von 12 – 16 Bit messen.

Eigenschaften:

TTL, RS422-Schnittstelle

RJ45- oder M8-Stecker

Hohe Spannungsfestigkeit bis 8 kV

(Testspannung)

Schutzklasse IP6KX

Electronica 2016

Messe München // 8. bis 11. November //

Halle B5 // Stand 143

Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG

Eibacher Weg 3–5·35683 Dillenburg

Telefon 02771 934-0·Fax 02771 23030

isascale@isabellenhuette.de·www.isabellenhuette.de


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Bimetall-Thermometer für Extremkälte

Das Bimetall-Thermometer Typ 55 von Wika gibt es jetzt in einer Version, die Umgebungstemperaturen

bis - 70 °C verkraftet. Diese folgt auf das Manometer PG23LT in einer Version

für extreme Kälte. Alle Teile des elastomerfreien Gehäuses aus CrNi-Stahl und dessen

Füllung zur Verhinderung von Kondenswasser sind entsprechend spezifiziert. Andere

Umwelteinflüsse werden durch Schutzart IP65 bzw. IP66 ausgeschlossen. Das Thermometer,

das auch im Bereich bis + 250 °C misst, eignet sich insbesondere für Anwendungen

in den Bereichen Öl, Gas und Petrochemie. Es ist zudem mit EAC-Zulassung lieferbar, die

für den eurasischen Markt von Bedeutung ist.

www.wika.de

Robuster Positionssensor für enge Einbauräume konzipiert

Der magnetostriktive Positionssensor EP2 von MTS Sensors hat

ein kompaktes, glattes Profil und eignet sich damit für enge Einbauräume.

Der Sensor in Profilbauform ist mit einer Messlänge

bis 2 540 mm verfügbar. Seine Abweichung

bei der Linearität beträgt weniger

als 0,02 %, bei der Wiederholgenauigkeit

max. 0,005 %. Sensorelement und

Elektronik sind in einem robusten

Aluminium-Gehäuse integriert, sodass

sich der Sensor auch in anspruchsvollen

Umgebungen einsetzen lässt. Der Positionsmagnet

kann über die ganze Länge

des Sensors gleiten und ermöglicht dadurch einen reibungsfreien

Betrieb sowie eine flexible Installation. An Ausgängen stehen

Analog-, Start/Stopp-, CANopen- und serielle synchrone Schnittstellen

zur Verfügung. Des Weiteren können

zur Positionserfassung auch mehrere

Magnete eingesetzt werden, die zeitgleich

Positionsdaten ermitteln. Gegen Schocks

und Vibrationen ist der Sensor unempfindlich.

Der Betriebstemperaturbereich reicht

von - 40 bis + 75 °C.

www.mtssensors.com

Ihr Vorteil liegt auf der Hand

Schwing- und Stoßerreger für

· Qualitätssicherung in der Sensorherstellung

· MEMS-Tests

Prüfen mikromechanischer

Bauelemente

Ermüdungstests unter

praxisnahen

Einsatzbedingungen

Für vielfältige Sensorund

Signaltypen

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n Druck

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n Längen

Feldbus Mess-Systeme

- Präzise und schnell in rauer Umgebung -

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Tel.: +49 351 400 24 0 · Fax: +49 351 400 24 99 · E-Mail: sales@spektra-dresden.de

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Mess-Systeme

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Hyperspektralkamera mit wählbaren Wellenlängen

Die Hyperspektralkameras der FX-Serie von Specim, inklusive dem neuen Modell FX10, sind nun

über Stemmer Imaging erhältlich. Die FX10 ist für den Wellenlängenbereich von 400 bis 1 000 nm

entwickelt. Ein Spektrograph für die hyperspektrale Bildverarbeitung ist bei ihr direkt in das

Kameragehäuse integriert. Dennoch ist sie mit den Maßen 150 x 85 x 71 mm³ kompakt. Es können

aus 220 Wellenlängen die geeigneten ausgewählt und ausgewertet werden. Die Anzahl der

ausgewählten Wellenlängen hat dabei direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit der Lösung:

Je weniger Wellenlängen für die Überprüfung ausgewählt werden,

desto schneller erfolgt die Auswertung. Nutzt man alle 220 Wellenlängen,

liegt die maximale Aufnahmegeschwindigkeit bei

330 Bildern pro Sekunde. Bei fünf Wellenlängen in drei Bereichen

lassen sich 6 510 Bilder pro Sekunde erzielen. Als

Schnittstelle sorgt Cameralink für den Bilddatentransport,

ab Ende 2016 soll auch GigE-Anschluss verfügbar sein.

www.stemmer-imaging.de

Drucktransmitter für bidirektionale Differenzdruckmessung

Die Serien AMS 4711/ AMS 4712 von Amsys kombinieren Silizium-MEMS-Elemente mit Mikroelektronik

zu hochgenauen Drucktransmittern im Miniaturformat. Die Sensoren sind ohne weitere

Komponenten einsatzbereit und für die Außenmontage geeignet. Die AMS 4712-Serie wird mit

einem industriellen 4-20-mA-Stromausgang in 2-Leiter-Technik (Current Loop) angeboten, die

AMS 4711-Serie hat einen 0-5-V-Ausgang. Der Betrieb erfolgt mit einer Versorgungsspannnung von

8 bis 36 V. Neben den Absolutdrucksensoren (1 bar, 2 bar 1,2 bar) sind die Transmitter als Differenzdrucksensoren

für: 0-5 und bis 0-2 000 mbar in verschiedenen

Druckstufen erhältlich. Als differentiell bidirektionale

Versionen können sie in den Bereichen: ± 5, ± 10,

± 20, ± 50, ± 100 mbar sowohl Unter- als auch Überdruck

messen. So sind Luftstrommessungen möglich, bei

denen eine Druckumkehr zum herrschenden Druck

entstehen kann. Dank der Rückseitenbeaufschlagung

der Druckmesszelle eignen sich die Drucktransmitter

auch zur Messung des Füllstandes in Flüssigkeiten.

www.amsys.de

2D-Code-Reader für eine sichere Produktrückverfolgung

Die Lasermarkiersysteme von Panasonic schaffen die Grundlage für eine dauerhafte Markierung und

Identifizierung. Bei sehr rauen Oberflächen können diese durch eine vorangestellte Oberflächenreinigung

mittels Laser so behandelt werden, dass der anschließend markierte 2D-Code tadellos lesbar

ist. Ist die Laserkennzeichnung aufgebracht,

kann der Code ausgelesen

werden. Hierfür entwickelte Panasonic

den neuen 2D-Code-Reader der

LP-ABR10-Serie. Der Reader stellt sich

den Herausforderungen von reflektierenden

und unebenen Oberflächen,

bspw. einer Code-Markierung auf

Aluminium. Dies ermöglicht die Lighting-

Funktion des Readers – die integrierte

Beleuchtungsmatrix sorgt für diffuse

Beleuchtung (Mitte) und die weiteren

vier schmalen Blocks für eine direkte

Beleuchtung (oben, unten, links und

rechts), sodass der 2D-Code-Reader die

DPM-Codes mit hoher Präzision lesen

kann. Durch die automatische Einlernfunktion zum einfachen Einstellen der Lesebedingungen

können die markierten Codes auf unterschiedlichsten Materialien (Keramik, Gummi, Glas, Kupfer)

problemlos gelesen werden.

www.panasonic-electric-works.de

Robust.

Wie Sie es auch drehen und wenden: Wir

Innovative Infrared

Technology

Könnte es sein, dass Sie sich auch für besonders schnelle, leichte,

exakte, individuelle und günstige Infratot-Thermometer und Infrarotkameras

zur berührungslosen Temperaturmessung von –50 °C bis

+3000 °C interessieren? Schauen Sie doch mal rein: www.optris.de

haben den kleinsten und zugleich robustesten

IR-Sensor entwickelt, weil er bis

250 ºC Umgebungstemperatur aushält.

22.–24.11.2016

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uns in Halle 4A,

Stand 126


SENSORIK UND MESSTECHNIK


Bluetooth-Module mit bis zu

1 000 m Reichweite

Ahlborn bietet Bluetooth-Module mit halbtransparenter

Schale und ein Bluetooth-Messgerät an. Eine aktive Antenne

ermöglicht eine Reichweite bis zu 1 000 m. Die Stromversorgung

erfolgt über einen Akku. Die Laufzeit mit einer Akkuladung

beträgt mindestens ein Jahr bei einem Messzyklus

von einer Stunde

und aktiviertem

Sleemode. Optional

sind die Geräte

mit eingebautem

Digitalfühler für

Temperatur, Luftfeuchtigkeit

und

atmosphärischen

Druck erhältlich.

Damit lassen sich am Messgerät zusätzlich die Umgebungskonditionen

messen. Die Bluetooth-Technik eignet sich

für den Aufbau kleinerer Messnetzwerke oder einzelner

Messstellen ebenso wie für die Installation eines komplexen

Netzwerkes mit bis zu 99 × 100 Messstellen. Damit ist sie

voll systemkompatibel und stellt keine Insellösung dar.

Eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren ist anschließbar.

Es stehen über 65 Standardmessbereiche zur Messung

physikalischer, chemischer und elektrischer Größen zur

Verfügung.

www.ahlborn.com

Energiemonitoring und Prozessstabilisierung

in Produktionsanlagen

Weidmüller hat mit Total Energy Monitoring ein umfassendes

Lösungsangebot entwickelt, um individuellen Kundenbedürfnissen

bezüglich Energiemonitoring und Prozessstabilisierung

gerecht zu werden. Erstmals können mit diesem Lösungsangebot

Energienetzwerke der Produktion vom Übergabepunkt über die

Unterverteilungen bis hin zu einzelnen Maschinenkomponenten

überwacht und analysiert werden. Softwarepakete zur Visualisierung

und Analyse sowie zum Fernzugriff runden das Lösungspaket

ab. Das Lösungsangebot ist modular ausgelegt, besitzt eine

hohe Skalierbarkeit, lässt sich flexibel zusammenstellen und

optimal abstimmen. Es integriert Hard- und Software sowie die

Beratung in ein umfassendes Konzept. Generell gilt: Um Energieeffizienz

und Anlagenverfügbarkeit zu steigern, müssen

Messdaten an verschiedenen

Punkten einer Produktionsstätte

erhoben werden. Das

Total Energy Monitoring erlaubt

den Aufbau einer individuellen

Energiemonitoringlösung

mit applikationsspezifisch

kombinierten Modulen.

www.weidmueller.com

Schutz für Prozesse bis + 450 °C

Den Füllstandmessumformer E3 Modulevel von Magnetrol gibt

es ab sofort auch in einer Hochtemperatur-Version. Dieser

Verdrängermessumformer schützt

Raffinerieprozesse nun bis + 450 °C und

bei Dampfanwendungen bis + 425 °C.

Durch die Auswertung des Signals mittels

Lineartransformator und Messfeder wird

ein stabiles, genaues und verlässliches

Ausgangssignal erzeugt. Mit vertikalem

Design ist der Transmitter nun außerdem

erheblich leichter und einfacher

einzubauen.

www.magnetrol.com

Neue optische Filter für die industrielle

Bildverarbeitung

Variabel und individuell anpassbar

Das SIKA ModulSensor System

Ein Baukastensystem mit Sensoren zur Messung von Temperatur, Druck,

Feuchte, Strömung oder Füllstand. Individuell auf Kundenanforderungen

anpassbar.

Kostenoptimierte Grenzwertschalter, Transmitter mit HART-Signal, Wireless-

Transmitter oder vollausgestattete Sensoren mit Display und HART-Signal

Zuverlässig und Robust durch ihre Prozessanschlüsse aus Edelstahl sowie ihr

Gehäuse aus glasfaserverstärktem Kunststoff

Das Unternehmen Polytec erweitert sein Programm an optischen

Filtern um drei neue Filter. Es handelt sich zum einen um zwei

sehr schmalbandige Bandpassfliter für die Wellenlängen 450 und

520 nm und einen Langpassfilter, der für Wellenlängen ab 900 nm

durchlässig ist. Das Portfolio umfasst somit mehr als 100 verschiedene

Filter mit mehr als 25 Größen, sodass diese auf nahezu jedes

Objektiv aufgeschraubt werden können. Filter im Bereich der

industriellen Bildverarbeitung können Aufgabenstellungen

wesentlich vereinfachen, indem diese die Bilder, die die Kamera

aufnimmt, so verändert, dass die relevanten Bildinformationen

hervorgehoben und

störende Einflüsse

eliminiert werden.

Quality by tradition

Weitere Infomationen

finden Sie unter:

www.sika.net

www.sika.net

www.polytec.de


Temperaturtransmitter

für Drücke bis 400 bar

Im Bereich Temperatursensoren führt der Online-Shop

Automation 24 Temperaturtransmitter des Typs TA von

Ifm Electronic. Sie verfügen über eine IO-Link-1.1-

Schnittstelle, sind druckfest bis 400 bar und zeichnen

sich durch eine schnelle Ansprechdynamik aus. Optional

können Kunden einen Parametrierservice in Anspruch

nehmen und auf diese Weise Zeit und Kosten

sparen. Die Temperaturtransmitter eignen sich für schnelle Prozesse im Maschinen- und

Anlagenbau, in der Kälte- und Klimatechnik sowie in Mobilapplikationen. Sie verfügen über

einen Analogausgang von 4 bis 20 mA und Schutzarten bis IP69K. Der Messbereich reicht von

- 50 bis 150 bzw. 200 °C. Der spezielle Aufbau der Messspitze führt zu einer schnellen Ansprechzeit

von T05 = 1 s und T09 = 3 s. Die Transmitter sind in verschiedenen Einbaulängen von 25

bis 150 mm erhältlich. Mit dem Parametrierservice haben Kunden die Möglichkeit, die bei

Automation 24 erworbenen Temperaturtransmitter individuell einstellen zu lassen.

www.automation24.com

Messung von Strömung und Temperatur in einem

Der Fluidsensor Weflux² von Wenglor vereint Elektronik und

Auswerteeinheit in einem Gehäuse. Ein patentiertes Messverfahren

ermittelt sowohl die Fließgeschwindigkeit als auch die

Temperatur von flüssigen Medien, unabhängig von der Lage

und Anströmrichtung. Die Kombination reduziert die Anzahl

der Messstellen in geschlossenen Systemen und den Installationsaufwand.

Die Sensoren basieren auf einem Messverfahren

nach dem kalorimterischen Prinzip. Dabei werden thermische

Unterschiede in fließenden Medien gemessen und in physikalische

Größen wie Fließgeschwindigkeit oder Temperatur umgerechnet.

Die Strömungssensoren sind beispielsweise in der

Automobilbranche für die Kühlwasserkontrolle an Schweißrobotern verantwortlich. In der

Textilindustrie sorgen sie für sauberes Spülwasser in Textilveredelungsmaschinen. Auch in

Hochöfen bei extremen Temperaturen oder zur Flaschenreinigung in der Getränkeindustrie

lassen sich die kompakten Fluidsensoren integrieren.



















www.wenglor.com

Zuverlässige Detektion durch kapazitive Näherungssensoren

Die kapazitiver Näherungssensoren CM18 und CM30 präsentiert Sick als besonders robuste

Generation mit einer verbesserten elektromagnetischen Verträglichkeit auch bei kritischen

Applikationen. Neu hinzugekommen ist zudem die Schutzart IP 69K, durch die die Sensoren

der Reinigung mit Hochdruckreinigern bestens standhalten. Mit einem Temperaturbereich von

- 30 bis + 85 °C bestehen sie auch extreme Temperaturschwankungen. Außerdem zeichnen sich

die Näherungssensoren CM durch eine hohe Schock- und Schwingfestigkeit sowie eine geringe

Empfindlichkeit gegenüber Staub und Feuchtigkeit aus. Zudem wurde der Schaltabstand vergrößert,

die Staub- und Feuchtigkeitskompensation verbessert und eine zusätzliche LED eingebaut,

die die Signalstabilität anzeigt. Kapazitive Näherungssensoren detektieren alle Arten von Materialien:

pulverförmige, granulatartige, flüssige und feste – auch

durch Wände aus Kunststoff oder Glas. Das widerstandsfähige,

zertifizierte Gehäuse erlaubt den Einsatz in Hygiene- und Nassbereichen.

Sie sind in vielen industriellen Anwendungen einsetzbar,

so z. B. in der Solar- und Elektronikindustrie zur Detektion von

Solarwafern, in der Verpackungsindustrie zur Detektion von Aluminium,

Karton und Papier, in der Kunststoffindustrie zur

Detektion von unterschiedlichen Medien, bei Holzbearbeitungsmaschinen

sowie in der pharmazeutischen und chemischen

Industrie zur Detektion von unterschiedlichen Flüssigkeiten.

www.sick.de


STEUERN UND ANTREIBEN

Die Transformatoren sind in 690 V

ausgeführt, um die Größe zu verringern

Von frischer Milch

zum Pulver

Lebensmittelhersteller setzt auf

wartungsarme Frequenzumrichter

Guy Rebischung

Cremo, ein Schweizer Hersteller

von Molkerei-Erzeugnissen, setzt

in seiner Produktion auf Frequenzumrichter,

die für einen zuverlässigen

Betrieb der Anlagen sorgen.

Spätestens seit die Großeinkäufe der Chinesen

Babynahrung aus Milchpulver zu

einem knappen Gut im Supermarkt gemacht

haben, bekommt die Milchpulverproduktion

noch mehr Aufmerksamkeit. Qualitativ

hochwertiges Milchpulver ist jedoch nicht

nur bei den Chinesen beliebt. Neben der

Herstellung von Säuglingsmilchnahrung

benötigt man es vor allem bei der Produktion

von Kaffeeweißer und Süßwaren.

Zu den bekanntesten milchpulverhaltigen

Produkten gehört Vollmilch-Schokolade.

Schoko ladenhersteller verwenden nur noch

sehr selten frische Milch, da der Wasser­

Guy Rebischung ist Verkaufsingenieur bei der

Danfoss AG in Frenkendorf (Schweiz)

anteil zu hoch ist und sie den Wassergehalt

vor der Verwendung reduzieren müssten.

Das Gleiche gilt aber auch im Outdoor­

Bereich, wo es auf geringes Gewicht ankommt,

oder in Notfallsituationen, wenn

das Pulver leicht in Katastrophengebiete

gelangen muss, um dort als Nahrungsmittel

zu dienen.

Der Schweizer Hersteller von verschiedenen

Molkereiprodukten, Cremo, setzt in

sei ner Produktion auf Danfoss Produkte.

Die Entscheidung für die Umrichter fiel

u. a. aufgrund der guten integrierten Filter.

Danfoss Frequenzumrichter sind serienmäßig

für EMV-gerechten Betrieb ausgerüstet.

Cremo produziert heute an fünf Standorten

Frischprodukte wie Milch, Rahm,

Joghurts, Milchgetränke sowie Käse, Butter,

Kaffeesahne, Milchpulver und Proteinkonzentrat

für Einzelhandel, Gastronomie und

Industrie. In der Fabrik in Fribourg werden

jährlich 200 Mio. Liter Milch angeliefert und

verarbeitet.

Zuverlässige Anlagen sind extrem wichtig

in der Milchverarbeitung. Längere Anlagenausfälle

sind fatal, da Kühe kein Wochenende

oder Pausen kennen. Die Bauern

müssen die Kühe jeden Tag melken. Danach

ist eine schnelle Verarbeitung unabdingbar,

damit die Milch nicht verdirbt.

Konzentrationsprozess

Vollmilch hat einen Wasseranteil von etwa

87 %. Um daraus Milchpulver herzustellen,

führt der erste Schritt über Konzentration,

wobei dieser Prozess alles überflüssige

Wasser aus der Milch entfernt. Der älteste

und bekannteste Weg dies zu tun, ist das

Erhitzen der Milch bis zum Siedepunkt in

einer offenen Pfanne. Dabei ist die Milch jedoch

hohen Temperaturen ausgesetzt, was

unter anderem die Proteine in der Milch

schädigt. Um dies zu verhindern, erfolgt die

Verdampfung bei Cremo mit Unterdruck.

Durch den Unterdruck verdampft das

Wasser in der Milch bereits bei 58 °C und

die Proteine bleiben erhalten. Ein weiterer

Vorteil der niedrigen Temperatur sind die

geringeren Energiekosten, da die Anlage

deutlich weniger Energie benötigt, um das

Produkt auf 58 °C zu erhitzen, statt wie sonst

100 °C. Das Milchkonzentrat enthält jetzt nur

noch etwa 48 % Wasser. Der nächste Produktionsschritt

führt den nicht benötigten

Dampf ab, der bei Überdruck kondensiert.

Ein Danfoss VLT Automation Drive FC 302

mit einer Leistung von 1 MW steuert den Ventilator,

der den benötigten Überdruck erzeugt.

Drucksensoren in der Anlage ermitteln die

zur Steuerung der Anlage benötigten Daten.

34 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Nach der Konzentration gelangt das Milchkonzentrat

in den Trocknungsturm. Die

Sprühtrocknung entfernt auch die letzten

Wasseranteile aus der Milch. Pumpen transportieren

dazu das Milchkonzentrat an die

Spitze des mehrere Stockwerke hohen

Trocknungsturmes. Bei der Sprühtrocknung

verwandelt ein Zerstäuber das Konzentrat

in sehr feine Tröpfchen, die von oben in den

Turm gelangen. Ein Ventilator bläst saubere,

sehr trockene heiße Luft durch den Turm.

Die Tröpfchen treffen auf die heiße Luft, die

das noch enthaltene Wasser größtenteils

verdampft. Die feinen Tröpfchen haben eine

sehr große Oberfläche und das Wasser verdunstet

sehr schnell und produktschonend.

Nach dem Trocknungsturm lagert das

Pulver dann bis zur Abfüllung in großen

Tanks oder wird direkt abgepackt. Ein

250 kW VLT Automation Drive FC 302

steuert den Ventilator, der den Luftdurchfluss

im Trocknungsturm konstant hält,

während der zweite 250-kW-Umrichter

über einen weiteren Ventilator für einen

Überdruck sorgt. Aufgrund der Netzversorgung

mit 690 V sind die beiden 250 kW

Frequenzumrichter mit einem du/dt-

Filter ausgestattet. Der Filter sorgt für einen

langsameren Spannungsanstieg an den

Motorklemmen. Je höher die Induktivität,

desto höher sind die Spannungsspitzen.

Sie können einen Überschlag hervorrufen,

der die Wicklungsiso lation des Motors

zerstört. Der du/dt-Filter reduziert die Spannungsspitzen

und verlängert so die Lebensdauer

des Motors.

690-V-Stromversorgung

Die Stromversorgung des 1-MW-Umrichters

und der beiden 250-kW-Umrichter erfolgt

über zwei 1,6 MVA 690-V-Transformatoren.

Cremo wählte die Ausführung in

690 V, um die Größe des Transformators zu

verringern, wodurch er sich besser in die

Anlage integrieren ließ. Der Transformator

befindet sich in einem Raum direkt neben

dem Frequenzumrichter. So konnte der

Betreiber die Kabellänge auf nur etwa fünf

Meter reduzieren. Weitere 400-V-Transformatoren

versorgen die restlichen in der

Anlage verwendeten Frequenzumrichter.

Die von Cremo verwendeten 400-V-

Transformatoren sind in Dyn11 ausgeführt,

die beiden 690-V-Transformatoren

in Yyn0. Auf diese Weise lässt sich der

„Quasi-12-Puls-Effekt“ nahezu kostenneutral

nutzen, um die Netzqualität zu

verbessern.

Mit der integrierten Funkentstörung

hält der VLT Automation Drive die Grenzwerte

nach Kategorie C1 und C2 gemäß

EN 61800-3 ein. Er ist somit sehr verträglich

gegenüber an deren Betriebsmitteln.

Die in der Praxis noch wichtigere Umgebungsnorm

EN 55011, Klasse B (Wohnbereich)

und Klasse A (Industriebereich)

hält der Frequenzumrichter ebenfalls ein.

Auf der Netzanschlussseite reduzieren

integrierte Zwischenkreisdrosseln die

Netz rückwirkungen. Die Drossel erhöht

die Lebensdauer der Zwischenkreiskondensa

toren und ermöglicht die Verwendung

von Kabeln mit geringerem Querschnitt.

Durch den vollwertigen Zwischenkreis

ist der Umrichter zudem in der

Lage, den Antrieb auch bei kurzen Netzspannungseinbrüchen

ohne Beeinflussung

zu betreiben.

Neben den Frequenzumrichtern sind

auch Softstarter der MCD 3000 und

MCD 500 Se rien in der Anlage im Einsatz.

Sie steuern unter anderem die Milchpumpen

und die Pumpen für den Warmwassertransport.

Sie sorgen für einen sanften Übergang

vom Stillstand bis zur Höchstgeschwindigkeit

und verhindern auf diese

Weise Wasserschläge. Die adaptive Beschleunigungsregelung

des Danfoss MCD

500 ermittelt die optimalen Motordaten

während des Starts oder Stopps des angeschlossenen

Motors. Der Softstarter passt

die Rampen dynamisch an die jeweilige

Last an und optimiert so die Kennlinien.

Fotos: Shutterstock, Danfoss

www.danfoss.de

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Der Frequenzumrichter steuert den Ventilator, der den Überdruck erzeugt

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STEUERN UND ANTREIBEN

Temperaturmessung für sichere

Entwicklung von E-Antrieben

Die Temperaturmesstechnik im Rotor moderner Elektroantriebe

muss hohe Temperaturen, hohe Drehzahlen und starke elektromagnetische

Einflüsse bei begrenztem Bauraum aushalten. Die

Sensortelemetrie von Manner ist

temperaturfest bis 185 °C, elektromagnetisch

robust, ölfest und

kompakt im Aufbau. Die Erfassungseinheit

und die Telemetrie-Bausteine

messen unter härtesten

Bedingungen auf 1 °C genau. Es

können Thermoelemente oder Pt

100-Temperaturfühler zum Einsatz

kommen. Sehr kleine Zugangsöffnungen

erlauben dabei die

Anwendung eines 0,5 mm starken,

biegsamen Mantelthermoelements.

Durch diese Öffnung wird

das Thermoelement bis zum gewünschten

Messpunkt im Inneren

des Antriebs geführt und eingeklebt. Die Messsignale des Thermoelements

werden berührungslos erfasst und zur stationären Seite

übertragen. Diese Messdaten können klassisch als Analogsignal

mit 0 bis ± 10 V oder auch als Digitalsignal über das CAN-Interface

an das Datenerfassungssystem übergeben werden. Miniatur-

Telemetriebausteine erlauben die modulare Integration in Rotoren

jeglicher Geometrie. Damit das Gehäuse an jeden Rotor

und jede Einbausituation angepasst werden kann, können die

Gehäuse bei Bedarf applikationsspezifischangepasst werden.

Typisch für die Form des Gehäuses sind ring- oder patronenförmige

Ausführungen.

Neues Konzept für applikative

Controller-Redundanz

Wago stellt ein neues Konzept für die applikative Controller-Redundanz

vor, mit dem die Verfügbarkeit in Alarm- und Monitoring-

Anwendungen deutlich steigt. Das System basiert auf dem Modbus-

TCP-Protokoll und der Standardhardware von Wago. Es erlaubt

damit eine einfache Inbetriebnahme und bietet einen Kostenvorteil

bei der Integration in das bestehende Automatisierungssystem.

Als Programmierumgebung für die Steuerung wird das Engineering-

Tool „E! Cockpit“ verwendet. Die Multi-Knoten-Programmierumgebung

kann das SPS-Programm einfach in beide SPS senden. Um

die applikative Controller-Redundanz nutzen zu können, muss

eine Softwarebibliothek mit den notwendigen Synchronisationsfunktionen

in die Master-SPS eingebunden werden. Des Weiteren

bietet die Bibliothek die Möglichkeit, Unterknoten mittels eines

Dual-LANs redundant einzubinden. Die Analog- sowie Digitaleingangs-

und -ausgangsklemmen werden automatisch vom Smart-

Koppler erkannt; ebenso automatisch wird die übergeordnete

Master-SPS das Prozessabbild zur Verfügung gestellt.

www.sensortelemetrie.de

Erweiterte Hardwareoptionen

für Touchscreen-Industrie-PCs

Caitron bietet alle Touchscreen-IPCs

auch in der Variante mit I5-Motherboard

an. Das neue Board verfügt über

einen Intel-Core-i5-5350U Dual-Core-

Prozessor mit 3M Cache und bis zu

2,90 GHz Taktfrequenz. Der M.2-Sockel

für den Anschluss einer schnellen

SSD-Festplatte sowie der bis zu 16 GB

große DDR3L Dual Channel RAM bieten

umfassende Leistungsreserven. So eignet

sich das Gesamtsystem für sehr rechenintensive Anwendungen.

Zudem bietet das Board eine leistungsfähige Ultra-HD-(4K)-Grafik.

Über den externen Display Port Connector kann parallel zum

internen Display noch ein weiterer Monitor, etwa für Visualisierungsaufgaben,

angeschlossen werden. Für den Anschluss

weiterer Peripheriegeräte stehen Schnittstellen wie USB 3.0, USB

2.0, RS232, RS422, RS485, CAN-Bus oder Profi-NET zur Verfügung.

Das Motherboard ist für Caitron-IPCs der Modellreihen CS,

CR und CT erhältlich. Die Food- und Pharma-IPCs der CS-Serie

sowie die Reinraum-IPCs der CR-Serie sind für den Einsatz in

hygienesensiblen Bereichen konzipiert. Sie verfügen über ein

homogen geschlossenes und IP69K-zertifiziertes

V4A-Edelstahl-Gehäuse.

www.caitron.de

www.wago.com

Multitouchfähiger Panel PC

Der Panel PC PPC21 von Mass mit Touchdisplay ermöglicht eine

komfortable Darstellung und Eingabe bei umfangreicheren Bedienfunktionen

von Maschinen und Anlagen. Das 21,5"-Display mit

Full HD-Auflösung hat ein LED-Backlight mit 300 cd/m². Der

PCAP-Multitouchscreen mit schwarz hinterdrucktem Coverglas

ist in einem Aluminium-Einbaurahmen eingefasst, so dass frontseitig

IP65 realisiert wird. Mit bis zu zehn gleichzeitig ansteuerbaren

Punkte bietet er komplexe Eingabemöglichkeiten. Als

Prozessorvarianten stehen CPUs von Intel Celeron bis Intel i7 der

6. Generation mit einem Speicherausbau bis 32 GB zur Verfügung.

Schnittstellen wie Gigabit-LAN und USB 3.0 kommen ebenso zum

Einsatz wie die Standard-Peripherie, beispielsweise

RS232. Weitere Schnittstellen können

mit zwei PCI- oder PCIe-Karten realisiert

werden. Als Massenspeicher werden industrielle

SSDs und HDDs eingesetzt. Zur Wahl

stehen u. a. die Betriebssysteme Windows 7,

8.1, 10 und deren Embedded-Varianten.

www.mass.de

36 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


industry.automation

ZUVERLÄSSIG –

IMMER UND ÜBERALL

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praktische Lösungen I 4.0,

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Nutzung von Programmierstandards

(CODESYS, C/C++, MATLAB ® /Simulink ® )

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25. - 29.10.2016

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Deutschland

Stand: 16-E101


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Den Füllstand stets im Blick

Logistik- und Anzeigesystem ermöglicht

effiziente Prozesse bei der Zuckerrübenverarbeitung

Jos Zenner

In der Lebensmittelindustrie gilt

Zucker als elementarer Inhaltsstoff.

Kein Wunder also, dass ab

September, wenn die Rübenernte

beginnt, ein deutscher Anbieter von

Zuckerprodukten über 100 000 t

Rüben pro Tag zu Zucker

verarbeitet. Um den Betrieb so

effizient wie möglich zu gestalten,

setzt das Unternehmen ein

Logistik- und Anzeigesystem ein,

das die Mitarbeiter über die

aktuelle Auslastung der Produktion

sowie den Füllstand des

Rübenbunkers informiert.

Jos Zenner, Business

Development Manager,

Welotec GmbH in Laer

Der Zuckerrübenanbau hat in Deutschland

Tradition. Seit über 200 Jahren

werden hier Zuckerrüben angebaut und daraus

Zucker gewonnen. Das Unternehmen

Südzucker gehört zu den führenden Anbietern

von Zuckerprodukten in Europa – entsprechend

eindrucksvoll sind die Pro -

duk tionszahlen: Allein im Werk Rain am

Lech wird in weniger als zwei Sekunden

der Jahresbedarf eines durchschnittlichen

Bundesbürgers erzeugt. Dafür werden die

Rüben von umliegenden Feldern per Lkw

angeliefert und mithilfe von Wasser vom

Fahrzeug gespült. Ein Teil der Zuckerrüben

wird direkt in die Verarbeitung geleitet,

während der andere Teil auf einer offenen

Halde gelagert wird, um Lieferengpässe –

vor allem an Wochenenden – zu vermeiden

und eine möglichst gleichbleibende Auslastung

der Produktion zu gewährleisten.

Von hier werden die Zuckerrüben per Hand

von einem Mitarbeiter mit Wasser auf ein

Transportband gespült und in die Produktion

weitergeleitet.

Um einen stabilen Prozess zu gewährleisten,

müssen der Produktion immer gleichmäßig

viele Rüben zur Verfügung gestellt

werden. Das Rübenlager verfügte jedoch

über keine Anzeige für die aktuelle Auslastung

der Produktion und die Füllstände des

Rübenbunkers. Somit war es für die Mitarbeiter

schwer einzuschätzen, wie viele

Rüben für die aktuelle Produktion benötigt

werden. Genau hier setzt die Lösung der

Firma Welotec an. Als Systemlieferant war

das Unternehmen in der Lage, eine Gesamtlösung

für die Herausforderung zu erstellen.

Die Daten werden erfasst und anschließend

über einen Webserver visualisiert.

Dem Mitarbeiter wird die Visualisierung

über WLAN auf einem internetfähigen

Endgerät zur Verfügung gestellt – sei es ein

Handy, ein Tablet oder ein PC.

Stabile Funkabdeckung im

gesamten Einsatzgebiet

Das weitläufige Gelände zur Lagerung der

Rüben wird mittels vier IWL3210 WLAN-

Access-Points abgedeckt. Die IWL3000-Serie

ist mit ein oder zwei WLAN-Funkmodulen

für das 2,4 und 5 GHz-Band ausgestattet.

Die robusten Geräte im Magnesium-Druckguss-Gehäuse

kommen ohne rotierende

Teile aus und sind für Temperaturbereiche

von - 20 bis + 70 °C ausgelegt. Jedes Funkmodul

verfügt über drei Antennenanschlüsse

(3×3 MIMO). Die IWL3000 sind

für die WLAN-Standards 802.11n, a/h, b/g

sowie für alle auf Ethernet basierenden

Protokolle inklusive Real-Time-Ethernet

nutzbar. Die WLAN-Module können je nach

Bedarf in den Access Point- oder Client-

Modus umgeschaltet werden und sichern

eine stabile Funkabdeckung in Industriehallen

wie im Außenbereich.

Besonderes Augenmerk musste auf die

Auswahl der Antennen gelegt werden, da

sehr viel organisches und damit stark

abschirmendes Material auf den Flächen zu

Rübenbergen aufgetürmt ist. Aus dem umfangreichen

Antennenportfolio wurden ge-

38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


01 Vier WLAN-Access-Points decken das

weitläufige, offene Gelände zur Lagerung

der Zuckerrüben ab

02 Kabellose Kommunikationslösungen

lassen sich durch gezielte Planung und die

Wahl der Antennen sowie Antennenkabel

zuverlässiger gestalten

eignete Stabantennen ausgewählt, die den

kompletten Bereich (ca. 19 000 m² Lagerfläche)

ausleuchten. „Jede Funkanwendung

steht und fällt mit der Auswahl geeigneter

Antennen und Antennenkabel“, erklärt

Dennis Kock, Projektmanager bei Welotec.

„Diesem Punkt wird häufig zu wenig Beachtung

geschenkt. Dabei lassen sich kabellose

Kommunikationslösungen durch gezielte

Planung sowie die Wahl der idealen Antennen

und Antennenkabel zuverlässiger

gestalten.“ Das Ergebnis ist eine höhere

Zuverlässigkeit und weniger Wartungsaufwand

bei gleichzeitig geringeren Kosten.

Volle Produktionskontrolle

dank Datenvisulisierung

Die aktuelle Produktionsauslastung wird

mithilfe einer Datastation, einem Datensammlungs-

und -managementgerät, über

analoge Eingänge (4 bis 20 mA) erfasst und

auf dem integrierten Webserver visualisiert.

„Wir sind den konventionellen Weg gegangen

und nutzen Analog-Signale, wobei

auch eine Profibus-Anbindung denkbar

wäre“, ergänzt Manfred Mayr. Die Vorteile

der Datenerfassung werden anhand des

Prozesses deutlich: Der Mitarbeiter, der im

Silo steht und die Rüben mithilfe eines

Wasserstrahls weiterbefördert, erhält ein

Tablet-PC für industrielle Outdoor-Anwendungen,

auf dem mittels eines handelsüblichen

Webbrowsers der Webserver

der Datastation angezeigt wird. Somit hat

der Mitarbeiter immer alle Informationen

03 Die aktuelle Produktionsauslastung wird

mithilfe der Datastation erfasst und auf dem

integrierten Webserver visualisiert

über den Produktionsprozess und kann

genau die benötigte Menge an Rüben in

die Produktion befördern.

Neben dem Füllstand des Rübenbunkers

werden weitere produktionsspezifische Daten

auf dem Tablet-PC angezeigt – z. B. die

aktuell geförderte Menge des Transportbandes

und der benötigte Strom. Durch die

Flexibilität und Offenheit des Systems ist es

möglich, zukünftig weitere Kennzahlen anzuzeigen.

„Das ist ein weiterer Vorteil der

Lösung: Wir können die Software bei Bedarf

jederzeit selbst umprogrammieren und somit

gegebenenfalls auf Veränderungen im

Produktionsablauf reagieren“, so Manfred

Mayr. In Rain am Lech hat sich die Lösung

bewährt – sie war bei der Zuckerkampagne

2014 im Einsatz und konnte dabei die

Arbeitsabläufe bedeutend vereinfachen.

www.welotec.com


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

In die Zukunft geschaut

Werden Feldbusse schon bald vollständig von Industrial Ethernet abgelöst? – Eine Prognose

Industrial Ethernet gewinnt im Bereich der industriellen Netzwerke immer

mehr an Bedeutung. Dennoch wird es no ch viele Jahre dauern, bis wir uns

von Feldbussen endgültig verabschieden werden – so die Prognose von

Michael Volz, Geschäftsführer von HMS Industrial Networks in Deutschland.

Gleichzeitig wird das Ethernet dort an Boden gewinnen, wo es zusätzliche

Vorteile bietet.

Wir leben in einer Welt, in der schneller

technologischer Wandel zum Alltag

gehört. Internetfähige Smartphones haben

die reinen Mobiltelefone in kürzester Zeit

verdrängt. Digitalkameras sind allgegenwärtig.

CDs und DVDs, gerade noch Hightech,

sind praktisch reif fürs Museum. Tablets

verdrängen Laptops, nachdem diese

den Desktoprechnern, den modernen

Nachfolgern der Großrechner, gerade den

Rang abgelaufen haben – und all das innerhalb

einer Generation. Insofern lag die

Annahme nahe, dass Industrial Ethernet

den Feldbus schon bald in Rente schicken

würde. Allerdings weilt der Feldbus auch

einige Jahre nach Einführung des Industrial

Ethernet noch unter uns und gewinnt sogar

weiter an Popularität, wenn auch zugegebenermaßen

langsamer als Ethernet.

Analysen der Aktivitäten von HMS und

der Vergleich mit einigen renommierten

Marktberichten ergeben für Industrial-

Ethernet-Installationen eine Wachstumsrate

von 17 % jährlich und inzwischen einen

Anteil von einem Drittel an allen industriellen

Netzwerken. Feldbusnetzwerke stellen

dagegen noch immer die Mehrheit der Installationen

und wachsen derzeit um 7 % pro

Jahr. Beide Raten liegen deutlich über der

Wachstumsrate von Automatisierungskomponenten

im Allgemeinen.

Vorhandene Systeme an neue

Anforderungen anpassen

Über die Anybus-Gateways von HMS können

Komponenten wie Roboter, Sensoren

und Steuerungen in verschiedene industrielle

Netzwerke eingebunden werden,

sowohl auf Feldbus- als auch auf Ethernet-

Basis. HMS stellt zudem kaum Anzeichen

für eine Konsolidierung der Netzwerke fest:

CC-Link, Profibus und Modbus sind alle

noch populär, wenn auch von Region zu

Region unterschiedlich. Erwähnenswert

hierbei ist, dass HMS sich auf die Industrieautomation

konzentriert und nicht

auf die Prozess- oder Gebäudeautomation.

Außerdem scheint die Entscheidung für

den Feldbus häufig durch die frühere Auswahl

einer SPS (speicherprogrammierbaren

Steuerung) vorgegeben zu sein, sodass der

Entwickler in seiner Auswahl nicht frei ist.

40 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Feldbusse eignen sich für die Übertragung

von E/A-Daten, und in manchen Fällen

werden sie einer Ethernet-Lösung offenbar

deshalb vorgezogen, weil ihre Installation,

Konfiguration und Wartung bereits bekannt

ist. Aufgrund ihres geringen Komplexitätsgrades

sind sie einfach zu installieren und

sehr zuverlässig. Die Entwickler sind also

nicht faul oder konservativ, sondern wählen

einfach die beste Lösung für die konkrete

Aufgabe.

Systementwickler und Anwender möchten

natürlich immer an vorhandenen Systemen

festhalten und sie an neue Anforderungen

anpassen. Man kann nicht erwarten,

dass sie ihre Investition in Netzwerke auf

Feldebene ohne triftigen Grund abschreiben.

Das gilt für Anlagenbetreiber und

Hersteller/Maschinenbauer im Bereich

Serienfertigung gleichermaßen. Sie lassen

sich jedoch gerne auf den Umstieg auf

Ethernet ein, wenn es deutliche Vorteile

bietet, beispielsweise bessere Verarbeitung

von Prozess- und IT-Daten, größere Funktionalität,

Flexibilität und Geschwindigkeit

sowie die einfachere Einbindung in Netzwerke

höherer Ebenen wie die Leitebene

und Planung.

Trend zur vollständigen

Integration aller Komponenten

Wo die Automobilindustrie

automatisiert, werden

andere folgen. Auf absehbare

Zeit werden Feldbus und

Industrial Ethernet jedoch

friedlich koexistieren.

Michael Volz,

Geschäftsführer von HMS

Industrial Networks

Die Erfahrungen von HMS zeigen einerseits,

dass Feldbusse weiterhin attraktiv

sind, aber auch die zunehmende Vernetzung

von Komponenten in Produktionsumgebungen.

Bis vor ein paar Jahren verzichteten

viele Fabriken auf eine volle Integration

sämtlicher Prozesse. Stattdessen

wurden einige Maschinen oder Prozesse

automatisiert, wobei diese ‚Automatisierungsinseln‘

kaum oder überhaupt nicht

miteinander kommunizieren konnten.

Inzwischen geht der Trend zur vollständigen

Integration aller Komponenten und darüber

hinaus zur Anbindung an Enterprise-

Management-Systeme. Hierfür setzten sich

Begriffe wie ‚Machine to Machine Communications‘,

‚industrielles Internet der Dinge‘

und ‚Industrie 4.0‘ durch.

Wir sehen inzwischen, dass der Übergang

zum Industrial Ethernet ein längerfristiger

Prozess sein wird. Eine Vorhersage,

Die Gesamtanzahl an Knoten

im Geschäftsjahr 2014/2015

wann Ethernet dominieren wird, ist praktisch

nicht möglich. Zumindest ist es wahrscheinlich,

dass Feldbusse auch in 5 Jahren

noch ihre Berechtigung haben werden.

Gigabit-Kapazität und Ethernet-

Fähigkeit sind kein Luxus

Organisationen, die Technologien für industrielle

Netzwerke unterstützen, so wie

die CC-Link Partner Association (CLPA),

werden trotz Vorantreiben von Ethernet auf

absehbare Zeit Feldbusse weiter unterstützen.

So hat die CLPA z. B. dafür gesorgt,

dass ihre Ethernet-Technologie (CC-Link IE)

deutliche technische Vorteile gegenüber

ihren Feldbus-Optionen bietet, vor allem

die branchenführende Gigabit-Kapazität,

die einen hohen und sehr schnellen Datendurchsatz

ermöglicht.

Hierfür ein Beispiel: In der modernen

Automobilproduktion werden die Daten zu

Modell, Optionen, Ausstattung, Motorisierung

und Getriebe direkt

an der Fertigungsstraße

zur Verfügung gestellt, sodass

gleichzeitig völlig unterschiedliche

Fahrzeuge

gebaut werden können, die

den Aufträgen aus dem

(in vielen Fällen internationalen)

Vertriebsnetzwerk

entsprechen. Dies ist ein

konkretes Beispiel für

Indus trie 4.0. Die einzelnen

Produktionsmaschinen

und Prozesse sind nicht

nur untereinander verbunden, sondern

auch mit den internen Geschäftssystemen

und über diese mit den Systemen des Vertriebsnetzes

und der Lieferanten. Hier ist

leicht zu erkennen, dass Gigabit-Kapazität

und Ethernet-Fähigkeit kein Luxus sind,

sondern absolut notwendig sind.

Die Automobilindustrie war immer schon

ein Trendsetter: Wo die Automobilindustrie

automatisiert, werden andere (irgendwann)

folgen. Auf absehbare Zeit werden

Feldbus und Industrial Ethernet jedoch

friedlich koexistieren.

www.clpa-europe.com

Der E-Mail-Service

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Systemintegratoren sowie

Produktionsverantwortliche

die sich mit der Konstruktion

und Entwicklung

eigener Maschinen

und Anlagen befassen.

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Busmonitor für Profinet unterstützt

die RT- und IRT-Kommunikation

Der Busmonitor IbaBM-PN aus dem Hause Iba kommuniziert als

Profinet-Device mit einem oder mehreren Profinet-Controllern

als übergeordnete Steuerung. Der Vorteil des Busmonitors: Er

verfügt über zwei interne IO-Devices, um mehr Daten erfassen

zu können. Ein Device kann als „Shared Device“ gleich mit zwei

Controllern Daten

austauschen. So ist es

insgesamt möglich, durch

einen Busmonitor mit

vier Controllern zu

kommunizieren. Zudem

kann er an zwei unabhängigen

Profinet-Strängen

betrieben werden. Als

zertifiziertes Gerät

entspricht IbaBM-PN

der Profinet-Spezifikation. Zum einen in Bezug auf die Kommunikationsmethoden:

Der Busmonitor unterstützt sowohl die Real

Time (RT) – als auch die Isochronous Real Time (IRT)-Kommunikation.

Letztere erfolgt taktsynchron und ist genauer. Hier sind

Zykluszeiten bis zu 250 µs möglich. Zum anderen ist in IbaBM-

PN eine weitere Profinet-Spezifikation realisiert, nämlich die

Unterstützung des Media Redundancy Protocols (MRP). Es fordert

die Verwendung von Ringstrukturen, um eine redundante

Kommunikation zu ermöglichen und eventuelle Ausfälle so

kompensieren zu können.

www.iba-ag.com

Gesicherter und flexibler Fernzugriff

auf Maschinen und Anlagen

Das Unternehmen Siemens hat seine Software Sinema Remote

Connect zur effizienten Wartung verteilter Maschinen und

Anlagen um Security- und Virtualisierungsfunktionen erweitert.

Die neue Version 1.2 bietet neben der OpenVPN- nun auch eine

IPsec-Verschlüsselung. Damit lassen sich Maschinen mit

unterschiedlichen Security-Protokollen flexibel anbinden. Zudem

läuft die Software auch in einer virtualisierten Umgebung.

Dies erhöht die

Flexibilität und

Verfügbarkeit

der Managementplattform

sowie die

Effizienz der

Service- und

Supportleistungen.

Geeignet

ist die

Software für

den Serienund

Sondermaschinenbau. Darüber hinaus bietet Siemens

eine komplette Virtualisierungslösung (Simatic Virtualization

as a Service): Das Angebot umfasst die Einrichtung des Sinema

Remote Connect Servers, die Konfiguration der virtuellen

Maschinen und deren Netzwerkstruktur, die Installation und

Konfiguration des Betriebssystems sowie die betriebsbereite

Installation der Simatic-Software.

www.siemens.com

Thin Client-Lösung zur Fernverwaltung

über zentralen Arbeitsplatz

Lösungen für Industrie 4.0 müssen

bei Pepperl+Fuchs direkten horizontalen

und vertikalen Zugriff auf

Informationen des Produktionssystems

ermöglichen. Neben der Kommunikation

innerhalb des Produktionsprozesses

kann so über alle Hierarchieebenen

hinweg bis auf den Sensor

zugegriffen werden. Was genau das

bedeutet, demonstriert das

Unternehmen mit einem smarten

Thin Client-basierten Remote

Monitor mit RM Shell 4.1 Firmware.

Ein echtes Highlight des Remote

Monitors ist die Zusatz-Software

Visunet Control Center zur Fernverwaltung der Thin Clientbasierter

Remote Monitore. Dank IP-basierter Kommunikation

können diese von einem zentralen Arbeitsplatz aus eingerichtet,

konfiguriert und überwacht werden. Ingenieure müssen so nicht

mehr selbst in den Gefahrenbereich oder Reinraum. Dank der

Fernwartungs-Mechanismen können sich die Administratoren

auf jeden smarten Remote Monitor mit RM Shell 4.1 verbinden.

www.pepperl-fuchs.com

Prozess- und Produktionsleitsystem

mit erweiterten Features

Yokogawa hat sein Flaggschiff-Produkt, das integrierte Prozessund

Produktionsleitsystem Centum VP, weiter verbessert und

präsentiert nun Centum VP R6.03. Die technischen Neuerungen

sind u. a. erweiterte Bedienbarkeit, die Engineering-Plattform

Smart Engineering sowie höhere Flexibilität, Anpassungsfähigkeit

und Erweiterbarkeit bei Anlagenmodernisierung oder -ausbau

und bei Änderungen der Anlagenfahrweise oder des Geschäftskonzeptes.

Zu den Hauptmerkmalen und Verbesserungen von

VP R6.03 zählt die uneingeschränkte Rückwärtskompatibilität mit

allen Hauptkomponenten früherer Versionen. Kompatibilität mit

vorhandenen Schaltschränken, Anschlussleisten und Kabeln von

Feldinstrumenten ist ebenfalls gegeben. Die Hauptkomponenten

eines Centum-Systems sind die Human Interface Stations (HIS),

die als Bedien- und Beobachtungsstation für die Anlagenfahrer

in einer zentralen Leitstelle dienen, sowie die prozessnahen

Komponenten (Field Control Stations, FCS) zur Automatisierung

des Anlagenbetriebs selbst.

www.yokogawa.com

42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Schnelle HMI-Steuerungen mithilfe

von Touch-Displays

Turck stellt die HMI-Steuerungen TX500 mit

Touch-Displays und schnellem Prozessor

vor. Sie eignen sich zum Einsatz in kleinen

bis mittelgroßen Maschinen, deren Prozesse

vor Ort gesteuert, bedient und beobachtet

werden müssen. Jedes Gerät verfügt über

Profinet-Master, Ethernet/IP-Scanner und

einen Modbus-TCP- sowie Modbus-RTU-

Master. Bei den beiden Modbus-Protokollen

lassen sich die HMIs auch als Slave

betreiben. Codesys 3 erlaubt eine einfache Programmierung der

Steuerungs- und Visualisierungsfunktionen. Die hoch auflösenden

TFT-Displays mit 64 000 Farben stellen Grafiken und Animationen

klar und flüssig dar. Die Frontseite erfüllt die Schutzart IP66.

Anschlussseitig stehen zwei RJ45-Ethernet-Ports, eine serielle

Schnittstelle für RS232 oder RS485 sowie zwei USB-Ports zur

Verfügung. Ein SD-Kartenslot erlaubt das Erweitern des internen

Datenspeichers von 128 MB. Turck bietet drei Varianten der Serie

an, die sich in Displaygröße und Auflösung unterscheiden.

www.turck.com

RFID-Leser für raue Einsatzumgebungen

Noax hat einen RFID-Leser speziell für raue Einsatzumgebungen

entwickelt, insbesonder für das Logistikumfeld. Durch eine

direkte Integration an Industrie-PCs des Herstellers wird eine

ergonomische Arbeitsplatz-Gestaltung erleichtert. Auch bestehende

Industrie-PCs kann

man mit ihm nachrüsten. Er

kann aber auch als Stand-alone-

Gerät, beispielsweise auf einem

Bearbeitungstisch, aufgestellt

werden. Er entspricht Schutznorm

IP65 und ist so vor Staub

und vor Strahlwasser geschützt.

Der Leser unterstützt viele

RFID-Standards, zum Beispiel

Hitag, Mifare und Legic. Administratoren erleichtert er die Arbeit,

da er sowohl über COM-Port als auch über eine USB-Schnittstelle

angebunden werden kann. Der Hersteller bietet für das Lesegerät

zudem eine kundenspezifische Programmierung an. So kann das

auszugebende Datenformat an die Anforderungen verschiedenster

Umgebungen angepasst werden und z. B. auch um beliebige

Präfixe oder Suffixe ergänzt werden.

www.noax.com

Portfolioerweiterung für die Ethernet-Kommunikation über Mobilfunk

MC Technologies erweitert seine Fernwartungs- und Fernüberwachungslösungen. Neu ist zum einen die Familie MC MEG

von Mobilfunk-Ethernet Gateways mit 2G-, 3G- oder LTE- Datenübertragung zur Anbindung einzelner Maschinen und

Anlagen mit Ethernet-Schnittstelle. Sie sind in unter Linux und in Java programmierbar und verfügen über

RS232-Schnittstelle GPIOs, WiFi, Bluetooth, GPS oder CAN-Bus-Schnittstellen. Zweite Neuheit ist die Familie

MC PMR von programmierbaren Mobilfunk-Routern, die als 3G- oder LTE-Version erhältlich

ist. Sie ergänzt die Mobilfunkrouter-Serie MC MRH und MC MRL zur Fernanbindung

kompletter Netzwerke um zusätzliche Programmiermöglichkeiten unter Openwrt

Linux, Alarmierungsmöglichkeiten über SMS oder E-Mail, GPIOs, RS 232- und RS485-

Schnittstellen. Die Lösungen eignen sich z. B. für Wartungszugriffe, Verbrauchsablesungen,

zu Abrechnungszwecken oder für die Fernaktualisierung von Werbebotschaften.

www.mc-technologies.net

Origin Anwendertage 2016

Lernen Sie Ihre Daten von einer ganz neuen Seite kennen und optimieren Sie Ihre Arbeitsprozesse

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 43


KOMPONENTEN UND SOFTWARE I TITEL

Gut gebündelt und sicher geleitet

Weiterentwicklung von Werkstoffen, Prüfnormen und -verfahren ermöglicht zuverlässige

Energie- und Datenübertragung

Rainer Rössel

Leitungen, die in der Industrie an

bewegten Maschinenteilen zum

Einsatz kommen, müssen Zugund

Torsionskräften sowie äußeren

Einwirkungen wie Schlägen oder

Schweißfunken standhalten. Doch

obwohl Energieketten Schutz

bieten, bleiben die Anforderungen

an die Leitungen hoch. Als Lösung

erweist sich hier unter anderem die

Bündelverseilung, denn sie macht

die Leitungen bewegungsrobust

und kettentauglich.

Eine Energiekette lässt sich als Nabelschnur

einer Maschine bezeichnen. Sie

versorgt ein Maschinenteil mit Energie, Daten

und Medien und macht zugleich jede

seiner Bewegungen mit. Der Grad der

Bewegung reicht von simplen Hüben bis

hin zu sechsachsigen Roboter-Anwendungen.

Damit die innenliegenden Leitungen

den Belastungen viele Millionen Mal standhalten

und es nicht etwa nach wenigen

Tausend Zyklen zu Aderbrüchen oder dem

berüchtigten Korkenzieher-Effekt kommt,

müssen Material und Aufbau der Leitungen

optimal aufeinander abgestimmt sein.

Verlässliche Prognosen

durch Langzeitversuche

Die Praxis zeigt, dass selbst hochflexible

Leitungen im bewegten Einsatz in Energieketten

oft rasch an ihre Belastungsgrenzen

stoßen. Lässt sich ihre Lebensdauer vorhersagen?

Standard-Normtests, wie sie von

VDE, IEC oder UL durchgeführt werden,

lassen diesbezüglich kaum eine klare Aussage

zu. Denn um verlässliche Prognosen

treffen zu können, bleibt nur der Langzeitversuch

in der Energiekette selbst. Einschlägige

Normen simulieren auf anderen

Wege den Verschleiß lediglich und nicht

direkt mit der Kette bzw. den Kettenwerkstoffen,

wodurch sich dieser nicht eins zu

eins auf den Einsatz in Ketten adaptieren

Rainer Rössel ist Leiter des Geschäftsbereich

chainflex Leitungen, igus GmbH, Köln

01 Bündelverseilung im Querschnitt,

wie man es vom Stahlseilaufbau

kennt: hier werden alle Adern

gleichermaßen belastet


TITEL I KOMPONENTEN UND SOFTWARE

02 In dem 2 750 m 2 großen Testlabor wird

mit über 2 Milliarden Testzyklen die Lebensdauer

der Produkte getestet

03 In der Kältekammer können Temperaturverläufe

von - 40 bis + 60 °C simuliert werden

lässt. Um die Lebensdauer verlässlich voraussagen

zu können, betreibt die Firma

Igus als Spezialist für Kunststoffe und Leitungen

in Bewegung das mit 2 750 m 2

mit Abstand größte Testlabor für bewegte

Leitungszerstörung in Energieketten,

in dem auf 58 verschiedenen

Testständen die Produkte im Dauerbetrieb

auf ihre Belastbarkeit geprüft

werden. Da es auf die genaue

Abbildung der realen Arbeitsbedingungen

ankommt, sind Testachsen

mit unterschiedlichsten Verfahrwegen

und Beschleunigungen oder

Witterungsbedingungen vorhanden.

Für die Erprobung von großen Energiekettensystemen,

wie sie etwa bei Krananlagen

zum Einsatz kommen, ist ein

Außentestgelände mit einem Verfahrweg

von bis zu 240 m Verfahrweg vorhanden.

Hier wurden bereits Komponenten mit

4 m/s und einer Zusatzlast von 8 kg/m auf

eine Gesamtleistung von 25 000 km erfolgreich

getestet.

Notwendige Kälteflexibilität

unter Beweis stellen

Ebenso werden Temperaturverläufe von

- 40 bis + 60 °C untersucht. Dem eigens hierfür

umgebauten Seecontainer, in dem diese

Verläufe realisiert werden können, kommt

eine zentrale Bedeutung zu. Anders als bei

der sonst üblichen Kältewickelprüfung, bei

der Testleitungen auf einen Dorn aufgewickelt

und einmalig auf Prüftemperatur

heruntergekühlt werden, stehen hier Leitungen

und Ketten bei entsprechenden

Testtemperaturen unter realistischen Bewegungsbedingungen

auf dem Prüfstand.

Diese müssen den Millionen von Hüben

und eben der im echten Einsatz zu erwar­

tenden Biegebeanspruchung standhalten.

Eine Prüfung gilt dann als bestanden und

somit die notwendige Kälteflexibilität als

erwiesen, wenn keine Mantelbrüche festgestellt

werden können.

Nicht immer dreht es sich bei den Tests

um Extremtemperaturen. Bei Kundenanfragen

geht es zumeist um Leitungen, die

noch bei - 5 °C sicher funktionieren. Igus

bietet deshalb seit über vier Jahren eine

ölbeständige PVC-Mischung, die über eine

hohe Abriebfestigkeit bei einer großen

Temperaturbandbreite verfügt. Dies ist

ein Novum auf dem Markt, denn übliche

PVC-Mischungen für kettentaugliche Leitungen

erfüllen diese Anforderungen bis

heute nicht. Ein weiterer Vorteil: Bei eher

gemäßigten Temperaturen ist es nicht

zwangsläufig notwendig, auf teurere Mantelwerkstoffe

wie PUR oder TPR zurückzugreifen.

Einseitige Streckungen und

Stauchungen vermeiden

Die Erkenntnisse, die bei der laufenden

Analyse aller Tests gewonnen werden,

fließen bei Igus seit über 25 Jahren in die

Entwicklung des eigenen, stetig wachsenden

Sortiments von Leitungen ein. Dies

führte neben neuartigen Materialien zur

Einführung der Bündelverseilung, wie sie

bei Stahlseilen üblich ist. In einem aufwändigen

Verfahren werden bei der Bündelverseilung

Adern in Einzelbündel mit drei,

vier oder fünf Adern verseilt, die dann wiederum

zu einer Gesamtverseilung der Bündel

miteinander verseilt werden. Bei großen

Verseilaufbauten geschieht dies um ein

Zug entlastungselement. Das Ergebnis ist

eine Leitung, die bewegungsrobust und absolut

kettentauglich ist, da – im Unterschied

zu einer lagenverseilten Leitung – jede der

Adern bei der Bewegung in der Energiekette

gleichermaßen im Innen- und auch im

Außenradius bewegt wird und dadurch

einseitige Streckungen und Stauchungen

vermieden werden.

Bei noch extremeren Bewegungen kommen

Leitungen zum Einsatz, deren Leitungsaufbau

ebenfalls komplexer ist. Diese

sogenannten Roboterleitungen werden vor

allem bei Industrierobotern eingesetzt und

müssen extremste Bewegungen, Biegung ­

en und Torsionen mitmachen. Spezielle

Dämpfungselemente geben den Adern

hierbei die notwendige Bewegungsfreiheit

im Leitungsinnern. Denn je mehr die

Leitung „zugedreht“ wird – an die Grenze

der Belastung gerät – desto schwieriger wird

es, die Leitung zu tordieren. Besondere

Schirme und Außenmaterialien sorgen

zusätzlich für eine optimale Haltbarkeit der

Leitungen.

Lebensdauer von Leitungen

selbst berechnen

Die Lebensdauer einer Leitung im Einsatz

in der Energiekette hängt von einer Vielzahl

von Variablen ab, die bei Aufbau und der

Materialwahl zu berücksichtigen ist. So

bietet die Chainflex-Produktfamilie aktuell

1 244 verschiedene Leitungen. Wie lange

Leitungen bei entsprechender Anwendung

halten werden, können Anwender selbst

berechnen, da die Testergebnisse von

jährlich über 2 Milliarden Testzyklen aus

dem Labor in eine Datenbank einfließen,

auf Grundlage derer das freizugängliche

Online-Tool zur Lebensdauerberechnung

auf der Igus-Website basiert.

www.igus.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 45


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Nahtlos kommunizieren

Worauf Ingenieure beim Thema Daten und ihrer Weiterverarbeitung achten müssen

Natascha Treml, Thomas Laforce

Im Zeitalter von Industrie 4.0

und der damit einhergehenden

Digitalisierung und Vernetzung

der Produktion spielen Daten eine

zentrale Rolle. Häufig kommt ihnen

eine ebenso große Bedeutung zu

wie den realen Produkten selbst.

Umso wichtiger ist es demnach

vor allem für Konstrukteure und

Anlagenbauer, zu wissen, wie

mit den Daten umzugehen ist.

Sowohl im Maschinenbau als auch im

Steuerungs- und Schaltanlagenbau steigt

der Bedarf nach Daten. Von besonderer

Bedeutung sind Daten, die entlang der

Wertschöpfungskette bei Entwicklung, Konstruktion,

Fertigung und Inbetriebnahme von

Maschinen sowie von Steuerungs- und

Schaltanlagen benötig t werden. Dazu gehören

Planungsdaten für M-CAD und E-CAD

Systeme, aber auch kaufmännische Daten,

die für Einkauf und Logistik wichtig sind.

Entscheidend ist eine hohe Durchgängigkeit

der Daten. Nur so ist es möglich, sie für

alle Schritte nahtlos zu verwenden. Zusätzliche

Arbeit durch doppelte Datenpflege

kann so entfallen, und die Effizienz steigt

an. Wie sehr der Bedarf nach solchen Daten

zugenommen hat, betont Uwe Scharf, Geschäftsbereichsleiter

Produktmanagement

bei Rittal: „Unsere Kunden haben im ver-

gangenen Jahr mechanische CAD-Daten

von 1,2 Mio. Rittal-Produkten über unsere

Websites angefragt und dabei über 7 Mio.

CAD-Files heruntergeladen.“

Daten stets zur Verfügung stellen

Zu Beginn der Entwicklung steht bei vielen

Planern und Konstrukteuren die Auswahl

der passenden Komponenten und Systeme.

Früher waren gedruckte Kataloge der Lieferanten

ein unverzichtbares Medium. Heute

stehen Kataloge auch in digitaler Form zur

Verfügung – z. B. im PDF-Format oder im elektronischen

Format inklusive einer Klassifizierung

nach Etim oder eC@lss. Zudem besteht

oft die Möglichkeit, Produkte direkt auf

der Lieferanten-Website auszuwählen oder

zu konfigurieren. Rittal hat eine Vielzahl an

Konfiguratoren auf der Website integriert.

Als nächster Schritt steht die Konstruktion

an. Im Maschinenbau wird häufig mit der

mechanischen Konstruktion begonnen,

während im Steuerungs- und Schaltanlagenbau

die Elektroplanung am Anfang

steht. Die Herausforderung besteht darin,

dem Kunden zu jedem Schritt die Daten zur

Verfügung zu stellen, die er aktuell benötigt.

Bei der mechanischen Konstruktion benötigt

der Konstrukteur die mechanischen

Konstruktionsdaten der verwendeten Komponenten

und Teile. Diese kann er direkt in

seine CAD-Software importieren und verwenden.

Rittal stellt von sämtlichen lieferbaren

Komponenten seines Programm „Rittal

– Das System.“ die mechanischen Konstruktionsdaten

über seine Website bereit. Dabei

werden über 80 Dateiformate unterstützt,

sodass der Konstrukteur die Daten verwenden

kann, unabhängig davon, welches

CAD-System er einsetzt. Für die professionelle

Konstruktionsplanung stehen kontinuierlich

validierte, detailgetreue 3D- und

2D-Daten zur Verfügung. Auf der Web-Plattform

kann der Konstrukteur Komponenten

auswählen, Daten in dem für sein CAD-System

passenden Format herunterladen und

direkt in seiner Konstruktion verwenden.

Virtuelle Prototypen erzeugen

Bei der Elektroplanung, die im Steuerungsund

Schaltanlagenbau zuerst ausgeführt

wird, kommt in aller Regel eine CAE-Software

wie Eplan Electric P8 zum Einsatz.

Auch hier benötigt der Elektroplaner die

Daten der eingesetzten Komponenten. Auf

dem Eplan Data Portal findet der Anwender

die Planungsdaten der Rittal-Komponenten

sowie die von über 600 000 Komponenten

und über 1,2 Mio. konfigurierbare Bauteile

von über 140 führenden Geräteherstellern.

Im Anschluss kann mit Eplan Pro Panel ein

virtueller Proto typ der Anlage erzeugt werden.

Dazu werden die Daten aus der Elektroplanung

direkt übernommen und der

Elektroplaner kann alle Komponenten im

virtuellen Modell innerhalb des Schaltschranks

platzieren. Hierzu sind jedoch

zusätzliche Daten wie die geometrischen

Abmessungen einer Komponente notwendig.

Diese sowie bis zu 200 weitere Merkmale

sind in einer Makro-Datei hinterlegt. Dazu

gehören Logik-Informationen, 2D- und 3D-

Natascha Treml, Gruppenleiterin Produktmanagement

Enclosures; Thomas Laforce,

Abteilungsleiter Produktmanagement Market

Research, beide bei Rittal in Herborn

46 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Sicherer

SerVice

Mit Modlink MSdd verbinden Sie laptop, netzwerk

oder Programmiergerät mit ihrem Schaltschrank –

ohne dafür die tür zu öffnen.

Mit dem Konfigurator und den CAD-Modellen im Step-Format können unter anderem diverse

Lösungsmöglichkeiten durchgespielt werden

Der Schaltschrank bleibt geschlossen, die darin enthaltenen

Komponenten werden in der vorgegebenen

Schutzart betrieben. Sicherheitsvorschriften für den

Betrieb von elektrischen Anlagen werden eingehalten.

Grafik makros, Schaltplanmakros sowie Fertigungs-

und Zubehörinformationen.

Mit den Informationen aus der Elektroplanung

und dem virtuellen Prototyp lassen

sich im nächsten Schritt Daten für die

Fertigung erzeugen. Hierzu zählen Verdrahtungslisten,

die für die manuelle Konfektionierung

der Leitungen oder zur An -

steuerung einer automatischen Konfektioniermaschine

genutzt werden. Auch die

Daten für die Bearbeitung von Flachteilen

werden direkt aus den bestehenden Daten

erzeugt. Dies kann mit dem Bearbeitungszentrum

Perforex BC von Rittal erfolgen, das

vollautomatisch ganze Gehäuse und Flachteile

wie Türen, Seitenwände und Montageplatten

bohrt, fräst und Gewinde schneidet.

Darüber hinaus ist die kaufmännische

Abwicklung ein wesentlicher Teil der Wertschöpfungskette.

Auch hier ko mmt es auf

eine hohe Effizienz an. Effizienzsteigerungen

sind z. B. möglich, wenn die Stücklisten aus

der mechanischen Konstruktion und der

Elektroplanung nahtlos in die kaufmännischen

Systeme übernommen werden können.

Für die Kalkulation, Bestellung und Logistik

sind jedoch andere Arten von Daten notwendig,

nämlich Bestellnummern, Preise

und Gewichte.

Für den reibungslosen Datenaustausch

hat sich eine Klassifikation der Daten bewährt.

Rittal unterstützt die Klassifikationen

Etim und eCl@ss, sodass Kunden auch

hier auf die Daten zugreifen können, unabhängig

davon, welche Klassifikation sie

verwenden.

Daten nahtlos weiterverarbeiten

„Im Maschinen- und Anlagenbau sowie im

Steuerungs- und Schaltanlagenbau können

durch zunehmende Digitalisierung große

Effizienzsteigerungen realisiert werden“,

sagt Uwe Scharf. Voraussetzung dafür ist,

dass die Daten in hoher Qualität zur Verfügung

stehen und nahtlos für alle Prozess-

schritte verwendet werden können. Rittal

stellt für alle lieferbaren Komponenten

verschiedene Arten von Daten bereit. Diese

werden für die mechanische Konstruktion,

die Elektroplanung, die Fertigung und für

die kaufmännischen Prozesse eingesetzt.

Der digitalen Kommunikation im Kunden-Lieferanten-Verhältnis

kommt während

des Engineering-Prozesses eine große

Bedeutung zu. Der Sender muss seine

Produktdaten so weitergeben, dass der

Empfänger sie nahtlos weiterverarbeiten

kann. Um Produktinformationen so zu

ordnen, dass sie auf der Empfängerseite

verstanden werden, verwendet man standardisierte

Klassifikationssysteme. Bei

Rittal setzt man u. a. auf die Systeme Etim

und eCla@ss. Die Klassifikationen bestehen

aus einer Hierarchie und den darin

enthaltenen Klassen, z. B. „Schaltschrank“.

Jede Klasse hat ihre eigene Definition und

eigene in der Klassifikation vorgegebene

Schlagwörter. So hat ein Schaltschrank

Merkmale wie „Anzahl der Schlösser“,

„Schutzart IP“ und „Ausführung der Oberfläche“.

Die Klasse „Klimagerät“ weist dagegen

Merkmale wie „Spannungsart“ und

„Temperaturregelung vorhanden“ auf. Die

einzelnen Merkmale werden über Wertelisten

weiter definiert.

Das Klassifikationssystem Etim beschränkt

sich im Wesentlichen auf die

Elektro-Industrie. Es wird vor allem vom

Großhandel genutzt, der die Daten verwendet,

um sie in Warenwirtschaftssysteme

einzuspeisen, eigene Webshops zu

erstellen und Kataloge zu drucken. Im

Gegensatz zu ETIM gibt es im eCl@ss eine

advanced-Version mit Funktionen, die

über die reine Klassenbeschreibung hinausgeht.

Sie ist auf die Anforderung von

CAE-Software abgestimmt und liefert entsprechende

Daten mit, die direkt in der

Elektroplanung eingesetzt werden können.

www.rittal.de

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Modlink MSdd –

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Versionen und

Zulassungen wie cURus

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KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Aeronautik-Unternehmen setzt auf

verlässliche Engineering-Software

Die OHB System AG, eines der drei führenden Raumfahrtunternehmen

Europas, hat sich zur Planung seiner Satelliten-Kabelbäume

(Harness-Bereich) für Aucotecs Software Engineering Base

(EB) entschieden. Dies sei die optimale Plattform, um zentralisiert

alle elektrischen

Systemverbindungen

zu

definieren und

kalkulieren,

heißt es bei

OHB. Alle

Kabelbaum-

Informationen

eines Satellitenprojekts,

ob

flugtauglich

oder Testkabel, sind in EBs Datenmodell hinterlegt. Im Multi-

User-Betrieb kann an verschiedenen Stellen im Prozess am

gleichen Projekt gearbeitet werden. Das spart Absprachen,

Mehrfacheingaben und Fehler. Massendaten – bei 15 000 bis

20 000 Pin-to-Pin Verbindungen an mehreren 100-poligen

Steckverbindungen je Satellit eine alltägliche Herausforderung

– lassen sich komfortabel über rein alphanumerisch bearbeitbare,

XLS-ähnliche Listen bewältigen. Die Ergebnisse erscheinen

automatisch auf Grafiken. Automatisierte Prüfläufe sowie der

einfache Austausch mit nachgelagerten Applikationen, beispielsweise

3D oder PLM, zeichnen EB ebenso aus wie die Windowsähnliche

Herangehensweise, die das System leicht erlernbar

macht. Das Bild zeigt das OHB-Team beim Harness-Check.

Foto: OHB System AG

www.aucotec.com

Steckverbinder für nächste USB-

Generationen gerüstet

Den 3.1 Typ C-Steckverbinder von W+P gibt es ab sofort neben

der liegenden auch in einer stehenden Version. Dies eröffnet

neue Möglichkeiten des Leiterplattendesigns für den USB 3.1

Super Speed Plus Standard. Die Steckverbinder bieten eine

Datenübertragungsrate

von 10 Gbit/s und

unterstützen sowohl

den USB-Power-Delivery-

Standard als auch den

USB-Audio/Video-

Standard. So können

über das gleiche System

Leistung bis 100 W und

auch Video-Daten im

Ultra HD-Standard übertragen

werden. Der stehende Typ wurde außerdem mit dem Ziel

entwickelt, auch für Weiterentwicklungen des USB-Standards in

den nächsten 15 Jahren einsetzbar zu sein. Daher ist er mit

24 Kontakten ausgestattet. Das Kontaktmaterial besteht aus einer

Kupferlegierung mit vergoldeter Oberfläche über einer Nickelsperrschicht,

das Isolierkörpermaterial aus thermoplastischem

Kunststoff gemäß UL94 V-0. Eine sichere Funktion ist in einem

Temperaturbereich von - 40 bis + 85 °C gegeben.

www.wppro.com

Mit System-Konfigurator schnell

zum neuen Schaltschrank

Mit dem neuen Rittal Configuration System lassen sich jetzt

Kompakt-Schaltschränke und Kleingehäuse mit individuellem

Systemzubehör einfach und schnell online zusammenstellen

(www.rittal.de/configuration-system). Kunden können das

passende Zubehör ganz ohne Katalog auswählen, platzieren

und den Schrank für die mechanische Bearbeitung vorbereiten.

Mittels eines 3D-Modells kann der Nutzer das gewählte Zubehör

gleich an der eigens

dafür vorgesehenen

Stelle platzieren.

Die Position ist

dann reserviert

und kann nicht

mehr irrtümlich

für andere Teile

verwendet werden.

Optionales Zubehör wie Filterlüfter und Anschlüsse können

Kunden mithilfe des sogenannten Punch-Tools an jeder noch

freien Stelle des Schrankes gleich richtig anordnen. Die für das

Zubehör notwendigen Ausbrüche und Bohrungen werden bei der

Konfiguration ebenfalls berücksichtigt. Denn zum Rittal Configuration

System gehört auch die mechanische Bearbeitung, die auf

dem 3D-Modell dargestellt werden kann. Nach Auswahl, Platzierung

und Bearbeitung bestellt der Kunde den Schrank über den

Rittal-Online-Shop. Rittal liefert dann entweder einen fertig

ausgebauten Schrank oder die benötigten Teile.

Foto: Rittal-Website

www.rittal.de

Robustes Elektronik-Gehäuse für eine

Vielzahl von Anwendungen

Das Elektronik-

Gehäuse Alu-Form-

Plus von Rose Systemtechnik

weist

eine robuste Bauweise

auf und

eignet sich für

eine Vielzahl von

Anwendungen. Das

Gehäuse aus einer

Aluminiumlegierung

entspricht Schutzart

IP 66. Höhere Schutzarten lassen sich auf Anfrage realisieren. Für

Anwendungen im Außenbereich ist eine seewasserbeständige

Beschichtung verfügbar, die einen zusätzlichen Schutz gegen

Korrosion bietet. Weiterhin weisen die Gehäuse eine Schlagfestigkeit

von 7 J nach EN 60079-0 auf. Je nach Dichtung lässt sich Alu-

Form-Plus in einem Temperaturbereich von bis zu - 60 bis + 130 °C

einsetzen. Das standardmäßig integrierte Deckel-Scharnier

ermöglicht einen schnellen Zugriff. Eine rechteckige Dom-

Anordnung in Unterteil und Deckel erlaubt es, Leiterplatten

einzubauen. Weiterhin befinden sich im Unterteil Befestigungsstege

für den Einbau von Tragschienen. Das Gehäuse bietet

großzügige Montageflächen für Kabelverschraubungen und

elektromechanische Komponenten. Der Deckel eignet sich zur

Aufnahme von Folientastaturen oder Touchdisplays.

www.rose-pw.de

48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Energierohre trotzen Spänen bis 850 °C

Igus hat für die geschlossenen Energierohre der Serie R4.1L eine

Hochtemperaturvariante für den Kontakt mit bis zu 850 °C heißen

Spänen vorgestellt. Dank des speziellen Kunststoffs igumid HT für

die Deckel und Böden der Kettenglieder bleiben die Späne nicht

an den Rohren haften und brennen

sich nicht in das Material. Durch

das geschlossene Design eignen

sich die Rohre für Anwendungen

in der Werkzeugmaschinenbranche

auch im direkten Arbeitsbereich

von Maschinen. Durch

das Baukastenprinzip sind sie

einfach auf die jeweilige Anwendung

anpassbar und schnell zu

montieren. Mit schwenkbaren Deckeln geht die Befüllung mit

Leitungen und Schläuchen leicht und schnell. Für Anwendungen,

wo statische Aufladungen vermieden werden müssen, sind

ebenfalls Varianten der Serien E4.1L und R4.1L mit dem zertifizierten

Material igumid ESD im Programm. Die im Additive

im Werkstoff stellen dabei eine langjährige, dauerhafte und

wartungsfreie Leitfähigkeit sicher.

www.igus.de

Reaktionszeit bei Fehlern verringern

Mit dem elektronischen Sicherungsautomaten REX12D integriert

E-T-A das Kommunikationsprotokoll IO-Link in ein Schutzelement

speziell für den Maschinen- und Anlagenbau. Die permanente

Übertragung der Messwerte und der Statusinformationen in

Kombination zur Fernsteuerbarkeit der einzelnen Lastausgänge

verringert die Reaktionszeit bei auftretenden

Fehlern. Änderungen an der elektrischen

und mechanischen Auslegung

lassen sich dabei ohne weiteres Zubehör

durchführen. Montiert wird der zweikanalig

anreihbare Sicherungsautomat

vom Typ REX12D-TA2 mit dem Einspeisemodul

EM12D-TIO. Nach Bedarf lassen

sich Verbraucher mit bis zu 40 A mit

aneinander auf der Hutschiene platzierten

Schutzschaltern absichern und mit

einem Klappmechanismus elektrisch

verbinden. Dabei informieren die Statusanzeigen für jeden Kanal

über den aktuellen Zustand des Gerätes. Die Signalisierung

meldet die Abschaltungen der Lastkreise und ermöglicht somit

eine zielgerichtete Fehlersuche.

www.e-t-a.de

Ex-Positionsschalter verträgt Temperaturen bis - 60 °C

Sie sehen aus wie „ganz normale“ kompakte Positionsschalter mit Normabmessungen nach DIN EN 50047. Aber die

konstruktiven Details verleihen den leichten und robusten Schaltgeräten der Baureihe Ex 97 mit Kunststoffgehäuse

vom Steute-Geschäftsbereich Extreme besondere Eigenschaften. Die Schaltgeräte sind gemäß ATEX und IECEx für

den Einsatz in den Gas-Ex-Zonen 1 und 2 sowie den Staub-Ex-Zonen 21 und 22 geprüft und zugelassen. Und sie

können bei Temperaturen bis - 60 °C eingesetzt werden, was hohe Anforderungen insbesondere an die Gehäusekonstruktion

und -abdichtung stellt. Zum Beispiel muss sichergestellt sein, dass die hohe Schutzart der Schaltgeräte

(IP 66) nach einem 7-Joule-Stoßtest unter diesen Minustemperaturen erhalten bleibt. Aus diesem Grund wird das

stabile Gehäuse aus hochwertigen Kunststoffen gefertigt, deren Glasfaserverstärkung teilweise eine textile Struktur hat. Zusätzlich ist

die Abdichtung des Gehäusedeckels ganzflächig einvulkanisiert, was die Dichtigkeit des Deckels nach einer Schlagbelastung garantiert.

www.steute.com

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KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Schutzschalter für Fehlerströme

mit Mischfrequenzen

Eaton ergänzt seine Schaltgerätefamilie für industrielle Anwendungen

X Effect um einen Fehlerstrom-Schutzschalter des

Typs F. Damit steht eine Lösung für Anwendungen mit einphasigen

Frequenzumrichtern zur Verfügung, wie beim Einsatz von

Pumpen, Rüttlern oder Bohrhämmern. Der Schalter schützt

sicher und

zuverlässig bei

sinusförmigen

Wechselfehlerströmen

und

pulsierenden

Gleichfehlerströmen

und

erfasst gemäß der

IEC 62423 auch

Fehlerströme, die

sich aus einem

Frequenzgemisch bis 1 kHz zusammensetzen. Die Fehlerstrom-

Schutzschalter können mit glatten Gleichfehlerströmen bis 10 mA

belastet werden, besitzen eine kurzzeitverzögerte Auslösung und

zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit gegenüber Stromstößen

aus. Die Geräte stehen in zwei- sowie vierpoligen Varianten für

Nennströme von 25 bis 100 A zur Verfügung. Mit drei Ausführungen

für verschiedene Fehlerströme (30 mA, 100 mA, 300 mA)

eignen sie sich sowohl für den Personen- als auch den Fehlerschutz,

um einer Brandgefahr vorzubeugen.

www.eaton.de

Frontplattenschnittstelle sichert Zugang

zur Steuerung bei geschlossener Tür

Die Frontplattenschnittstellen Modlink MSDD von Murrelektronik

ermöglichen einen unkomplizierten und sicheren Zugang zur

Steuerung, ohne dass dabei die Schaltschranktür geöffnet werden

muss. Länderspezifische Steckdosen und Datensteckverbinder

sowie internationale Zulassungen sorgen dabei für Flexibilität.

Die Frontplattenschnittstelle

wiederum ist ein

modulares System aus

standardisierten Einfachund

Doppelrahmen aus

Metall oder Kunststoff,

die in das Schaltschrankgehäuse

integriert werden.

Darin können über

170 Einsätze eingerastet

werden. In allen Einfachrahmen

ist mindestens

Platz für eine länderspezifische

Steckdose und

Datenkommunikation.

Wenn für die Applikation

mehrere Steckdosen und

Schnittstellen benötigt

werden, bietet der Doppelrahmen

den erforderlichen Platz. Mit Schutzart IP65 können die

Schnittstellen auch in rauen Umgebungen eingesetzt werden.

Schirmbleche sorgen für die Einhaltung der EMV-Anforderungen.

www.murrelektronik.com

Push-in-Reihenklemmen-Programm

mit optimiertem Aufbau

Die neue Push-in-Reihenklemmen-Serie PRK bietet

gegenüber herkömmlichen Klemmen konstruktive

Optimierungen und genügt hohen Ansprüchen an

einfache Handhabung und mechanische

Stabilität. Der Push-in-Anschluss gestattet eine

sichere, werkzeuglose Einführung von starren

Adern oder Adern mit Endhülse und reduziert

damit den Zeitaufwand für die Verdrahtung erheblich. Versehentliche

Fehleinführungen der Leiter lassen sich durch die klare

Trennung von Einführungskanälen und Drückerposition aus -

schließen. Ein neuer Innenaufbau mit großen Kontaktflächen und

fixierten Metallteilen gewährleistet hohe Stromtragfähigkeit,

mechanische Stabilität und absoluten Festsitz der Klemmen.

www.conta-clip.de

Electrical Engineering auf neuem Niveau

Die neue Wscad Suite 2017 bietet Anwendern mehr Funktionalität,

viele Add-Ons und Detailverbesserungen sowie individuell

wählbare Wartungsverträge. Ein nahtlos ineinander greifendes

Portfolio an Dienstleistungen unter dem Dach des Global

Business Services runden

das Angebot ab. Zu den

neuen Funktionen zählt die

Erweiterung der Strukturkennzeichen

nach DIN

EN 81346 um die Aspekte

„==“ und „++“ für funk -

tionale Zuordnung und

Aufstellungsort. An die aktuelle Norm angepasst wurden die

bisherigen Kenner „+“ für Einbauort und „=“ für Anlagenteil.

Verwaltet werden die Strukturkennzeichen mit einem neuen

Browser. Ebenfalls implementiert ist das Add-On PLM/ERPsync

für die nahtlose Zusammenarbeit mit PLM- und ERP-Systemen.

Mit einer SQL-basierten PLM/ERP-Exchange-Datenbank können

sowohl Material- und Stücklisten für Preis- und Kalkulationsübersichten

als auch Artikelstämme für Lagerbestand und

Wiederbeschaffung abgeglichen werden.

www.wscad.com

Kühlgeräte aus der Ferne bedienen

Als Ergänzung zu den Peltier-Kühlgeräten hat Elmeko die Slim-Fit-

Kompressorkühlgeräte in sein Programm aufgenommen. Verfügbar

sind 17 verschiedene Typen mit Kühlleistungen von 370 bis 4 000 W.

Alle Geräte sind UL-gelistet und verfügen über weitere Zulassungen

wie EAC und CE. Konzipiert für die Anforderungen der Industrie

werden sie filterlos betrieben. Weiterhin senkt der Rollkolbenkompressor

die Betriebskosten, während das aktive

Kondenswasser-Management die Bildung von

Tropfwasser im Schaltschrank verhindert. Das

Slim-Fit-Design sorgt u. a. für optimale Luftströme.

Mit dem Fernüberwachungssystem Comm-Board

lassen sich die Geräte per Web, zum Beispiel über

den PC überwachen und steuern. Überhitzte

Schaltschränke sind somit ausgeschlossen.

www.elmeko.de

50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Multi-Schirmklammern für 3 bis 18 mm

Schirmdurchmesser

Mit nur zwei Schirmklammerngrößen können fast

90 % der auf dem Markt befindlichen geschirmten

Leitungen kontaktiert werden. Mit der Serie Multi-

Schirmklammer MSKL bringt Icotek eine neue

EMV-Schirmklammern-Generation auf den Markt. Die Schirmklammer weist große

Klemmbereiche und großflächige Kontaktierung des Kabelschirms auf – und das bei

schmaler und niedriger Bauweise. Die MSKL 3-12 bietet einen Klemmbereich von 3 bis

12 mm und die MSKL 8-18 von 8 bis 18 mm, wobei sich die Klemmbereiche für eine

maximale Flexibilität überlappen. Zudem können die Schirmklammern lose, aber

auch mit unterschiedlichen Aufnahmeträgern zur direkten Schraubmontage oder zum

Aufrasten auf eine 35 mm Hutschiene bezogen werden. Zum weiteren Schutz des

Systems ist eine integrierte Zugentlastung erhältlich. Die Zugentlastung erfolgt über

den robusten Kabelaußenmantel und nicht über den empfindlichen Kabelschirm.

www.icotek.com

Produktlinie für den Kabelschutz als Baukastensystem

Mit Conmaxx präsentiert Wiska sein erweitertes

Kabeleinführungssystem, das besonders für Schaltschrankinstallationen

und Elektrogehäuse geeignet ist.

Drei Komponenten – verschiedene Rahmengrößen,

Gittereinsätze und konische Dichtelemente – können

beim Conmaxx-System ganz nach Bedarf und Einsatzbereich

individuell zusammengestellt werden. Dieses

Baukastensystem mit geschlossenem Rahmen und

optional geteilten Dichtelementen ermöglicht eine

einfache Installation vom Inneren des Gehäuses

nach außen, sodass selbst nachträgliche, einzelne

Änderungen an der Verkabelung ohne Auf- und Zuschrauben des Rahmens durchgeführt

werden können. An die 100 verschiedene Dichteinsätze, vier Rahmengrößen

und vier Gittereinsätze ermöglichen eine flexible und individuelle Elektroinstallation.

Wiska ist Hersteller von Elektroinstallationsmaterial, Lichtprodukten und CCTV-

Kamerasystemen für Industrie und Schiffbau. Das Produktportfolio umfasst unter

anderem Kabelverschraubungen, Abzweigkästen und Schalter, abgerundet durch

digitale CCTV-Technologie und ISPS-Lösungen.

www.wiska.com

Big Data noch besser im Griff

Mathworks hat das Release 2016 b (R 2016 b) mit

neuen Funktionen in Matlab vorgestellt, die die

Arbeit mit Big Data vereinfachen. Ingenieure

und Wissenschaftler können nun einfacher

mit Daten arbeiten, die zu groß für den Arbeitsspeicher

sind. Das Release enthält außerdem

zusätzliche Funktionen in Simulink, ein neues

Produkt – die Risk Management Toolbox – und

Erweiterungen für 83 weitere Produkte. Mit

großen Arrays können Ingenieure und Wissenschaftler

nun unter Verwendung bekannter Matlab-Funktionen und -Syntax wie

gewohnt mit Out-of-Memory-Daten arbeiten. Spezielle Big-Data-Programmierkenntnisse

sind nicht nötig. Anwender können so große Arrays mit Hunderten von Algorithmen

einsetzen. Das Release umfasst außerdem einen Timetable-Datencontainer zum

Indizieren und Synchronisieren von Tabellendaten mit Zeitstempeln, String-Arrays

zum effizienteren Vergleich und zur effizienteren Manipulation und Speicherung von

Textdaten sowie neue Funktionen zur Datenvorverarbeitung.

www.mathworks.de

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Ein Unternehmen

für Industrial Security

Alle reden über die Risiken des Industrial Internets und

die Umsetzung des IT-Sicherheitsgesetzes. Das Leipziger

Unternehmen Rhebo entwickelt derweil die intelligente

Lösung für das Vermeiden von Ausfallzeiten,

Cyberattacken und Systemstörungen.

Rhebo Industrial Protector bietet Unternehmen die komplette

Übersicht über alle Kommunikationsflüsse und jegliche Anomalie

innerhalb ihrer Steuernetze.

Als Klaus Mochalski (CEO), Martin Menschner (CTO) und Dr.

Frank Stummer (Business Development) 2014 Rhebo gründeten,

lag der Stuxnet-Skandal bereits vier Jahre zurück. 2010 hatte der

Computerwurm für Aufsehen gesorgt, weil er wiederholt zu technischen

Störungen im Leitstand iranischer Atomanlagen geführt hatte

– und offensichtlich über drei Jahre unentdeckt bleiben konnte. Die

Lösungsansätze für solche Bedrohungen beschränkten sich bis

dahin noch immer auf Virenscanner und Firewalls. Stuxnet und sein

Nachfolger Duqu hatten deren Funktionsweise jedoch klar in ihre

Grenzen verwiesen. Es bedurfte einer neuen IT-Sicherheitslösung

für industrielle Steuernetze und kritische Infrastrukturen, die nicht

nur Anomalien und Angriffe identifiziert, die sie bereits kennt (das

sogenannte Blacklisting).

Die drei Gründer verkauften ihr IT-Sicherheitsunternehmen Adyton

Systems, das sich auf Firewall-Lösungen spezialisiert hatte und

setzten sich an eine Neuentwicklung auf Basis der Deep-Packet-

Inspection-Technologie. Das Ergebnis: Rhebo Industrial Protector.

Im Gegensatz zum bekannten Blacklisting-Ansatz ermöglicht

Deep Packet Inspection eine lückenlose Überwachung der Kommunikationsflüsse

eines Steuernetzes und die Entdeckung aller

unbekannten Operationen und Befehle. Dass dies eine höhere

Sicherheit garantiert, liegt an den Kommunikationsfluss-Strukturen

in automatisierten Produktionsanlagen und kritischen Infrastrukturen:

In einem industriellen Steuernetz läuft immer ein festgelegter

Prozess ab, der sich in einer vorhersagbaren Kommunikation im

Steuernetz widerspiegelt. Basierend auf den aufgezeichneten

Steuer daten erlernt Rhebo Industrial Protector deshalb dynamisch

die erlaubten Kommunikationsmuster und meldet jede Abweichung

von diesem Normalzustand als Anomalie. Ein unbekannter

Computerwurm wie Stuxnet würde somit sofort als Anomalie im

Steuernetz registriert und der IT-Admin benachrichtigt werden –

unabhängig davon, ob der Wurm bereits bekannt ist oder nicht.

Darüber hinaus werden auch schädliche Operationen wie nicht

autorisierte Datenabfragen oder Netzwerkzugriffe zuverlässig

erkannt und angezeigt.

Dass Rhebo mit dieser IT-Sicherheitslösung auf dem richtigen

Weg ist, zeigt nicht nur das große Interesse verschiedener Stadtwerke,

Energieerzeuger und deutscher Automobilunternehmen. Mit der

eCAPITAL AG und dem Technologiegründerfonds Sachsen (TGFS)

hat das Unternehmen mit mittlerweile zehn Mitarbeitern dieses

Jahr zwei starke strategische Investoren für sich gewinnen können.

Mit der Investitionssumme von 2,5 Mio. EUR sollen in den nächsten

Jahren sowohl weitere Kundenanforderungen in die Produktentwicklung

eingehen als auch der internationale Markt erobert werden.

Entscheidend für den Erfolg ist dabei der Aufbau eines kreativen

und engagierten Teams. Bis 2020 wird Rhebo sein Team auf rund

150 Mitarbeiter erweitern.

www.rhebo.com

52 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Bildverarbeitung, optische Messtechnik und Inspektion

www.engineering-news.net

Messe VISION 2017

– was Sie erwartet

Vision-basierte

Roboterführung

Worauf es bei der

Objektivauswahl

ankommt

Bildgebende

Verfahren in der

Intralogistik

Backwaren-Kontrolle

mithilfe industrieller

Bildverarbeitung

CMOS-Technologie

eröffnet Kameras

neue Perspektiven

Vorteile gekühlter

Wärmebildkameras

Mit HIGH-SPEED in eine neue Ära

Zukunftsfähige Camera Link Modelle

zeigen sich flexibel und integrationsfähig


Dynamik pur

Weltleitmesse VISION zeigt Neuheiten in allen Ausstellungsbereichen

In der industriellen Bildverarbeitung

steckt Bewegung, denn sie muss

sich stets den Anforderungen

moderner Produktionsprozesse

stellen. Wenn im November in

Stuttgart der Branchentreff VISION

seine Tore öffnet, wird diese Dynamik

zu spüren sein. Was Sie erwartet?

Bekommen Sie hier einen kleinen

Vorgeschmack.

terentwickeltes 3D-Scanverfahren, neueste

Lasermodule für die industrielle Bildverarbeitung

und vieles mehr.

3D und Industrie 4.0 als Treiber

Anwender sehen die 3D-Systeme zunehmend

als technische Tausendsassas, denen

sie sehr viel zutrauen. Jana Bartels, Produktmanagerin

für 3D/ Time-of-Flight (ToF) bei

der Basler AG aus Ahrensburg: „Es gibt ein

steigendes Interesse an 3D-Kameras, um

z. B. Prozesse zu automatisieren und zu

überwachen, Robotersteuerungen einfacher

umzusetzen und Mensch-Maschinen-

Interface zu optimieren und sicherer zu

gestalten.“ Zu den Highlights zählt für die

Produktmanagerin ein gemeinsames Forschungsprojekt

der Jungheinrich AG und

des Instituts für Integrierte Produktion

Hannover (IPH) mit der Basler AG, der

Götting KG und dem Institut für technische

Informatik der Universität zu Lübeck (ITI).

Hier entstand ein fahrerloser Schubmaststapler,

der die menschliche Sprache versteht

und dank 3D-Bildverarbeitung Gesten

deutet. Dieses Projekt zeigt, wie Mensch

und Maschine in Zukunft miteinander

kommunizieren können.

Ritchie Logan, Vice President Business

Development bei Odos Imaging Ltd. aus

Edinburgh, sieht Industrie 4.0 als einen

wichtigen treibenden Faktor für Innovationen

in der Vision-Branche an: „Indus trie 4.0

und die neue Technologie 3D-Time-of-

Flight sorgen für eine große Brandbreite bei

den Anfragen der Anwender. Das hilft uns,

neue Lösungen für die Herausfor derungen

Embedded Vision, 3D-Bildverarbeitung,

Kameras, Software und mehr: In allen

Ausstellungsbereichen der VISION werden

im November zahlreiche Produktneuheiten

präsentiert. „In den letzten Tagen und

Wochen haben unsere Aussteller damit begonnen

zu kommunizieren, was sie auf der

VISION 2016 präsentieren. Auch nach mehreren

Jahren als Projektleiter der Weltleitmesse

beeindruckt mich die Entwicklungsdynamik

der Branche immer wieder“, sagt

Florian Niethammer von der Messe Stuttgart.

„Unsere Besucher dürfen sich auf eine

abwechslungsreiche Messe freuen.“

Die Liste der Produktneuheiten, die auf

der VISION präsentiert werden, ist lang:

Ein 3D-Sensor, der Objekte und Konturen

im Raum detektiert, ein kürzlich am Markt

eingeführtes Weitwinkel-Objektiv – hochauflösend

mit neun Megapixeln –, ein weiin

Verbindung mit Industrie 4.0 und Logistik

4.0 zu entwickeln.“

Mehr Aussteller erwartet

Unter den Ausstellern der VISION 2016 sind

in diesem Jahr erneut zahlreiche Marktführer

wie Allied Vision, Basler und Stemmer Imaging

zu finden, die zu den Stammausstellern

gehören, aber auch neue Unternehmen

wie IFM Electronic und Bosch Healthcare

tragen zur abwechslungsreichen Messe bei.

„Die Erwartungen der Anwender an die

Bildverarbeitungsindustrie steigen stets weiter

an. Unabhängig davon, ob die Kunden

der Bildverarbeiter in der Automotive-,

Pharma-, Lebensmittel und Getränke-, Verpackungs-,

Verkehrs- oder Logistikbranche

sitzen – die Industrie benötigt in ihren Produktionsprozessen

und in der Logistik eine

immer höhere Präzision, Schnelligkeit und

Datenverarbeitung“, erklärt Thomas Walter,

Bereichsleiter Industrie & Technologie bei

der Messe Stuttgart. „Wie dieser Anspruch

gelöst wird, zeigt sich auf der VISION vom

8. bis zum 10. November.“

Natürlich ist die Redaktion INDUSTRIELLE

AUTOMATION auf der VISION vertreten.

Mit VISION-to-Web bringen wir die Messe

ins Netz. Zahlreiche Neuheiten, Highlights

und Videos rund um die Veranstaltung erwarten

Sie in Facebook, Twitter, Google+

und Youtube. z

Folgen Sie uns auf Twitter:

twitter.com/inautomation

54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


EDITORIAL

Matrox

Iris GTR

Jetzt geht‘s los

Endlich hat die Warterei ein Ende: 2017 ist wieder

VISION-time! Vom 8.-10. November 2016 trifft sich in

Stuttgart die ganze Welt der Bildverarbeitungsexperten auf

dem Marktplatz für Komponenten-Hersteller, System-Anbieter und Integratoren.

Die Veranstaltung hat es in sich, denn die technologischen Entwicklungen sind

in den vergangenen zwei Jahren wieder rasant nach vorne getrieben worden.

Vor allem beim Thema Industrie 4.0 wird die industrielle Bildverarbeitung zu

den wichtigsten Ideengebern und Trendsettern gehören, wie es auch bisher

schon gewesen ist. Ohne das „Auge“ der Maschine, läuft eben nur wenig!

Die Trends setzen sich aber auch in weiteren Disziplinen fort: So stehen

Embedded Vision und vor allem auch 3D-Bildverarbeitung absolut im Fokus der

Messe. Auf den folgenden Seiten geben wir Ihnen bereits jetzt einen interessanten

Überblick über das, was Sie in Stuttgart erwarten dürfen. Wir sind auch

vor Ort! Wir bringen nämlich die VISION ins Web. Folgen Sie INDUSTRIELLE

AUTOMATION also bei Twitter, Facebook, Google+ und Youtube und verpassen

nichts, wenn es endlich losgeht: twitter.com/inautomation

Dirk Schaar, d.schaar@vfmz.de

Was ist eigentlich...

...Grauwertauflösung? Das ist die Anzahl

der von einem Bildaufnehmer auslösbaren

Grauwerte und hängt direkt mit der Digitalisierungstiefe

zusammen. Sie bestimmt die

mit dem Bildverarbeitungssystem erreichbare

Genauigkeit von Antastalgorithmen.

Quelle: www.vision-academy.org z

30

Das sollten Sie

nicht verpassen...

Die Fraunhofer-Allianz Vision veranstaltet

am 19. und 20.10.2016 in Fürth den nächsten

Technologietag. Unter dem Motto „Innovative

Technologien für die industrielle Qualitätssicherung

mit Bildverarbeitung“ gibt es einen

Überblick über praxisrelevante Technologien

der Bildverarbeitung und optischen Messtechnik.

www.vision.fraunhofer.de/ z

Zahl des Monats

Jahre Matrix Vision –

Herzlichen Glückwunsch!

English Corner: Smooth inline quality control

On the basis of increased quality and cost pressures, inline inspection of product quality has

become an integral part of quality control. This is particularly true in plastics processing and

injection moulding, where defect detection and colour control of components are important

aspects of the production cycle. Both can be inspected directly and fully automatically

during production by using appropriate sensor technology. http://bit.ly/2dzwJfB z

B I L D V E R A R B E I T U N G F Ü R T E C H N I S C H E , W I S S E N S C H A F T L I C H E U N D I N D U S T R I E L L E A N W E N D U N G E N

Smartkameras

klein & schnell

n Leistungsstarke Plattform

Intel Celeron Dual-Core CPU

2 GB RAM, 32 GB eMMC Speicher

n Schnelle CMOS Sensoren

Onsemi Python mono und color

VGA bis 5 Megapixel

n Flexible Anschlüsse

GigE, RS-232, USB 2.0, VGA

8x Realtime I/Os mit

Support Rotary Encoder

n Autofocus und LED Controller

Varioptic Caspian Autofocus-Linse

LED-Intensität Beleuchtungsregelung

n Kompakt und robust

staub- und wasserdicht IP67

75 x 75 x 54 mm Gehäuse

n OEM und Systemintegration

Windows Embedded Standard 7, 64 Bit

Matrox Fedora Remix Linux, 64 Bit

oder interaktive Entwicklung mit

Matrox Design Assistant

n VISION 2016

Halle 1 — Stand E32

RAUSCHER

Telefon 0 8142/4 48 41-0 · Fax 0 8142/4 48 41-90

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2014 55


IM FOKUS

BV-Wunderzahl 2632

Normen und Standards sind sinnvoller Bestandteil der Technik und werden auch in der Bildverarbeitung

(BV) immer wichtiger. Zum Beispiel an der Schnittstelle zwischen Mensch und Technik erfüllen

Sie eine wichtige Aufgabe: das Sicherstellen einer eindeutigen Kommunikation.

Um komplexe Fertigungsabläufe mit BV zu automatisieren, muss vorab strukturiert geplant werden.

Ansonsten führen Ungereimtheiten zu Verdruß, teuren Streitigkeiten oder gar zum Verlust

des Vertrauens in die BV. Dabei kann eine geordnete Kommunikation zwischen BV-Anwender und

BV-Anbieter (fast) alles ausräumen.

Hilfe gibt die VDI/VDE/VDMA-Richtlinie 2632. Sie liefert klar definierte und eingeführte Begriffe,

die die Kommunikation in BV-Projekte erfolgreich machen. Der Leitfaden beschreibt weiterhin, wie

ein sorgfältig verfasstes Lasten- und Pflichtenheft zum Kern der Kommunikation wird. Eindeutig

und allgemeinverständlich werden die Anforderungen an die BV möglichst vollständig beschrieben,

so dass Auftraggeber und Auftragnehmer die gleichen Erwartungen haben. Das gewährt das realistische

Planen von Zeit, Kosten und Personal bei allen Projektpartnern.

VDI/VDE/VDMA 2632 schafft damit eine gemeinsame Plattform für Vertragspartner zu notwen digen

Informationen und Einflussfaktoren, die spezifisch für BV-Lösungen sind. Denn Anbieter und Nutzer

von BV-Lösungen kommen meist aus verschiedenen Branchen und sind mit den Besonderheiten

der BV nicht immer vertraut.

Im 3. Teil gibt VDI/VDE/VDMA 2632 Hinweise zur Abnahme klassifizierender BV-Systeme. Mögliche

heranzuziehende Leistungskenngrößen des BV-Systems werden vorgestellt. Anhand von

Fallbeispielen werden konkrete Rückwirkungen aus der Aufgabenstellung aufgezeigt.

So hilft die Wunderzahl 2632 dabei, dass unserer Welt wieder ein wenig fehlerfreier wird.

Haben Sie Interesse, VDI-Richtlinien mitzugestalten? Dann nehmen Sie Kontakt mit mir auf:

i.jahr@vision-academy.org.

Ihr Ingmar Jahr

Besser prüfen!

Für die QS

Prüf‐ und Lichtsysteme

auch als Speziallösungen

Dipl.-Ing. Ingmar Jahr ist Mitglied im Fachausschuss

Bildverarbeitung in der Mess- und Automatisierungstechnik

www.optometron.de

Optometron.indd 1 15.03.2016 11:09:05

Stuttgarter VISION rückt näher – mit zahlreichen Firmenjubliäen auf der Messe

Embedded Vision, 3D-Bildverarbeitung, Kameras, Software und

mehr: In allen Ausstellungsbereichen der Vision werden im

November zahlreiche Produktneuheiten präsentiert. Zu den Innovationen

gehören z. B. ein 3D-Sensor, der Objekte und Konturen

im Raum detektiert, ein hochauflösendes Weitwinkel-Objektiv

9 MP, ein weiterentwickeltes 3D-Scanverfahren oder neueste

Lasermodule für die industrielle Bildverarbeitung. Zusätzlich

feiern vier Stammaussteller ihre Firmenjubiläen auf der Messe:

Framos wird 35, Matrix Vision 30 und MVTec und Vision Components

jeweils 20 Jahre alt.

www.vision-messe.de

Vision Components – zwei Jahrzehnte Innovationen für Embedded Vision

Der Bildverarbeitungsexperte Vision Components feiert sein

20-jähriges Bestehen. Das Unternehmen wurde 1996 von

Michael Engel gegründet, der mit der Erfindung der ersten

industrietauglichen Smart Kamera VC11 einen Grundstein für

Embedded Vision legte. Das Unternehmen entwickelt maßgeschneiderte

Komponenten für viele Branchen, z. B. für den

Zuschnitt von Fischfilets, den „Griff in die Kiste“ oder die

Erkennung von Nummernschildern. Zu den Innovationen des

Unternehmens gehören außerdem frei programmierbare

OEM-Platinenkameras, intelligente Hochleistungskameras,

der erste Vision-Sensor und die neue Z-Serie. Die auf einem

Xilinx Soc-Modul basierende Kamerareihe kombiniert Dual-

Core-ARM-Prozessoren mit FPGA-Logik. Dadurch eröffnen

sich neue Möglichkeiten der FPGA-Programmierung und Leistungssteigerungen.

Mit einem eigenen Linux-Betriebssystem

und der Software-Bibliothek VC Lib stellt das Unternehmen

Anwendungs-Knowhow kostenlos zur Verfügung.

www.vision-components.com

56 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


IM FOKUS

Framos feiert 35 Jahre

Bildverarbeitung mit Vision

1981 gründete Bernd Franz mit dem Gedanken, Maschinen

das Sehen und Denken beizubringen, den heutigen Bildverarbeitungsspezialisten

Framos. Zunächst mit dem Fokus auf der

Distribution von Sensoren und getragen durch eine starke

Partnerschaft zu Sony entwickelte sich das Unternehmen in

den 1980-iger Jahren zu einem angesehenen Experten in der

industriellen Bildverarbeitung.

Mit der stetigen

Erweiterung des Portfolios

um starke Partner aus

den Bereichen Sensoren,

Kameras und Bildverarbeitungszubehör

sowie

der Expansion in andere

europäische Länder legte

Franz Senior den Grundstein

für die heutige

Entwicklung des Unternehmens.

Seit 2008 führt

Dr. Andreas Franz das Unternehmen und blickt erwartungsvoll

in die Zukunft: „Mit Deep-Learning-Algorithmen, Vernetzung

in der Cloud und neuen Kollaborationsansätzen zwischen

Mensch, Maschine und Systemen liegt die Magie tatsächlich in

der Bildverarbeitung, also im Processing, der dahinterliegenden

Software und der intelligenten Nutzung der Daten. Hier

sehen wir noch ein riesiges Potenzial und freuen uns als Komplettanbieter

unser Know-how für und mit unseren Kunden

weiterzuentwickeln.“

www.framos.com

„Sehende Maschinen“ sind weiterhin

auf dem Vormarsch

PAINKILLER

Sill-Optics.indd 1 26.09.2016 13:09:03

Die deutsche Bildverarbeitungsindustrie hat 2015 einen Rekordumsatz

von 2 Mrd. EUR erzielt – ein Plus von 9 % im Vergleich zum

Vorjahr. Innerhalb von zehn Jahren hat sich damit der Umsatz der

Branche verdoppelt, teilte der VDMA mit. Grund für den Boom:

Diese Schlüsseltechnologie kommt nicht nur im weltweiten Automations-Wettlauf

der klassischen Industriezweige verstärkt zum

Einsatz, sondern erobert auch ganz neue Branchen. 2016 dürfte

sich der Wachstumskurs laut VDMA-Prognose mit einem Umsatzplus

von 8 % auf 2,2 Mrd. Euro fortsetzen. Ein besonders starkes

Wachstum wird in den Zielmärkten in Asien und Nordamerika

erwartet. „Die Nachfrage wird wesentlich von in Deutschland entwickelter

Technologie getrieben, mit der sich die Qualitätssicherung

in der Fertigung oder Diagnosemöglichkeiten in der Medizin

entscheidend verbessern lassen“, so

Horst Heinol-Heikkinen, Geschäftsführer

Asentics und Vorstandsmitglied des

VDMA Industrielle Bildverarbeitung.

www.ibv.vdma.org

www.industrielle-automation.net

Die Zwillinge mvBlueGEMINI und mvIMPACT-CS

sind der „Blutdrucksenker“ für alle, die Inspektionen

ohne programmieren konfigurieren möchten.

Mit der perfekten Einheit aus Soft- und Hardware

lassen sich per Browser IBV-Aufgaben schnell und

intuitiv erstellen. Mehr auf www.mv-painkiller.de

MATRIX VISION GmbH

Talstr. 16 · 71570 Oppenweiler

Tel.: 071 91/94 32-0

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 57

Matrix-Vision.indd 1 30.09.2016 13:30:41


Mit HIGH SPEED in eine

zukunftssichere Ära

Mirko Benz ist Produktmanager im

Vision Competence Center bei Baumer

Modernisierte Kamera-Schnittstelle Camera Link

zeigt sich hochflexibel und integrationsfähig

Mirko Benz

Camera Link ist seit der

Veröffentlichung im Jahr 2000 die

dominierende Standardschnittstelle

für Applikationen, die eine sehr

hohe Auflösung und Bildrate

erfordern. Neuere Standards, wie

GigE Vision und USB3 Vision,

zeichnen sich jedoch durch mehr

Flexibilität und eine einfachere

Integration aus. Wir stellen Ihnen

eine Kameraserie vor, die diese

Flexibilität und Integrationsfähigkeit

auf Camera Link übertragen. Das

macht die Schnittstelle auch für

neue Applikationen zukunftssicher.

Camera Link nutzt eine Punkt-zu-Punkt

Verbindung zwischen Kamera und PC

und erfordert einen Framegrabber. Durch

diese Architektur ist die Kommunikation

sehr deterministisch und robust. In vier

Varianten (Base, Medium, Full und Eighty-

Bit) können maximal 10 Pixel mit 8 bit bei

85 MHz übertragen werden. Daraus resultiert

eine hohe Bandbreite von bis zu

850 MB/s – und das bei geringer Komplexität

und sehr einfacher Umsetzbarkeit. Im

Gegensatz zu modernen Standards sind

Lokalisierung und Parametrierung einer

Kamera jedoch nicht eingeschlossen – es

wird lediglich eine RS232-Schnittstelle zur

Kommunikation definiert. Das darüber

liegende Protokoll ist herstellerspezifisch

umgesetzt und die Kameraregister müssen

direkt programmiert werden. Das ist vor

allem bei komplexen Funktionen sehr

aufwändig und fehleranfällig. Erweiterte

Zustandsinformationen sind ebenfalls nicht

definiert und für die Integration müssen

sowohl Tools und Software Development

Kits (SDK) des Kameraherstellers als auch

des Framegrabber-Herstellers eingebunden

werden. Verpflichtende Kompatibilitätstests

wie bei GigE Vision oder USB3 Vision

sind nicht festgeschrieben. Als Konsequenz

sind die Einbindung und der Support von

Camera Link häufig deutlich aufwändiger.

Mit neuen Funktionen verringern die neuen

LXC-Kameras von Baumer Anwendern den

Integrationsaufwand.

Einfache Integration dank

GenICam

Die aktuell gültige Camera Link Version 2.0

beinhaltet keine Unterstützung für ein Kontrollprotokoll.

GenICam (Generic Interface

for Cameras) bietet deswegen eine Erweiterung

für Camera Link an. Kernkomponente

dafür ist eine CLProtocol DLL (Dynamic

Link Library), die vom Kamerahersteller

mitgeliefert wird und das Herstellerprotokoll

GenICam konform umsetzt. Integriert

in das SDK des Framegrabbers ermöglicht

es die Parametrierung der Kamera und den

Bildeinzug mit einer Softwareumgebung. In

der Praxis ist dieser Ansatz jedoch aufwän-

dig, da Softwarekomponenten mehrerer

Hersteller eingebunden und viele Betriebssystemversionen

unterstützt werden müssen.

Um diesen Mehraufwand zu eliminieren,

wurde mit GenCP (Generic Control

Protocol) ein neues Konfigurationsprotokoll

standardisiert. Dies wird von Baumer

für die neuen Camera Link Modelle der LX-

Serie eingesetzt, um die Einbindung für den

Anwender so einfach wie möglich zu gestalten.

Für die Integration der Kameras

muss danach unterschieden werden, ob der

Framegrabber bereits GenCP unterstützt

oder nicht. Falls nicht, können alle Einstellungen

der Kamera über ein komfortables

Konfigurationstool vorgenommen werden.

Die anschließende Einbindung in die Kundenapplikation

erfolgt auf Basis der GenI-

Cam Referenzimplementierung.

Zur einfachen Integration lässt sich bei

den LXC-Modellen zusätzlich der Camera

Link Takt flexibel zwischen 40 MHz und

01 Framegrabber mit GenCP-Unterstützung

ermöglichen die Parametrierung der Kamera

direkt im SDK des Framegrabber-Herstellers

58 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


85 MHz einstellen. Anwender profitieren so

wahlweise von einer kurzen Latenz oder

von längeren Kabeln bei reduzierter Bildrate.

Des Weiteren können mit der Unterstützung

des EightyBit Modes sehr hohe

Bildraten oder eine bessere Genauigkeit

durch Nutzung von 10 Bit je Pixel erzielt

werden. Die integrierte PoCL (Power over

Camera Link) Option ermöglicht außerdem

die Stromversorgung direkt über den Framegrabber.

Das reduziert nicht nur die Anzahl

eingesetzter Kabel, sondern spart auch

Integrationskosten und Wartungsaufwand.

Fehler schnell erkennen

Im Gegensatz zu GigE Vision bietet Camera

Link bisher nur eingeschränkte Analysemöglichkeiten.

Mit den LXC-Kameras lassen

sich jedoch erstmals auch Kamera-Events

und Statusinformationen nutzen, wie Trigger

oder Sensor Exposure Status. Insbesondere

bei der Einbindung können so Fehlersituationen

schnell diagnostiziert werden.

Auch zum Erkennen oder Beheben von

Fehlern bei der Datenübertragung sieht der

Camera Link Standard keine Mechanismen

vor. Werden Kameras für Anwendungen mit

hohem Pixeltakt und längeren Kabel oder

für Robotik-Applikationen eingesetzt, ist

dies jedoch durchaus von Bedeutung. Um

Übertragungsfehler zu erkennen, wurde

daher bei den LXC-Kameras in Anlehnung

an GigE Vision eine Prüfsumme über die

Daten im Bild eingefügt. Sie ermöglicht

dem Anwender, die Datenintegrität in der

Software zu prüfen, ohne Änderungen am

Framegrabber vornehmen zu müssen – und

das auch im Betrieb, um fehlerhafte Auswertungen

zu vermeiden. Kabel mit bis zu

15 m wurden dabei erfolgreich getestet.

Camera Link zukunftsfähig

ausgerichtet

Aufgrund der hohen Bandbreite und langjährigen

Verfügbarkeit hat Camera Link

heute einen signifikanten Marktanteil.

Nach wie vor werden zudem zahlreiche

neue Komponenten für diese Schnittstelle

realisiert. Die Nutzung des GenCP-Protokolls

vereinfacht die Kameraintegration

wesentlich und reduziert die Integrationszeit.

Außerdem stehen erweiterte Möglichkeiten

zur einfachen Kontrolle des

Kamerastatus sowie zur Überprüfung der

Datenintegrität bereit. So ermöglichen die

LXC-Kameras eine hohe Zuverlässigkeit des

Bildverarbeitungssystems. Dank Auflösungen

von 2 bis 25 Megapixel und Bildraten bis

337 Bilder/s erkennen sie bei Inspektionsaufgaben

feinste Details auch bei hohem

Durchsatz. Auf Basis moderner Global

Shutter CMOS-Sensoren erzielen sie eine

äußerst gute Bildqualität mit ausgezeichneter

Empfindlichkeit. Damit eignen sich

die Kameras hervorragend für anspruchsvolle

Anwendungen in der Halbleiter- und

Elektronikfertigung, der Messtechnik sowie

für die Laborautomation.

www.baumer.com

02 Die LXC-Kameras verfügen über eine

Auflösung von 2 bis 25 Megapixel und bieten

Bildraten bis 337 Bilder/s; damit erkennen

sie feinste Details auch bei hohem Durchsatz

Unvergleichlich. Die neue HF­12M Serie

Besuchen Sie uns in Stuttgart

VISION, 8.-10. November 2016

Halle 1 Stand H15

Die derzeit kleinsten Objektive für Kameras mit 2.1 µm Pixel Pitch

Trotz des hohen Auflösungsvermögens überraschen die Objektive mit sehr kleiner Bauform.

Mit einem Außendurchmesser von nur 33 mm bietet die neue Serie die derzeit kleinsten

Objektive auf dem Markt im Vergleich zu anderen Objektiven mit ähnlichem Auflösungsvermögen.

Mehr auf www.fujifilm.eu/fujinon Fujinon. Mehr sehen. Mehr wissen.


Anforderungen flexibel begegnen

Vision-basierte Roboterführung profitiert von integrierter Entwicklungsumgebung

Sally Manuel

In der Fertigungsindustrie sind

Roboter mit Bildverarbeitung

weit verbreitet. Sie stellen eine

gleichbleibende Qualität sicher,

arbeiten präzise und erhöhen

die Sicherheit. Sie können sogar

wahre Multitalente sein, die sich

flexibel und komfortabel auf neue

Anwendungen einstellen lassen.

Voraussetzung dafür ist allerdings

eine Entwicklungsumgebung,

die dies ermöglicht.

Sally Manuel, Technical Writer,

Matrox Imaging, Dorva

Wiederprogrammierbare Industrieroboter

haben den Vorteil der Flexibilität

gegenüber Nicht-Roboter-Lösungen wie

CNC-Maschinen oder anderen spezifischen

Automationsgeräten. Da sie für andere Anwendungen

umfunktioniert werden können

oder gleich multi-funktional sind, sind sie

kosteneffizient. Umfunktionieren bedeutet

aber oft, dass Roboter erst so umprogrammiert

werden müssen, dass sie den neuen

Anforderungen gerecht werden.

Herkömmliche Methoden rufen dazu

den Roboter Controller auf, um in dessen

nativer Umgebung die Befehlssequenzen zu

programmieren, um dann mit dem Vision

System zu kommunizieren. Das läuft aber

in einer komplett anderen Softwareumgebung.

Die Schwierigkeit bei dieser Herangehensweise

ist, dass es Zeit und die gemeinsame

Anstrengung von vielen Seiten

braucht, diese Kommunikation verschiedener

unabhängiger Systeme zu etablieren.

Unterschiedliche Programmierkenntnisse

und gutes Verständnis der beiden Umgebungen

sind vonnöten. Es ist dabei auch

wichtig, dass die Kontrolle beim Roboter

Controller verbleibt.

Vom Konzept zur Anwendung

in wenigen Schritten

Neue client-server-basierte Software-Entwicklungsprodukte

ermöglichen den Programmierern

durch die Unterstützung

diver ser Roboterprotokolle sowohl den

Code für den Roboter-Controller als auch

das Vision System innerhalb einer einzelnen,

bekannten Umgebung zu entwickeln.

Diese vereinheitlichte Umgebung macht

die Entwicklung von Anwendungen zur

Vision-basierten Roboterführung einfacher

und schneller. Dank dem intuitiven Ansatz

ist die Roboter-Programmierung zugänglicher

und erfordert keine klassischen

Experten mit Wissen proprietärer Entwicklungsumgebungen

und Sprachen.

Matrox Imagings Unterstützung des Denso

binary access protocol (b-CAP) Roboter

Interface innerhalb des Design Assistant ist

ein solches Beispiel. Damit ebnet die Design-

Assistant-Entwicklungsumgebung den Weg,

Vision-basierte Anwendung von Denso-

Robotern zu implementieren, ohne direkt

den Roboter-Controller programmieren zu

müssen (Bild rechts oben).

Matrox Design Assistant 4 ist die erste

hardwareunabhängige, integrierte Entwicklungsumgebung

(IDE), die dem Anwender

auf einfache Art erlaubt, Flussdiagramm

und HMI Interface zu erstellen und so

Projekte in Rekordzeit vom Konzept zur

Anwendung zu bringen, ohne dabei klassisch

programmieren zu müssen. Die flexible

Projekt-Verteilung beinhaltet als Zielplattform

Matrox Iris GT Smart Kameras, Matrox

4Sight GPm Industrie Computer und PCs

mit Standard GigE Vision oder USB3-Vision-

Kameras. Design Assistant ist eine IDE, in

der Vision-Anwendungen durch Erstellen

eines intuitiven Flussdiagramms anstelle

klassischen Programmcodes erzeugt werden.

Zusätzlich zu dem Flussdiagramm kann

der Anwender in der IDE eine grafische

Benutzerschnittstelle für die Anwendung

erstellen.

Vision-basierte Robotersteuerung

auf dem Vormarsch

„Die Matrox Imaging Implementierung

unseres B-Cap Interfaces in Design Assistant

bedeutet, dass die ganze Logik des

Vision-Sub-Systems sowie der Roboter

selbst in einer einzigen Entwicklungsumgebung

abgebildet ist“, sagt Yousuke Sawada,

Manager Controller Business Unit, Denso

Wave Incorporated.

60 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Die B-Cap-Unterstützung im Design Assistant

ist als Satz von ‚Client Steps‘ implementiert,

die sich z. B. mit einem RC8-Controller

verbinden, dann die Abarbeitung anfordern

(wie das Aufnehmen und Platzieren von Teilen)

und sich nach Beendigung der Aufgabe

vom Server, der auf dem Roboter-Kontroller

läuft, wieder trennen. Diese ‚Steps‘ sind auf

das Roboter-b-CAP-Protokoll zugeschnitten.

Zusätzliche Software, außer dem Matrox

Design Assistant selbst, ist für das Vision-System

nicht nötig. Jedes Gerät kann programmiert

werden, um den Roboter zu steuern.

Die Nachfrage nach Robotern ist steigend,

und Denso Roboter sind in der verarbeitenden

Industrie weit verbreitet. Mit

der Unterstützung des b-CAP Interface im

Design Assistant sind Sie in der Lage, Denso

Roboter schneller und kosteneffektiver mit

Vision-basierter Robotersteuerung zu versehen,

sodass die Qualität verbessert, Produktivität

erhöht, Sicherheit gewährleistet

und Flexibilität im Betrieb gegeben ist.

Fotos: Denso, Matrox Imaging

www.rauscher.de

VISION.

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Kamera und Objektiv im Team

Worauf es bei der Objektivauswahl ankommt und welche Faktoren berücksichtigt

werden müssen

Sensoren für professionelle

Machine Vision-Anwendungen

Theda Ebeling

Für ein gutes, scharfes Bild ist nicht

nur eine gute Kamera erforderlich,

sondern auch das dazu passende

Objektiv. Doch woran erkennt man

das richtige Objektiv? Es ist gar

nicht so schwer, wie es vielleicht

scheint. Allerdings sollten bei der

Objektivauswahl einige Aspekte

beachtet werden. So kann

sichergestellt werden, dass Kamera

und Objektiv perfekt aufeinander

abgestimmt sind und zur

Applikation passen. In diesem

Artikel erfahren Sie, wie Sie das

bewerkstelligen können.

Theda Ebeling, Product Manager bei der Basler AG

in Ahrensburg

Die Sensorgröße ist ein entscheidender

Faktor für die Objektivauswahl. Früher

hatten hochauflösende Flächen- und Zeilenkameras

größere Sensoren als Kameras

mit geringerer Auflösung. Heute hat sich

das geändert. Seit die Sensoren – und mit

ihnen ihre Pixel – immer kleiner geworden

sind, ist es schwieriger, diese kleinen Pixel

aufzulösen. Die Abmessungen von Sensoren

sind in keiner Norm festgelegt, sondern

ergeben sich aus der Auflösung und der

Pixelgröße des Sensors. Theoretisch ist hier

so gut wie alles möglich, es ist nur eine

Preisfrage.

Der Mount der Kamera (der Objektiv-

Anschluss) ist der zweite Faktor, der beachtet

werden muss. Mounts haben genormte

Größen und werden entsprechend dem

Schraubgewindetyp des Kameragehäuses

bezeichnet. Kamera und Objektiv sollten

daher denselben Mount haben. Ein C-

Mount zum Beispiel ist der am weitesten

verbreitete Mount bei Machine Vision-

Kameras und sinnvoll bis zu einer Sensordiagonale

von etwa 20 mm – das entspricht

einer Sensorgröße von 1,5". Auch CS- und

S-Mount-Objektive sind häufig bei Machine

Vision-Anwendungen zu finden.

Sensoren an Kameralösungen für professionelle

Machine Vision-Anwendungen sind

über die letzten Jahre immer kleiner geworden

– genau wie die Pixel auf diesen Sensoren.

Die Bildkreisgrößen an den entsprechenden

Objektiven für diese Kameras

haben sich jedoch nicht geändert. Das

bedeutet, dass der Großteil der heute verwendeten

Sensoren kleiner als 1/2" ist, aber

mit Objektiven für Machine Vision-Anwendungen

mit einem Bildkreis von 2/3" arbeiten

muss, da dieser der gebräuchlichste für

Machine Vision-Objektive ist. Demzufolge

wird ein großer Teil des Bildkreises des

Objektivs nicht genutzt.

Prinzipiell ist das sogar ein Vorteil, denn

durch das größere Objektiv entsteht ein

größerer Bildkreis, was bedeutet, dass die

Bildhelligkeit von der Mitte zum Rand

gleichbleibend ist. Allerdings würde in

diesem Fall ein großer Teil des Bildkreises

nicht genutzt werden, was einer Geldverschwendung

gleich kommt. Denn egal, wie

groß der Bildkreis des Objektivs ist, die

Größe des Objekts richtet sich nach der

Sensorgröße. Je größer der Bildkreis des

Objektivs, desto teurer wird es. Bei einem

kleineren Sensor bietet sich also ein Objektiv

mit einem kleineren Bildkreis, wie zum

Beispiel die Basler Lenses, an. Sie sind so

konzipiert, dass diese Verschwendung

vermieden wird, und sind für Sensoren

vorgesehen, die kleiner als 1/2" sind.

Voraussetzungen für ein gut

auflösendes Bild

Ein hochauflösendes Bild kann nur entstehen,

wenn Sie auch ein hochauflösendes

Objektiv verwenden. Um ein wirklich gut

auflösendes Bild zu erhalten, bedarf es

mehr als einer hohen Anzahl an Megapixeln.

Das Objektiv muss auch in der Lage

sein, die Pixelgröße aufzulösen. Die Auflösung

eines Objektivs wird in Linienpaaren

pro Millimeter angegeben und gibt an, wie

viele Linienpaare auf einem Millimeter

noch als getrennt voneinander wahrgenommen

werden. Je mehr Linienpaare differenziert

zu erkennen sind, desto besser ist die

Auflösung des Objektivs.

Mithilfe der Objektivauflösung lässt sich

bestimmen, wie klein die Pixel sein dürfen,

um sie noch auflösen zu können. Oft sind

bei den Objektiven aber auch die noch

auflösbaren Megapixel direkt angegeben.

62 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Angenommen wir haben einen Sensor mit 5 Megapixeln (MP)

Auflösung. Um von der vollen Auflösung profitieren zu können,

brauchen wir ein Objektiv, das 5 MP in voller Anzahl auflösen kann.

Daher muss die Auflösung des Objektivs zur Pixelgröße des Sensors

passen. Die Basler Lenses sind ein gutes Beispiel hierfür: Die 5 MP-

Objektive sind für 1/2,5" Sensoren mit einer Auflösung von 2,2 µm

(230 lp/mm) optimiert.

Die passende Brennweite für die Applikation

Der nächste Aspekt, der beachtet werden muss, ist die Brennweite,

der Abstand zwischen dem optischen Mittelpunkt eines Objektivs

und dem Brennpunkt. Im Brennpunkt schneiden sich alle Lichtstrahlen

der parallel einfallenden Lichtstrahlen. Die Brennweite f

eines Objektivs ist somit abhängig von der Brechkraft der Linsen

und wird in Millimetern angegeben. Je größer die Brennweite,

desto größere Tele-Eigenschaften hat das Objektiv. Die riesigen

Objektive, die wir von Sportfotografen kennen, haben also deutlich

größere Brennweiten als die Objektive an Consumer-Kameras.

Weitwinkel- und Fisheye-Objektive haben dementsprechend

geringere Brennweiten. Die Brennweite wird von der Sensorgröße,

dem Arbeitsabstand und der Objektgröße der Applikation abgeleitet.

Die richtige Brennweite für eine Applikation kann mit einem

Software-Tool ermittelt werden.

fällt mehr Licht auf den Sensor und es ist weniger zusätzliches Licht

erforderlich, um ein gutes Bild zu erhalten.

Eine kleinere Blendenöffnung kann sowohl Vor- als auch Nachteile

haben: Unerwünschte Effekte wie Vignettierung und andere

Abbildungsfehler werden reduziert und die Tiefenschärfe wird erhöht.

Allerdings sollten Anwender darauf achten, dass nicht zu viel

abgeblendet wird. Durch eine zu geringe Blendenöffnung entsteht

Beugungsunschärfe. Dabei werden die einfallenden Lichtstrahlen

am Rand der Blende abgelenkt, was sich wiederum negativ auf die

Bildqualität auswirkt. Daher gibt es für jedes Objektiv eine optimale

Blendenzahl, die im Prinzip nichts anderes ist als der Kompromiss

aus geringster Beugungsunschärfe und größter Schärfentiefe. Somit

muss die Blende entsprechend für die Lichtverhältnisse der jeweiligen

Applikation eingestellt werden.

www.baslerweb.com

Es gibt die optimale Blendenzahl für jedes Objektiv

Die Wahl der Blendenöffnung hat direkten Einfluss auf die Bildqualität

und die Helligkeit. Die Blendenzahl (engl. F-number) ist das

Verhältnis von Brennweite zu Durchmesser der Blendenöffnung

und gibt an, wie weit die Blende geöffnet ist. Eine hohe Blendenzahl

bedeutet, dass die Blendenöffnung geringer ist und dadurch weniger

Licht durch das Objektiv kommt. Wenn die Blende weit geöffnet ist,

Die Schärfe eines Bildes hängt von der Auflösung ab: linke Seite zeigt

eine hohe Auflösung; die niedrigere Auflösung ist rechts zu sehen

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Sortieraufgaben intelligent gelöst

Bildgebende Verfahren und Identifikationstechnik sorgen für effiziente Prozesse

in der Intralogistik

Auch in der Intralogistik nehmen

der Automatisierungsgrad

klassischer Sortieraufgaben und die

Prüfung auf Ma schinenfähigkeit

zu. Dies sind wichtige Kriterien zur

Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit.

Unter dem Stichwort „Sorting

Intelligence“ stellen wir Ihnen

bildverarbeitungsbasierte

Plug-and-play-Sensor-Lösungen

sowie adaptierbare Identifikations-

Technologien zur

Logistikautomatisierung vor.

Die Anwendungsmöglichkeiten der „Sorting

Intelligence“-Technologien zur

Automatisierung der Logistikkette sind

vielfältig: Frachtkostenoptimierung bei E-

Commerce-Versendern, die maschinelle

Erzeugung von Sortenreinheit in der Leergutlogistik,

Sicherstellung der Maschinenfähigkeit

vor Paketöffnern im Retouren

Management sowie die Bauchungskontrolle

zur Absicherung der Shuttle-Fähigkeit in

Shuttle-Lager-Systemen. „Bildverarbeitung

als branchenübergreifende Technologielösung

bietet Sorter Herstellern, OEM’s,

Material Handling Suppliern und Systemintegratoren

im Logistikbereich eine intelligente

Möglichkeit der Automatisierung und

Anlagensteuerung.“ statuiert Dr. Simon

Che’Rose, Leiter Framos Imaging Systems.

„Für die industriellen Endkunden ergeben

sich daraus Prozessvereinfachungen, eine

effektive Anlagennutzung mit minimierten

Je nach spezifischer Anwendung und Ausprägung der Sortiergüter

kommen regelbasierte oder lernende Algorithmen zum Einsatz.

Stehzeiten sowie ein optimierter Kostenund

Ressourceneinsatz.“

Bei klassischen Sortieraufgaben benötigen

die Sorter in Logistikanlagen zur einwandfreien

Klassifizierung der zu sortierenden

Objekte klare Sortierkriterien. Bildverarbeitungsspezialist

Framos unterstützt hier mit

fundierter Expertise zur Algorithmus-Erstellung

und langjähriger Projekterfahrung.

Je nach spezifischer Anwendung und Ausprägung

der Sortiergüter kommen dabei

regelbasierte oder lernende Algorithmen

zum Einsatz. Bei sehr klar voneinander

unterscheidbaren und abgrenzbaren Gütern

kann auf regelbasierte Verfahren zurückgegriffen

werden. Eine lernende Sortieralgorithmik

ist relevant, wenn klare und

gleichbleibende Basiskriterien wie Größe

oder Form nicht ausreichen, eine sichere

Klassifizierung vorzunehmen. Hohe Variationen

wie Gebrauchsspuren, Beschädi-

64 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


gungen, Etikettenrückstände oder

Farbabweichungen benötigen erweiterte

und mitlernende Krite -

rien definitionen, um eine fehler -

freie und robuste Sortierung zu

gewährleisten.

Bildverarbeitung und

Sensorik applikationsspezifisch

konzipiert

Dr. Simon Che’Rose beschreibt

den typischen Projektablauf so:

„Gemeinsam mit dem Kunden

und unter Berücksichtigung seiner

individuellen Anforderungen

erstellen wir als Technologiepartner

einen Kriterienkatalog für die

Projektierung. Darauf basierend

stellen wir ein geeignetes Sensorsystem

zusammen, inklusive der

notwendigen Software, welche

die gewünschten Ergebnisse für

die nachfolgenden Prozessschritte

zur Steuerung übergibt. Ob dies

ein Lichtgittersystem, 2D- oder

3D-basierte Kamerasysteme oder

Laser Scanner in Verbindung mit

Code-Readern und Waagen ist

kommt dabei auf die jeweilige

Applikation und die Bedürfnisse

des Kunden an. Unsere Systeme

fügen sich nahtlos in Automatisierungsprozesse

und neue oder

bestehende Logistikanlagen ein

und zeichnen sich durch lange

Gesamtbetriebszeiten aus. Eine

flexible und effiziente Kommunikation

mit ERP- und WMS-

Systemen sowie Materialflussrechnern

und eine direkte Anbindung

an Förder- und SPS-Anlagen ist

dabei Teil unseres Leistungsumfangs.“

Anwendungsbeispiele

aus der Praxis

Um die Versandkosten eines E-

Commerce-Händlers zu reduzieren,

werden nach der Kommissionierung

die ausgehenden Pakete

mit dem Framos VLG Dimensionsmesssystem

automatisch nach

Größe und Gewicht klassifiziert.

Auf Basis der ermittelten Daten

wird der günstigste Versandpartner

gewählt und mittels Label

Applikatoren das passende Label

aufgeklebt. Ein nachfolgender

Sorter ordnet die Pakete der richtigen

Versender-Lieferung zu. Die

eingesparten Versandkosten garantieren

einen schnellen Return

on Investment der Sorting Intelligence

basierten Anlage.

In der Lebensmittellogistik werden z. B. Frischwaren

meist in Mehrwegbehältern transportiert,

wobei jeder Lieferant unterschiedliche Gebindetypen

bevorzugt. Die Framos Lösungen mit Bilderkennung

und selbstlernender Auswerte-Algorithmik

ermöglichen auch hier eine automatisierte

Weiterverarbeitung dieser Gebinde. Bei der

Frischwaren-Anlieferung werden zum Beispiel

Gebindetypen automatisch identifiziert, um geeignet

vereinzelt und eingelagert werden zu können.

Bei der Rücklieferung der Supermärkte an die

Leergutzentrale werden die unterschiedlichen

Gebindetypen sortenrein geordnet und an den

entsprechenden Lieferanten zurückgesandt.

Für viele Shuttle in automatisierten Lägern können

ungewollte Varianzen der Transportobjektform

wie Ausbauchungen schnell zum Problem

werden. Werden zugelassene Toleranzen überschritten,

blockiert das Shuttle und das Lager

steht still. Zur Vermeidung dieser teuren Stillstands-

und Wartungszeiten wird im Vorfeld

eine Sorting Intelligence-basierte Bauchungsmessung

durchgeführt, mittels derer nicht-shuttlefähige

Stückgüter aussortiert werden können und

damit eine höchstmögliche Anlagenverfügbarkeit

gewährleistet.

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Das Auge isst mit

Bildverarbeitungstechnologie gewährleistet zuverlässige Erkennung von fehlerhaften Backwaren

Bei der Qualitätskontrolle von Brot und Brötchen werden u. a. die geometrischen

Abmessungen geprüft sowie Bruchfehler ermittelt. Doch kein Brot ist wie das andere.

Aus diesem Grund setzt ein Hersteller von Maschinen zur Inspektion von Backwaren

auf die Kombination aus Zeilenkameras und dazu passenden Zeilenbeleuchtungen

und Optiken. So wird sichergestellt, dass nur den Vorgaben entsprechende

Backwaren in den Verkauf gelangen.

Angefangen hat alles mit Plastikbeuteln:

1986 wurde Niverplast in Rijssen gegründet

und verkaufte zunächst Beutel aus

Kunststoff, wie sie häufig in Supermärkten

zur Mitnahme des Einkaufs angeboten werden.

Das war den Niederländern jedoch

bald zu wenig, es folgten Maschinen, die

solche Beutel automatisch öffneten, Anlagen,

die Beutel in Kartons einlegen oder

Kartons aufrichten konnten, sowie Geräte

zum Verschweißen und Falten von Kunststoffen.

Heute liegt die Kernkompetenz von

Über ein Förderband

werden die Backwaren

einer Anlage zum

Prüfen und Zählen

zugeführt

Niverplast in der Herstellung kompletter

Anlagen, mit denen Objekte inspiziert, gezählt

und verpackt werden. Neben Anlagen

für Fleisch, Fisch, Öle und Fette sowie für

andere Produkte aus dem Nonfood-Bereich

hat sich das Unternehmen dabei auf das

Thema Backwaren spezialisiert.

Niverplast ist erst seit 2009 im Bereich

Backwaren tätig und hat innerhalb kurzer

Zeit den Aufstieg unter die größten Hersteller

solcher Anlagen geschafft. „Etwa 80 %

unserer Anlagen sind für Großbäckereien

konzipiert und kommen in aller Welt zum

Einsatz“, erläutert Albert Danneberg von

der Forschungs- & Entwicklungsabteilung

bei Niverplast.

Fehlerhafte Produkte

vollautomatisch aussortieren

Den prinzipiellen Ablauf einer solchen

Anlage zum Prüfen und Zählen von Backwaren

beschreibt Danneberg so: „Die vorgebackenen

Brote oder Brötchen können

der Maschine je nach Wunsch des Anwenders

auf zwei unterschiedliche Arten zugeführt

werden: Entweder entwickeln wir eine

automatisierte Zuführung direkt aus dem

Gefrierschrank heraus oder die gefrorenen

Teigwaren werden manuell auf das Transportband

aufgelegt. Bevor die Produkte in

die Maschine laufen, prüft zunächst ein

Metalldetektor, ob in vorangegangenen

Prozessschritten unerwünschte Metallteile

in die Backwaren gelangt sind.“

Bei den dann folgenden Schritten spielen

Bildverarbeitungssysteme die entscheidende

Rolle: An der ersten Station erfolgt eine

Qualitätsprüfung, bei der die geometrischen

Abmessungen wie Länge und Breite

der Backwaren erfasst und analysiert werden.

Zudem erkennt die Anlage an dieser

Stelle, ob Bruchfehler vorlegen oder ob z. B.

die Einschnitte an der Oberseite von Baguettes

korrekt sind. Fehlerhafte Produkte

werden nach dieser ersten Station über verfahrbare

Transportbänder vollautomatisch

aussortiert, bevor die positiv bewerteten

Backwaren an der zweiten Station gezählt

werden. „Diese zweite Prüfzelle zum Zählen

bieten wir als Option an, doch die

meisten Kunden bestellen ihre Anlage mit

beiden Zellen“, erläutert Danneberg.

Im Anschluss erfolgt die Verpackung der

Backwaren in der gewünschten Stückzahl

nach den Vorgaben des Kunden, z. B. in

Kartons oder Tüten. In der beschriebenen

Anlage wollte der Kunde die geprüften

Backwaren in bestimmten Mengen in Tüten

verpacken lassen, die in Kartons eingelegt

66 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


01 Die Brote laufen von links kommend

an zwei Prüfstationen vorbei und werden

danach am rechten Ende der Maschine

in Kartons verpackt

sind. Hier sind zwei separat ansteuerbare

Bänder im Einsatz, die den Transport der

leeren und vollen Kartons übernehmen.

Bildverarbeitung als Kernelement

Wesentliches Kernelement der beiden Prüfzellen

ist die Bildverarbeitung, bei der sich

das niederländische Unternehmen auf seinen

Partner Stemmer Imaging verlässt. Der

Geschäftsführer der Benelux-Niederlassung


02 Die Bilder werden

aufgenommen,

während die Brote

unter einer Zeilenbeleuchtung

und

einer Zeilenkamera

hindurch befördert

werden

03 Je nach Breite des Transportbands

kommen ein oder zwei Zeilenkameras

zum Einsatz

von Stemmer Imaging, Dietmar Serbée, erinnert

sich noch gut an den Beginn der

Zusammenarbeit: „Zuerst lag die Anforderung

nur im Zählen von Backwaren; die Erkennung

von Fehlern kam erst später hinzu.“

Die besondere Schwierigkeit der Aufgabe

lag Serbée zufolge vor allem darin, dass

kein Brot wie das andere ist: „Die Formen

der vorgebackenen Brote und Brötchen

weisen immer leichte Abweichungen auf.

Es ist für ein automatisiertes System z. B.

sehr schwer zu entscheiden, ob es sich bei

einer Vertiefung an der Oberfläche eines

Baguettes um einen gewollten Einschnitt

oder um den ungewollten Anfang eines

Bruches handelt.“

Mit einer eigenen Software-Lösung, die

auf der Bildverarbeitungsbibliothek Common

Vision Blox basierte, konnte Serbée

solche Merkmale nach einer intensiven

Entwicklungsphase schließlich sicher unterscheiden.

Auch die erforderlichen Hardwarekomponenten

der Bildverarbeitungssysteme

wählte Serbée aus: „In Voruntersuchungen

haben wir getestet, mit welcher

Kamera, Optik und Beleuchtung die optimalen

Ergebnisse erzielt werden können.

Die Entscheidung fiel am Ende auf eine

Kombination aus Zeilenkameras sowie

dazu passende Zeilenbeleuchtungen und

Optiken. Damit lassen sich die bis zu

1 300 mm breiten Transportbänder optimal

abdecken.“

Ideen für zukünftige Anlagen

Neben der Lieferung einiger weiterer Komponenten

wie der PC-Systeme und diverser

Kabel übernahm Stemmer Imaging auch

die Anbindung der Bildverarbeitungssoftware

an die grafische Benutzeroberfläche

des Systems, über die u. a. die Programme

für die nächste Charge an Backwaren eingestellt

wird. „Die GUI selbst wurde von

Niver plast erstellt. Bei der Anbindung haben

wir eng zusammengearbeitet, um die

Wünsche unseres Kunden vollständig zu

erfüllen“, erinnert sich Serbée.

Mit dem Service seines Bildverarbeitungspartners

ist Albert Danneberg zufrieden:

„Niverplast hat keine eigenen BV-Spezialisten

im Haus, aber aufgrund der bisherigen

Erfahrungen verlassen wir uns in diesem

Bereich gerne auf die Unterstützung durch

Stemmer Imaging.“ Diese endet auch nicht

nach der Auslieferung einer Anlage. „Wenn

wir weitere Informationen zu neuen Entwicklungen

oder Technologien im Bereich

der Bildverarbeitung benötigen wissen wir,

wen wir kontaktieren müssen“, so Albert

Danneberg.

Die größte Anlage, die das niederländische

Unternehmen bisher entwickelt und

ausgeliefert hat, umfasst zwei parallele Linien

mit jeweils zwei auf Bildverarbeitung basierenden

Prüfzellen für die Qualitätsprüfungen

und das Zählen der Backwaren.

Die Entwickler bei Niverplast haben bereits

weitere Ideen, die in das Design künftiger

Anlagen einfließen werden. Danneberg

verrät eine dieser Ideen: „Die Höhe von

Backwaren lässt sich durch ein 3D-Triangulationssystem

erfassen. Damit kann man

Brote und Brötchen noch genauer vermessen

und Fehler an den Backwaren noch

sicherer erkennen, daher werden wir diese

Möglichkeit als weitere Option für unsere

Anlagen anbieten.“

Fotos: Stemmer-Imaging

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68 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


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Mikroskopie Pulse

3,3 MP erhältlich

Basler bietet ab sofort ein

zusätzliches Powerpack für

Mikroskopie sowie eine

aktualisierte Version der

Mikroskopie-Software an.

Das neue Powerpack enthält

die Mikroskopie-Kamera

Pulse 3,3 MP, die eine sehr

gute Bildqualität sowie ein

attraktives Sensorformat

bietet. Mit ihrem 4:3 Sensorformat

passt die Pulse 3,3 MP

optimal zu dem Bildkreis eines

Mikroskops. Mit dem verwendeten

CMOS-Sensor erreicht

dieses pulse Modell bis zu

20 Bilder pro Sekunde und

ergänzt die Mikroskopie Ace

und Pulse Kameramodelle,

die bereits mit den bisherigen

Powerpacks für Mikroskopie

erhältlich sind. Außerdem

1,3- und 5-MP-Sensoren mit reduzierter Bildrate

Framos vertreibt die neuen Modelle 1300 und 5000 der Python-Familie von On Semiconductor in

einer Version mit halbierter Framerate und halbierten Datenports. Die Produktfamilie eignet sich für

Machine-Vision-Anwendungen, Intelligent-Traffic-Systeme (ITS) und Inspektionsanwendungen, die

eine hohe Bildqualität und hohe Geschwindigkeiten benötigen. Die Versionen Python 1300 und 5000

„P3“ erreichen 105 anstatt 210 (Python 1300) und 46 anstatt 100 Bilder/s (Python 5000). Die Datenports

sind von 8 auf 4 (Python 5000) und von 4 auf 2 LVDS-Ports (Python 1300)

reduziert. Basierend auf der Skalierbarkeit der gesamten Familie können

Kamerahersteller mit den P3-Versionen die neuen Sensoren auf günstige

Kameramodelle mit hoher Bildqualität bei 4,8 µm Pixelgröße, hoher

Sensitivität, Dynamic Range und einem geringem Rauschverhalten sowie

den Vorteilen der CMOS-Technologie adaptieren. Framos unterstützt die

Kunden bei der Integration der neuen Sensoren in ihre Anwendungen und

Projekte bei der Entwicklung und bei kundenspezifischen Anpassungen.

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wurde eine aktualisierte

Version der Mikroskopie-

Software herausgegeben. Die

neue Version bietet Schieberegler

zur Bildanpassung

direkt auf der Benutzeroberfläche

und zeigt die Kamerageschwindigkeit

in Bildern

pro Sekunde an. Die Anzeige

der Bildrate verdeutlicht

Anwendern, wie Benutzereinstellungen

die Kamerageschwindigkeit

beeinflussen,

und hilft ihnen dabei, die

optimalen Einstellungen für

die Kamerageschwindigkeit

und Echtzeitanzeige zu setzen.

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Jürgen Neitzel, neitzel

communications,

Stuttgart

Detailgenau auf solider Basis

CMOS-Sensoren eröffnen Zeilenkameras neue Anwendungen im High-End-Bereich

Jürgen Neitzel

Auf CCD-Technologie basierende

Farbzeilenkameras finden in der

Druck- und Oberflächeninspektion,

Messtechnik oder auch in der

Qualitätskontrolle von Halbleitern

ihren Einsatz. Nun bietet die

rasante Weiterentwicklung der

CMOS-Technologie neue

Perspektiven. Eine Zeilenkamera

mit quadlinearen CMOS-Sensoren

setzt hier zukunftsfähige

Maßstäbe. Damit wird weltweit

zum ersten Mal die Auflösungs-

Schallgrenze von 10 000 Pixeln bei

echten Farbsensoren in RGB

durchbrochen.

Die industrielle Bildverarbeitungsindustrie

befindet sich weiter auf Wachstumskurs.

In 2015 wuchs der Umsatz nach

Erhebungen des Branchenverbandes VDMA

in Deutschland um rund 10 % auf mehr als

2 Mrd. EUR. Für 2016 rechnen die Anbieter

mit Steigerungsraten von 8 %. Mit einem

Exportanteil von deutlich über 50 % gehören

deutsche Unternehmen zu den technologischen

Marktführern.

Wie Innovation ihren Weg aus den Entwicklungslabors

in marktfähige Produkte

findet, demonstriert Chromasens mit seiner

neuesten Modellreihe Allpixa wave. „In Zusammenarbeit

mit einem namhaften Halbleiterhersteller

haben wir Premium CMOS-

Sensoren fertigen lassen, die speziell für

die hohen Anforderungen der industriellen

Bildverarbeitung konzipiert sind“, erklärt

Chromasens Produktmanager Chris Maurer.

Im Gesamtvergleich mit den hochwertigen

CCD-Sensoren haben CMOS-Sensoren in

punkto Leistungsfähigkeit kräftig aufgeholt

und konnten einige ihrer bestehenden technologischen

Vorteile sogar weiter ausbauen.

Moderne CMOS-Sensoren ermöglichen heute

die Konzeption von Systemen mit einer

deutlich höheren Anzahl von Bildpunkten,

bieten eine hohe Variabilität hinsichtlich

der Sensorlänge und ermöglichen eine

im Vergleich zu CCD-Systemen höhere

Datenrate. Obwohl die Nutzung von CMOS-

Lösungen in der industriellen Bildverarbeitung

(IBV) rasant ansteigt, bleiben in

ausgewählten Einsatzbereichen wie der

hochgenauen Farbmesstechnik, CCD-Sensoren

aufgrund der höheren Empfindlichkeit

und Signalqualität weiterhin die erste Wahl.

Beste Farbwiedergabe

und Bildqualität

Wie bereits bei seinen erfolgreichen mit

CCD-Sensoren bestückten Allpixa pro­

Modellen, unterstreicht Chromasens auch

mit der Allpixa wave-Serie sein Bestreben

70 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Stärken von CMOS-Sensoren

n geringer Stromverbrauch

n kompakte Bauform, durch Integration der Auswertelogik auf dem gleichen Chip

(System on a Chip)

n Durch separate Verarbeitung jedes Pixels (Umwandlung von Ladungen in Spannungen)

wird eine hohe Datenrate erreicht, das Auslesen ist flexibler und der Blooming-Effekt

lässt sich stark begrenzen

n flexible Sensorlänge (hohe Anzahl von Bildpunkten)

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Zeilenkameras zu entwickeln, die höchsten

Ansprüchen an die Farbwiedergabe und Bildqualität

gerecht werden. Die Kameras verfügen

daher über einen quadlinearen Hochgeschwindigkeits-CMOS-Farbzeilensensor.

Im

Gegensatz zu „dual line Systemen“, die bei

langen Zeilen für Blau und Rot nur die halbe

Auflösung besitzen, bietet die Allpixa wave

eine „echte“ RGB-Farbwiedergabe mit voller

Auflösung in allen Farbkanälen. Die dadurch

deutlich höhere Detailtreue ermöglicht eine

einfachere und detailliertere Defekterkennung

womit die Anwender von deutlich besseren

Inspektionsergebnissen profitieren können.

Farbkorrektur bereits

in der Kamera

Neben einem kontinuierlichen Weißabgleich

und einem exzellenten Signal-/Rauschabstand

gehört eine multiple Color Conversion Matrix

(CCM) zum Funktionsumfang der Modelle. Bei

der Bildaufnahme und Bildwiedergabe entspricht

der Farbeindruck der Darstellung nicht

immer dem Original. Häufig werden dann bei

der Wiedergabe zum Beispiel über einen

Monitor oder Drucker Korrekturmaßnahmen

durchgeführt. Mit der CCM-Funktion lässt

sich diese Korrektur bereits in der Kamera in

Echtzeit durchführen. Auf diese Weise erhält

der Anwender frühzeitig normierte „farbechte“

Bilddaten, wodurch eine optimierte Weiterverarbeitung

sicher gestellt ist.

Technische Daten im Detail

Als Beispiel soll hier die Allpixa wave 15k erwähnt

werden. Sie verfügt über eine maximale

Farbauflösung von 15 360 Pixeln × 4 Zeilen bei

einer Pixelgröße von jeweils 5,6 x 5,6 µm. Die

maximale Zeilenrate beträgt 15 360 × 3 Pixel

bei einer Zeilenfrequenz von 18 kHz, bzw.

55 kHz im Mono-Modus. Die maximale Zeilenfrequenz

liegt theoretisch bei 150 kHz.

Limitiert durch die eingesetzte CameraLink

Full80-Schnittstelle lässt sich – unabhängig

von Modellvariante (15k, 10k) und Betriebsmodus

(mono, RGB, ROI) – ein maximaler Datendurchsatz

von 850 Megapixel/s realisieren.

Zudem unterstützt die Kamera auch eine Multi

ROI-Funktion. Dabei können bis zu 4 unabhängige

ROI Bereiche in der Zeile gleichzeitig ausgewählt

und übertragen werden. So reduziert

sich die effektive Datenmenge und die Kamerageschwindigkeit

wird erhöht. Der Anwender

braucht damit „nur“ die durch die ROIs ausgewählte

relevante Datenmenge durch seine

Hardware schleusen und verarbeiten.

Vielfältig einsetzbar

Nach Einschätzung von Chris Maurer bieten

die neuen Kameramodelle Systemintegratoren

und OEMs vielfältige Einsatzoptionen in

unterschiedlichsten Anwendungsfeldern. Das

Spektrum reicht von der Inspektion von Leiterplatten

und Flatscreen-Displays über die

Druckkontrolle bis zum Einsatz in hochauflösenden

Dokumentenscannern. Durch die

große Zeilenlänge der CCD-Systeme können

sich relevante Einsparungen zudem dadurch

ergeben, dass eine Allpixa wave-Zeilenkamera

Bilderfassungen durchführt, die in der Vergangenheit

mit mehreren Kameras realisiert

werden mussten. Die Allpixa wave-Modellreihe

soll ab Frühjahr 2017 verfügbar sein.

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Der Tropfenkontur auf der Spur

Hochauflösende USB-3.0-Industriekamera ermöglicht präzise Kontaktwinkelmessung

Industriekameras mit USB-3.0-Schnittstelle eröffnen für Vision-

Anwendungen neue Möglichkeiten, vor allem wenn eine hohe Auflösung,

schnelle Frameraten und maximale Lichtempfindlichkeit gefordert sind.

Ein Messinstrumente- Hersteller setzt deshalb bei seinen videogestützten

Tropfenkonturanalyse-Systemen auf USB-3.0-Kameras. Mit bis zu

200 Bildern pro Sekunde bei 1 200 × 800 Pixel Auflösung lassen sich

Benetzungsvorgänge lückenlos erfassen und präzise auswerten.

Die Tropfenkonturanalyse bzw. Drop

Shape Analysis ist eine Bildanalysemethode

zur Bestimmung des Kontaktwinkels

aus dem Schattenbild eines liegenden

Tropfens und der Oberflächenspannung

oder Grenzflächenspannung aus dem

Schattenbild eines hängenden Tropfens.

Dieses Verfahren ermöglicht das Messen

und Auswerten des Benetzungs- oder Haftungsverhaltens

von Flüssigkeiten auf

Oberflächen und wird sowohl in der industriellen

Qualitätssicherung als auch in der

Forschung und Entwicklung in der chemischen

und pharmazeutischen Industrie angewendet.

Die Oberflächenspannung von

Flüssigkeiten ist z. B. bei Reinigungsvorgängen

oder beim Drucken, Lackieren oder Beschichten

interessant; solche Prozesse

lassen sich optimieren, indem diese Oberflächenspannung

gezielt beeinflusst wird.

Die Kontaktwinkelmessung wiederum ist

ein Maß für die Benetzbarkeit eines Festkörpers,

der auf den Kontakt mit einer Flüssigkeit

vorbereitet wird. Auch diese Benetzbarkeit

kann gezielt beeinflusst werden; je

nach Anforderung lässt sie sich verbessern

(z. B. für die Vorbereitung einer Lackierung)

oder aber verringern (bspw. wenn Flüssigkeiten

besser abperlen sollen).

Konturerkennung mithilfe einer

Graustufenanalyse

Das Unternehmen Krüss aus Hamburg, Anbieter

von Messtechnologien für die Benetzungs-

und Beschichtungsanalyse, entwickelt

und baut mit seinen Messinstrumenten

DSA25, DSA30 und DSA100 universelle

Drop Shape Analyzer für die videogestützte

Kontaktwinkelmesstechnik und Tropfenkonturanalyse.

Die grundlegende Funktionsweise

dieser Systeme ist einfach erklärt: Ein

Tropfen wird auf eine feste Oberfläche dosiert

(Sessile Drop) oder befindet sich an

der Spitze einer Nadel (Pendant Drop). Mithilfe

einer Kamera wird ein Bild des Tropfens

aufgenommen und in eine Bildanalyse-Software

übertragen. Anhand einer

Graustufenanalyse des Bildes wird zunächst

eine Konturerkennung durchge-

führt. Im zweiten Schritt wird ein die Tropfenkontur

beschreibendes, geometrisches

Modell an die Kontur gefittet. Daraus lässt

sich der Kontaktwinkel ableiten, der sich

aus dem Winkel zwischen der ermittelten

Tropfenkontur-Funktion und der Kontaktoberfläche,

deren Projektion im Tropfenbild

als Basislinie bezeichnet wird, ergibt.

Gesteigerter Dynamikbereich

und hohe Empfindlichkeit

„Bei der Kontaktwinkelmessung muss meist

auch die Dynamik der Benetzung erfasst

werden, sodass eine Kombination aus hoher

Auflösung und hoher Bildrate erforderlich

ist. Die nötige Übertragungsperformance

erfordert außerdem eine Schnittstelle mit

ausreichend großer Bandbreite“, beschreibt

Carsten Scheithauer, R&D Manager bei

Krüss, die Anforderungen an die eingesetzte

Kamera. Das Unternehmen integriert in

seine Drop Shape Analyzer deshalb USB-3.0-

Industriekameras der USB 3 uEye CP Serie

von IDS, u. a. die UI-3060CP Rev. 2 mit dem

IMX174 Sensor von Sony. Diese Allround-

Industriekamera ist kompakt gebaut und

kann entsprechend platzsparend in die

Messinstrumente integriert werden. Jeweils

ein verschraubbarer Micro-USB-3.0- und

Hirose-Anschluss machen die Kamera für

professionelle Einsätze sowohl im industriellen

als auch nicht-industriellen Umfeld

interessant. Sie verfügt über einen integrierten

Bildspeicher und ist auf die leistungsstarken

CMOS-Sensoren der neuesten

Generation ausgelegt.

Ein Sensorelement mit Analogspeicher verhindert

Focal-Plane-Verzerrungen durch

72 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


gleichzeitiges Auslesen aller Pixelsignale.

Außerdem wird ein Dual-Frame-Ausgabemodus

mit verschiedenen Belichtungszeiten

unterstützt. Die Kombination der

beiden Bilder steigert den Dynamikbereich

bis 73 dB (12-Bit), dazu kommen eine hohe

Empfindlichkeit und ein niedriges Ausleserauschen.

Dank der hohen Lichtempfindlichkeit

des IMX174 CMOS-Sensors kann die

eingesetzte Kamera schon wenige Photonen

detektieren.

In den Drop Shape Analyzern erfassen

die Kameras die Benetzungsvorgänge in

der Regel mit bis zu 200 Bildern/s bei

1 200 × 800 Pixel Auflösung. Je nach Messaufgabe

können die Videos dabei zwischen

einer Millisekunde oder mehreren Stunden

lang sein. „Für die Untersuchung sehr

schneller Vorgänge, zum Beispiel die Benetzung

absorbierender Materialien, lässt sich

durch eine Reduktion der Bildgröße auf

90 × 60 Pixel eine Framerate von bis zu

2 000 Bilder/s erzielen, wobei die Datenbasis

immer noch zu verlässlichen Analysen

führt“, schildert Carsten Scheithauer. „Dabei

werden alle Bilder der Videos verwendet,

da bei unserem Verfahren der Kontaktwinkel

permanent ermittelt wird.“

USB-3.0-Schnittstelle mit Zukunft

Die hohe Menge an Bildinformationen wird

verlustfrei und schnell über die USB-3.0-

Schnittstelle in die Krüss Software Advance

übertragen, die die Tropfenkonturanalyse

vollautomatisch übernimmt. Somit sind objektive,

von Benutzereingriffen unabhängige

Messdaten gewährleistet. Die Software

ordnet bei der Ergebnisdarstellung jedem

Messwert das entsprechende Tropfenbild

zu und stellt es dar. Das Bild kann

jederzeit nachträglich mit anderen Parametern

oder Methoden neu ausgewertet

werden. Aufwändiges Speichern, Laden

und Verwalten von Bilddateien entfällt.

Ein Feature ist die ständige Hintergrundaufzeichnung

des Kamerabildes.

Diese findet auch dann statt, wenn keine

Messung läuft. Das Livebild kann somit

jederzeit angehalten werden, um den

zurückliegenden Zeitraum zu analysieren

oder diesen als Videodatei zu speichern.

So gehen wertvolle Informationen

nicht verloren – etwa wenn zum Benetzungszeitpunkt

keine Messung gestar -

tet wurde.

Die Integration der Kamera in die Krüss-

Bildanalyse-Software erfolgt über das uEye

API, das Teil des IDS Software Development

Kits (SDK) ist und alle Sensorfeatures moderner

CMOS-Sensoren unterstützt. Das

SDK für Windows und Linux (32- und 64-Bit)

ist im Lieferumfang der Kameras von IDS

enthalten und für alle Modelle identisch.

OEM-Kunden wie das Hamburger Unternehmen

profitieren davon doppelt: Zum

einen gestaltet sich die Einbindung der

Kameras in die eigene Anwendung einfach

und zeitsparend, zum anderen ist sie auch

modell- und schnittstellen-unabhängig. So

ist beispielsweise ein problemloser Modellwechsel

jederzeit möglich. Die Applikation

muss dann nicht neu programmiert werden,

lediglich die kameraspezifischen Parameter

gilt es anzupassen.

Die USB-3.0-Schnittstelle wird auf dem

PC langfristig ein Standard bleiben, denn

eine universelle Verfügbarkeit, Plug-and-

01 Die Drop Shape Analyzer kommen für die

videogestützte Kontaktwinkelmesstechnik und

Tropfenkonturanalyse zum Einsatz

02 Die Tropfenbildanalyse findet live

während eines Dosiervorgangs statt

Play-Komfort und hohe Datenraten sind

Vorteile, die den Erfolg der Schnittstelle

auch künftig begründen und für eine entsprechende

Weiterentwicklung sorgen werden.

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Water-Proof, Future-Proof

Erweiterbare IP65/67 Embedded-Kamera IC3

• Robustes IP65/67 Aluminiumgehäuse

• Vorinstallierte, erweiterbare EyeVision3-Software

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 73


Gekühlt und ungekühlt?

Hochgeschwindigkeits-Anwendungen erfordern spezielle

Wärmebildkameras

Markus Moltkau, Frank Liebelt

Wärmebildkameras kommen

bereits seit vielen Jahren mit

großem Erfolg bei zahlreichen

Automatisierungsanwendungen

zum Einsatz. Von der

automatisierten Inspektion über

die Prozesskontrolle und die

Zustandsüberwachung bis hin zur

kontinuierlichen Gasdetektion.

Je nach Applikation sind

unterschiedliche Funktionen

und Merkmale der Kameras

erforderlich. Nur dann lassen sich

Fehler oder Defekte einwandfrei

aufspüren und Messergebnisse

zielführend weiterverarbeiten.

Fertigungs- und Verfahrenstechnikspezialisten

setzen häufig Automatisierungstechniken

ein, um die Durchsatzrate und

die Produktqualität zu erhöhen. Mit automatisierter

Wärmebildtechnik lassen sich

zahlreiche industrielle Produktionsanwendungen

verbessern, u. a. die Prozessüberwachung

und -kontrolle, die Qualitätssicherung,

das Asset Management und die

Maschinenzustandsüberwachung.

Wärmebildkameras erkennen die für das

menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung

und wandeln diese in ein visuelles

Bild um, das die Temperaturunterschiede

auf dem jeweiligen Objekt oder im jeweiligen

Bereich sichtbar macht. Manchmal

werden Wärmebildkameras auch als intelligente

Sensoren bzw. Smart-Sensoren bezeichnet.

Dann verfügt die betreffende

Wärmebildkamera über integrierte Logikund

Analysefunktionen, mit denen sie die

gemessenen Temperaturen mit den vom

Anwender bereitgestellten Temperaturdaten

vergleichen kann. Außerdem ist sie mit

einer digitalen E/A- Schnittstelle ausgestattet,

damit sich die Temperaturdifferenz für

Alarm- und Kontrollfunktionen nutzen

lässt.

Gekühlte und ungekühlte

Wärmebildkameras

Die Auswahl von Wärmebildkamerasystemen

für Automatisierungsanwendungen ist

riesig. Deshalb fragen sich viele Anwender:

„Soll ich ein gekühltes oder ein ungekühltes

Wärmebildkamerasystem einsetzen, und

welches davon ist am preisgünstigen?“ Generell

sind zwei verschiedene Arten von

Wärmebildkameras auf dem Markt erhältlich:

gekühlte und ungekühlte Systeme. Da

die Kosten bei beiden Systemen konstruktionsbedingt

sehr unterschiedlich ausfallen

können, sollte man vorher genau abwägen,

welches davon am besten zur jeweiligen

Anforderungen passt.

Bei einer modernen gekühlten Wärmebildkamera

ist der Bildsensor in einem

Kryokühler eingebettet. Dieser senkt die

Sensortemperatur auf ein besonders niedriges,

kryogenes Niveau. Diese Absenkung ist

notwendig, um das wärmeinduzierte Rauschen

permanent auf ein Niveau zu reduzieren,

das unterhalb des Signalpegels liegt,

den der erfasste Gegenstand oder Bereich

an die Umgebung abstrahlt. Gekühlte Wärmebildkameras

besitzen von allen Kameratypen

die besten Empfindlichkeitseigenschaften

und können selbst geringste Tem-

peraturunterschiede zwischen den Objekten

erkennen. Sie lassen sich für die Bilderfassung

im mittelwelligen Band des Infrarotspektrums

(MWIR) herstellen, in denen der

Wärmekontrast aufgrund der physikalischen

Schwarzkörperstrahlung am stärksten ist.

Der Wärmekontrast steht für die Signaländerung

bei einer entsprechenden Temperaturänderung

des Zielobjekts. Je höher der

Wärmekontrast ausfällt, desto einfacher lassen

sich die betreffenden Zielobjekte vor einem

Hintergrund erkennen, der nicht wesentlich

kälter oder wärmer ist als sie selbst.

Ungekühlte Infrarotkameras sind Wärmebildkameras,

deren Bildsensor nicht durch

einen Kryokühler gekühlt werden muss. Eine

gängige Detektorbauweise basiert auf dem

Mikrobolometer, einem winzigen Vanadiumoxid-Widerstand

mit hohem Temperaturkoeffizienten,

der auf einem Siliziumelement

mit großer Oberfläche, niedriger Wärmekapazität

und guter Wärmeisolierung

montiert wird. Wenn sich die Temperatur

im überwachten Bereich ändert, ändert

sich auch die Bolometertemperatur. Diese

Änderungen werden in elektrische Signale

und anschließend in ein für das menschliche

Auge aussagekräftiges Bild umgewandelt.

Ungekühlte Sensoren sind speziell für die

Bilderfassung im langwelligen Band des IR-

Spektrums (LWIR) konzipiert, in dem die

terrestrischen Temperaturziele den Großteil

ihrer Infrarotenergie abstrahlen. Das

Preisniveau ungekühlter Kameras ist in der

Regel konstruktions- und produktionsbedingt

niedriger im Vergleich zu gekühlten

Infrarotkameras.

Dipl.-Ing. (FH) Markus Moltkau, Business

Development Manager, Flir Systems GmbH,

Frankfurt am Main, Lothar Liebelt, Freier

Journalist, Frankfurt am Main

74 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Vorteile gekühlter Kameras in

High-Speed-Anwendungen

Gekühlte Wärmebildkameras sind dann das

beste Mittel der Wahl, wenn z. B. kleinste

Temperaturunterschiede innerhalb kurzer

Zeitabstände erkannt oder sich schnell bewegende

oder erwärmende Zielobjekte gemessen

werden müssen. Sie eignen sich

auch dann, wenn eine hohe Bildqualität erforderlich

ist, das Wärmeprofil oder die

Temperatur eines sehr kleinen Zielobjekts

erkannt oder gemessen werden muss, die

Wärmeobjekte in einem ganz bestimmten

Teil des elektromagnetischen Spektrums

sichtbar gemacht werden sollen oder die

Wärmebildkamera mit anderen Messinstrumenten

synchron zu laufen hat.

Gekühlte Kameras zeichnen sich im Vergleich

zu ungekühlten Kameras durch ihre

wesentlich höheren Bilderfassungsgeschwindigkeiten

aus. Automatisierungskameras

wie die Kameras der Flir A66xx-Serie

können dank ihrer hohen Bildrate bis zu

480 Bilder/s aufnehmen. Dadurch eignen

sie sich beispielsweise ideal für die Überwachung

der Fertigungsqualität bei High-

Speed-Fließbandanwendungen. Zudem

zeichnen sich gekühlte Kameras durch ihre

besonders schnellen Reaktionszeiten aus

und verwenden einen globalen Auslöser.

Das heißt, dass sie alle Bildpunkte (Pixel)

auf einmal auslesen können, also nicht Zeile

für Zeile, wie es bei ungekühlten Kameras

der Fall ist. Dies prädestiniert sie zum Beispiel

für den Einsatz bei Papierverarbeitungsprozessen

oder in der Großmengenfertigung,

da die Fertigungslinien hier mit

einer hohen Geschwindigkeit laufen.

Räumliche Auflösung und

Empfindlichkeit

Da gekühlte Kameras kürzere Infrarot-Wellenlängen

erfassen, bieten sie im Vergleich

zu ungekühlten Kameras in der Regel auch

eine höhere Vergrößerungsleistung. Außerdem

lassen sich aufgrund ihrer höheren

Empfindlichkeitswerte Objektive mit mehreren

oder stärkeren optischen Elementen verwenden,

um eine höhere Vergrößerungsleistung

zu erzielen, ohne dass sich der Signalrauschabstand

dadurch verschlechtert.

Die Wärmebilder in Abbildung oben

rechts vergleichen die jeweils maximale

Vergrößerung bei Nahaufnahmen, die sich

mit einem gekühlten und einem ungekühlten

Kamerasystem erzielen lässt. Das linke

Bild wurde von einer gekühlten IR-Kamera

mit einem 4-fach- Makroobjektiv und

13 μm Detektorabstand aufgenommen. Das

Resultat ist ein 3,5 μm großer Messpunkt.

Das rechte Bild wurde von einer ungekühlten

IR-Kamera mit einem 1-fach-Makroobjektiv

und 25 μm Detektorabstand aufgenommen.

Das Resultat ist ein 25 μm großer

Messpunkt.

Von einer gekühlten Wärmebildkamera aufgenommenes Bild einer Elektronikplatine (li.); von

einer ungekühlten Wärmebildkamera (re.)

Eine gekühlte Kamera besitzt zudem eine

höhere Empfindlichkeit und kann im Vergleich

zur ungekühlten Variante geringere

Temperaturunterschiede wesentlich länger

erkennen und besser darstellen.

Spektralfilter machen

Unsichtbares sichtbar

Eine der größten Vorteile von gekühlten

Wärmebildkameras ist, dass man damit

eine einfache Spektralfilterung vornehmen

kann, die Details sichtbar und Messungen

möglich macht, die mit ungekühlten Wärmebildkameras

entweder unsichtbar bleiben

würden oder gänzlich unmöglich wären.

Beispielsweise sind sie in der Lage

durch Glas hindurchzusehen oder gefährliche

Gase wie Benzol, Ethanol, Methanol

und Oktan bei Gasanlagen aufzuspüren, die

sich an entlegenen Orten oder in schwer

zugänglichen Bereichen befinden. Eine

weitere Anwendung ist die Qualitätsüberwachung

des Kalander-Prozesses bei der

Kunststoffverarbeitung.

Präzise Synchronisation

Dank ihrer präzisen Synchronisation und

Auslösung eignen sich diese Kameras ideal

für hochsensible Hochgeschwindigkeitsanwendungen.

Im Snapshot-Modus kann

die Flir A66xx alle Bildpunkte eines Wärmeereignisses

gleichzeitig erfassen. Dies ist

Kompakte Wärmebildkamera

mit gekühltem InSb-Detektor

vor allem beim präzisen Erfassen von sich

schnell bewegenden Objekten wichtig – eine

Anwendung, bei der herkömmliche ungekühlte

Wärmebildkameras in der Regel nur

stark verzerrte Bilder liefern.

Ein schönes Beispiel aus dem Alltag beschreibt

dies auf anschauliche Weise: man

lässt eine Münze fallen, während die Aufnahmefunktion

der Kamera von einem

Auslösesensor gesteuert wird. Dieselbe

Münze wird zweimal fallen gelassen. Der

Sensor löst die Wärmebildkamera immer

genau dann aus, wenn sich das Objekt auf

gleicher Höhe befindet. Mit einer ungekühlten

Mikrobolometer-Kamera könnte

die Münze entweder überhaupt nicht erfasst

werden oder man erhält lediglich

durch Zufall ein stark verzerrtes Bild der

Münze auf einer nicht steuerbaren Höhe.

Vielseitige Infrarot-Technologie

Flir Systems zählt zu den weltweit führenden

Unternehmen im Bereich Entwicklung,

Herstellung und Vertrieb von Sensorsystemen,

die die Wahrnehmung und das Bewusstsein

stärken. Die Systeme kommen in

vielen Awendungen zum Einsatz, u. a. in

den Bereichen Zustandsüberwachung und

Forschung & Entwicklung.

Fotos: Aufmacher Shutterstock, Sonstige Flir

www.flir.de

Flir bietet eine Lösung für praktisch jede Automatisierungsanwendung,

von preisgünstigen ungekühlten Kameras

bis hin zu High-End-Wärmebildkameras wie der Flir A66xx. Diese Kamera verfügt

über einen gekühlten Indium- Antimonid-Detektor (InSb) und liefert gestochen

scharfe Wärmebilder mit einer Auflösung von 640 × 512 Pixeln. Zudem bietet sie

eine hohe thermische Empfindlichkeit von < 20 mK. Dadurch kann die Kamera selbst

feinste Bilddetails und kleinste Temperaturunterschiede erfassen. Die Kamera

unterstützt Bildraten von bis zu 480 Bildern/s im Fenstermodus. Zusätzlich sind

kundenspezifische Kaltfilteroptionen zur Anpassung des Spektralbereichs an

Sonderaufgaben erhältlich. Sie eignet sich ideal für die Bildgebung durch Glas,

die Temperaturmessung von Dünnschichtkunststoffen, die Filterung verschiedener

Wellenlängen zur Laserprofilvermessung und -detektion sowie für die optische

Gasdetektion.

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 75


Formenbau: Komplexität beherrschen

Vom Koordinatenmessgerät zum idealen Tool in der Erfassung und Bearbeitung von Punktewolken

Ob Modellbauer, Designer oder

Werkzeugbauer – um Oberflächen

und Konturen physischer Teile

präzise zu erfassen und zu

bearbeiten ist anspruchsvolle

Messtechnik unentbehrlich.

Wir stellen Ihnen eine neue

Shapetracer-Generation vor. Sie

ist ein ideales Tool zur schnellen

Erfassung und Bearbeitung von

Punktwolken.

Die Shapetracer-Generation basiert auf

der intelligenten D3 Kameratechnologie

mit Laserlinienextraktion im FPGA (Line-

Engine3D). Der 3D-Linienscanner zeichnet

sich durch eine Scangeschwindigkeit von

bis zu 48 000 Punkten/s und einen erweiterten

Messbereich aus. Durch eine hohe

Punktdichte und eine Messgenauigkeit von

20 μm können auch komplexe Oberflächen

und Konturen sowie Freiformflächen erfasst

werden. Der Shapetracer kann in jedes

Koordinatenmesssystem von Wenzel integriert

werden.

Bildvorverarbeitung auf

intelligenter Kamera

Die Bilderfassung und die Bildvorverarbeitung

erfolgen auf einer intelligenten Kamera

von Vrmagic Imaging. Im Shapetracer

ist eine VRmD3FC-22-E integriert, die sich

durch einen kleinen Formfaktor und ein

geringes Gewicht auszeichnet. Die frei programmierbare

intelligente Kamera ist mit

einem abgesetzten CMOSIS CMV2000-

Sensor mit Global-Shutter-Technologie bestückt.

Der 2/3"-Sensor verfügt über eine

„Multisensor-Betrieb erlaubt

flexibles Arbeiten an zahlreichen

Werkstück-Positionen“

Auflösung von 2 048 × 1 088 Pixel und ist

besonders lichtempfindlich. Die intelligente

Kameraplattform D3 verfügt über eine

1 GHz ARM-Cortex-A8-RISC MPU mit Floating

Point Unit (FPU), auf der Ubutnu Linux

läuft, und als Co-Prozessor einen 700 MHz

C674x VLIW DSP mit FPU. Als Speicher

76 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


the line scan experts

stehen 2 GB DDR3-800 RAM und 32 GB

Flash on-Board zur Verfügung. Die Extraktion

der Laserlinien in Subpixel-Genauigkeit

aus den Bilddaten erfolgt auf einem

FPGA. Das berechnete Höhenprofil kann

dann über eine Gigabit Ethernet-Schnittstellen

ausgeben werden. Mit diesem Interface

verfügt die VRmD3FC-22-E über eine

industrietaugliche Schnittstelle, die Kabellängen

bis zu 100 m ermöglicht. Zur Stabilisierung

des Messprozesses steht Anwendern

eine serielle Schnittstelle zur Verfügung,

über die zum Beispiel thermische Sensoren

angeschlossen werden können.

3-D-Linienscanner und Software

als optimale Gesamtlösung

Wurde ein Objekt mit dem Shapetracer

gescannt und die 3D-Geometrie als Punktwolke

von der intelligenten Kamera erfasst,

erfolgt die Weiterverarbeitung mit der

Pointmaster-Software. Sie ist eine bedienerfreundliche

und anwendungsorientierte

Software für die Bearbeitung und Optimierung

von Messdaten. Anwendern steht mit

dem Shapetracer und der Software eine

schlüsselfertige und vollständig integrierte

Gesamtlösung zur Verfügung.

Die Software zeichnet sich durch eine

objektorientierte Bedienung aus und bietet

Multicore-Unterstützung mit voller 64-Bit-

Leistung. Bereits während des Scanprozesses

erhält der Anwender Informationen

über die Vollständigkeit und die Qualität

der Messdaten.

Darüber hinaus verfügt das System über

die Module Flächenrückführung, Verifikation,

CAM-Fräsen und Computertomographie.

Da die meisten Funktionen durch

Automatismen unterstützt werden ist die

Bedienung intuitiv, sodass selbst hochkomplexe

Aufgabenstellungen komfortabel

gelöst werden können.

Punktwolken in Flächen

umwandeln

Mit dem Modul Flächenrückführung können

Anwender die Punktwolken in einzelne

Flächen umwandeln. Die Punkte der Scans

werden dabei über Dreiecksflächen miteinander

verbunden, aus denen sich Oberflächendaten

ergeben. Die dabei entstandenen

Polygonnetze können mit der Software vielfältig

bearbeitet und optimiert werden. So

lassen sich durch automatische Regelgeometrieextraktion

Ebenen, Zylinder, Kegel,

Kugeln oder Tori in das Netz einfügen.

Flächenränder können skizziert werden,

und ein Soll-/Ist-Wertvergleich der rückgeführten

Oberfläche kann durchgeführt werden.

Die Daten können als STL-Datei oder

XX zur Weiterverarbeitung in alle gebräuchlichen

CAD-Systeme übertragen werden.

Soll das gescannte Objekt gefräst werden

kann im Modul CAM-Fräsen ein CNC-Plan

erstellt werden.

www.vrmagic-imaging.com

01 3D-Linienscanner mit Kamera kommen

in Anwendungen zum Einsatz, in denen

Oberflächen und Konturen physischer Teile

erfasst und bearbeitet werden sollen

02 Koordinatenmesstechnik - mit bis zu

sechs Achsen lässt sich der Messvorgang auch

an schwer zugänglichen Stellen des Bauteils

ohne Genauigkeitsverlust schnell durchführen

allPIXA wave

CMOS-Farbzeilenkamera

Mehr Pixel

Quadlinearer CMOS-Sensor mit

bis zu 15.360 Pixel

Mehr Farbe

Echte RGB Farbzeilen in ultrahoher

Auflösung

Höhere Geschwindigkeit

Maximale Zeilenfrequenzen bis

zu 150 kHz

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Mehr Erfolg

Mehr Pixel – Weniger Kameras –

Geringere Kosten

Wir freuen uns, Sie auf der Vision

in Stuttgart an unserem Stand in

Halle 1 | C61 begrüßen zu dürfen.

Chromasens GmbH

Max-Stromeyer-Straße 116, 78467 Konstanz, Germany

www.chromasens.de


Zuverlässige Blaulicht-Reflexionslichttaster

in drei Baugrößen

In vielen Anwendungsfällen, insbesondere bei der Erkennung

dunkler oder transparenter Objekte, bieten Blaulicht-Reflexionslichttaster

eine höhere Detektionssicherheit als herkömmliche

Rotlichttaster. Daher erweitert Sensopart jetzt sein einschlägiges

Produktangebot: Zusätzlich zu dem bewährten Subminiaturtaster

F 10 Bluelight gibt es

Blaulichttaster ab sofort

auch im Miniatur und

Kompaktformat. Mit den

Sensoren der Baureihen

F 25 und F 55 Bluelight

lassen sich nun Tastweiten

bis zu 1 200 mm

abdecken. Speziell bei

der Erkennung von stark

lichtabsorbierenden Objekten, beispielsweise schwarzen Kunststoff

oder Carbonteilen, oder der Detektion unter ungünstigem,

flachem Winkel, zeigen Blaulichttaster eine überdurchschnittliche

Prozessstabilität. Dies liegt in der höheren Intensität sowie in der

geringeren Eindringtiefe des kurzwelligen blauen Lichts in die

Oberfläche des Tastguts begründet, sodass ein größerer Anteil des

vom Tastgut remittierenden Lichts in den Sensor zurückgelangt.

Weiter erhöht wird die Zuverlässigkeit der Sensoren durch die

präzise Hintergrundausblendung: Selbst sehr helle oder spiegelnde

Hintergründe stören die Detektion nicht.

www.sensopart.com

Tool für Vermessungen in

Inspektionsprogrammen

Mit dem Zwillingskonzept aus der

Smart Camera MV Blue Gemini

und dem MV Impact Configuration

Studio von Matrix Vision können

Anwender ohne Programmier-

Knowhow und Entwickler ohne

Bildverarbeitungskenntnisse

komplette Inspektionsaufgaben

visuell, schnell und kosteneffizient

umsetzen. Ermöglicht wird dies

durch ein intuitives Bedienkonzept, das mit Wizards durch die

Inspektionserstellung leitet. Mit dem Release 1.3 mit einem neuen

Measure-Tool können damit nun Vermessungen in Inspektionsprogrammen

durchgeführt werden. Der Wizard hebt dabei alle

Linien und Kreise hervor, die er im Referenzbild findet. Der

Anwender wählt anschließend zwei Elemente aus, die er

vermessen möchte. Der Wizard erkennt nun automatisch, ob es

sich dabei um Radien, Winkel oder Distanzen handelt und gibt

den vermessenen Wert aus. Unterstützte Messarten sind dabei:

Distanz Linie-Linie; Winkel Linie-Linie; Radius Kreis; Distanz

Linie-Kreis (minimale Distanz); Distanz Linie-Kreis (Linie zu

Kreismittelpunkt); Distanz Kreis-Kreis (minimale Distanz);

Distanz Kreis-Kreis (Kreis zu Kreismittelpunkt); Distanz Kreis-

Kreis (Kreismittelpunkt-Kreismittelpunkt). Pro Vermessungsschritt

können beliebig viele Messungen angelegt werden, die das

Tool bei jedem Durchlauf auf das jeweils aktuelle Bild anwendet.

Hierbei können für jede Messung auch Toleranzen vorgegeben

werden, bei welchen ein Prüfobjekt noch als gut oder schon als

schlecht angesehen wird.

www.matrix-vision.de

The easy way

of Machine Vision

Besuchen Sie uns:

Vision Halle 1-H 35

Stuttgart 08.–10.11.2016

Beleuchtung

Kamera-

System

www.vision-control.com

Optik

Ein abgestimmtes System von

Bildverarbeitungs-Komponenten.

Eine Service-Philosophie, die mit integrativer

Fachkompetenz keine Fragen offen lässt. Gehen Sie den

leichten Weg in der Bildverarbeitung. Mit Vision & Control.

Software für individuelle

Bildverarbeitungs-Anwendungen

Silicon Software präsentiert die

3. Version der grafischen Entwicklungsumgebung

Visual-

Applets als 64-Bit-Version mit

neuen Funktionen und Erweiterungen.

Die Softwarelösung

vereinfacht die Programmierung

von Bildverarbeitungs-Anwendungen

auf FPGA-Prozessoren

(Field-Programmable Gate Array)

für Framegrabber, Industriekameras

und Bildverarbeitungsgeräte über Datenflussmodelle,

ohne eine Hardware-Beschreibungssprache einzusetzen. Die

individuelle Programmierung von FPGA-Prozessoren wird

dadurch benutzerfreundlicher, eröffnet neue branchenspezifische

Bildverarbeitungs-Anwendungen in Echtzeit und schont die

Rechnerressourcen. Die grafische FPGA-Entwicklungsumgebung

wird künftig als 64-Bit-Version mit zusätzlichen Erweiterungen

angeboten. In der Basis-Version lassen sich für einen erweiterten

Funktionsumfang zusätzlich Operatoren-Bibliotheken als

Extension lizensieren. Im Laufe des Jahres sind weitere Extensions

zu erwerben, zum einen um individuelle Bildverarbeitungs-

Anwendungen, zum anderen um Embedded-Vision-Lösungen zu

realisieren.

https://silicon.software

78 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016

Vision+Control.indd 1 29.09.2016 07:47:56


Wärmebild-Temperatursensoren als Upgrade-Versionen erhältlich

Das Unternehmen Flir Systems gibt die Markteinführung der Upgrade-Version seiner A35 und A65

Wärmebild-Temperatursensoren für maschinelles Sehen bekannt. Dank des robusteren Designs, der

neuen Sichtfeldoptionen und dem erweiterten Betriebstemperaturbereich können diese Sensoren einen

linearen Temperaturausgang über eine Genicam-kompatible Software bereitstellen. Obwohl die Upgrade-

Versionen der Wärmebildkameras speziell für die Prozesskontrolle und Qualitätssicherung entwickelt

wurden, eignen sie sich ebenso für Zustandsüberwachungs- und Brandschutzanwendungen und sorgen

nicht nur dort für einen noch flüssigeren Ablauf der Prozesse. Außerdem bieten die A35 und A65 nun eine

noch höhere Vibrationsfestigkeit, die einen Einsatz unter raueren Bedingungen ermöglicht. Die Kameras sind mit zehn Sichtfeldoptionen

erhältlich, die von 8 bis 90° reichen, damit die Nutzer je nach Bedarf einen bestimmten Punkt anvisieren oder einen großen

Bereich überwachen können. Darüber hinaus sind die Kameras nicht nur GigE Vision-kompatibel, sondern unterstützen auch das

GenIcam-Protokoll, das eine nahtlose Integration mit vorhandenen Systemen ermöglicht.

www.flir.com

Plug & Play-Kamerasystem für eine schnelle

Inbetriebnahme in der Produktionsstätte

Robotiq bringt eine neue Bildverabeitungslösung

für Universal Robots auf den Markt,

die innerhalb von fünf Minuten direkt in der

Produktionsstätte in Betrieb genommen

werden kann. Es wird kein externer PC

benötigt, um die Kamera einzurichten, zu

programmieren oder zu betreiben. Alles

geschieht direkt von der Benutzeroberfläche

des Roboters aus. Vor allem Pick & Place Anwendungen werden, durch die intuitive

Integration des Kamerasystems, noch einfacher. Die Kamera lässt sich durch ihr

kompaktes Design einwandfrei an den UR-Robotern anbringen und bietet dank

einer USB-Kommunikationsschnittstelle eine direkte Verbindung zu deren

Steuerung. Die intuitive Software der Robotiq-Kamera ermöglicht eine nahtlose

Einbettung in die Benutzeroberfläche von Universal Robots.

www.robotiq.com/de

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Besser prüfen!

Für die QS

Prüf‐ und Lichtsysteme

auch als Speziallösungen

www.optometron.de

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Chromasens erhält Siegel

„Innovativ durch Forschung“

Der Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft

verleiht Chromasens das Gütesiegel „Innovativ

durch Forschung“. Ausgezeichnet werden

Unternehmen, die ein besonderes Engagement

für Forschung und Entwicklung zeigen. „Chromasens forscht und entwickelt

Produkte in einem ausgesprochenen Hightech-Segment der Wirtschaft. Von dem

hierdurch geschaffenen Wissen profitiert zunächst das Unternehmen selbst,

langfristig jedoch der gesamte Standort Deutschland“, erklärt Dr. Gero Stenke,

Leiter der Wissenschaftsstatistik des Stifterverbandes. „Der Erfolg basiert auf

nachhaltig konzipierten FuE-Anstrengungen. Nur so können wir uns in einem

wettbewerbsintensiven Markt wie dem der industriellen Bildverarbeitung

behaupten. Unser Know-how entwickeln wir nicht

zuletzt durch den ständigen Dialog mit Hochschulen

und Forschungseinrichtungen kontinuierlich

weiter“, erläutert Chromasens Geschäftsführer

Martin Hund. Das Siegel wird für zwei Jahre

vergeben und würdigt eine nach Meinung des

Stifterverbandes sehr bedeutsame Gruppe.

„Denn nur wer forscht“, so der Stifterverband

auf seiner Webseite, „kann Neues entdecken und

Innovation und Wachstum schaffen“.

INNENINSPEKTION

OHNE EINZUTAUCHEN

Mit unserer Bohrlochinspektion geben wir Ihnen

die Möglichkeit, Bohrungen, Gewinde oder auch

Sacklochbohrungen attributiv zu Prüfen. Dabei

detektieren wir Partikel, Fehlstellen und andere

Merkmale im Arbeitsabstand bei einem Durchmesser-Tiefen-Verhältnis

von 1:3 für Durchmesser

zwischen 3 und 40mm.

Erfahren Sie mehr unter http://ibv.pentacon.de.

www.chromasens.de


Strahlaufweiter mit variabler

Vergrößerung

Wärmebildkamera mit größtem

gekühlten Detektor

Einer der führenden

Anbieter optischer

Komponenten, Edmund

Optics (EO), präsentiert

eine Erweiterung seiner

Produktlinie an Techspec

Strahlaufweitern mit

variabler Vergrößerung.

Diese vielseitigen Strahlaufweiter

bieten eine

stufenlose Vergrößerung

für Hochleistungs-Laseranwendungen, bei denen eine variable

Vergrößerung erforderlich sein könnte, z. B. in der Prototypenfertigung

oder im F&E-Bereich. Verfügbar sind sie für Designwellenlängen

von 355 nm mit einem Vergrößerungsbereich von 2X-8X,

die sich besonders für die UV-Laserbearbeitung eignen. Die UV

Strahlaufweiter bieten beugungsbegrenzte Qualität mit einer

garantierten Wellenfrontverzerrung < l/4. Eine hohe Laserzerstörschwelle

und AR-Beschichtungen gewährleisten maximale

Transmission und minimale Geisterbilder. Kundenspezifische

Wünsche nach fester Vergrößerung und Wellenlänge können

ebenfalls realisiert werden.

www.edmundoptics.com

Leistungsstarke Sensorik im robusten

Gehäuse für einfache Integration

IDS Imaging hat mehrere neue Kameraserien mit USB 3.1 und

Gigabit Ethernet-Anschluss herausgebracht. Im Mittelpunkt

stehen dabei eine leistungsstarke Sensorik, eine robuste Gehäuseund

Anschlusstechnik und eine einfache Integration. Die GigE

uEye FA-Kamera mit

IP65/67-Gehäuse

und M12 X-Type

Rundsteckverbinder

zum Beispiel schöpft

die Bandbreite der

Schnittstelle aus und

ist für Einsätze in der

Fabrikautomation

und unter rauesten

Umgebungsbedingungen

ausgelegt.

Zudem bietet der

Hersteller nun auch eine GigE Vision Kamera an, so dass künftig

zwischen diesem Standard und dem IDS-eigenen Treiberpaket

gewählt werden kann. Die Industriekamera-Serie mit USB 3.1

Typ C-Anschluss ist als Gehäuse- oder Einplatinenversion mit

verschiedenen Objektivhaltern erhältlich. Sie ist als preisgünstige,

platzsparende Projektkamera für Kleingeräte gedacht. Die Serie

wird Modelle mit verschiedenen Sensoren umfassen, den Auftakt

bilden der 2 MP Sensor IMX290 und der 6 MP Sensor IMX178 von

Sony. Für die 3D-Bildverarbeitung gibt es nun die Stereokamera

Ensenso X, die auf einer Projektoreinheit basiert, an die sich verschiedene

Kameras in variablen Abständen montieren lassen. So

können verschiedene Arbeitsabstände und Blickwinkel realisiert

und auch größere Objekte, zum Beispiel komplette Paletten oder

Räume, erfasst werden.

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Das Modell ImageIR 10300 soll

laut Anbieter als weltweit erste

radiometrisch kalibrierbare

Wärmebildkamera für Industrie

und Wissenschaft über einen

gekühlten Detektor mit

(1 920 × 1 536) IR-Pixeln verfügen.

Im Vergleich zur Image-

IR 9300, dem Schwestermodell

mit dem kleineren SXGA-Detektor, ist der Pixel-Pitch bei konstanter

aktiver Detektorfläche auf 10 μm gesunken. Mit dieser konsequenten

Weiterentwicklung der am Stammsitz in Dresden gefertigten

Kameraserie stößt Infratec die Tür auf zu Thermogrammen

in bisher unbekannter Bildqualität. Gleichzeitig bedeutet die

geometrische Auflösung von rund 3 MP einen merklichen Gewinn

an Effizienz, zum Beispiel bei der Prüfung äußerst kleiner Strukturen

auf großflächigen Messobjekten. Anwender profitieren

zudem von der 10 GigE-Schnittstelle. Lichtstarke Infrarot-Präzisionsoptiken,

effiziente Steuer- und Auswertesoftware, dauerbetriebsgeeignete

Anregungsquellen

und -controller – die

Auswahl an Zubehör eröffnet

Anwendern ein breites

Spektrum an Einsatzmöglichkeiten.

www.Infratec.de

Optisches Inspektionssystem zur

Kennzeichnungskontrolle

Optometron.indd 1 15.03.2016 11:09:05

Das optische Inspektionssystem V2622 Flex-Lite von Mettler

Toledo CI-Vision bietet eine hundertprozentige Qualitätskontrolle

von flachen Codes, Kennzeichnungen, Mindesthaltbarkeitsdaten,

Los- und Chargennummern sowie Texten mit Fokus auf die

Etiketten- und Kennzeichnungskontrolle.

Daneben erweitern

mögliche Kontrollen

von Verpackungsmerkmalen

wie korrektem

Verschluss

oder richtiger Deckelfarbe

das Anwendungsspektrum.

Das

Inspektionskit V2622

Flex-Lite umfasst eine

Smart-Kamera, ein Patchpanel als Verbindungselement sowie

eine Client-Software. Herzstück bilden die Smart-Kameras, die mit

unterschiedlicher Auflösung, Linsen und Beleuchtungsarten für

Schwarz-Weiß- oder Farblesungen erhältlich sind. Besonderes

Highlight bietet die Kamera mit Flüssiglinse: Während herkömmliche

Modelle bei jedem Produktwechsel neu eingestellt werden

müssen, ändert die Flüssiglinse ihren Fokus ganz ohne bewegliche

Teile innerhalb von Sekundenbruchteilen. Somit können während

eines einzelnen Inspektionsschrittes Produktmerkmale auf

verschiedenen Ebenen kontrolliert werden. Anlagenbetreiber

wählen darüber hinaus Zusatzkomponenten nach dem Baukastenprinzip

bedarfsgerecht aus.

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www.mt.com

80 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


Weitwinkel-FA-Objektiv mit höchster

Auflösung in die äußersten Bildränder

Outdoor-Schutzgehäuse für

Infrarotkameras

Einen 57°-Bildwinkel, bei höchster Auflösung

bis in die äußersten Bildränder, bietet das

12 mm-Objektiv FL-BC1220-9M von Ricoh. Das

Weitwinkel-FA-Objektiv erweitert die Serie von

1"-Objektiven mit 9 MP Auflösung und 3,69 μm

Pixel Pitch. Es kann eingesetzt werden für die

visuelle Inspektion von Platinen mit hoher

Packungsdichte auf Haarrisse, von Walzblechen

auf Oberflächendefekte, von feinen Lackschichten

auf Kratzer oder von Displays auf

Pixelfehler, aber auch für die gleichzeitige Kontrolle vieler Erzeugnisse

in einer Produktionsstraße. Es ist sehr kompakt und kann

so flexibel eingebaut werden, auch unter beengten Bedingungen.

Der Floating-Mechanismus ermöglicht die Aufnahme von Bildern

mit geringer Verzeichnung und hoher Auflösung über den gesamten

Fokussierbereich, von unendlich bis zur minimalen

Objektdistanz von 80 mm. So kann auf Zwischenringe verzichtet

werden. Die FL-Serie umfasst damit nun sechs Brennweiten von

12 bis 75 mm.

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Falcon -das Original ist rot.

LED-Leuchten

Zusätzlich zu den Kühlgehäusen

präsentiert

Optris nun auch eigens

konzipierte Schutzgehäuse

für den Outdoor-

Bereich. Die Infrarotkameras

der PI-Serie

können somit ganzjährig

im Außenbereich unter

rauen Bedingungen

eingesetzt werden. Es verfügt über einen Freiblasvorsatz, der das

Schutzfenster kontinuierlich vor Verunreinigungen schützt, und

ist mit dem Schutzgrad IP 66 klassifiziert. Durch das integrierte

PTC-Heizelement, das sich bei Temperaturen unter 15 °C automatisch

einschaltet, sowie durch die Lüftereinheit, die eine

gleichmäßige Temperaturverteilung gewährleistet, wird die

Infrarotkamera stets auf optimaler Betriebstemperatur gehalten.

Daraus ergibt sich ein Einsatzbereich von - 40 bis + 30 °C. Über

den integrierbaren USB-Server Gigabit können die Online-

USB-Kameras auf Ethernet

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auch als Speziallösungen

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umgesetzt und somit über

weite Strecken in ein Prozess-

System werden. Die Maße des

Gehäuses belaufen sich auf

390 × 150 × 112 mm.

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Software mit stark erweitertem

Funktionsumfang

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Industrielle Bildverarbeitung noch

schneller, benutzerfreundlicher

und mit stark erweitertem Funktionsumfang

– das bietet MVTec mit

Halcon 13. Der Anbieter innovativer

Machine-Vision-Technologien

bietet mit dem nächsten

Release seiner Standardsoftware

eine ganze Reihe neuer und

verbesserter Technologien. So

wurde etwa die Performance des

formbasierten Matchings deutlich

gesteigert. Überdies lassen sich

beschädigte, verdeckte oder

unvollständige Barcodes und

deformierte Datacodes nun noch

robuster erkennen und auslesen. Außerdem ist das Feature der

besonders anwenderfreundlichen Texturinspektion neu hinzugekommen.

Zudem bietet das neue Release weiterentwickelte

Funktionen für die optische Zeichenerkennung (OCR) auf der

Basis von Deep Learning und ermöglicht künftig auch die automatische,

robuste Identifikation von Dot-Print-Schriften. Mit

dem Release, das am 1. November veröffentlicht wird, treibt der

Hersteller die Standardisierung sowohl im Bereich Machine

Vision, als auch in der M2M-Kommunikation weiter voran.

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Zeilenkameras für Wellenlängen über 900 nm

Die Zeilenkameras der Wave-Serie von Jai sind Prisma-basierte Multisensor-Zeilenkameras, die kurzwelliges

Infrarotlicht erfassen. Das erste Modell WA-1000D-CL ist eine Dual-Sensor-Zeilenkamera mit

2 × 1 024 Pixeln und einer Camera-Link-Schnittstelle. Es basiert auf der Indium-/Gallium-/Arsenid-Sensortechnik.

Diese Sensoren reagieren auf Wellenlängen über 900 nm. Die Kamera kann gleichzeitig Bilder von

zwei verschiedenen Spektralbereichen im Swir-Lichtbereich aufnehmen und präzise anpassen, auch bei sich schnell bewegenden Objekten:

Der erste Sensor registriert das Licht zwischen 900 und 1 400 nm, der zweite Sensor gleichzeitig im Spektralbereich von 1 400 bis 1 700 nm.

Die Serie eröffnet neue Anwendungen in der automatisierten optischen Inspektion, z. B. in der Lebensmittelindustrie zur Sortierung und

Erkennung von Verunreinigungen, bei Qualitätskontrollen in der Herstellung von Arzneimitteln und bei der Mülltrennung in

Abfallsortieranlagen.

www.jai.com

Inserentenverzeichnis Heft 5/2016

Addi-Data, Rheinmünster30

Additive, Friedrichsdorf43

Ahlborn, Holzkirchen28

Bachmann electronic,

A-Feldkirch-Tosters37

Baumer Optronic, Radeberg65

Chromasens, Konstanz77

Delphin, Bergisch Gladbach5

E+E Elektronik, A-Engerwitzdorf39

Falcon, Untereisesheim81

Flir, Frankfurt67

Framos, Taufkirchen81

Fujifilm, Düsseldorf59

Goldammer, Wolfsburg33

iC-Haus, Bodenheim13

IL Metronic, Unterpörlitz8

Isabellenhütte Heusler, Dillenburg29

Landesmesse Stuttgart, Stuttgart7

LAP GmbH, Lüneburg17

Lohmeier, Vlotho49

Matrix Vision, Oppenweiler57

MC Technologies, Hannover19

Meorga, Nalbach11

Micro-Epsilon, Ortenburg3

Microsonic, Dortmund15

MSR Electronics, CH-Seuzach27

Murrelektronik, Oppenweiler47

Omni Control, Offenburg71

Optometron, Ismaning69, 79, 80, 81

Optris, Berlin31

Panasonic Electric Works, Ottobrunn35

Pentacon, Dresden79

Rauscher, Olching55

Ricoh Imaging, Hamburg63

Sensitec, Lahnau21

Sick AG, Waldkirch69

Siemens, Nürnberg 4. US

Sika, Kaufungen32

Sill Optics, Wendelstein57

Spektra, Dresden30

Stemmer Imaging GmbH, Puchheim61

Turck, Mülheim9

TWK, Düsseldorf6

Vision & Control, Suhl78

VRmagic, Mannheim73

W.E.St. Elektronik, Niederkrüchten51

Beilagen:

Acceed, Düsseldorf (Vollbeilage)

Meorga, Nalbach (Teilbeilage)

Extrem starke Vision-LED-Beleuchtung

Die kompakte Multihead-

Beleuchtung HIB-2 von High

Speed Vision mit neuester

LED-Technologie ermöglicht

durch modulare Bauweise eine

hohe Flexibilität in Anwendungen der High-Speed-Bildverarbeitung

und -Videoanalyse. Bei geringem Streulicht können flimmerfrei

bis zu vier Leuchtköpfe mit einer Beleuchtungsstärke von

jeweils 270 000 Lux (Lichtstrom 13 700 Lumen) – bezogen auf

50 cm Abstand – miteinander kombiniert werden. Der Abstrahlwinkel

jedes Leuchtkopfes mit Abmessungen von 85 × 85 × 69 mm

kann mit der Linse auf 14° oder 30° eingestellt werden. Die LED-

Farbtemperatur ist für Farbsensoren optimiert. Die Beleuchtung

verfügt über eine intelligente Steuerung mit Gigabit Ethernet-

Schnittstelle und kann gleichzeitig bis zu vier Module in den

Betriebsmodi flickerfreies Dauerlicht oder Blitzlicht ansteuern.

Der Triggereingang verfügt über eine programmierbare Logik.

In die Steuerung ist ein Sync-Generator integriert.

www.hsvision.de

IMPRESSUM

erscheint 2016 im 29. Jahrgang, ISSN: 2194-1157

Redaktion

Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar

Tel.: 06131/992-345, E-Mail: d.schaar@vfmz.de

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)

Redaktion: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke,

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de

Alexandra Pisek M.A., E-Mail: a.pisek@vfmz.de

Redaktionsassistenz: Ulla Winter,

Tel.: 06131/992-347, E-Mail: u.winter@vfmz.de,

Angelina Haas, Gisela Kettenbach, Melanie Lerch,

(Redaktionsadresse siehe Verlag)

Gestaltung

Sonja Schirmer, Doris Buchenau, Anette Fröder,

Mario Wüst

Chef vom Dienst

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer

Anzeigen

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,

E-Mail: o.jennen@vfmz.de

Helge Rohmund, Anzeigenverwaltung

Tel.: 06131/992-252, E-Mail: h.rohmund@vfmz.de

Anzeigenpreisliste Nr. 29: gültig ab 1. Oktober 2016

www.vereinigte-fachverlage.info

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Mitglied der Informations-Gemeinschaft

zur Feststellung der Verbreitung von

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.

82 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016


VORSCHAU

IM NÄCHSTEN HEFT: 6/2016

ERSCHEINUNGSTERMIN: 09. 11. 2016 • ANZEIGENSCHLUSS: 24. 10. 2016

01

02

03

01 Einzigartige Kombination von Lichtschnitt- und Vision-Sensor

erlaubt hochgenaue Bereichsüberwachung und Profilvergleich

04

02 Zentrale Klimaerfassung und -steuerung spart mithilfe eines

Automatisierungssystems Kosten und Zeit

03 Signal- und modellbasierte Verfahren zur intelligenten Verarbeitung

und Analyse von Prozessdaten

Der direkte Weg

Internet:

www.industrielle-automation.net

E-Paper:

www.engineering-news.net

Redaktion:

n.steinicke@vfmz.de

AUTOMATION TECHNOLOGIES:

www.en.engineering-news.net

04 Elektrische Automatisierung mit Technologien der Zukunft – ein

Bericht über die Themen und Trends der Messe SPS IPC Drives 2016

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)

INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016 83


84 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2015

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