Industrielle Automation 3/2015

industrielleautomation.net

Industrielle Automation 3/2015

19239

3

www.industrielle-automation.net

Mai 2015

Hybrider Ansatz: Vorteile

automatisierter Testsysteme

14mit offener Architektur

20

Magnetische Mikrosysteme

in drahtlosen, autonomen

Web-basiertes

Sensoranwendungen

Monitoring

64optischer Profibus-Netze

Kamerabasierter Handleser

für anspruchsvolle

80Identifikationsaufgaben


Was immer Sie messen wollen,

wir haben die Lösung!

Datenerfassungsprodukte von National Instruments zählen zu den zuverlässigsten

computergestützten Messgeräten und bieten herausragende Genauigkeit und

Performance. Für NI-CompactDAQ-Systeme stehen mehr als 50 messspezifische

Module und eine umfangreiche Auswahl an I/O zur Verfügung. Durch das Zusammenspiel

der Hardware mit der Software NI LabVIEW und ihrer Analyse- und Signalverarbeitungsfunktionalität

profitieren Sie vom Konzept des Graphical System Design,

mit dem Sie Messsysteme schneller erstellen können.

LabVIEW bietet leistungsstarke

Analysefunktionen,

vereinfacht das Entwickeln

grafischer Benutzeroberflächen

und ermöglicht

es Ihnen, intuitiv zu

programmieren.

» ni.com/measurements-platform

SENSOR+TEST 2015

Halle 11, Stand 315

© 2015 | National Instruments, NI, ni.com, NI CompactDAQ und LabVIEW sind Marken der National Instruments Corporation.

Andere Produkt- und Firmennamen sind Warenzeichen der jeweiligen Unternehmen.


EDITORIAL

Themen,

die uns bewegen

Kompaktsteuerung

mit Ethernet

Liebe Leserin, lieber Leser,

die Prozesstechnik gilt als Innovationsmotor der Industrie. Sie greift

viele aktuelle Aufgabenstellungen auf und bietet Lösungsansätze

für die Herausforderungen von morgen. Auf den bevorstehenden

Messen SENSOR+TEST 2015 (19.-21. Mai, Nürnberg) und ACHEMA 2015

(15. - 19. Juni, Frankfurt) werden zahlreiche Neuheiten, Produkte und

Forschungsprojekte der Prozessindustrie vorgestellt. Dabei sind

spannende Entwicklungen aus den Bereichen Mess-, Regel- und

Prozessleittechnik, Prüfsysteme, Sensorik, Qualitätsmanagement und

Bildverarbeitung, in die wir Ihnen gerne einen Einblick geben möchten.

Das ist unter anderem eine 6-D-Kamera, die nicht nur Position und Lage

von Objekten, sondern auch die

Bewegung im Raum bestimmen kann.

Welch neue Anwendungen damit

realisierbar sind, lesen Sie auf Seite 82.

Gute technische Entwicklungen machen

eben erst die Lösung komplexer

Aufgaben möglich. Dies zeigt auch ein

Beispiel aus der Mikro-Sensortechnik.

Auf Seite 20 berichten wir über

magnetische Mikrosysteme und

beleuchten, warum diese Technologie

Schnell und ganz kompakt:

Folgen Sie uns bei Twitter

twitter.com/inautomation

Mehr News rund um die

Automatisierung:

industrielle-automation.net

Wir sind Medienpartner des

AMA Verband für

Sensorik und Messtechnik e. V.

im Hinblick auf drahtlose, autonome Anwendungen eine vielversprechende

Zukunft erwartet. Ebenso interessant ist ein neues Verfahren

der Festelektrolyt-Coulometrie, das zur Brennwertmessung in Prozessgasen

eingesetzt wird (Seite 42). Kurzum: Wir bieten eine Menge

spannender Themen über ein breites Spektrum hinweg – lassen Sie

sich inspirieren.

Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen

Nicole Steinicke

E-Mail: n.steinicke@vfmz.de

3,8” Touchdisplay inkl. SPS

◼ 12 oder 14 E/As

◼ Rel.- oder Tr.-Ausgänge

◼ Analogkarten für Strom, Spg., Temp.

◼ Integrierter PID-Regler

◼ RS-232C/485

◼ Erweiterbar bis 158 E/As

DIN-Schienen-SPS

◼ 12, 24, 40 oder 48 E/As

◼ Mit oder ohne Display

◼ RS-232C/485-Module, SD-Card

◼ Erweiterbar bis 192 E/As

www.idec.de


INHALT

EDITORIAL

03 Themen, die uns bewegen

77 IndustrialVISION: So kann Industrie 4.0 „sehen“

SZENE

05 News, Aktuelles und Termine

11 STATEMENT Augmented Reality – wie reale und virtuelle Welt verschmelzen

Achema 2015: Erleben Sie die

Dynamik & Innovationskraft

38der Prozessmesstechnik

Heartbeat-Technology bietet

maximale Sicherheit in der

46Durchflussmesstechnik

SPECIAL: SENSOR+TEST 2015

14 TITEL Wie COTS-basierte standardisierte

Prüfsysteme ganze Industriebereiche verändern

18 Spezialsensoren zur Messung des pH-Werts bei der Zuckerherstellung

20 Der magnetoresistive Effekt als zukunftsweisende Technologie

24 Charakterisierung von Oberflächen mithilfe interferometrischer Verfahren

26 Messsystem für die zuverlässige Prozessüberwachung in der Stahlindustrie

29 Aussteller präsentieren Neuheiten, Technologien und Trends

vom Sensor bis zur Auswertung

SPECIAL: ACHEMA 2015

38 ACHEMA 2015 Die Welt der Prozesstechnik

40 Explosionsschutzwissen kompakt:

Herausforderungen und Nachweis der Eigensicherheit von Geräten

42 Brennwertmessung in Prozessgasen mittels Festelektrolyt-Coulometrie

44 Produkte, Technologien, Trends

SENSORIK UND MESSTECHNIK

46 Durchflussmessgeräte mit bisher unerreichtem Diagnosedeckungsgrad

49 Produkte, Technologien, Trends

50 Zuverlässige und verlustfreie Messergebnis-Übermittlung im

Mikrometerbereich dank induktiver IO-Link-Koppler

52 Vollautomatisierte Montageanlage für Injektordüsen setzt auf RFID-Technik

STEUERN UND ANTREIBEN

56 Robotertechnik für Klein und Groß optimiert Arbeits- und Montageprozesse

58 Motherboards für Robotersteuerung mit zusätzlichen Sicherheitsfunktionen

60 Intelligente Steuerungstechnik erhöht Verfügbarkeit in Karosseriefertigung

62 Produkte, Technologien, Trends

Robustes RFID-System

spielt seine Vorteile in der

52automatisierten Montage aus

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

64 Monitoring optischer Profibus-Netze via Webbrowser

66 STATEMENT M2M-Technologien in der Automatisierung – Realität oder Hype?

68 Produkte, Technologien, Trends

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

70 Steckverbinder für die sichere Datenübertragung auch bei Störeinflüssen

71 Produkte, Technologien, Trends

SUPPLEMENT: INDUSTRIAL VISION

75 Aktuelles, Termine, Applikationen rund um die industrielle Bildverarbeitung

IndustrialVISION: Kameras,

USB 3.0, Infrarot-Messtechnik,

75Objektive, Vision-Sensoren...

RUBRIKEN

74 SERIE StartING up – Mit optoelektronischen Sensorlösungen

die Schwachstellen der herkömmlichen Messtechnik beheben

98 Impressum , Inserentenverzeichnis, Heftvorschau 4/2015


SZENE

Vereinbarung über Produktion vor Ort

Baumer lässt mechanische Druckmessgeräte seiner Marke

„Original Bourdon“ für die Golfregion ab sofort in Saudi-

Arabien produzieren. Eine entsprechende Local-Content-

Vereinbarung traf das Unternehmen mit der Firma Saad M.

Alyan Trading Est, seinem langjährigen Vertriebspartner in

Saudi-Arabien. Diese Vereinbarung umfasst die Montage

und Kalibrierung der mechanischen Druckmesser, inklusive

des Systems „BTrace“. Dieses Verfahren zur Auftragsabwicklung

dient der Rückverfolgbarkeit und der Prozessdokumentation

bei der Fertigung. Die Fertigungsanlage ist in

ihrer ersten Betriebsphase in Damman bereits gestartet, in

einer zweiten Phase wird sie erweitert. Auch die Errichtung

der neuen Infrastruktur ist bereits angelaufen.

Copyright: Max-Planck-Institut für Radioastronomie

www.baumer.com

MESSDATEN

ERFASSEN

Besuchen Sie uns!

Sensor + Test

Halle 11 / Stand 309

Beckhoff Automation erwartet

erneut zweistelliges Wachstum

Beckhoff Automation, Anbieter von PC-Control-Technologie,

hat 2014 einen Umsatz von 510 Mio. EUR und damit ein

Wachstum von 17 % erzielt. Zu dem Wachstum trugen alle

Kontinente und Branchen wie Maschinenbau, Energieerzeugung,

Gebäudeautomatisierung und die Entertainment-

Industrie bei, berichtete Geschäftsführer Hans Beckhoff. Der

Exportanteil lag bei 62 %. Ein besonders großes Wachstum

gab es in China mit 38 % zu verzeichnen. Auch in Spanien

(+ 10 %) und Italien (+ 19 %) gab es Zuwächse. Die

Mitarbeiterzahl erhöhte sich um 12 % auf

2 800. Für das aktuelle Geschäftsjahr wird

erneut ein zweistelliges Umsatzwachstum

erwartet. Nach der Gründung einer

Tochter in Tschechien und von

Repräsentanzen in Saudi-Arabien,

Ägypten sowie Indonesien im Jahr

2014 will das Unternehmen nun in

den Ausbau des bestehenden Vertriebsnetzes

investieren. Dazu gehört

die Gründung weiterer regionaler Niederlassungen.

In Forschung und Entwicklung

sollen 40 Mio. EUR investiert werden.

www.beckhoff.de

z Autarke Datenlogger

z Fernüberwachung und Alarmierung

z Universelle Eingänge – hoch aufgelöst

Die Expert Logger-Geräte erfassen beliebige Sensorsignale

und zeichnen diese lückenlos, schnell und

autark auf. Im industriellen Einsatz, in F&E und Umwelttechnik

sorgt die galvanische Trennung, bei höchster

Genauigkeit, für zuverlässige Messergebnisse.

Intelligente Messtechnik

www.delphin.de


SZENE

Sensor+Test 2015 stellt die

Umweltmesstechnik in den Fokus

Gemeinsam mit dem Vorstand des AMA Verbandes für Sensorik

und Messtechnik hat der Ausstellerbeirat die Umweltmesstechnik

als Sonderthema für die Sensor+Test 2015 ausgewählt.

Im Mittelpunkt sollen dabei insbesondere Systeme zur Luftgütemessung

stehen. Denn nachwievor ist der Umweltschutz

im industriellen Umfeld wie auch im öffentlichen Raum eines

der wichtigsten Themen und ohne überprüfbare Messwerte gar

nicht vorstellbar. Ob zur Vermeidung gesundheitsgefährdender

Situationen, zur Adaption industrieller Prozesse oder schlicht

zur Erfüllung gesetzlicher Auflagen: Das präzise Monitoring von

Umgebungsbedingungen ist eine immer wichtiger werdende

Aufgabe für die Sensorik, Mess- und Prüftechnik. Die

Sensor+Test wird vom 19. bis 21. Mai in Nürnberg den neuesten

Stand der Technik dazu vorstellen. Und das nicht nur auf den

Messeständen der Aussteller: Auf dem Sonderforum in Halle 12

können sich die Besucher gezielt und konzentriert einen Überblick

über neue Produkte und Lösungen verschaffen. Auch das

Vortrags-Forum in Halle 12 widmet sich am ersten Messetag

(Dienstag) ausführlich dem Thema "Umweltmesstechnik".

Aucotec feiert 30-jähriges

Jubliäum – erfolgreich auf ganzer Linie

Mit dem fünften Rekord-Jahresumsatz in Folge, zwei neuen

Töchtern und einem Relaunch des Logos und der Website feiert

Aucotec sein 30. Jubiläum. Im vergangenen Geschäftsjahr, das am

31. März ablief, machte der Engineering-Software-Entwickler rund

20 Mio. EUR Umsatz. Damit stieg der Wert der Verkäufe in den

vergangenen fünf Jahren um 70 %, der Auftragseingang verdoppelte

sich. Töchter und Partner eingerechnet, betrug der Umsatz 36 Mio.

EUR und damit 10 % mehr als im Vorjahr, teilte Vertriebsvorstand

Markus Bochynek (Bild rechts) mit. Rund 70 % des Umsatzes gingen

auf die Software-Plattform Engineering Base (EB) zurück. Neu im

Unternehmen seit diesem Jahr sind zwei Tochtergesellschaften in

Polen (seit 1. Januar) und Schweden (ab 4. Mai). Technikvorstand

Uwe Vogt (links) kündigte zudem für EB einen „Evolutionsschritt zu

Webservices und webbasierten Anwendungen für mobile Clients“

an. Die Apps würden auf die bestehende Architektur aufsetzen und

den Rich-Client ergänzen.

www.aucotec.com

www.sensor-test.com

PersonalienNEUE GESCHÄFTSFÜHRUNG

BEI MICRO-EPSILON ELTROTEC

Carmen Lang hat die Geschäftsführung

der Micro-Epsilon Eltrotec GmbH mit Sitz

in Uhingen übernommen. „Gemeinsam

mit unseren Mitarbeitern und der

Muttergesellschaft

Micro-Epsilon in

Ortenburg möchte

ich die Micro-Epsilon

Eltrotec in die Zukunft

führen“, so Lang. Zuvor

war Lang für das

Produktmanagement

der technischen

Endoskopie verantwortlich. Das Unternehmen

der Micro-Epsilon Gruppe ist

auf Optosensor-Lösungen ausgerichtet. z

NEUER CEO BEI DER SCHURTER AG

Christian Holzgang wurde zum CEO der

Schurter AG in Luzern berufen. Er plant die

Neuentwicklungen des

Familienunternehmens

weiter voranzutreiben

und mit einer Investition

von über 10 % des

Umsatzes die Position

als Innovations- und

Technikführer am

Markt zu stärken. Mit rund 440 Mitarbeitenden

in der Schweiz bei der Schurter

AG und zirka 1600 weltweit bei der

Schurter Gruppe engagiert sich das

Unternehmen weltweit für die

Entwicklung, Herstellung und Fertigung

von elektronischen Komponenten. z

NEUER PRODUKTMANAGER BEI METALLUX

Bernd Rath ist neu im Vertriebsteam der

Metallux AG. Sein Aufgabenbereich als

technischer Vertriebsmitarbeiter umfasst

primär den nationalen Vertrieb der

Weg- und Winkelsensorik (Potentiometer,

Weg- und Winkelsensoren in Hall-Technologie,

auf Leitplastik- und Folienbasis),

die ein wesentlicher Produktbereich des

Unternehmens ist. In den letzten Jahren

war er im Produktmanagement

tätig.

„Bernd Rath passt mit

seiner großen Erfahrung

sehr gut in unser

Team“, sagt Vertriebschef

Marcus Herzog

über den Neuzugang. z

6 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SZENE

Philipp Wallner, Industry Manager bei

MathWorks über Maschinensoftware

als Wachstumsmotor für Industrie 4.0

„Wer sich im Maschinen- und

Anlagenbau von morgen gegen

einen zunehmenden Wettbewerb

von Ost und West behaupten

will, muss aktiv daran

arbeiten, Software Design

stärker in die eigenen

Entwicklungsprozesse zu

integrieren bzw. diese zu

erweitern.“

Umsatz bei Weidmüller erneut gestiegen

Grundstückerwerb für die

„Fabrik der Zukunft“

Der Kabelspezialist Leoni will das modernste Kabelwerk

Europas bauen und hat dafür ein Grundstück im Industriegebiet

in Roth bei Nürnberg gekauft. Mit dem Projekt „Fabrik

der Zukunft“, für das sich auch die Mitarbeiter finanziell

einbringen, soll nicht nur das Kerngeschäft gestärkt, sondern

auch modernste Arbeitsplätze in der Region geschaffen werden,

erklärten Klaus Probst, Vorstandsvorsitzender der Leoni AG

(links) und Ralph Edelhäußer (rechts), Bürgermeister von

Roth. Auf dem Gelände sollen Gebäude mit einer Fläche von

48 000 m 2 entstehen. Spezialisierte Tätigkeiten sollen hier

ausgebaut sowie Arbeits- und Logistikabläufe optimiert

werden. Dazu sind ein Labor- und Entwicklungszentrum sowie

ein Aus- und Weiterbildungszentrum geplant. Der Baubeginn

ist für Mitte 2016 vorgesehen, ab Anfang 2018 soll die Produktion

aus dem Bestandswerk im Zentrum von Roth Schritt für Schritt

verlagert werden. Der vollständige Umzug wird für Anfang

2019 erwartet.

www.leoni.com

Die Weidmüller-Gruppe vermeldet für 2014 erneut einen Rekordumsatz.

Mit 673 Mio. Euro steigerte der Elektrotechnikspezialist das

Vorjahresergebnis um 5 %. Am stärksten legte das Geschäft in Asien

zu. Als Länder besonders positiv entwickelten sich Japan (+ 116 %),

Ungarn (+ 24 %) und Spanien (+ 17 %). In Deutschland wuchs der

Umsatz um rund 2 %, in Russland ging er um 10 % zurück. Das

Geschäft in Japan wurde von der Photovoltaik-Branche getragen. In

Spanien hatte die Gruppe ein Kompetenzzentrum für erneuerbare

Energien eröffnet. Eine neue Produktionsstätte wurde im Rahmen

eines Joint Ventures Slowenien eingeweiht. In diesem Jahr wird

eine neue Produktionshalle im rumänischen Werk eröffnet. Die

Mitarbeiterzahl wuchs um 200 auf 4 800, 40 davon kamen in

Deutschland neu dazu. Das Jahr 2015 ist bei Weidmüller eigenen

Angaben zufolge ebenfalls positiv angelaufen. Deshalb werde man

weiterhin – neben Industrie 4.0 – den Fokus auf Energieeffizienz

und Energiegewinnung aus Wind und Photovoltaik legen.

www.weidmueller.com

www.ate-magazine.com

Siemens + Math Works: Entwurf von

Steuerungsfunktionen vereinfacht

Siemens Automation und Math Works bauen ihre Zusammenarbeit

bei der Simulation und modellbasierten Entwicklung

aus, um den Entwurf und die Implementierung komplexer

Steuerungsfunktionen zu vereinfachen. Aus in Simulink getesteten

Algorithmen lässt sich automatisiert ein Code generieren,

der auf Simatic S7 Industriesteuerungen und auf PC-basierten

Echtzeit-Steuerungssystemen mit Simatic WinAC RTX lauffähig

ist. Damit können anspruchsvolle Reglerstrategien getestet

werden, bevor sie auf die Steuerungshardware übertragen

werden. Bindeglied zwischen Simulation und Steuerung ist der

Simulink PLC Coder, der Modelle automatisch in IEC61131-3

konformen SCL-Code umwandelt. So generierte Funktionsbausteine

können direkt in das Automatisierungsprojekt eingebunden

werden. Für die Integration komplexer Maschinenmodelle

in das PC-basierte Echtzeit-Steuerungssystem Simatic WinAC

RTX gibt es den Embedded Coder mit WinAC Target, einem

kostenfreien Simulink-Add-on.

www.mathworks.de

8 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SZENE

MSR-Spezialmesse in Hamburg

Die Meorga veranstaltet am 10. Juni 2015 in Hamburg-

Schnelsen eine regionale Spezialmesse für Prozessleitsysteme,

Mess-, Regel- und Steuerungstechnik. 150 Fachfirmen der

Mess-, Steuer-, Regel- und Automatisierungstechnik zeigen

Geräte und Systeme, Engineering- und Serviceleistungen sowie

neue Trends im Bereich der Automatisierung. 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 Workshops sind für die Besucher kostenlos.

www.meorga.de

Messgerätehersteller jetzt

mit Online-Blätterkatalog

Der Messgerätehersteller Labom legt

einen neuen Buchkatalog vor, der auf

der Homepage auch online als Blätterkatalog

verfügbar ist. Die gedruckte

Version kann kostenlos angefordert

werden. Neu im Katalog sind Übersichtsseiten

mit Produktfotos sowie ein

Register. Der 500 Seiten starke Band

präsentiert nicht nur Neuheiten wie den

Kunststoff-Druckmittler DD8040, sondern das gesamte Produktspektrum

von der Druckmesstechnik über Füllstandsmessgeräte

bis hin zu Thermometern, Schutzrohren und elektrischer

Temperaturmesstechnik. Mit dem digitalen Blätter katalog verbindet

der Messgerätehersteller die ansprechende Gestaltung

des Printkatalogs mit den Vorteilen der Online-Recherche.

Damit bietet er seinen Kunden neben Printkatalog und Online-

Konfigurator eine weitere Möglichkeit, das umfangreiche

Produktsortiment zu erschließen. Über die Internet-Adresse

http://configurator.labom.com lässt sich das komplette Produktportfolio

durchsuchen. Interessenten können sich so auch

ihre Wunschkonfiguration von komplexeren Produkten zusammenstellen

und ein Angebot dafür anfordern.

www.labom.com

MITTELMASS

ODER

MASSGEBEND?

Die präzisesten

Mess- und Prüftechniken

finden

Sie bei uns.

22.–25. JUNI 2015, MESSE MÜNCHEN

22. Weltleitmesse und Kongress für Komponenten, Systeme

und Anwendungen der Optischen Technologien

www.world-of-photonics.com


SZENE

Open-Source-Technologie Powerlink

als koreanische Norm anerkannt

Die herstellerunabhängige, lizenzgebührenfreie Open-Source-

Technologie Powerlink der Ethernet Powerlink Standardization

Group (EPSG) wurde als koreanische Norm anerkannt. Es ist

damit das erste reine Open-Source-Protokoll, das von der

Korean Standards Association in den Normen für industrielle

Kommunikationsnetzwerke KS C IEC 61158 und 61784

regis triert wurde. An diesen Erfolg anknüpfend, plant das

Unternehmen die Gründung einer Powerlink-Nutzerorganisation

in Korea, um verbesserte technische Unterstützung

anzubieten und für alle Partner in der Region eine gemeinsame

Marketingplattform zu schaffen. Die Technologie ermöglicht

es koreanischen Unternehmen in den Branchen Halbleiter,

Automobil, Schiffbau und Erneuerbare Energien flexible,

echtzeitfähige Kommunikationsnetzwerke zu schaffen, mit

denen die Herausforderungen von Industrie 4.0 gemeistert

werden können.

www.ethernet-powerlink.org

Motek und Bondexpo mit

800 Ausstellern

Das neue Hallen-Layout der beiden Branchen-Events Motek

sowie Bondexpo ermöglicht ein verbessertes Besucher-

Führungssystem. Dies erleichtert zum einen den Übergang zu

den einzelnen Hallen und zum anderen zu den Fachbereichen;

zumal mit dem jetzt gleichberechtigten Zugang eine gewisse

Entzerrung des morgendlichen Runs verbunden sein sollte.

Die hohe Akzeptanz hinsichtlich des neuen Messen-Layouts

und das große Vertrauen in Organisation verdeutlicht auch die

Tatsache, dass sich sieben Monate vor Veranstaltungsbeginn

bereits nahezu 800 Hersteller und Anbieter fest angemeldet

haben. Doch damit der Neuerungen nicht genug, denn zur

Motek 2015 kommt erstmals die neue Nomenklatur zur

Anwendung. Diese folgt sowohl der bewährten Basis-Nomenklatur

als auch der mehr denn je zunehmenden Orientierung

nach durchgängigen Prozessen mit integrierten Prozess-

Stationen. Wie in den beiden vergangenen Jahren kommt der

Produktions- und Montage-Automatisierung durch Sondermaschinenbauer,

Systemintegratoren und Roboter-Anlagenbau

eine sehr große Bedeutung zu.

www.motek-messe.de

E I N L A D U N G

Mittwoch, 10. Juni 2015

8:00 bis 16:00 Uhr

MesseHalle

Modering 1a

22457 Hamburg-Schnelsen

Messtechnik Regeltechnik Steuerungstechnik Prozessleitsysteme

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

Trends in der Automatisierung auf. Die Messe wendet sich an alle Interessierten, die auf

dem Gebiet der Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie der Prozessautomation tätig sind.

Der Eintritt zur Messe, die Teilnahme an den Workshops und der Imbiss sind für

die Besucher kostenlos.

Weitere Informationen finden Interessierte auf unserer Internetseite.

www.meorga.de

info@meorga.de

MEORGA GmbH

Sportplatzstraße 27

66809 Nalbach

Tel. 06838 / 8960035

Fax 06838 / 983292

Meorga.indd 1 01.04.2015 15:02:49

10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


STATEMENT I SZENE

Reale und virtuelle

Produktion verschmelzen

Realitätsverzerrung: Fertiger nehmen Augmented Reality

kaum wahr

Augmented Reality, die erweiterte

Realität, ermöglicht zahlreiche

Anwendungen, die der industriellen

Produktion immense Effizienzpotenziale

eröffnen. So können

beispielsweise Mitarbeiter direkt

und in Echtzeit auf einem virtuellen

Display durch die Reparatur

navigiert werden. Dennoch werden

die Möglichkeiten dieser Technik

von mittelständischen Industrieunternehmen

bislang kaum wahrgenommen.

Der Servicetechniker sieht dank einer

Datenbrille direkt vor seiner Netzhaut,

wie er Schritt für Schritt die ausgefallene

Maschine repariert, der Produktionsleiter

platziert die Anlage, die er gerade plant,

virtuell in der Fertigungshalle: Was wie eine

Zukunftsvision aus einem Agententhriller

klingt, ist in einigen Fertigungsunternehmen

bereits Realität. Augmented Reality (AR) – die

Möglichkeit, die Wirklichkeit mit digitalen

Inhalten anzureichern – eröffnet in der

industriellen Produktion völlig neue Effizienzpotenziale.

Speziell auf die Fertigungsindustrie

zugeschnittene Anwendungen gibt

es bereits einige, etwa für die Bereiche Service

und Reparatur oder zur Simulation von

Prozessen. So können zum Beispiel über eine

Schnittstelle zum ERP-System einem Produktionsmitarbeiter

im Shop Floor aktuelle

Status- oder Störungsmeldungen per Datenbrille

direkt vor die Augen projiziert werden.

Anders als wenn er diese Benachrichtigungen

auf dem Smartphone oder Tablet empfangen

würde, hat er dann beide Hände frei

und kann die Störung schneller beheben. Bei

komplizierten Reparaturen assistiert ihm

ein spezialisierter Servicetechniker mittels

Videokamera und Live-Kommunikation.

Vom Hype zur Industrie

4.0-Treibertechnologie

Die Automobilproduktion hat dieses Potenzial

längst für sich entdeckt und schöpft es

zumindest in den Bereichen Design und

Engineering bereits seit Jahren aus. Öffentliche

Aufmerksamkeit gewinnt das Thema

allerdings erst, seitdem AR-Applikationen

wie Google Glass diskutiert werden. Dennoch

erkennen nur 20 % der Industrieunter-

Sascha Milani, Enterprise Mobility Expert

bei Freudenberg IT

nehmen im deutschen Mittelstand, dass sie

mit Augmented Reality Effizienzvorteile in

ihrer Produktion erzielen könnten. Zu diesem

Ergebnis kommt die „IT Innovation Readiness

Index“ Studie, für die das Marktforschungsunternehmen

Pierre Audoin Consultants

(PAC) im Auftrag der Freudenberg

IT rund 130 IT-Entscheider und Produktionsleiter

mittelständischer Fertigungsunternehmen

der Branchen Maschinen- und Anlagenbau,

Automotive und sonstige Fertigung

befragt hat. Lediglich fünf Prozent der Studienteilnehmer

stimmen der Aussage uneingeschränkt

zu, dass sich mit Augmented

Reality Effizienzvorteile erzielen lassen.

Gewappnet für neue

Dimensionen der Mobilität

Die Bandbreite mobiler Technologien und

Prozesse erweitert sich durch Applikationen

wie Google Glass enorm. Der Begriff „mobiles

Endgerät“ gewinnt eine neue Dimension,

wenn intelligente Werkstücke im Sinne einer

selbstregulierenden Produktionssteuerung

autark mit Anlagen und Maschinen kommunizieren.

Die gute Nachricht ist: Die meisten

Fertiger sind gut darauf vorbereitet, AR-

Devices und Werkstücke, die im Internet der

Dinge vernetzt sind, in ein unternehmensweites

Mobile Device Management (MDM)

zu integrieren. Laut aktueller IRI-Studie setzt

bereits jeder zweite mittelständische Fertiger

ein MDM-System ein.

Quelle: Für die Durchführung der Erhebung

„IT Innovation Readiness Index“ zeichnet sich

Pierre Audoin Consultants (PAC) verantwortlich.

Auftraggeber ist die Freudenberg IT (FIT)

www.freudenberg-it.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 11


SENSOR+TEST 2015 I SPECIAL

Die ganze Welt der

Sensorik und Messtechnik

SENSOR+TEST 2015 – das erwartet Sie in Nürnberg

Dirk Schaar

Die bereits 22. internationale

Fachmesse SENSOR+TEST präsentiert

auch in diesem Jahr wieder neue

Entwicklungen aus den Bereichen

Sensorik, Mess- und Prüftechnik und

zeigt, was sich in den vergangenen

Monaten in den Entwicklungsabteilungen

der Anbieter getan hat.

Auf den kommenden Seiten bringen

wir Sie auf den neuesten Wissensstand.

Unter dem Motto „Willkommen zum Innovationsdialog“

findet die internationale

Messe SENSOR+TEST vom 19. bis 21.

Mai 2015 auf dem Messegelände in Nürnberg

statt. Nicht nur an den Messeständen

der rund 550 Aussteller aus aller Welt, sondern

auch in verschiedenen Fachforen und

an speziellen Themenständen bieten sich

zahlreiche Möglichkeiten, um sich über den

neuesten Stand der Sensorik, Mess- und

Prüftechnik aus erster Hand zu informieren“,

erklärt Holger Bödeker, Geschäftsführer

des Veranstalters AMA Service GmbH.

So können sich die Besucher auf einem

Sonderforum in Halle 12 ganz gezielt einen

Überblick über neueste Entwicklungen zum

diesjährigen Sonderthema verschaffen. Daneben

steht auch das Vortragsforum in Halle

12 am ersten Messetag ganz im Zeichen

des Umweltschutzes und bietet spannende

Themen wie die Messung der „empfundenen

Luftqualität“ oder Lärmmessungen an

Rennfahrzeugen.

Auf den frei zugänglichen Fachforen in

den Hallen 11 und 12 präsentieren die Aussteller

der SENSOR+TEST ganztägig in

Kurzvorträgen ihre neuen Produkte und Lösungen

sowie deren Anwendungsmöglichkeiten.

Im Rahmen des Forums „Innovative

Testing“ am zweiten Messetag stellen Experten

aus Industrie und Forschung darüber

hinaus besonders innovative Sensortechnologien

und Messverfahren der Zukunft

vor. Das bei den Besuchern besonders

beliebte Fahrversuchsgelände zwischen

den Hallen 11 und 12 macht zudem wieder

Mess- und Prüftechnik speziell für den Automotive-Bereich

live erlebbar.

Auch die industrielle Bildverarbeitung

benötigt Sensoren und Systeme, die auf der

SENSOR+TEST gezeigt werden. „Um deren

Bedeutung hervorzuheben, wird es in diesem

Jahr wieder einen Gemeinschaftsstand

„Sensoren und Systeme für die Bildverarbeitung“

geben, auf dem Unternehmen und

Institute sich mit interessanten Produktneuheiten

präsentieren“, so Holger Bödeker.

Umweltmesstechnik im Fokus

Umweltschutz ist im industriellen Umfeld

wie auch im öffentlichen Raum ohne überprüfbare

Messwerte gar nicht vorstellbar.

Ob zur Vermeidung gesundheitsgefährdender

Situationen, zur Adaption industrieller

Prozesse oder schlicht zur Erfüllung gesetzlicher

Auflagen: Das präzise Monitoring

von Umgebungsbedingungen ist eine immer

wichtiger werdende Aufgabe für die

Sensorik, Mess- und Prüftechnik. „Aus diesem

Grund hat der Ausstellerbeirat gemeinsam

mit dem Vorstand des AMA Verbandes

für Sensorik und Messtechnik die Umweltmesstechnik

als Sonderthema ausgewählt“,

freut sich Holger Bödeker. Im Mittelpunkt

sollen dabei insbesondere Systeme zur

Luftgütemessung stehen.

Die SENSOR+TEST wird den neuesten

Stand der Technik dazu vorstellen. Und das

nicht nur auf den Messeständen der Aussteller:

Auf dem Sonderforum in Halle 12

können sich die Besucher gezielt und konzentriert

einen Überblick über neue Produkte

und Lösungen verschaffen. Auch das

Vortrags-Forum in Halle 12 widmet sich am

ersten Messetag (Dienstag) ausführlich

dem Thema „Umweltmesstechnik“.

Starkes Kongressprogramm

Die AMA Kongresse SENSOR und IRS² gelten

als internationale Vernetzungsplattform

für Experten aus der Sensorik und Messtechnik.

Spezialisten aus Wissenschaft und

Industrie präsentieren neue Ergebnisse aus

Forschung und Entwicklung und laden die

Teilnehmer zum fachlichen Austausch ein.

Der Kongress SENSOR 2015 zeichnet sich

in diesem Jahr durch ein breites Fachspektrum

aus, von der NEMS/MEMS-Sensorik

12 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SPECIAL I SENSOR+TEST 2015

bis hin zu optischen

Messsystemen. Die

Vorträge behandeln

unter anderem neue

Trends in der Gas-Sensorik, den Mikro- und

Nanotechnologien für die Sensorik, den

Einzug der adaptiven Optik in die Messtechnik,

neuartige Sensoren für die Medizintechnik

sowie richtungsweisende Fortschritte

in der Durchflussmesstechnik. „Wir

freuen uns zudem auf die spannenden Keynotes

unserer Kollegen aus den Fachbereichen

Adaptive Optik, Mikrowellentechnik,

strukturintegrierte Sensorik“, sagt Prof.

Reinhard Lerch, Universität Erlangen-

Nürnberg.

Der IRS² Kongress konzentriert sich auf

das Feld der Infrarotsensoren und -messsysteme.

„Wir setzten in diesem Jahr auf eine

hohe Industriebeteiligung. Erstmalig

wird die Firma Flir (USA), als größter Hersteller

von Infrarot-Messgeräten und IR-Kameras,

mit einem Überblicksvortrag dabei

sein“, verrät Prof. Gerald Gerlach (TU Dresden)

vorab. IRS² fokussiert bereits zum

zweiten Mal auf „Recent Developments in

Die SENSOR+TEST ist nicht nur eine Messtechnik-

Messe, sondern auch eines der international

wichtigsten wissenschaftlichen Fachforen für Sensorik,

Mess- und Prüftechnik, auf dem Fachleute aus aller Welt

über neue Technologien und Verfahren diskutieren. Ob

als Zuhörer oder sogar als Referent über eine innovative

Entwicklung – hier profitieren

Sie von der international besetzten

Kombination aus Fachmesse und

Kongressen. Der Weg nach Nürnberg

wird sich also auch in diesem Jahr

wieder lohnen!

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

INDUSTRIELLE AUTOMATION

IR Industry“. Die Kongressteilnehmer erhalten

Einblick in Entwicklungen und Trends

aus der Gerätetechnik und -anwendung.

Breites Themenspektrum

Die ausstellenden Unternehmen präsentieren

ein umfangreiches Portfolio, sodass nahezu

alle Bereiche der Sensorik, Mess- und

Prüftechnik abgedeckt werden. Dazu zählen

Sensorelemente, -systeme und sensorische

Messgeräte, messtechnische Geräte, Komponenten,

Systeme und Softwarelösungen,

Neuheiten rund um Mess- und Prüftechnik

für die Fahrzeug-/Flugzeugentwicklung,

Qualitätsprüfung, Kalibrier-, Analyse- und

Prüfgeräte, usw. Somit steht ein umfassendes

Informationsangebot zur Verfügung,

das einen guten Überblick über neue Entwicklungen

und Trends gibt.

www.sensor-test.de

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 13


SENSOR+TEST 2015 I TITEL

Den hybriden Ansatz etablieren

Wie COTS-basierte standardisierte Prüfsysteme ganze Industriebereiche verändern

Bill Driver

Möchten Unternehmen ihre Kosten für Tests und Prüfungen reduzieren,

besteht eine Möglichkeit darin, Prozesse, Produkte oder Serviceleistungen

auf eine gemeinsame Testplattform zu setzen. Erforderlich hierfür sind

standardisierte Universalprüfgeräte. Häufig führt jedoch die mangelnde

Berücksichtigung von Trends, Produktkomplexität und langfristigen

Kostenzielen zu über dimensionierten, teuren Prüfgeräten. Ein hybrider

Ansatz dagegen sorgt bei der Entwicklung automatisierter Testsysteme

für eine ausgewogene Lösung hinsichtlich Kosten, Support und Flexibilität.

Jüngste Veränderungen bei automatisierten

Testsystemen (Automated Test Equipment,

ATE) erlauben es Testmanagern,

mehr als nur das begrenzte Beschaffungsmodell

nach dem Prinzip „selbst entwickeln

oder kaufen“ in Betracht zu ziehen

und konzentrieren sich auf einen ganzheitlicheren,

hybriden Ansatz, wenn es um die

Definition einer übergreifenden Teststrategie

geht. Bei diesem neuen Ansatz können

Testmanager mehr Vor- und Nachteile

evaluieren, einzigartige Bedürfnisse mit der

Produktkomplexität abwägen und ermitteln,

wie Trends die Reduzierung des Produktlebenszyklus

beeinflussen. Für viele

Branchen, die häufig handelsübliche automatisierte

Testsysteme kaufen, etwa die

Automobil-, Halbleiter- und Luft- und

Raumfahrtbranche, eröffnet dieser Trend

interessante neue Möglichkeiten.

Dies gilt besonders für jene in der Halbleiterbranche,

die Trends wie das Internet

der Dinge (IoT), Tablets, Smartphones, digitales

Fernsehen und Smart Grids erleben.

Da bei diesen Trends Radio Frequency

Integrated Circuits (RFICs) und mikroelektromechanische

Systeme (MEMSs) zum

Einsatz kommen, die eine hohe Integration,

Komplexität und Leistung aufweisen, ist

auch der Lebenszyklus kürzer und das

Testen schwieriger. Folglich verursacht eine

Teststrategie für automatisierte Testsysteme,

Bill Driver, Senior Marketing Manager,

National Instruments


TITEL I SENSOR+TEST 2015

die nicht kosteneffizient, flexibel und problemlos

zu unterstützen ist, alle paar Jahre

kapitalintensive Anschaffungen von gänzlich

neuer technischer Ausstattung. Aller ­

dings sorgen die Vorteile eines erhöhten

Durchsatzes und der Großserienfertigung

dafür, dass sich ein universeller Testansatz

in der Halbleit erbranche immer mehr

durchsetzt, sodass sich diese Herausforderungen

leicht bewältigen lassen.

Selbst entwickeln oder kaufen?

Testmanager erkennen inzwischen, dass sie

Prüfgeräte zu „universellen“ Testern umgestalten

können, ohne sie komplett selbst

bauen oder durch einen Anbieter erstellen

lassen zu müssen. Doch mit ausreichend

Fachwissen, Erfahrung und Zeit entwickeln

Unternehmen wie Intel und Altera eigene

Testlösungen von Grund auf, da der Markt

ihren Bedarf nicht deckt.

In einer im vergangenen Sommer veröffentlichen

Pressemitteilung zur Markteinführung

einer HDMT-Plattform (High Density

Modular Test) sagte Babak Sabi, Vice

President und Director of Assembly and

Test Technology bei Intel: „Wir haben die

HDMT-Plattform entwickelt, um eine rasche

Testentwicklung und Prozesssteuerung auf

Unit-Level zu ermöglichen. Diese bewährte

Methode senkt die Kosten im Vergleich

zu klassischen Testplattformen deutlich.

Durch HDMT werden die für die Markteinführung

notwendigen Prüfzeiten verringert

und die Produktivität erhöht, da eine gemeinsame

Plattform von der Fehlersuche in

Kleinserien bis hin zur Großserienfertigung

verwendet wird.“ In diesem Fall hat sich

Intel für höhere Vorlaufkosten und weiterreichenden

internen Support entschieden,

um von den geringeren Kapitalkosten zu

profitieren. Da die meisten Testabteilungen

nicht über das Fachwissen verfügen,

ein eigenes automatisiertes

Prüfsystem zu erstellen, oder nicht die

Zeit für die Wartung der Software aufbringen

können, erwerben sie in der

Regel handelsübliche automatisierte

Testsysteme von einem der führenden

Anbieter dieses Marktes. Dieser Ansatz

spricht jene an, die Support durch

den Anbieter schätzen. Oft sind jedoch

die Systeme überdimensioniert

und erfordern beträchtlichen Kapitalaufwand,

woraus sich ein Amortisierungszeitraum

ergibt, der den kürzeren

Lebenszyklus der Produkte von

heute überschreiten kann. Die Strategie,

ein System selbst zu erwerben, ist

in Situationen geeignet, in denen die

Produktlebensdauer dem Tilgungsplan

entspricht und der notwendige Grad an

Flexibilität minimal ist, sodass keine Zusatzinvestitionen

erforderlich sind.

Traditionelle ATE-Systeme (Automated

Test Equipment) müssen unter erheblichem

Kostenaufwand mit neuen

Werkzeugen auf dem Prüffeld umgerüstet

werden, da Generationen von

Prüfsystemen veralten oder neue

Anforderungen an Tests nicht mehr

erfüllt werden können. Aber die offene

PXI-Architektur unterstützt uns dabei,

unsere ursprünglichen Investitionen

zu wahren und darauf aufzubauen,

statt sie entsorgen zu müssen. Sie

bietet die Flexibilität, die wir für die

Rekonfiguration und Ausweitung

unserer Prüfplattformen benötigen.

Glen Peer, Director oft Test Engineering, IDT

01 Das PXI-basierte NI Semiconductor

Test System (STS) kombiniert modulare

Messgeräte und Systemdesignsoftware

für RF- & Mixed-Signal-Produktionstests

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 15


SENSOR+TEST 2015 I TITEL

Lösung: modulare Commercial

off-the-shelf-Plattform

2002 wurde das Semiconductor Test Consortium

(STC) gegründet, um eine kosteneffiziente

Prüfmethode zu erarbeiten, die

zugleich offene Testlösungen ermöglicht,

sodass Hard- und Softwareinteroperabilität

erreichbar wäre. Das STC konnte seine

Vision allerdings nicht verwirklichen. Nun

ist die Branche wieder an jenem Punkt angelangt,

denn sie fordert eine offene Architektur,

die auf den wachsenden Druck hinsichtlich

Kosten und Marktreife reagieren

und gleichzeitig eine flexible Lösung bieten

kann, die sich an das Wachstum bei RFICund

MEMS-Technologien anpasst.

NI und andere Anbieter reagieren auf

diese Marktnachfrage damit, indem sie ihre

Lösung auf Basis einer modularen COTS-

Plattform (Commercial off-the-shelf) erstellen,

die bereits existiert. Eine vorhandene

COTS-basierte Lösung als Herzstück eines

Prüfgeräts zu verwenden, ist seit Langem

eine erfolgreiche Strategie (und viele Unternehmen

erlangen in dem Rahmen eine universelle

Ausrichtung). Doch wie wird sich

das in einer Halbleiterindustrie umsetzen

lassen, in der Variationen durch das universelle

Angebot von praktisch nur drei großen

Anbietern begrenzt sind? Und weshalb

sollte dieser Ansatz jetzt erfolgreicher sein

als im Jahr 2002?

Sind COTS-basierte Systeme

ein erfolgreicher Ansatz?

Die Antwort könnte in der Entwicklung hin

zu einer größeren Akzeptanz modularer

Lösungen liegen, etwa dem Industriestandard

PXI (PCI eXtensions for Instrumentation).

Das globale Beratungsunternehmen

Frost & Sullivan ist der Ansicht, dass die

Automatisierte Halbleiterprüfsysteme

für RF- und Mixed-Signal-Produktionstest

Ein Beispiel für die Vorteile der offenen PXI-Architektur sind die Semiconductor Test

Systems von NI. Es handelt sich dabei um PXI-basierte automatisierte Testsysteme,

welche die Prüfkosten für RF- und Mixed-Signal-Geräte senken, indem sie die

Integration von PXI-Modulen von NI und anderen Herstellern in Prüfumgebungen

der Halbleiterproduktion ermöglichen. Pionieranwender, die ihre konventionellen

automatisierten Halbleiterprüfsysteme bereits durch STS ersetzt haben, profitieren

von geringeren Produktionskosten sowie einem höheren Durchsatz und können für

Charakterisierung und Produktion dieselben Hard- und Softwarewerkzeuge

einsetzen. So wird weniger Zeit für die Korrelation von Daten sowie zur anschließenden

Markteinführung benötigt. Zudem erhalten Anwender jederzeit Produktsupport

durch den Hersteller, was für einen reibungslosen Einsatz der Systeme sorgt

und längeren Ausfallzeiten vorbeugt.

Die Produktreihe STS umfasst drei unterschiedliche Modelle – T1, T2 und T4 –, die

jeweils mit einem, zwei oder vier PXI-Chassis ausgerüstet werden können. Aufgrund

der unterschiedlichen Größen sowie der einheitlichen Software, Messtechnik und

des Verbindungsmechanismus in allen STS-Modellen können Anwender für

zahlreiche Anforderungen an Pin-Anzahl und Flächendichte das optimale Modell

finden. Nähere Informationen hierzu: ni.com/sts

Testbranche in den kommenden sechs

Jahren eine kumulierte jährliche Wachstumsrate

von 18,1 % bei modularen Lösungen

verzeichnen wird. Dieses Marktwachstum

hat seit 2002 zu einer Hardwareentwicklung

geführt, die die Anforderungen an

I/O, welche für die enorme Zunahme bei

RFIC und MEMS erforderlich sind, erfüllt

oder zwischenzeitlich sogar übertrifft.

Testmanager erkennen inzwischen, dass sie Prüfgeräte zu

„universellen“ Testern umgestalten können, ohne sie komplett

selbst zu bauen oder durch einen Anbieter erstellen zu lassen

Darüber hinaus sind die handelsüblichen

Softwarewerkzeuge, die Flexibilität für die

gestiegenen ATE-Anforderungen bieten,

jetzt weiter verbreitet. Da die Hardwareausgaben

nur einen Bruchteil der Gesamtbetriebskosten

für ein Prüfgerät ausmachen,

hat die Verfügbarkeit kommerziell erhältlicher

Softwarelösungen die Schwelle bei

diesem Ansatz deutlich gesenkt.

Hybrid schafft viele Optionen

Trotz der vielfältigen Optionen, die sich

Testmanagern für die Entwicklung standardisierter

Testlösungen bieten, haben die

vorherrschenden Trends auf dem modularen

Markt ein hybrides Modell ermöglicht,

das viele Kosten- und Flexibilitätsanforderungen

erfüllen und zudem einen hohen

Grad an Standardisierung aufweisen kann.

Dieser hybride Ansatz sorgt nicht nur für

mehr Optionen, mit denen schwierige

Herausforderungen bei Tests bewältigt

werden können, sondern offenbart auch,

wie ein COTS-basiertes Universalprüfgerät

Teststrategien erheblich vereinfachen, die

Rendite maximieren sowie den ATE-Markt

langfristig neu definieren kann.

Bilder: Schmuckbild Fotolia, Sonstige: NI

02 Dank einheitlicher Architektur können unterschiedlichste Anforderungen bezüglich

Pin-Anzahl und Flächendichte erfüllt werden

germany.ni.com

16 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


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SENSOR+TEST 2015 I SPECIAL

Verlockend süß

Spezialsensoren zur Messung des pH-Werts bei der Zuckerherstellung

Jan Bösche

Bei der Herstellung von Zucker

aus Rohrzucker spielt der pH-Wert

für die Qualität des Endprodukts

eine entscheidende Rolle. Doch

die verwendete Messtechnik ist

bei diesem Prozess extremen

Belastungen ausgesetzt. Das Beispiel

einer Zuckerfabrik in Ecuador

zeigt, dass es durchaus pH-Elektroden

gibt, die solch außergewöhnlichen

Anforderungen standhalten.

D

ie Welt ist nicht nur rund, sie ist auch

süß. Zumindest wenn man einen Blick

auf den Pro-Kopf-Verbrauch von Zucker

wirft. Spitzenreiter ist da Kuba mit rund

70 kg/Einwohner und Jahr gefolgt von

Brasilien mit 64 kg/Einwohner. Jeder Deutsche

konsumiert dagegen „nur“ 32 kg

jährlich, aber selbst das sind immer noch

10 000 Stück Würfelzucker.

Während in Europa Saccharose hauptsächlich

aus Zuckerrüben gewonnen wird,

ist in Südamerika, Asien und Afrika meis­

Dr. Jan Bösche, Produktmanager,

Jumo GmbH & Co. KG in Fulda

tens Rohrzucker das Ausgangsprodukt.

Dabei wird das geerntete Zuckerrohr im

Produktionsbetrieb oder bereits bei der

Ernte geschnitten. In den meisten Fabriken

wird das Rohr in Zuckerrohrmühlen verarbeitet.

In diesen wird der Saft aus dem

Zuckerrohr herausgepresst. Als Restmaterial

entsteht die Bagasse. Der gewonnene

Saft wird in Absetzer geleitet. Dort werden

durch die Schwerkraft Schwebestoffe aus

dem Saft entfernt.

Vom Rohzucker zum

fertigen Produkt

Rohrzucker ist nach dem Pressen oder der

Extraktion braun, klebrig und wird Rohzucker

genannt. Er ist schlecht haltbar und

hat keine ernährungsphysiologischen Vorteile

gegenüber gereinigtem Zucker. Deswegen

muss Zucker gereinigt werden.

Dieser Prozess umfasst im Wesentlichen

zwei Schritte: eine Sulfitierung und eine

Kalkung. Bei beiden ist die Messung des

pH-Wertes ausschlaggebend für die Endqualität

des Zuckers.

Die Sulfitierung (Zugabe von Schwefeldioxid)

trägt zur weißen Farbe des fertigen

Zuckers bei. Die Messung und Kontrolle des

pH-Werts im laufenden Prozess gibt Aufschluss

über die dem Saft beizugebende

Menge an Schwefeldioxid. Bei der Kalkung

wird gelöschter Kalk in den Saft gegeben,

um den pH-Wert zu neutralisieren. Dies

stoppt den Zerfall von Saccharose in Glukose

und Fruktose und führt zur Ausfällung

von Kalziumsulfit, wodurch Verunreinigungen

entfernt werden.

Anforderungen an

die Messtechnik

Die Zuckermasse hat bei der notwendigen

Messung eine Temperatur von bis zu 100 °C.

Diese hohe Temperatur verringert nicht nur

die Lebensdauer typischer pH-Elektroden,

beim Abkühlen kann durch das Auskristallisieren

des Zuckers das Diaphragma der

Elektrode verklebt werden. Beläge am pHempfindlichen

Membranglas können die

pH-Messung deutlich stören oder sogar

unmöglich machen.

Da sich im Messmedium selbst auch noch

Elektrodengifte befinden, muss die Messtechnik

extrem belastbar und zu verlässig

sein. Denn diese Gifte – im vor liegenden

Fall sind das Sulfite aus dem eingesetzten

Schwefeldioxid – können über das poröse

Diaphragma und den Bezugselektrolyten

das Ableitelement der Elektrode erreichen.

Dort zerstören sie die Silber/Silberchlorid-

Bezugselektrode. Das führt zuerst zu driftenden

Messwerten und letztendlich zu einem

Ausfall der Messkette.

pH-Einstabmesskette für

Heavy-Duty-Anwendungen

Jumo hat deshalb für extreme Einsatzbedingungen

eine pH- und eine Redox-Einstabmesskette

in Heavy-Duty-Ausführung

entwickelt. Die Jumo tecLine HD pH und

01 Die pH-Elektrode Jumo tecLine HD

pH kann selbst in ölhaltigen Medien

bei Temperaturen bis zu 135 °C und

13 bar Druck eingesetzt werden

18 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Von den

Experten

für

Schwingungsmesstechnik

02 Die Eintaucharmatur sorgt für

langzeitstabile Messungen bei einem

Zuckerproduzenten in Ecuador

die Jumo tecLine HD Rd sind besonders

robust und können selbst in schwierigen

Prozessen mit erhöhter Schmutz- und Giftfracht

oder in ölhaltigen Medien bei Temperaturen

bis zu 135 °C und 13 bar Druck

eingesetzt werden.

Ein neu entwickeltes, großflächiges PTFE-

Ringdiaphragma mit verbesserter Struktur

sorgt für eine schnelle Ansprechzeit bei

gleichzeitiger weitgehender Unempfindlichkeit

gegen größere Schmutzfrachten

oder öl- und fetthaltige Prozess- und Abwässer.

Eine standardmäßig vorgesehene

Doppelkammerarchitektur verhindert über

den verlängerten Diffusionsweg den Elektrodenausfall

bei eindringenden Elektrodengiften.

Für langzeitstabile Messungen

sorgt eine große Salzvorlage im Bezugssystem.

Die pH-Ausführung ist auch mit integriertem

Temperaturfühler Pt1000 erhältlich.

Als pH-sensitives Membranglas kommt

das bewährte Jumo HT-Glas zum Einsatz.

Neben der erhöhten Temperaturbeständigkeit

zeichnet sich dieses Glas auch durch

eine hohe Linearität bei alkalischen pH-

Werten (> 12) aus.

Zusätzlich sollte bei dem Zuckerproduzenten

in Ecuador zu Qualitätszwecken die

Online pH-Wert Messung mit der pH-Wert

Messung im Labor bei 25 °C verglichen

03 Der Reinigungsprozess des Rohzuckers

umfasst u. a. die Sulfitierung und die Kalkung

– beides erfordert die Messung des pH-Wertes

werden. Deshalb war beim beschriebenen

Prozess eine Temperaturkompensation nötig.

Das Messsignal hierfür lieferte der in der

pH- Elektrode integrierte Temperaturfühler.

Prozesssicherheit durch

automatische Reinigung

Eine weitere Erhöhung der Prozesssicherheit

wurde durch den Einsatz eines automatischen

Reinigungssystems mit pneumatischer

Wechselarmatur erzielt. Damit

konnte die pH-Elektrode problemlos aus

dem Prozess entfernt und außerhalb des

Prozesses in der Spülkammer der Wechselarmatur

von den auskristallisierten Ablagerungen

befreit werden. Die zugehörige

Steuereinheit enthält ein praxisbewährtes

Reinigungsprogram, welches einfach an die

Anforderungen des Prozesses angepasst

werden konnte.

Durch all diese Maßnahmen erhöhte sich

nicht nur die Qualität des Endprodukts

deutlich, auch der Wartungsaufwand reduzierte

sich durch die regelmäßige automatische

Reinigung beträchtlich. Die Standzeit

der Elektroden konnte in der Anwendung

im Vergleich zu den bisher eingesetzten

Elektroden nahezu verdoppelt werden.

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SENSOR+TEST 2015 I SPECIAL

Magnetoresistive Sensoren werden u.a. in Fahrzeugen,

Werkzeugmaschinen, Industrierobotern oder Windturbinen

für die Erfassung von Weg, Winkel, elektrischem Strom oder

Magnetfeldern eingesetzt

Smarte Sensoren

Der magnetoresistive Effekt als zukunftsweisende Technologie für die

Zustandsüberwachung und zerstörungsfreie Prüfung

Rolf Slatter

Miniaturisierte Sensoren sind eine der grundlegenden Bausteine für neue Systeme der

Zustandsüberwachung und zerstörungsfreien Prüfung (ZfP). Dabei ist der magnetoresistive

Effekt eine besonders vielversprechende Sensortechnologie in diesem wachsenden Feld.

Sie erfassen Werkstoff-, Bauteil- oder Maschinencharakteristiken und liefern frühzeitig

Informa tionen, die vor Schäden warnen. Zudem sind sie minimal-invasiv, robust,

miniaturisiert und ermöglichen Messungen an nahezu jedem Ort.

Das Interesse an neuen Ansätzen der Zustandsüberwachung

steigt deutlich

stärker als die „Industrie 4.0“ Initiative sich

weiterentwickelt. Neue Methoden der Verfolgung

von Maschinenparametern, um

Veränderungen zu erkennen, die einen sich

abzeichnenden Schaden oder Ausfall anzeigen,

sind ein wichtiger Baustein der

vorbeugenden Instandhaltung. Maschinenausfälle

können häufiger vermieden und

dadurch die Maschinenverfügbarkeit deutlich

gesteigert werden. Unter dem Dachbegriff

„Lebenszyklusmanagement“ sind

verschiedene Methoden entstanden, die

jedoch viele Gemeinsamkeiten haben. Alle

nutzen Sensoren um Werkstoff-, Bauteiloder

Maschinencharakteristiken zu erfassen,

um eine Frühwarnung über entstehenden

Schäden zu geben. Idealerweise

sind diese Sensoren minimal-invasiv,

robust und miniaturisiert, um Messungen

an jedem Ort zu ermöglichen.

Aufgrund verschiedener Faktoren haben

sich in der letzten Zeit die Entwicklungen in

diesem Bereich beschleunigt. Bei immer

mehr Maschinen wird die Anwendung von

Zustandsüberwachung durch die Verfügbarkeit

von neuen Technologien für „Smart

Sensors“, die stetige Steigerung (und Vergünstigung)

von verfügbarer Rechenleistung

sowie die Entwicklung von neuen

Algorithmen für die schnelle Auswertung

und Interpretation von Sensordaten ermöglicht.

und Interpretation von Sensordaten

er möglicht. Neue gesetzliche Regelungen

spielen eine wichtige Rolle, z. B. die verpflichtende

Anwendung von Zustandsüberwachung

bei Offshore-Windturbinen.

Dr. Rolf Slatter, CEO, Sensitec GmbH in Lahnau

20 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


sensOr + test

19. - 21. Mai 2015

Halle 12 / Stand 228

AMR GMR (Spin-Valve) TMR

Signalstärke (ΔR/R) < 4 % < 15 % < 200 %

Richtung des

Stromflusses

Unterschiede zwischen xMR-Technologien

Parallel zur

Schichtebene

Parallel zur

Schichtebene

Senkrecht zur

Schichtebene

Topologie Mäander Mäander Punkt

HOHe

Messgenauigkeit.

aucH bei niedrigen

taupunkten.

Sensoranforderungen, über

die Leistungseigenschaften…

Von der Werkstoffcharakterisierung, über

die zerstörungsfreie Prüfung während des

Produktionsprozesses sowie die Prüfung

von Komponenten und Produkten, bis hin

zur Zustandsüberwachung von Maschinen

und Produkten im Betrieb, ist die Anzahl an

Anwendungen für intelligente Sensoren

sehr hoch. Methoden der zerstörungsfreien

Prüfung werden üblicherweise für die periodische

Prüfung von stationären Anlagen

angewandt, oder während des Produktionsprozesses

von Komponenten oder Maschinen,

bevor sie in Betrieb gehen. Andererseits

werden Methoden der Zustandsüberwachung

hauptsächlich im Bereich von

rotierenden Maschinen während des Betriebs

angewandt. Interessanterweise sind

die Anforderungen an Sensoren für beide

Anwendungsarten sehr ähnlich.

Die Anforderungen an Sensoren können

in drei Gruppen unterteilt werden: Leistungseigenschaften,

physikalische Eigenschaften

und Funktionalität. Sind die zu

beobachtenden Maschinenparameter identifiziert,

erfolgt die Analyse der Charakteristiken

dieser Parameter, z. B. Messbereich

und Bandbreite. Diese Charakteristiken

werden typischerweise aus historischen

Messdaten oder Produktspezifikationen

hergeleitet. Auf Basis dieser Informationen

können die geforderten Leistungseigenschaften

der Sensoren bestimmt werden. Es

gibt viele Leistungseigenschaften, die in fast

allen Anwendungen relevant sind, z. B. hohe

Empfindlichkeit, hohe Dynamik, hohe absolute

Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit,

hohe Auflösung, hohe Bandbreite und

kurze Antwortzeit. Die bestmögliche Gesamtleistung

bei den Sensoren ist anzustreben,

um Unsicherheiten bei der Diagnose und

Prognose zu vermeiden und die Effektivität

der Zustandsüberwachung zu optimieren.

… über die physikalischen

Merkmale...

Aber auch die physikalischen Eigenschaften

der Sensoren sind bedeutsam. In vielen

Anwendungen ist die physikalische Größe

des Sensors das wichtigste Auswahlkriterium.

Aufgrund des begrenzten Bauraums für

die Integration des Sensors oder angesichts

der Unzugänglichkeit der Orte, an denen

gemessen werden soll. Die Masse des Sensors

muss in vielen Anwendungen so niedrig

wie möglich gehalten werden, um eine

Veränderung der dynamischen Charakteristiken

des Gesamtsystems zu vermeiden.

Eine Unterbringung der Sensoren so nah

wie möglich an der „idealen“ Messstelle

kann die Zeit die zur Verfügung steht, um

auf einen einsetzenden Schaden zu reagieren,

maximieren. Viele erfolgreiche neue

Anwendungen nutzen „embedded“ Sensoren,

die tief in der zu überwachenden

Maschine integriert sind, genau an der Stelle,

wo ein Schaden entstehen könnte.

… bis hin zur Funktionalität

Weiterhin ist die Funktionalität des Sensors

sehr wichtig. Ein niedriger Energiebedarf

ist eine zunehmend wichtige Eigenschaft

eines Sensorsystems, da es bedingt,

wie lange der Sensor Messdaten erfassen

kann, ohne Anschluss an eine externe

Leistungsversorgung. Besonders in drahtlosen

Anwendungen muss ein Sensorsystem

über ausreichende Leistung verfügen,

um den Leistungsbedarf regeln können,

ansonsten werden die mögliche Datenrate

und das Datenvolumen begrenzt. Ein

nie driger Energiebedarf ermöglicht auch

die Nutzung von neuen „Energy Harvesting“

Methoden, um autonome Sensoren

zu versorgen.

Verschiedene Sensortechnologien sind

erforderlich, um die unterschiedlichen mechanischen

(Schwingung oder Bewegung),

elektrischen, magnetischen, akustischen

oder thermischen Größen, die verfolgt

werden sollen, zu erfassen. Aufgrund ihrer

prinzipiellen Robustheit sowie der Fähigkeit,

Informationen durch ein Medium zu

vermitteln, sind magnetische Sensoren

besonders gut für die Erfassung von mechanischen,

elektrischen oder magnetischen

Parametern in der Zustandsüberwachung

oder zerstörungsfreien Prüfung geeignet.

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OeM taupunkmessumformer

» Messbereich -60...60°C Td

» Modbus RTU und 40...20mA Ausgang

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ermöglichen

die

exakte Messung besonders

niedriger Taupunkte bis -60°C Td. Ein

spezielles Autokalibrationsverfahren sorgt

für eine hohe Messgenauigkeit von


02 Magnetischer Streufluss an einer Materialinhomogenität (links);

Prinzip der magnetische Streuflussprüfung (rechts)

03 Magnetische Streuflussprüfung

von Wälzlagerringen

Ideal für drahtlose, autonome

Sensoranwendungen

Magnetische Mikrosysteme in Form von

magnetoresistiven (MR) Sensoren werden

häufig in Fahrzeugen, Mobiltelefonen, medizinische

Geräten, Windturbinen, Werkzeugmaschinen

oder Industrierobotern

eingesetzt, sei es für die Erfassung von Weg,

Winkel, elektrische Strom oder Magnetfeldern.

Diese Technologie wurde ursprünglich

für die Datenspeicherung angewandt,

wird aber zunehmend für Sensoren benutzt,

sowohl in terrestrischen als auch in

Raumfahrtanwendungen.

MR-Sensoren sind robust, zuverlässig,

präzise und miniaturisiert. Diese Kombination

an Eigenschaften führt zu einem

stetigen Wachstum des Anwendungsbereichs.

Der extrem niedrige Leistungsbedarf

von MR-Sensoren macht sie ideal für

drahtlose, autonome Sensoranwendungen.

Diese Eigenschaften eignen sich auch für

Anwendungen in der zerstörungsfreien

Prüfung und Zustandsüberwachung.

Aktuell finden drei unterschiedliche

Technologien, kollektiv xMR-Technologien

genannt (siehe Bild 1 & Tabelle), in diesem

Bereich Anwendung. Die drei Technologien

sind komplementär und bieten vielfältige

Vorteile für unterschiedlichste Einsätze,

wie aus den anschließenden Anwendungsbeispielen

deutlich wird.

Zunehmender Einsatz in der

zerstörungsfreien Prüfung

In den letzten Jahren stieg das Interesse an

GMR (giant magnetoresistive) Sensoren für

Anwendungen in der zerstörungsfreien

Prüfung stetig. Grundlage dafür ist die einmalige

Kombination von Eigenschaften wie

hohe Empfindlichkeit, hohe Ortsauflösung,

kleine Abmessungen und vertretbare Kosten.

GMR-Sensoren können auch in einem

sehr weiten Frequenzbereich – von DC

bis im MHz-Bereich – eingesetzt werden.

Durch ihre Frequenzunabhängigkeit werden

GMR-Sensoren sowohl für Wirbelstrom-basierte

als auch für magnetische

streuflussbasierte Verfahren angewandt.

Wie in Bild 2 links dargestellt, entsteht ein

magnetischer Streufluss an Stellen, wo die

Permeabilität eines ferromagnetischen

Bauteils sich aufgrund eines Materialfehlers

z. B. ein Riss, verändert. Im Bild 2 rechts

sind die wesentlichen Elemente eines

Systems für die zerstörungsfreie Prüfung zu

sehen, die auf diesem Effekt beruht.

Dieses Prinzip wurde inzwischen mehrfach

erfolgreich angewandt, zwecks zerstörungsfreier

Prüfung von vielen unterschiedlichen

Bauteilen oder Produkten.

Beispiele sind nahtlose Stahlrohre für die

Öl- und Gasindustrie, Innen- und Außenringe

von Wälzlagern (Bild 3) sowie Untersuchungen

von Eisen bahnschienen.

Verglichen mit anderen Verfahren der

zerstörungsfreien Prüfung erlauben die geringen

Abmessungen der GMR-Sensoren

oder Arrays, bestehend aus mehreren

Sensoren, den Zugang zu Messstellen mit

extrem begrenztem Platz, wo Messungen

mit Hall-basierten oder SQUID-basierten

Sensoren nicht möglich sind. Weiterhin

ermöglicht die hohe Ortsauflösung und

hohe Empfindlichkeit der GMR-Sensoren

die zuverlässige Erfassung von sehr kleinen

Defekten, sowohl an der Materialoberfläche,

als auch innerhalb des Werkstücks.

Die Sensoren sind auch die Grundlage für

automatisierte Prüfungen, welche eine

quantitative Bewertung von Defekten und

deren Entwicklung ermöglichen.

MR-Sensoren für die

Zustandsüberwachung

Bis vor kurzem wurden fast ausschließlich

Beschleunigungsaufnehmer für die Erfassung

von Maschinenschwingungen oder

Wirbelstromsensoren für die hochauflösende

Erfassung von Auslenkungen an

Wellen und für die Zustandsüberwachung

von rotierenden Maschinen eingesetzt.

Das Schwingungsniveau oder der Schlag

einer Welle werden mit historischen Daten

verglichen, um den Zustand der Maschine

zu beurteilen. In der letzten Zeit sind

jedoch neue Verfahren entstanden, die

hochgenaue magnetische Sensoren mit

hoher Bandbreite nutzen.

Forschungsprojekt

„Intelligente Spindel“

Im AiF-geförderte FuE Projekt „Intelligente

Spindel“, kooperierten zwischen 2013 und

2015 Sensitec GmbH, das Institut für Produktionsmanagement,

Technologie und

Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt

und der Hochfrequenzspindelhersteller

Levicron GmbH in der Entwicklung

eines neuartigen Systems für die Zustandsüberwachung

von Maschinenspindeln auf

Basis integrierter MR-Sensoren, um die

Wellenauslenkungen und Geschwindigkeit

hochauflösend zu erfassen.

Bild 4 zeigt die Lage der GMR-Sensoren,

die die Zustandsüberwachung einer luftgelagerten

Hochfrequenzspindel möglich

machen. Die Sensoren erfassen die axiale

und radiale Auslenkung der Spindelwelle

im Betrieb und können jegliche unerwartete

Auslenkung erfassen, die durch Kollisionen,

thermische Ausdehnung oder Eintritt

von Debris im Luftlager aufgrund von überhöhten

Schnittkräften, erfolgt.

Das Funktionsprinzip ist in Bild 5 zu

sehen. GMR-basierte Zahnsensormodule

werden benutzt, um die absolute Bewegung

von Zahnstrukturen, die direkt auf der

Motorwelle angebracht sind, zu erfassen.

Sie sind klein genug um direkt im Spindelgehäuse

montiert werden zu können. Tests

haben bewiesen, dass Wellenverlagerungen

in axialer und radialer Richtung mit einer

Auflösung von besser als 0,5 µm zuverlässig

messbar sind. Weitere GMR-Sensoren kommen

zum Einsatz, um die Drehgeschwindigkeit

und die Winkel der Spindelwelle zu

messen. Diese Informationen werden nicht

nur für die grundlegende Funktionalität des

Spindels benutzt, sondern auch in Verbindung

mit den restlichen Sensordaten,

um eventuelle Schäden oder Störungen

eindeutig diagnostizieren zu können.

Das neue System ermöglicht Messungen

bei Spindeldrehzahlen bis 100 000 1/min.

Es ist zu erwarten, dass dieser neue An -

22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SPECIAL I SENSOR+TEST 2015

satz die Verbreitung von Zustandsüberwachungssystemen

bei Hochfrequenzspindeln

deutlich erhöhen wird. Bisher ist

die Nutzung solcher Systeme in der Praxis

nur begrenzt vorzufinden.

Ausblick und Perspektiven

Es zeichnet sich ab, dass die Zustandsüberwachung

eine der Anwendungen sein

wird, welche durch die “Industrie 4.0“

Initiative am stärksten profitiert. Die praktische

Umsetzung hinkt jedoch den theoretischen

Möglichkeiten hinterher. Neue

magnetische Sensortechnologien können

diesen Zustand demnächst ändern und

es gibt weitere aktuelle Entwicklungen,

beispielsweise im Bereich von extrem

energieeffi zienten TMR (Tunnel magnetoresistive)

Sensoren, die diesen Trend

noch beschleunigen könnten. Die frühzeitige

Berücksichtigung von zusätzlichen

Sensoren bei der Auslegung von neuen

Komponenten oder Produkten wird durch

die Entwicklung von miniaturisierten

Sensoren, von denen MR-Sensoren ein

besonders vielversprechendes Beispiel

sind, vereinfacht.

Bilder: Aufmacher Fotolia, 03 BAM,

04 Levicron GmbH

www.sensitec.com

04 Lage der GMR-Sensoren für Zustandsüberwachung

an einer Hochfrequenzspindel

05 Lage des Sensors für die Erfassung einer

radialen Wellenauslenkung


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SENSOR+TEST 2015 I SPECIAL

Optische Charakterisierung von Oberflächen mithilfe interferometrischer Verfahren

Wilfried Bauer, Benjamin Erler

Die Forderung, kleine Toleranzen

in der Qualitätskontrolle zu

überprüfen, stellt eine Herausfor-derung

für die Messtechnik

dar: Neben der Genauigkeit muss

gleichzeitig sichergestellt sein,

dass der Sensor keine relevanten

Informationen übersieht. Deshalb

muss die gesamte Funktionsfläche

charakterisiert werden. Berührende

Messverfahren benötigen dazu

jedoch viel Zeit. Die bessere Wahl

sind optische Oberflächenmessgeräte,

die schnell eine komplette

Fläche charakterisieren.

Dr. rer. nat. Wilfried Bauer, Dipl.-Ing. Benjamin

Erler, beide Polytec GmbH

In der optischen Oberflächenmesstechnik

wirkt jedes Pixel einer Kamera als Sensor

– zwei Millionen Pixel bedeuten zwei Millionen

Messungen. Interferometrische Verfahren

bieten dabei eine hohe Messgenauigkeit

in vertikaler Richtung unabhängig

von der Messfläche, dem sogenannten

Gesichtsfeld. Daher bestimmt ein Weißlicht-Interferometer

z. B. Ebenheiten, Parallelitäten

oder flächige Stufen schnell und

zuverlässig. Im Folgenden stellen wir Ihnen

Ergebnisse von zwei verschiedenen Typen

von Weißlicht-Interferometern vor, nämlich

einen großflächig messenden Weißlicht-Interferometer

für Formmessungen und ein

Weißlicht-Interferometer-Mikroskop für

feine Strukturen. Das Mikroskop bestimmt

zusätzlich Texturparameter wie Rauheiten

oder Strukturparameter.

Flächenprofile vs. Linienprofile

Im Vergleich zu Linienmessungen liefern

Flächenmessungen etwa bei der Ebenheitsbestimmung

mehr Informationen.

Dadurch ist sichergestellt, dass sowohl der

höchste als auch der niedrigste Punkt berücksichtigt

und auch lokale Unebenheiten

sicher erfasst werden. Diese lokalen

Unebenheiten können zum Beispiel bei

Kontaktflächen zu lokalen Belastungen

führen, die wiederum die Lebensdauer

eines Bauteils beeinflussen. Bild 1 zeigt

eine solche Messung mit einem Weißlicht-

Interferometer, wobei die Farben die

Höheninformation repräsentieren.

Bei ringförmigen Oberflächen kann das

Instrument Kreisprofile erstellen. Bild 2

zeigt ein solches Profil, welches zwischen

den Kanten exakt in der Mitte verläuft und

eine Ebenheitsabweichung von ± 100 nm

aufweist, wobei die Ausrichtung an Ankerpunkten

bzw. Kantenlinien eine hohe

Reproduzierbarkeit gewährleistet. Dies gilt

natürlich auch, wenn zwei Flächen miteinander

in Beziehung gesetzt werden.

Betrachtet man die beiden Flächen getrennt,

so erkennt man, dass die untere

(äußere) Höhenunterschiede von einigen

µm aufweist und die obere (innere) 425 µm

höher liegende Fläche konisch ist (Bild 3).

Stufenhöhenmessungen zwischen zwei

Punkten weisen größere Schwankungen

auf, je nachdem welche Punkte auf den beiden

Flächen jeweils ausgewählt wurden.

Mithilfe der Flächenmessung können die

Schwerpunkte von beiden Flächen sowie

deren Parallelität bestimmt werden.

Bei einem sogenannten telezen trischen

Aufbau, wie er z. B. im TMS-100 oder TMS-

500 verwirklicht ist, treten keine Abschattierungen

auf. Dadurch ist es möglich, sehr

weit auseinander- oder tiefliegende Bodenflächen

zu charakterisieren. Ein Beispiel ist

die Messung einer leicht gewölbten 40 mm

tiefliegenden Oberfläche in einem Hohlzylinder,

die zudem noch schief liegt. Die

großflächig messenden Weißlicht-Interferometer

TMS-100 und TMS-500 von Polytec

haben einen Scanbereich von bis zu 70 mm,

um auch Flächen mit größeren Höhendifferenzen

charakterisieren zu können. Neben

01 Ebenheitsmessung einer Kontaktfläche

(gemessen mit TMS-100 TopMap

Metro.Lab)

02 Flächen- und Linienprofil einer

ringförmigen Fläche (gemessen mit

TMS-300 TopMap in.Line)

03 Details der Ringflächen.

Links: Flächenmessung mit einem

Taster; rechts: Flächenmes sung

mit einem Interferometer

24 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SPECIAL I SENSOR+TEST 2015

der Ebenheit und Parallelität bestimmen sie

damit auch Radien, Neigungswinkel und

laterale Abstände.

Die Beispiele zeigen, dass Sie mit einer

optischen Flächenmessung wesentlich mehr

Informationen gewinnen als mit traditionellen

taktilen Methoden. Das Beispiel einer

Münze in Bild 4 verdeutlicht dies: Hier ist

eine Flächenmessung mit einem Taster dargestellt,

bei der die Fläche aus Einzellinien

zusammengesetzt ist. Daneben sieht man

eine Flächenmessung mit einem Interferometer.

Die Tastermessung benötigt 30 Minuten,

die Flächenmessung weniger als eine.

Kurze Messzeiten sind gefordert

In der Qualitätssicherung spielen häufig

nicht nur Messzeiten, sondern auch Reproduzierbarkeit,

Rückführbarkeit und Vergleichbarkeit

eine große Rolle. Die Vergleichbarkeit

der Ergebnisse an verschiedenen

Standorten muss dabei unabhängig vom

Bediener gewährleistet sein. Auch sollten

die Messungen automatisierbar sein und

dies nicht nur für Routinemessungen,

sondern auch für die Integration in die Fertigungslinie.

Das folgende Beispiel einer Messung

an kleinen Rädern soll dies erläutern:

Um die Taktrate zu erhöhen, werden

mehrere Räder im Gesichtsfeld platziert

und gleichzeitig vermessen (Bild 5). Die

Ersteinrichtung wird an einem Bauteil vorgenommen

und Messablauf und Auswerte-

Algorithmen festgelegt. Gleichzeitig erkennt

der Sensor auch die Form des Erstbauteils

und anhand dieser Informationen erkennt

und vermisst er automatisch die anderen

Bauteile. Im vorliegenden Fall dauerte diese

Ersteinrichtung weniger als zwei Minuten.

Diese kann gespeichert werden und steht

dann benutzerunabhängig für alle folgenden

Messungen zur Verfügung.

Nach der Messung werden die Ergebnisse

entweder exportiert oder als Gut-/Schlecht-

Tabelle angezeigt. Wenn gewünscht, können

schlechte Teile noch einmal in Augenschein

genommen werden (Bild 6).

Auch wenn die optionale Formerkennung

nicht vorhanden ist, können Messung

und Auswertung festgelegt und abgerufen

werden. Damit sind benutzer- und ortsunabhängige

Ergebnisse erzielbar.

Bisher werden vornehmlich taktile

Metho den für die Oberflächenmessungen

eingesetzt. Daher beziehen sich fast alle

internationalen Normen auf taktile Messungen.

Mittlerweile finden optische Messinstrumente

eine wachsende Verbreitung.

Daher ist es nur konsequent, dass die internationale

Normung die Flächenmessung

und -auswertung beachtet und die optischen

Messmethoden einbezieht.

Wie die Beispiele zeigen, messen Weißlicht-Interferometer

mit einer großen Präzision.

Die Auflösungen (kleinste trennbare

Stufenhöhe) liegen im Subnanometer­

Bereich, Texturparameter wie Rauheiten,

Ebenheiten oder Stufenhöhen können mit

nm-Genauigkeiten bestimmt werden.

www.polytec.de

04 Vergleich einer taktilen mit einer

optischen Messung (TMS-100 TopMap

Metro.Lab) am Beispiel einer Münze

05 Gleichzeitige Messung von mehreren

Rädchen; das umrahmte Rädchen wurde

zum Einrichten verwendet (Messung mit

TMS-500 TopMap)

06 Eine in Augenschein genommene

Einzelmessung

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SENSOR+TEST 2015 I SPECIAL

Messtechnik für Messtechnik

Externes Messsystem sorgt für die zuverlässige Prozessüberwachung in der Stahlindustrie

Produkte, beispielsweise Fein- oder Grobbleche,

gewährleistet werden kann.

Überwachen, analysieren und

archivieren

Andreas Quick

Damit hochwertige Stahlprodukte

den strengen Spezifikationen

entsprechen, messen Dickenmessanlagen

für Kaltwalz-, Warmwalzund

andere Fertigungsstraßen

online in Echtzeit den Produktionsprozess.

In Kombination mit einem

anlagenübergreifenden Messsystem

werden neben den messanlagenspezifischen

Parametern auch

Prozess-, Maschinen-, Anlagenund

Qualitätsdaten ermittelt und

über Langzeitarchivierung

dauerhaft sichtbar gemacht.

Dr.-Ing. Andreas Quick ist Produktmanagement-

Leiter bei der iba AG in Fürth

Die stetig steigenden Qualitätsanforderungen

und die strengen Fertigungstoleranzen

in der produzierenden Industrie

erfordern ein umfassendes System zur

Qualitätssicherung sowie zur Aufzeichnung

der Produktdaten für die lückenlose Rückverfolgung.

Der Herstellungsprozess muss

dafür so beschaffen sein, dass er nicht nur

die individuellen Kundenanforderungen

berücksichtigt, sondern eine geeignete

Messtechnik zur Prozessüberwachung und

Produktkontrolle in den Produktionsanlagen

etabliert ist. Auf den Herstellungsprozess

von Metallblechen beispielsweise wirkt eine

Vielzahl unterschiedlicher Einflussgrößen

– physikalische Komponenten sowie auch

Faktoren, die ihren Ursprung in der Maschine

selbst haben oder aus dem Prozess

heraus entstehen. Um diese Wirkungszusammenhänge

für eine qualitätsorientierte

Fertigung sicherzustellen, muss der Anlagenbetreiber

genaue Kenntnis über die Maschinen-,

Prozess-, Material- und Produktdaten

erhalten und diese auch langfristig archivieren

können. Nur so kann er die einzelnen

Prozessparameter überwachen, bei Nichteinhaltung

vorgegebener Toleranzwerte

oder beim Auftreten von Fehlern gezielte

Maßnahmen zur rechtzeitigen Abstellung

einleiten, damit letztlich die Produktqualität

und vollständige Rückverfolgbarkeit der

Die Thermo Scientific Messanlage besteht

aus der Messmechanik mit Detektoren,

dem Messstellenrechner, einer Visualisierungsstation

und dem Langzeitarchiv. Für

die Langzeitarchivierung der Messdaten

und die übergreifende Prozess- und Qualitätsdatenanalyse

wird das System der Iba

AG aus Fürth eingesetzt. „Wenn der Anlagenbetreiber

noch weitere Parameter zur

Dicken- und Profilmessung hinzunimmt,

Daten aus der Regelung in die Messung integriert

werden oder Daten von mehreren

Messanlagen gleichzeitig ausgewertet werden,

behält man mit diesem System den

Überblick“, erklärt Gerald Schöppner, Leiter

Software Entwicklung bei Thermo Fisher

Scientific. Das Iba-System ist ein PC-basiertes

herstellerneutrales System, das den Produktionsprozess

an mehreren Stellen isochron

überwacht, analysiert und die Daten

archiviert, um mehrere Prozesskomponenten

zueinander in Beziehung zu setzen. Somit

kann das Verhalten komplexer und

schneller Prozesse sowie heterogener Automatisierungssysteme

analysiert und optimiert

werden.

Optimierter Materialeinsatz

und Produktionsprozesses

Die Funktionsweise der Dicken- und Profilmessung

wird am Beispiel einer Warmbreitbandstraße

für die Stahlblechherstellung

deutlich. Der C-Bügel kann für eine

Bandbreite bis zu 2 200 mm und mehr

ausgelegt werden und verfügt über ein

Halb leiterdetektoren-Array mit einer hohen

Profilauflösung und Genauigkeit. Gemessen

werden neben dem Banddicken-Querprofil

weitere Parameter wie das Temperatur

profil, die Bandbreite und Bandgeschwindigkeit,

Grate und Rillen sowie die

Kantenform (edge drop). „Der Vorteil ist,

dass unsere Messanlagen online und in

Echtzeit die Absolutdicke und die Abweichung

vom Dickensollwert generieren“, so

Gerald Schöppner. Mit der Online-Messung

kann der Anwender den Rohmaterialeinsatz

und gleichzeitig den Produktionsprozess

optimieren. Auf diese Weise vermindert

sich der Ausschuss, die Produktqualität

kann verbessert und nachgewiesen werden.

26 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


„Die Dicken- und Profilprüfung ist für den

Prozess unbedingt erforderlich“, erklärt

Gerald Schöppner. Im Stahl- und Aluminiumblechwalzprozess

werden die Messdaten

von den Zwischenstichen genutzt,

um das Walzmodell zu optimieren. Beim

letzten Stich geht es um die Qualität des

Produkts – darum, dass die vom Anwender

bestellten Parameter für das gewalzte Band

erfüllt sind.

Die Fülle an Daten beherrschen

Die am C-Bügel aufgenommenen Messsignale

werden an die Bedienstation übertragen

und auf dem Monitor als Quer- und

Längsprofil grafisch angezeigt. „Die in unserer

Messanlage berechneten Messwerte

werden über eine Schnittstelle an das Iba-

System übertragen“, bestätigt Gerald

Schöppner. Diese Werte werden von dem

Datenaufzeichnungssystem IbaPDA aufgezeichnet.

Es nimmt zudem noch andere

messsystemrelevante Einflussgrößen wie

die Temperatur am Messkopf, die Materialtemperatur

oder Randspuren auf. Auch

Daten aus der Anlagenautomatisierung, die

der Anlagenbetreiber zur Prozessanalyse

benötigt, können einfach integriert werden.

„Diese Fülle an Messdaten kann sowohl für

den Prozessingenieur zur Wartung und

Instandhaltung der Anlage interessant sein

als auch für die Qualitätskontrolle am Ende

der Produktionslinie“, ergänzt der Leiter

Software Entwicklung. „Hier kommt der

Vorteil des Datenaufzeichnungssystems

zum Tragen: die breite Konnektivität zu den

verwendeten unterschiedlichen Automatisierungen

inklusive der verschiedenen

Erfassungsmethoden für heterogene Anlagenkomponenten.

Letztlich kann Iba an

jedes Automatisierungssystem angeschlossen

werden.“

Langzeitanalysen zeigen

Korrelationen auf

Die Thermo Scientific Messanlagen nutzen

das System zur Datenaufzeichnung, Analyse

und Reporterstellung. Die Messwerte und

Anlagenzustände werden in Messdateien

(s. g. DAT-Files) aufgezeichnet und mit dem

Analyseinstrument IbaAnalyzer dargestellt.

Für die Erstellung der Messdateien gibt es

verschiedene Möglichkeiten zum Beispiel

über Profibus mit dem Profibus-Sniffer

IbaBM-DPM-S. Mit ihm können bis zu

512 Analog- und 512 Digitalsignale pro

Millisekunde mitgelesen werden. Weder

der Profibus noch die Steuerung werden

zusätzlich belastet, da das Gerät selbst kein

aktiver Teilnehmer am Bus ist. Mit dem Iba-

Interface Generic TCP/IP lassen sich Daten

einfach und flexibel über eine Ethernet-

Verbindung von der Messanlage zum

Datenaufzeichnungssystem IbaPDA übertragen

und in Messdateien speichern. Bei

einigen Messanlagen mit sehr großen

Datenmengen erfolgt die Übertragung der

Messdaten zum IbaPDA-System via Ankopplung

über Reflective Memory.

Umfangreiches Reporting

Da alle gemessenen Daten als Iba-DAT-Files

archiviert werden, können jederzeit detaillierte

Analysen durchgeführt werden. Nach

Extraktion wesentlicher Parameter in das

datenbankgestützte Auswertesystem stehen

mithilfe der Analysesoftware Funktionali-

CDS4000

Strom-

Sensoren.

Die neueste AMR-Generation.

Messbereiche bis 450 A bei bis zu 65 % geringerem

Volumen verglichen mit herkömmlichen

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Hohe Bandbreite bis zu 750 kHz (-3 dB) und

schnelle Antwortzeiten von bis zu 0,5 µs bei

einer herausragenden Gesamtgenauigkeit von

0,8 %.

Typische Einsatzgebiete :

• Solarwechselrichter

• Frequenzumrichter und Servoantriebe

• Variable AC-Antriebe

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01 Sondenbügel an einer Warmbreitbandstraße: Im oberen Bügelarm befinden

sich die beiden Röntgenquellen, das Detektor-Array liegt im unteren Bügelarm

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SENSOR+TEST 2015 I SPECIAL

täten wie umfangreiche Reporting-Werkzeuge

mit Tages-, Wochen- und Monatsberichten

sowie erweiterte Trending-Funktionalitäten

zur Verfügung. Der Leiter Software

Entwicklung erläutert: „Speziell die Anforderungen

an die Rückverfolgbarkeit von Industrieprodukten

sind mit dem System aufgrund

der komfortablen Langzeitanalysen

leicht zu realisieren.“ Der leistungsfähige Reportgenerator

erlaubt das Erstellen maßgeschneiderter

Analyseberichte. Die Ergebnisse

werden als Ausdruck oder als Dokumentdatei

(pdf, jpg etc.) ausgegeben. „Somit stehen

die Messdaten langfristig zur Verfügung

und dienen der Qualitätskontrolle und Produktfreigabe“,

bestätigt Gerald Schöppner.

Da Basisdaten aus dem Prozess umfassend

in das Qualitätsmanagement integriert werden

können, werden Zusammenhänge einzelner

Messgrößen so erst sichtbar. „Einige

unserer Kunden haben Iba bereits installiert

und möchten an ihr vorhandenes System

unsere Messanlage mitankoppeln“, so Gerald

Schöppner. „Dies ist mit den verfügbaren

Übertragungsmethoden leicht möglich.“ Ziel

der Anwender ist es, aussagekräftige Kennwerte

aller relevanten Maschinen-, Prozess-,

Material- und Qualitätsdaten zu bekommen

und signifikante Korrelationen zwischen

diesen Daten zu erkennen.

System-Einsatz im Prüffeld

Das Iba-System wird bei dem Erlangener

Unternehmen nicht nur online in den

02 Architektur und Messgrößen der

Thermo Scientific Messanlage Siporo

Industrieanwendungen eingesetzt. Zusätzlich

wird die Messtechnik im eigenen Prüffeld

und bei der Inbetriebnahme der Messanlagen

beim Anwender vor Ort genutzt.

„Alle unsere Messsysteme werden bei uns

am Standort zusammengebaut und dann im

Prüffeld auf ihre Spezifikationen und Funktionen

hin getestet. Die Anlagen werden

komplett aufgebaut und geprüft“, so Gerald

Schöppner. Das System auch im Prüffeld

einzusetzen, hatte zum Ziel, die Prüfung zu

automatisieren. Die Prüfer können direkt

mit IbaPDA aufzeichnen, über den Ana lyzer

automatisch Reports generieren und damit

das Prüfprotokoll erstellen. Ohne das System

wurden die Messwerte bisher über den

Messstellenrechner ausgegeben und anschließend

mit einem Terminal- Programm

aufgezeichnet und in ein Text-Format gebracht.

„Diese Vorgehensweise variierte von

Anlage zu Anlage. Nun aber können wir

standardisiert über einen Trigger festlegen,

welche Werte zu welchem Zeitpunkt aufgezeichnet

werden sollen“, ergänzt der Leiter

Software Entwicklung. Über ausgewählte

System-Variablen wird ein Trigger-Signal an

das PDA-System geschickt, mit dem die Messung

gestartet wird. Hat der Prüfer alle Einstellungen

der Messanlage vorgenommen

und mechanische Vorgaben erfüllt, wie etwa

ein bestimmtes Muster in die Messanlage

eingefügt, startet er auf der Bedienstation die

Prüfung und damit die Aufzeichnung mit

Iba. Durch Anpassung des Technostrings

können die Messdateien den unterschiedlichen

Tests eindeutig zugeordnet werden.

Sicherheit und Transparenz

im Produktionsprozess

Bei der Inbetriebnahme der Messanlage beim

Anwender vor Ort nutzt das Servicepersonal

von Thermo Fisher Scientific ebenfalls die

Messtechnik von Iba. Wie im Prüffeld werden

sämtliche technische Daten und die Funktionalität

der Anlage erneut überprüft. „Es werden

die gleichen Tests gemacht wie im Prüffeld,

damit man die Ergebnisse vergleichen

kann und letztendlich dem Anwender vorlegen

kann, dass alles passt“, so Schöppner.

Auch bei der Inbetriebnahme führt die Analyse

zu einer Automatisierung und Standardisierung

und damit zu einer effizienteren

Inbetriebsetzung. Auch Jahre nach Inbetriebnahme

der Anlage besteht die Möglichkeit,

erneut standardisierte Tests durchzuführen,

um Veränderungen verfolgen zu können.

Das sorgt für Sicherheit und Transparenz im

kompletten Produktionsprozess.

Fotos: Aufmacher Fotolia, Sonstige: iba AG

www.iba-ag.com

03 Analyse der Messergebnisse

einer Sipro-Messanlage mit ibaAnalyzer

28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Sensor+Test 2015

Induktive Wegaufnehmer

mit integrierter Elektronik

Der optimierte und umweltfreundliche

Wegaufnehmer

von der Firma

A.B. Jödden wertet die

Induktivitätsänderung

aus, die durch axiale Verschiebung

eines Mu-Metallkerns

hervorgerufen wird. Die Speise- und

Auswerteelektronik ist im nur 10 mm dicken

induktiven Wegaufnehmer der Firma Schreiber

Messtechnik integriert. Mit der Betriebsspannung

von 24 V DC benötigen die neuen Wegaufnehmer

einen geringen Betriebsstrom von

10 mA und liefern ein normiertes Ausgangssignal

von 0 bis 10 V DC. Mit diesen Parametern

wird auch der Einsatz in mobilen Systemen

ermöglicht. Ein integrierter Mikrocontroller

wertet die axiale Verschiebung des Mu-Metallkerns

aus. Die induktiven Wegaufnehmer

messen Wege bis zu 20 Millimeter mit hoher

Auflösung. Die vergossene Bauweise (IP68)

erlaubt den Einsatz der Sensoren auch bei

extremen Umweltbedingungen wie Ölnebel,

Regen, Staub sowie bei hohen Schock- und

Vibrationsbelastungen.

www.abjoedden.de

Scanner für akustische Lecks

Akustische Lecks mindern den Komfort von

Fahrzeugen, Gebäuden und anderen Objekten.

Mit dem Handheld-Gerät von ADM Messtechnik

wird das Messobjekt aus geringer Entfernung

akustisch und optisch

gescannt. Ein Tablet-

PC zeigt das Frequenzspektrum

sowie den

Schallpegel und gibt

das fokussierte Geräusch

auf einen Kopfhörer.

Ein Bandpass-

Filter begrenzt die Suche auf störende Frequenzen

wie Brummen, Quietschen, Klappern, selbst

wenn diese durch andere Geräusche überlagert

sind. Die Schallsignale und Videobilder des Messobjektes

können aufgezeichnet und am PC wiedergeben

und analysiert werden. Spektren von

mehreren Positionen lassen sich vergleichen,

Maximalpegel in einem Frequenzband suchen

oder ein Spektrogramm der gesamten Messung

darstellen. Die störende Geräuschquelle wird

dann anhand des Videobilds identifiziert.

64-Kanal Sensor-Messbox

für USB und Wifi

An die Messbox Cebo-MSA64

von Alldaq können bis

zu 64 resistive (potenziome

trische)

Sensoren angeschlossen

werden,

aber auch eine Verbindung

mit temperaturabhängigen

Wider-ständen (NTC, PTC),

lichtabhängigen Wider-ständen (Fotowiderstand,

LDR), Dehnmessstreifen oder anderen

resistive Sensoren ist denkbar. Die Abtastrate

ist einstellbar und beträgt bis zu 12 800 Sensoren/s

(200 Frames/s bei 64 Sensoren). Zusätzlich

sind vier analoge Eingänge vorhanden,

die zusammen mit den Sensoren abgetastet

werden können. Durch eine Mehrpunkt-

Kalibrierung für jeden einzelnen Sensor und

die digitale Einstellbarkeit des Messbereichs

können verschiedene Sensortypen oder

Sensoren unterschiedlicher Empfindlichkeit

verwendet werden. Eine Java-API zur Echtzeit-

Einbindung der Messdaten in eigener Software

ist ebenfalls verfügbar, ebenso Treiber und API

für Windows, Linux und Mac OS X. Die mitgelieferte

Software CebomsaLab (nur für Windows)

ermöglicht eine Visualisierung der Messergebnisse

und die Ausgabe in Textdateien zur

Offline-Weiterverarbeitung.

www.alldaq.com

Wireless-Datenlogger

für die Umwelttechnik

Einen kompakten Handheld-Datenlogger für

die drahtlose Übertragung von Daten präsentiert

Althen. Der GL100-WL kann Messdaten über

Peer-to-Peer-, LAN- oder WAN-Verbindungen

an Mobilgeräte oder PCs übertragen. Von besonderem

Vorteil ist dies beim Einsatz außerhalb

von Gebäuden, etwa in landwirtschaftlichen

und Photovoltaik-Anlagen oder anderen Applikationen

im Bereich der Umwelttechnik. Die

gezielte Überwachung der Wachstumsbedingungen

in der Landwirtschaft unterstützt

Petitlogger GL100-WL durch seine Sensormodule

für Temperatur und Feuchtigkeit, Kohlendioxidgehalt

sowie Beleuchtungs- und UV-

Stärke. Für die Auswertung dieser Messgrößen

auf dem Endgerät bietet der Hersteller eine

spezielle Software an.

Schnell.

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

exakte, individuelle und günstige Gerätevarianten im Bereich

von –50 °C bis +3000 °C interessieren? Oder für Infrarotkameras?

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Wie Sie es auch drehen und wenden:

Unsere berührungslos messenden

Infrarot-Thermometer realisieren bis

zu 1000 Messungen pro Sekunde.

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uns in Halle 12,

Stand 148.

www.adm-messtechnik.de

www.althen.de

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Technology


Sensor+Test 2015

Embedded-Gerät für die Schall- und

Schwingungsmesstechnik konzipiert

Mit der Embedded-Lösung DT 7837,

konzipiert für die Schall- und Schwingungsmesstechnik,

bietet das Unternehmen

Data Translation eine neue

Generation ARM-basierter, autonomer

Messgeräte. Das Modul verfügt über

eine 24 Bit Messtechnik sowie einen ARM-Cortex-A8-Prozessor

mit 2 GB Flash-Speicher, eine USB-, Ethernet- und RS232 -Schnittstelle

und einen SD-Kartenslot. Damit lässt es sich unabhängig

von einem PC einsetzen und macht Akustik- und Vibrationsmessungen

deutlich kompakter und flexibler. Vier 24-Bit-A/D-

Eingänge mit zuschaltbarer IEPE-Sensorspeisung erlauben eine

simultane Datenerfassung mit jeweils 102,4 kS/s. Die Messwerte

können onboard in Echtzeit weiter verarbeitet werden. Ein 24-Bit-

Ausgang, ein Tacho-Input sowie jeweils acht digitale Ein- und

Ausgänge, Counter/Timer und verschiedene Triggerfunktionen

vervollständigen das Modul. Alle Funktionen werden von übersichtlichen

APIs unterstützt, die die Entwicklung eigener

Embedded-Applikationen vereinfachen.

www.datatranslation.de

Schnelle Drucktaupunktmessung

Das tragbare Hygrometer MDM50 von Michell ermöglicht schnelle

Taupunktmessungen für Druckluft. Die T95 von Sättigung auf

- 35 °C Drucktaupunkt liegt bei < 5 min. Das zentrale Element sind

neuartige Polymer-Sensorelemente, die Langzeitstabilität und

Resistenz gegenüber vielen Chemikalien bieten. Dazu kommen

ein integrierter Partikelfilter und ein Gehäuse, das bei geschlossenem

Deckel Schutzart Nema 6 (IP68) hat. Das Gerät enthält

ein komplettes Probenahmesystem mit Filtration und Durchflussregelung.

Das Messgas wird einfach über die Schnell-Kupplung

oder Swagelok-Verschraubung angeschlossen

und das Gerät eingeschaltet. Das Hygrometer

ist für den Messbereich von - 50

bis + 20 °C Taupunkt optimiert (Anzeigebereich

- 60/+ 60 °C Taupunkt) und ist 16 h

lang betriebsbereit. Typische Anwendungen

sind die Taupunktmessung in Druckluft-

Trocknern und die Feuchtemessung

in medizinischen Gasen, an Kunststoff-Trocknungsanlagen

und zur

Qualitätsüberwachung von

Instrumentenluft.

www.michell.de

Widerstandsthermometer

Thermoelemente

Mantelfühler

Präzisionssensoren

Kundenspezifische

Sonderanfertigungen

Komponenten und

Zubehörteile

Sensorsystem für exakte Positionsbestimmung

von Flurförderzeugen

Der Spezialist für Indoor Lokalisierungs-Systeme Quantitec geht

mit einem der größten Hersteller von Gabelstaplern, dem Unternehmen

Linde Material Handling, eine strategische Partnerschaft

ein. Der Staplerhersteller evaluiert ob, seine Flurförderzeuge künftig

mit dem von Quantitec entwickelten Inertial-Sensorsystem IntraNav

ausgestattet werden sollen. Das System ermöglicht eine zentimetergenaue Lokalisierung von Flurförderzeugen.

Dazu werden die winzigen Sensoren auf den Staplern angebracht, wobei vier Sender eine

„Indoor GPS-Zelle“ bilden, in der die exakte Positionsbestimmung der ausgerüsteten Fahrzeuge erfolgt.

Das System erlaubt Ortung und Navigation mit einem nahtlosen Indoor-Outdoor-Übergang

selbst über große Flächen hinweg. Zur Analyse der Datenmengen kooperiert das Unternehmen mit

Amazon Web Services und stellt damit eine skalierbare IoT Cloud-Plattform zur Verfügung. Der offizielle

IntraNav Product-Launch erfolgt auf der Messe „Sensor+Test“ im Mai 2015.

www.quantitec.de

Der Spezialist für

Temperaturmesstechnik

Gewerbepark 6, D-98716 Geraberg

Tel. +49 (0) 3677 / 79 56-0

Fax +49 (0) 3677 / 79 56 25

E-Mail info@electrotherm.de

www.electrotherm.de

Wir stellen aus: Halle 12 Stand 12-284

Sensoren für das „Internet of Things“

Rutronik präsentiert unter dem Motto „Rutronik Smart“ eine breite Palette an MEMS, magnetischen

und optischen Sensoren führender Hersteller wie Bosch Sensortec, STMicroelectronics, Panasonic,

Micronas, Infineon, Vishay und Omron. „Rutronik Smart“ ist das gebündelte Angebot aus ausgewählten

Sensoren, Wireless-Komponenten, Mikrocontrollern, Powermanagement und Sicherheitslösungen

sowie Software und Services für Geräte innerhalb des Internet of Things. Auf der Messe Sensor+Test

stehen Sensoren für das Environmental Sensing sowie HMI-Lösungen im Fokus. Eines der Highlightprodukte

ist die integrierte Sensoreinheit BME280 von Bosch Sensortec für die schnelle und präzise

Messung von Druck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur in einem Gehäuse. Die 2,5 × 2,5 × 0,93 mm große

Einheit ist für Anwendungen wie z. B.Indoor-Navigation, Smart Home u.v.m. konzipiert.

www.rutronik.com

30 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015

Electrotherm.indd 1 16.04.2015 14:18:40


Ladungsverstärker-Modul für direkte

Integration piezoelektrischer Sensoren

Mit dem ein- und vierkanaligen 24-Bit-Ladungs -

verstärker-Einschub 5171A bietet das Unternehmen

Kistler die Möglichkeit, bei der Integration

von piezoelektrischer Kraft sowie

Druck- oder Beschleunigungssensoren in

NI CompactRio-Anwendungen auf Zusatzgeräte

zu verzichten. Dies vereinfacht die

Verkabelung sowie Konfiguration und führt

nicht zuletzt auch zu einer höheren Signalqualität.

Messbereiche von ± 1 000 bis ± 1 000 000 pC erlauben die

hochauflösende Erfassung von Signalen unterschiedlicher Höhen.

Je nach Ladungsbereich können Signale bis zu 20 kHz bei einer

Sample-Rate bis zu 50,78 kSps erfasst werden.

Besuchen Sie uns in

Halle 12, Stand 222

www.kistler.com

Analysator zum Nachweis von Stickoxiden

Die Chemilumineszenz-Detektoren von Knestel werden individuell

auf Anwender-Anforderungen abgestimmt und entsprechend gefertigt.

Dabei erlaubt das CLDflex-Konzept die Auswahl ausschließlich

der Komponenten, welche für die Messaufgabe benötigt werden.

Verfügbar sind ein- sowie zwei-kanalige Reaktionskammern

mit unterschiedlichen Messbereichen und Nachweisgrenzen. Neben

der Reaktionskammer bilden Ozonator und Ozonzerstörer die

Grundfunktionen. Ferner können zusätzliche Funktionen wie

ein NO x

-Konverter zur Reduktion von höherwertigen Stickoxiden,

Leitungsführungen in Schlauch oder Edelstahlverrohung,

Heizungen oder Ausgangskarten

und Kommunikationsprotokolle konfiguriert

und kombiniert werden. Die Geräte

sind für Rohgas-Messungen auf 191 °C beheizbar.

Optional kann das Gerät um eine

NDIR-Messbank zur Detektion weiterer Gase

erweitert werden. Chemilumineszenz basiert

auf der chemischen Reaktion von Stickstoffmonoxid und Ozon zu

Stickstoffdioxid. Dabei wird in der Reaktionsphase Licht emittiert.

www.knestel.de

Strahlungsthermometer &

Line Scanner zur Qualitätssicherung

Präzise, langzeitstabile,

berührungslose Temperaturmessung

HEITRONICS Infrarot Messtechnik GmbH

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Heitronics.indd 1 20.04.2015 08:05:41

Drucksensor für industrielle

Niederdruckanwendungen

Kavlico Pressure Sensors, eine Marke der Custom

Sensors & Technologies (CST), startet den Ver -

trieb des keramisch-kapazitiven Niederdruck-

Sensors P1A. Er misst von Vakuum bis 16 bar

und erreicht mit seiner keramisch-kapazitiven

Technologie gute Langfrist-Leistungswerte für

Stabilität, Präzision und Überdrucksicherheit. Der P1A kann

mit verschiedenen analogen und elektrischen Ausgängen ausgerüstet

und mit standardisierten Druckanschlüssen versehen

werden. Die internen Dichtungen des Messfühlers werden je

nach Anwenderspezifikation gestaltet. Der Sensor eignet sich für

Industriemaschinen, Abfall- und Abwasser-Management, medizinische

Geräte, industrielle OEM-Anwendungen sowie pneumatische

oder Vakuum-aktivierte Anwendungen und Maschinen.

www.kavlico.de


Sensor+Test 2015

Profitable Sensorlösung für Hersteller

von Verpackungsmaschinen

Die auf der Dehnungsmessstreifen-Technologie basierenden

Sensorkonzepte des Unternehmens HBM unterstützen Hersteller

von Verpackungsmaschinen. Dadurch werden günstigere Komponentenkosten,

hohe Präzision und

Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht.

Neue digitale Wägezellen

wie die FIT7A sind eine Alternative

zu Sensoren basierend auf elektromagnetischer

Kraftkompensation

(EMK). Mit einem bis zu 60 % günstigeren

Preis als die bislang häufig eingesetzten EMK-Sensoren

sorgen die DMS-basierten Wägezellen für die Entwicklung neuer

Maschinentypen und Marktsegmente.

www.hbm.com

Kraftsensor für kleine Nennkräfte

Mit der Kraftsensor-Baureihe KA-LF von A.S.T. können kleine

Druck- und Zugkräfte im Bereich von 2,5 bis 100 N mit hoher

Genauigkeit gemessen werden. Der Verformungskörper aus

Edelstahl verfügt über einen integrierten Überlastschutz mit

einer Bruchkraft von 500 bis 1 000 % Fnom. Zur Erfassung der

Kräfte kommen Dünnfilm-DMS zum Einsatz. Die Kraftsensoren

sind mit DMS-Ausgang oder mit integriertem Verstärker

mit einem Ausgangssignal von 4 - 20 mA ausführbar. Der Verformungskörper

und der integrierte Verstärker sind in einem

Aluminiumgehäuse untergebracht,

womit Schutzgrad IP42 erreicht wird.

Zur Einleitung von Druckkräften

und Zugkräften stehen entsprechende

Kalotten und Krafteinleitungsteile

zur Verfügung.

www.ast.de

Kompakter und flexibler Controller für raue Umgebungen

National Instruments stellt den neuen CompactDAQ-Controller

mit acht Steckplätzen vor und erweitert so das Angebot für Anwendungen

mit hoher Kanalanzahl in rauen Umgebungen. Durch

Integration von Prozessor, Signalkonditionierung und I/O in ein

einziges CompactDAQ-System können Anwender die Gesamtkosten

und Komplexität von Systemen reduzieren

und zugleich die Messgenauigkeit erhöhen. Integrierte

Messsysteme verringern die Zahl der erforderlichen

Komponenten, Verbindungen und

Verkabelung, die häufig zu Rauschen führen und

zusätzliche Kosten verursachen. Sowohl die Controller mit vier als

auch mit acht Steckplätzen verfügen über einen Intel Atom Dual-

Core-Prozessor, der Windows Embedded 7 oder NI Linux Real-Time

unterstützt. Durch diese standardisierten Betriebssysteme lässt

sich in Kombination mit der Systemdesignsoftware

LabVIEW bestehender Programmcode mühelos

von vorhandenen Messsystemen auf die neuen

Controller übertragen.

www.ni.com

4-Kanal-Ausgangsmodul sorgt für mehr

Flexibilität im Automatisierungsbereich

Für das Mess-, Regel- und Automatisierungssystem mTron T

von Jumo gibt es ein neues Ausgangsmodul mit vier universellen

analogen Ausgängen für Strom oder Spannung. Diese können auf

die Signale 0 - 10 V/2 - 10 V/0 - 20 mA/4 - 20 mA konfiguriert werden.

Die Kanäle sind galvanisch getrennt, jeder Ausgang kann separat

eingestellt werden. Auch das Ausgangsverhalten im Fehlerfall ist

frei definier- und konfigurierbar. Zur Einstellung des Systems kann

die Software oder das Multifunktionspanel genutzt werden. Für

die Konfigurierung und die Anpassung der Parameter sind keine

Programmierkenntnisse erforderlich, da diese Einstellungen über

ein Setup-Programm mit integrierter

Hardware-Erkennung vorgenommen

werden können. In Verbindung

mit dem Multifunktionspanel

mTron T HMI 840 (Typ

705060) können viele Parameter

des Systems auch über vorkonfigurierte

Bedienmasken ausgewählt

und verändert werden.

www.jumo.net

Feuchtesensor mit einer integrierten

Signalverarbeitung

Die digitalen OEM-Sensoren HTU21 von

Amsys sind eine miniaturisierte Kombination

einer kapazitiven Messzelle mit

einem integrierten Temperaturfühler. Die

Messzelle arbeitet mit einem dielektrischen

Polymerfilm, der sich zwischen zwei

Elektroden befindet und feuchtigkeitsempfindlich

ist. Der Temperatursensor wird mit

einer integrierten Bandgap-Schaltung realisiert. Die Sensoren

sind optional auch mit PTFE-Filter verfügbar. Mit der Kombination

Feuchtigkeits- und Temperatursensor können in einem

nachfolgenden Prozessor sowohl der Taupunkt als auch die absolute

Feuchte berechnet werden. Die Sensoren werden in einem

(Reflow-)lötbaren 3 × 3 mm DFN-Chipgehäuse mit 0,9 mm Höhe

angeboten. Damit eignet sich der Sensor für Serienanwendungen

mit größeren Stückzahlen und beschränktem Bauraum. Die Sensoren

eignen sich zur Kontrolle der Feuchte/Temperatur in elektrischen

Geräten, andererseits können damit Feuchtigkeits- und

Temperaturtransmitter hergestellt werden.

www.amsys.de

32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Flexibler Stromwandler, konzipiert

für unterbrechungsfreie Messungen

EtherCAT-basierte Messmodule für

Anwendungen mit vielen Messsignalen

Signal Concept hat robuste Wandler entwickelt,

die in einem Temperaturbereich von - 20 bis

+ 55 °C einsetzbar sind. Sie ermöglichen ein

unterbrechungsfreies Messen von Strömen in

Leitern beliebiger Geometrie. Kombiniert mit

frequenzselektiven Messgeräten sind sie zur

frequenzselektiven Bestimmung von Wechselströmen

im Bereich von etwa 20 bis etwa 100 kHz geeignet. Hierdurch

kön nen kleine Signalströme im Beisein großer Störamplituden

genau gemessen werden. Zudem kann damit ein großer Amplitudenbereich

von wenigen Milliampere

bis zu über 20 A abgedeckt

werden. Gefertigt werden

die Wandler in der Standardlänge

von 750 mm wie auch in

verschiedenen anwenderspezifischen

Längen. Der Durchmesser,

ebenfalls auf Wunsch anpassbar,

beträgt ca. 18 mm.

www.signalconcept.de

AMSYS

Mit ihren EtherCAT-basierten

Messmodulen bietet CSM auch

Messtechnik für Anwendungen

mit vielen Messsignalen und hohen

Messdatenraten an. Der für diese Messmodulserie entwickelte

Protokollumsetzer XCP-Gateway verbindet die bislang von

Prüfstandsanwendungen bekannte EtherCAT-Welt mit dem

weit verbreiteten Standard XCP on Ethernet. Dadurch kann auch

Standard-Software genutzt werden, die in mobilen Fahrversuchen

verwendet wird. XCP-Gateway ermöglicht die Messdatenerfassung

via EtherCAT mit einer

HOCHGENAUE

NIEDERDRUCKSENSOREN

www.amsys.de

Anzeige

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Synchronisierung aller Messsignale

und setzt diese Daten

in das Protokoll XCP on Ethernet

um. Mit der Technologie

des XCP-Gateway wird eine

Genauigkeit der Zeitstempel

der Messsignale von 1 µs

erreicht.

www.csm.de

Vielseitige Feuchte- und

Temperatursensoren-Serie

Eigensichere Messumformer für den

Einsatz in explosiver Umgebung

Amsys.indd 1 08.04.2015 10:19:09

Die Sensor-Serie SHT3x von Senisirion bietet

Feuchte- und Temperatursensoren mit unterschiedlichen

Genauigkeitsstufen und Features. Für sie wurden

die Stärken der SHT1x-, der SHT2x- und der SHTC1-Serien

verbunden. Dazu verfügt die Serie über eine vom Nutzer

programmierbare Alarmfunktion, wodurch die Sensoren als

Feuchte- und Temperaturwächter eingesetzt werden können.

Eine besondere Neuheit ist ein analoger ratiometrischer

Spannungsausgang. Es handelt sich dabei um den ersten vollkalibrierten

und linearen Digital/Analog-Feuchte- und Temperatursensor.

Die Serie bietet als Schnittstellen I2C und Voltage Out, der

Betriebsspannungsbereich liegt zwischen 2,4 und 5,5 V. Das neue

Modell basiert auf der CMOSens-Technologie, die eine geringe

Grundfläche von 2,5 × 2,5 mm und eine Höhe von 0,9 mm ermöglicht.

Das macht den neuen Sensortyp zu einem der kleinsten

Feuchtesensoren für Anwendungen oberhalb von 2,4 V.

www.sensirion.com

Rotronic bietet Messumformer für die Messung von Feuchte und

Temperatur in explosiver Umgebung an. Die Serie HF520-Ex und

die austauschbaren HC2-Ex-Fühler sind nach ATEX und IECEx

zugelassen und entsprechen damit den neuesten internationalen

Standards (IEC 60079-0/11/18/26/31/7). Optional sind auch die

Ausgabe des Taupunktes und weiterer berechneter Parameter

möglich. Die Serie beinhaltet robuste Aluminium-Messumformer

mit oder ohne Display. Die angeschlossenen

digitalen Messfühler sind in ein Edelstahlrohr

vergossen und für den Betrieb in Zone 0/20

zugelassen. Der Messumformer selber ist für

Zone 1/21 zugelassen. Im Vergleich zum

Vorgängermodell ist bei dem neuen Gerät

durch ein verändertes Schaltungsdesign mit

galvanischer Trennung keine eigensichere

Speisung mehr erforderlich.

www.rotronic.de

+ + + Sensor+Test • Halle 12 • Stand 512 + + + Sensor+Test • Halle 12 • Stand 512 + + +

Präzision

in Taupunkt

TAUPUNKT • RELATIVE FEUCHTE • SAUERSTOFF

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Sensor+Test 2015

Touchscreen-Datenlogger für den

universellen Einsatz

Mit dem Datenlogger Alemo 710 bringt

das Unternehmen Ahlborn eine Neuheit

im Bereich applikationsunabhängiger

Messgeräte auf den Markt. Die Bedienung

geschieht intuitiv und komfortabel über

Icons auf einem hell beleuchteten,

farbigen 5,7" Touchscreen. Bei aufkommenden

Fragen stehen Softwareassistenten und Hilfetexte in

Popup-Fenstern zur Verfügung. Mess-, Spitzen-, Mittel- und

Grenzwerte können in Listen, Balken- und Liniendiagrammen

angezeigt werden. Aufgrund des Pultgehäuses mit Gummischutz

kann auch im Feldeinsatz oder unter schwieriger Industrieumgebung

fehlerlos gemessen werden. Für eine Auswertung am

PC werden die Messdaten in einem 8-MB-Flashspeicher hinterlegt,

der auch als Ringspeicher aktiviert werden kann. Falls

der Speicherplatz bei einer Messgeschwindigkeit von bis zu

1 000 Messungen/s oder einer autarken Langzeitaufzeichnung

im Sleepmode doch zu knapp wird, können externe Speicher

mit Micro SD card einfach aufgesteckt werden.

www.ahlborn.com

Thermische Sensoren – geeignet

für Messungen mit hoher Präzision

Die GSkin-Sensoren des Unternehmens GreenTec generieren

ein analoges Spannungssignal. Das Signal ist proportional zum

Wärmefluss oder der Temperaturdifferenz, die durch den Sensor

anliegt. Aufgrund eines skalierbaren Produktionsprozesses

ermöglichen die Sensoren Messungen mit hoher thermischer

Präzision. Zudem erkennen sie Temperaturgradienten im

Nano-Kelvin-Bereich und Wärmeflüsse im Micro-Watt-Bereich.

Die Sensoren sind in verschiedenen Formfaktoren erhältlich

und werden für spezifische Anforderungen angepasst. Die

Integration geschieht mithilfe von Löt-, Klemm- oder Klebeverbindungen.

Eingesetzt werden die

Sensoren zum Beispiel für Strömungsmessungen,

nicht invasive Temperaturmessungen

und Temperaturprofilerstellungen

in Materialien und Flüssigkeiten.

www.greenteg.com

Beschleunigungssensor kombiniert

zwei Sensorprinzipien

Antriebswelle

Pleuel-

Telemetrie

Temperaturmessung

E-Motor

(Hybrid Motor)

Die Beschleunigungssensoren der 7705A-Serie von Dytran

kombinieren die Merkmale von piezoelektrischen Sensoren

und solchen mit variabler Kapazität in einem Gehäuse. Hierdurch

erhält man die maximale Bandbreite von DC (0 Hz) bis

10 kHz. Statische Beschleunigungen wie Kurvenfahrten, langsame

Schwingungen unter 1 Hz und hochfrequente Vibrationen

bis zu 10 kHz können nun mit dem gleichen Sensor gemessen

werden. Die Extended-Low-Frequency-Beschleunigungsmesser

werden mit Messbereichen von 20, 40 und

200 g angeboten. Sie arbeiten mit einer 5 - 28-V

DC-Versorgung bei 7 bis 9 mA Strom. Signal

und Stromversorgung finden über einen vierpoligen

M4.5 × 0,35 Steckeranschluss statt.

www.sensoren.de

Inputshaft

Klimakompressorflansch

Radübertrager

Flexplate

MANNER Sensortelemetrie

Eschenwasen 20 ·78549 Spaichingen

Tel. 07424 9329-0 ·Fax 07424 9329-29

www.sensortelemetrie.de

Ein Sensor für alle Systeme

Der Smart Sensor S 2000 ist die Basis aller Sensorsysteme von

Intenta. Die integrierte Software erfasst die Umgebung dreidimensional

und erkennt Objekte und Personen. Der Sensor dient einerseits

dem Erheben von Statistiken, zum Beispiel durch Personenzählung

und Verweildauermessung, wobei eine Unterscheidung

verschiedener Personengrößen erfolgen kann. Zum anderen wird

er in Sicherheitsanwendungen eingesetzt wie Zutrittskontrolle,

Verhaltensanalyse, beispielsweise Sturzerkennung, und das Steuern

von Anlagen durch das Erkennen von An- und Abwesenheit

von Personen, z. B. in der Strahlentherapie und

bei Belüftungsanlagen in Lackieranlagen.

www.intenta.de

34 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015

Manner.indd 1 20.04.2015 07:58:29


Schwingungserreger für tieffrequente

Analysen von Sensoren

Der neue Schwingungserreger SE-13 des Unternehmens

Spektra eignet sich für tieffrequente

Analysen und Kalibrierung von Sensoren für

geophysikalische Untersuchungen. Der SE-13

kann schwere Prüflinge mit einer Masse bis

zu 50 kg und max. 350 mm Durchmesser bei

starker Signalqualität anregen. Dazu wurde ein

neues Luftlager entwickelt und zum Patent angemeldet,

das sowohl eine reibungsfreie Führung des Schwingtisches

erlaubt als auch hohe Prüflingsmassen tragen und in einer definierten

Nulllage halten kann. Für die Kalibrierung von Sensoren

werden im Frequenzbereich von 0 bis 400 Hz die Vorgaben der

Norm ISO 16063-11 bezüglich Querschwingungen und harmonischer

Verzerrungen übertroffen. Ein staatliches französisches

Institut zählt zu den ersten Kunden und nutzt den SE-13 für

Absolutkalibrierungen schwerer seismischer Sensoren mithilfe

von Laservibrometer als Referenzaufnehmer.

www.spektra-dresden.com

Präzisions-Laser-Sensoren

K1G – der kleinste und schnellste seiner Klasse

Stark an transparenten Materialien

Eine Kombination aus CMOS linear Bildsensor

und modernster Lasertechnik garantiert eine

extrem schnelle und hochauflösende Objekterkennung

und Positionsmessung …

Auflösung 0,1 µm

Messzyklus 250 µs

Erfassungsbreite 7mm

Bauhöhe 8 mm (K1G-S07)

4-Kanal-Auswertemodul

Berechnungsroutinen

Kantenerkennung

Messgeräte nahtlos integrierbar

Dewetron bietet die Dewe2-Messgeräte neben schlüsselfertigen

Instrumentenlösungen nun auch als Open Systems an. Damit

sind die Geräte offen für andere Software und können in bestehende

Prüfstandsumgebungen eingebunden werden. Mit den

offenen Systemen stehen auch Treiber-Bibliotheken für die

grafischen Entwicklungs-Tools wie NI Labview und Dasylab

bereit. Auch textbasierende Programmiersprachen wie C#

werden unterstützt. Ebenfalls neu ist, dass neben Microsoft

Windows (32 und 64 Bit) auch ein Linux-Treiber zum Angebot

gehört. Das erleichtert die Einbindung der Messgeräte oder

Kernelementen wie den analogen isolierten

Signalverstärker DAQP/HSI,

Orion A/D-Karten oder die neue Generation

der Trion-Module in bestehende

Prüfstandsumgebungen. Auch softwaretechnisch

können sie nun nahtlos

integriert werden.

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Zeppelinstraße 3

85399 Hallbergmoos

Tel: + 49 (0) 811 541 543 0

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Abstandsmessung

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aus meisterhand

www.dewetron.com

Rauscharmer Single-mode DPSS-Laser

für vielfältige Einsatzbereiche

Das Unternehmen Frankfurt Laser Company (FLC) bietet eine

neue Linie von wellenlängenstabilisierten „Single-mode DPSS“-

Lasern mit cw-Ausgangsleistungen bis zu 3 W an. Erhältlich sind

die Wellenlängen 355, 442, 515 und 1 064 nm. Der Strahl ist frei

von Modensprüngen und Rückkopplungsverlusten. Mit einem

Rauschverhältnis von weniger als 0,1 % rms haben diese Laser

eine Strahlqualität, die sich vor

allem für Anwendungen wie die

DNA-Sequenzierung, Durchflusszytometrie,

Raman-Spektroskopie

wie auch die Fluoreszenz-Spektroskopie

eignet.

www.frlaserco.com

Energieerzeugung

Verfahrenstechnikenstechnik

Wasseraufbereitungeitung

Maschinenbau

Anlagenbau

Prozessindustrie

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Sensor+Test 2015

Allrounder der digitalen Messtechnik

Das digitale I/O-Gerät USB-

OI16 mit Multifunktionszählern

von BMC kann auch

höhere Spannungen und

Ströme isoliert und digital

erfassen. Es eignet sich zum

Beispiel zur Überwachung

von automatisierten Produktionsprozessen,

Steuerung von

Maschinen und Anlagen oder Stückzahlerfassung. Das kompakte

USB-Gerät ist zur Hutschienenmontage geeignet. Alle Funktionen

eines digitalen I/O-Geräts, eines Inkrementalgeber-Messsystems

und einer Optokoppler-Karte mit Halbleiterschaltern sind auf

10 × 10 cm integriert. An je 16 digitalen Ein- und Ausgängen

können Spannungen bis 32 V und Ströme bis 250 mA pro Ausgang

galvanisch getrennt erfasst und ausgegeben werden. Die beiden

32-Bit Zähler mit Quadraturdekoder ermöglichen nicht nur das

einfache Zählen von Impulsen oder den Anschluss eines Up/Down-

Counters, sondern auch die Bestimmung von Position und

Frequenz mit Inkrementalgebern. Geeignet für Messungen im

Niederfrequenzbereich ist die integrierte Periodenmessfunktion.

www.bmcm.de

Kalibriersysteme und

Kalibrierdienstleistungen

Schwing- und Stoßerreger für

Qualitätssicherung

in der Sensorherstellung

MEMS-Tests

Prüfen mikromechanischer

Bauelemente

Ermüdungstests

Qualität durch

Prüfen

und Umweltsimulation

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DAkkS Nr.: D-K-15183-01-00

DIN EN ISO/ IEC 17025: 2005

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DIE MESSTECHNIK-MESSE

Nürnberg 03.– 05.05.2014

Halle 11

Stand 429

SPEKTRA-Fachseminare 30.09.– 02.10.2015

Kalibrieren in der Schwingungstechnik und Akustik

SPEKTRA Schwingungstechnik und

Akustik GmbH Dresden

Heidelberger Straße 12

01189 Dresden, Germany

Telefon +49 351 400 24-0

Telefax +49 351 400 24-99

sales@spektra-dresden.de

is a subsidiary of SPEKTRA

Exakte Zeitsynchronisation für externe

Mess- und Automatisierungssysteme

Mit dem Zeitsynchronisationsmodul Iba Clock können PDA- und

PADU-S-IT-Systeme von Iba mit einer Genauigkeit von besser als

1 µs synchronisiert werden. Iba Clock ermöglicht so eine zeitsynchrone

Erfassung und Messung der Daten über Systemgrenzen

hinweg. Zur Zeitsynchronisation

externer Mess- und Automatisierungssysteme

stehen mehrere

Ausgangssignale wie DCF77, PPS

oder Ethernet-basierte Netzwerkprotokolle

zur Verfügung.

Extrem kompakter Durchflussmesser

Der FC50-EX-CA von Flow Vision ist ein extrem kompakter

Durchflussmesser für die Zonen 2, 21 und 22. Er ist einsetzbar

in Luft, Druckluft, Stickstoff und Sauerstoff und besitzt einen

4 - 20 mA Analogausgang, einen Schalt- bzw. Pulsausgang und

einen 10-fach LED-Balken zur Anzeige des gemessenen Durchflusses.

Die Strömungs-/Durchflussmesser und Strömungswächter

für alle explosionsgefährdeten Bereiche in Gruppe II

(über Tage) arbeiten mit dem kalorimetrischen Messprinzip.

Dieses ermöglicht eine direkte Massestrom-/Normvolumenstrommessung,

Messung in leitfähigen und nicht leitfähigen

Flüssigkeiten, in Gasen mit Unterdruck

und bis zu 100 bar. Auch eine gleichzeitige

Messung der Mediumstemperatur ist möglich.

Die Sensoren werden aus Edelstahl

1.4571 oder optional aus Sondermaterialien

wie Hastelloy C4 2.4610 gefertigt.

www.flowvision-gmbh.de

www.iba-ag.com

Modularer Druckregler für die

wartungsfreundliche Kalibrierung

Europascal bietet mit dem modularen Druckregler 6270A eine

einfache und wartungsfreundliche Lösung zum Kalibrieren einer

breiten Produktpalette von Druckmessgeräten und Sensoren. Der

Druckregler deckt Druckbereiche von sehr niedrigen Differenzdrücken

bis zu 200 bar (3 000 psi) Überdruck und damit die

Anforderungen der meisten Druckmessgeräte und Sensoren ab.

Zwei Genauigkeitsklassen, 0,02 % vom Bereichsendwert oder

0,01 % vom Messwert, ermöglichen ein ausgewogenes Verhältnis

zwischen Genauigkeit und Kosten. Aufgrund der modularen

Auslegung bietet der Regler die nötige

Flexibilität für den Einbau von Modulen

mit unterschiedlichen Genauigkeitsklassen

im selben Gehäuse.

www.europascal.de

36 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015

Spektra.indd 1 20.04.2015 11:22:59


Vom Software-Datenlogger zum Echtzeitsystem

für die Schwingungsanalyse

Für seine Datenlogger-Software Quick DAQ bietet das Unternehmen

Data Translation jetzt zwei Optionen an, die aus der Basisversion des

Programms ein leistungsstarkes Tool für die Schall- und Schwingungsanalyse

machen. In Verbindung mit den USB- und Ethernet-Messmodulen

des Herstellers ermöglicht die Software eine kontinuierliche Erfassung von Messdaten

inklusive Spektral und Modalanalysen, sowohl in Echtzeit als auch offline. Dabei stehen zahlreiche

mathematische und grafische Funktionen für die Durchführung von FFT-Analysen über ein oder

zwei Kanäle zur Verfügung. Dazu zählen im Bereich der 1-Kanal-FFT-Analyse die Berechnung des

Spektrums, Auto-Spektrums sowie Autoleistungsspektrums (PSD). Für die FFT-Analyse über zwei

Signale sind u. a. die Funktionen Frequenzantwort, Kreuzspektrum und Kohärenz vorhanden,

ausgestattet mit flexiblen Windowing- und Averaging-Optionen (z.B. Hamming, Hanning, Blackman,

Bartlett). Die Berechnung dynamischer Kenngrößen erfolgt automatisch. Dazu zählen Input Below

Full Scale (IBF), Total Harmonic Distortion (THD), Signal-to-Noise Ratio (SNR) und weitere.

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Kompetenz

in der

Sensorik

Drucksensoren

Von low cost bis high end

Für Gase bis aggresive Medien

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Füllstande berührungslos und eingriffsfrei messen

Der neue Füllstandssensor SonoQ-Level im Vertrieb von Is-Line basiert auf der

Ultraschall-Messtechnik der Firma Inoson. Er ermöglicht es, Füllstände in Tanks

und Behältern zu messen, ohne diese zu öffnen oder zu schädigen. Das System

besteht aus einem Ultraschall-Messkopf und der dazugehörigen Auswerteelektronik.

Beim Messkopf gibt es zwei unterschiedliche Versionen. Der Dry-Coupling-

Messkopf wird von unten an den Behälter gedrückt, wodurch der Behälter ohne

Zusatzmittel ausgetauscht werden kann, zum Beispiel bei austauschbaren Einwegbehältern.

Der zweite Messkopftyp wird mithilfe einer Klebebefestigung an der

Behälteraußenwand befestigt. Durch Messung der Laufzeit des Ultraschalls zwischen dem Boden

und dem reflektierenden Flüssigkeitsspiegel kann der Füllstand – auch in schäumenden Flüssigkeiten

– sicher bestimmt werden.

www.is-line.de

Gassensoren

0…25 % O 2 oder 0…95 % O 2

Diffusion oder Durchfluss

Hohe Genauigkeit

Beschleunigungssensoren

1- oder 3-achsig, ± 1 bis ± 6000 g

Kapazitiv, piezoresistiv

oder piezoelektrisch

Hochgenaue Inertialsensoren mit hoher Auflösung

Das Unternehmen First Sensor AG präsentiert eine neue Technologieplattform

zur Herstellung hochgenauer Inertialsensoren zur Messung von Neigung, Beschleunigung

und Vibration. Die kapazitiven Sensoren basieren auf einkristallinen Silizium-Sensorelementen

und mikromechanischen Herstellungsverfahren. Zudem erreichen sie ein hohes Signal-

Rausch-Verhältnis sowie eine gute Temperaturstabilität und erkennen kleinste Lage- oder Beschleunigungsänderungen.

Des Weiteren minimiert die patentierte AIM-Technologie parasitäre Kapazitäten.

Alle MEMS-Inertialsensoren können aufgrund der modularen Technologie flexibel an spezifische

Anforderungen angepasst werden. Das kapazitive Sensorelement und die ASIC-Signalverarbeitung

sind in ein hermetisch abgeschlossenes SMD-Gehäuse für die platzsparende Leiterplattenmontage

integriert. Zusätzlich stehen verschiedene Entwicklungsplatinen für die einfache und

schnelle Auswertung der Sensorsignale zur Verfügung.

www.first-sensor.com

Kit-Drehgeber

bis 10 000 CPR, Ø ≥18 mm

ABZ und UVW optional

Kreisel/IMUs

Von 75 bis 900 °/s, bis 200 g

Analog- und Digital-Ausgang

Kraftsensor – konzipiert zur Messung kleinster Kräfte

Der Kraftsensor KD34s von ME-Messsysteme

wurde zur Messung kleinster Kräfte ausgelegt.

Durch den integrierten Anschlag

gegen Überlast ist dieser Kraftsensor

auch im Messbereich 0,5 N noch

sicher in der Handhabung. In der

Ausführung für 0,5 N werden Dehnungsmessstreifen

aus einer Platin-

Nickel-Legierung eingesetzt – mit einer um

den Faktor 2 höheren Empfindlichkeit gegenüber

herkömmlichen Dehnungsmessstreifen

aus Konstantan. Der Messweg

beträgt deswegen nicht mehr

als 0,25 mm bei 0,5 N.

www.me-systeme.de

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MESSE ACHEMA 2015 I SPECIAL

Prozesstechnik im Aufwind

Achema stellt gleich drei Themen in den Mittelpunkt der Leitmesse

Mit der Schwerpunktsetzung auf die Prozessanalytik, industrielle

Wassertechnik und die biobasierte Produktion spiegelt das Weltforum

der Prozessindustrie die allgemeinen wirtschaftlichen Trends in seinen

Kernbranchen wie dem Maschinen- und Anlagenbau und der chemischen

Industrie wider. Zudem erwarten den Besucher Neuheiten aus

den Bereichen Energieeffizienz, Werkstoffe und Materialprüfung sowie

Sicherheitstechnik, die ebenso zu den diesjährigen „hot topics“ zählen.

Vom 15. bis zum 19. Juni 2015 öffnet die

Achema 2015 in Frankfurt am Main ihre

Pforten. Etwa 3800 Aussteller werden dann

ihre Produkte präsentieren – in diesem Jahr

mit dem Fokus auf der Prozessanalytik, der

industriellen Wassertechnik und der biobasierten

Produktion. „Mit drei Schwerpunktthemen

tragen wir der Breite der Achema

Rechnung und richten gleichzeitig den

Scheinwerfer auf Entwicklungen, die die

Prozesstechnologie grundlegend verändern“,

sagt Dr. Thomas Scheuring, Geschäftsführer

der Dechema Ausstellungs-GmbH. Praktisch

alle Bereiche der Prozessindustrie

werden von den Schwerpunktthemen berührt.

Sonderpublikationen und das Kongressprogramm

sollen ein besonderes

Augenmerk auf die Innovationen in diesen

Bereichen quer durch alle Ausstellungsgruppen

legen.

Fokusthemen beeinflussen

die Prozessindustrie

Die Prozessanalytik bietet weit mehr als

die zeitnahe Erfassung von Messwerten.

Sie liefert Informationen für die Prozessoptimierung

sowie Prozessautomation

und macht so grundlegende Veränderungen

in der Prozessführung wie die Einführung

von „Quality by design“ überhaupt

erst möglich. Von der Labor- und Analysentechnik

über die Mess- und Regeltechnik

bis hin zu den Verfahrensentwicklern

und Zulieferern ist der Beitrag vieler

Disziplinen gefragt, um die Möglichkeiten

voll auszuschöpfen.

25 Jahre Partner der Prozessmesstechnik

Gasmesstechnik

für O 2

, H 2

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38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Wussten Sie schon,

dass türkische Maschinen

in 200 Länder

exportiert werden!

Wussten Sie schon,

dass mehr als 60 %

der Maschinenexporte in die

EU und USA gehen!

Die industrielle Wassertechnik ist ein weiteres

Thema, das international ganz oben

auf der Agenda steht. Ob „zero liquid

discharge“ oder emissionsarme Produktion

– längst schon geht es nicht mehr darum,

einen Filter ans Abwasserrohr zu

setzen. Stattdessen stehen Konzepte für

ein kosten- und energieeffizientes integriertes

Wassermanagement im Fokus der

Entwicklungen. Die Rückgewinnung von

Energie, Roh- und Wertstoffen, der Umgang

mit Konzentraten und die Planung

und Steuerung von Wasser- und Stoffströmen

sind zentrale Fragen. Sie treiben

Verfahrenstechniker und Materialwissenschaftler

ebenso um wie Chemiker, Anlagenplaner

und Steuerungsexperten.

Die „BiobasedWorld“ bildet wie schon

2012 die biobasierte Produktion ab, die

nach wie vor ein wesentliches Thema für

Forschung und Industrie ist. Der Übergang

in eine biobasierte Wirtschaft ist ohne biotechnologische

Methoden nicht denkbar.

Neben der Forschung und Prozessentwicklung

sind aber auch die Hersteller von

Komponenten, Anlagenbauer sowie Messund

Regeltechniker gefragt, um die Vision

einer Bioökonomie Wirklichkeit werden zu

lassen.

Achema-Praxisforen als

neues Format

Damit sich Besucher, deren Interesse einem

speziellen Fokusthema gilt, zurechtfinden,

entstehen im Vorfeld themenspezifische

Publikationen mit Rundgängen, die auch in

der Achema-App wiederzufinden sind.

Zusätzlich wird es Markierungen in den

Hallen und auf den Hallenplänen geben,

die die schnelle Orientierung erleichtern.

Mit neuen Formaten wollen die Veranstalter

außerdem den Austausch zwischen

A nwendern und Anbietern weiter fördern:

Die Achema-Praxisforen befassen sich mit

Themen wie Single-Use-Technologien,

pharmazeutische Produktion, Komponenten

und Apparate, Misch- und Trenntechnik,

Sicherheit und Anlagenüberwachung.

Neue Entwicklungen aus der Praxis werden

hier in Kurzvorträgen in unmittelbarer

Nähe der jeweiligen Ausstellungshallen

präsentiert. Damit sollen für Besucher mit

spezifischen Interessengebieten die Wege

zwischen Vorträgen und Ständen verkürzt

werden, so dass sie ihren Besuch noch effizienter

gestalten können.

Umfassend informiert sein

Die Achema ist das Weltforum für chemische

Technik, Verfahrenstechnik und Biotechnologie.

Alle drei Jahre präsentieren bei

der globalen Leitmesse der Prozessindustrie

fast 4 000 Aussteller aus mehr als

50 Ländern dem internationalen Fachpublikum

neue Produkte, Verfahren und

Dienstleistungen. Das Spektrum umfasst

von Laborausrüstung, Pumpen und Analytikgeräten

über Verpackungsmaschinen,

Kessel und Rührer bis zu Sicherheitstechnik,

Werkstoffen und Software alles, was in

der chemischen Industrie, der Pharmaund

Lebensmittelherstellung benötigt wird.

Der begleitende Kongress ergänzt die

Themenvielfalt der Ausstellung mit 800 wissenschaftlichen

Vorträgen und zahlreichen

Gast- und Partnerveranstaltungen.

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dass die Türkei der 6. größte

Maschinenhersteller

Europas ist!

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dass es mehr als

5.000 Maschinenhersteller

in der Türkei gibt!

Wussten Sie schon,

dass sich die F&E Ausgaben

des Maschinenbaus in der

Türkei in den letzten 10 Jahren

verdoppelt haben!

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Hall 9.1, B84.


MESSE ACHEMA 2015 I SPECIAL

Explosionsschutzwissen kompakt

Herausforderungen und Nachweis der Eigensicherheit von Geräten und Komponenten

Stefan Heusel

Die Maschinenbauindustrie exportiert mit ihren Anlagen auch Sicherheitsstandards

in die globalen Märkte. Auf diesem Weg gewinnt die in Deutschland

und Europa vorherrschende Zündschutzart „Eigensicherheit (Ex i)“

zunehmend Verbreitung. Messgeräte dieser Kategorie erfordern im Fall

von Wartung oder Austausch keine zusätzlichen Schutzvorkehrungen im

Ex-Bereich. Das ist für den Anwender komfortabel. Aber es gibt eine nicht

zu unterschätzende Herausforderung: den Nachweis der Eigensicherheit.

Für jede Explosion, ob in einem Bergwerk

oder in einer Industrieanlage, müssen

drei Faktoren zusammentreffen: Sauerstoff,

brennbares Gas oder ein zündfähiger Staub

sowie ein Zündfunken. Daraus leiten sich

die grundsätzlichen Maßnahmen zum Explosionsschutz

ab. Sie gliedern sich in drei

Hauptbereiche: Der primäre Explosionsschutz

verhindert, dass sich eine gefährliche,

explosive Atmosphäre bildet, beispielsweise

durch Belüftung oder Absaugung.

Der sekundäre Explosionsschutz

schließt die Möglichkeit aus, dass ein Zündfunken

das potenziell gefährliche Luftgemisch

explodieren lässt. Der tertiäre

Explosionsschutz begrenzt die Auswirkungen

einer Explosion.

MBA Dipl.-Ing. (BA) Stefan Heusel, Produktmanager,

Industrial Instrumentation, Wika

Alexander Wiegand SE & Co. KG, Klingenberg

Die verschiedenen

Zündschutzarten

Bei allen elektronischen Betriebsmitteln

besteht generell die Gefahr einer Funkenbildung

im Gerät. Alle Maßnahmen, die

einen Zündfunken von vorneherein unterbinden,

seinen Austritt in die explosive

Umgebung ausschließen oder seine Energie

begrenzen, werden als Zündschutzarten

bezeichnet: Konstruktionstechnische Möglichkeiten

bei einem Druckmessumformer

zum Beispiel sind das Vergießen der elektronischen

Bauteile mit Öl oder Sand (Zündschutzart

„Ex m“) oder deren druckfeste

Verkapselung („Ex d“). „Eigensicherheit“

(„Ex i“) hingegen meint eine elektronische

Lösung. Sie besteht darin, die Energie in

einem Bauteil – hier im Transmitter – soweit

zu reduzieren, dass sie immer unter der

minimalen Zündenergie für eine explosive

Atmosphäre bleibt.

Die „Ex i“ und die anderen Zündschutzarten

unterliegen weltweit verschiedenen

Normen, in Europa der Produktrichtlinie

ATEX-94/9/EG. Die normgemäße Geräte-

Kennzeichnung gibt Aufschluss, für welchen

Ex-Bereich das jeweilige Produkt zugelassen

ist. Bei dem im Beitrag beschriebenen

Druckmessumformer von Wika handelt es

sich um ein eigensicheres Gerät, das in

einer dauerhaft explosiven Umgebung eingesetzt

werden darf (Schutzart „Ex ia“). Die

Geräteklasse „1/2G“ weist darauf hin, dass

der Sensor zum Beispiel in die Seitenwand

eines Tanks mit explosivem Inhalt eingeschraubt

werden darf, die Elektronik jedoch

außerhalb und daher in einer weniger gefährlichen

Zone installiert ist (siehe Bild).

Wie funktioniert „Eigensicherheit“

(„Ex i“) im Detail?

Grundsätzlich gilt: Je größer die elektrische

Leistung, desto höher ist die von einem auftretenden

Funken freigesetzte (Zünd)Energie.

Bei Kapazitäten entstehen Funken beim

Schließen des Stromkreises, bei Induktivitäten

während des Öffnens. Explosionsschutz

durch Eigensicherheit bedeutet also, die

Energie des Funkens zu begrenzen. In einem

eigensicheren Druckmessumformer

wie dem IS-3 von Wika ist sowohl im Normalbetrieb

als auch im Fehlerfall immer

sichergestellt, dass die Mindestzündenergie

des explosionsgefährdeten Bereichs, für

den das Messgerät zugelassen ist, nicht

überschritten wird. Zudem übersteigt die

Oberflächentemperatur niemals die zugelassenen

Werte und damit die Zündtemperatur

des Gas- oder Staubgemischs gemäß

der in der Norm definierten Temperaturklasse.

Dies wird hauptsächlich durch die

Begrenzung von Spannung und Strom erreicht.

Kapazität und Induktivität werden

ebenfalls reduziert, um die Energie von

Schließ- und Öffnungsfunken zu limitieren.

Das Design des Sensors ist auf diese

niedrigen Strom- und Spannungswerte abgestimmt.

Für die sichere Versorgung des

Transmitters ist allerdings noch immer eine

zusätzliche Barriere notwendig, zum Beispiel

eine Zenerbarriere oder eine eigensichere

Trennbarriere. Eine Zenerbarriere

besteht maßgeblich aus einer Zenerdiode

und einer Sicherung. Bei Arbeiten am

Stromkreis (bei Installation oder Wartung),

besteht jedoch das Risiko, dass ein Kurzschluss

auftritt. In solch einem Fall wird die

Sicherung in der Barriere zerstört und

i. d. R. muss das komplette Gerät ausge­

40 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SPECIAL I MESSE ACHEMA 2015

tauscht werden. Daher empfiehlt sich die

Nutzung einer eigensicheren Trennbarriere.

Über einen Optokoppler – also eine integrierte

Zusammenschaltung aus LED und

Fotodiode – trennt dieses Gerät den eigensicheren

vom nicht-eigensicheren Stromkreis

galvanisch: Der Stromkreis wird auf

diesem Weg erdpotentialfrei und ermöglicht

somit auch eine saubere Trennung des

Erdpotentials im sicheren und im gefährdeten

Bereich. In manchen Fällen kann die

Barriere bereits in der SPS integriert sein.

Sie befindet sich dann außerhalb des Ex-

Bereichs, während der Druckmessumformer,

um bei dem Beispiel zu bleiben, in der

gefährdeten Umgebung installiert ist. Die

Verbindungskabel zwischen beiden Komponenten

müssen fachgerecht verlegt und

besonders gekennzeichnet sein.

Hürden in der Beschaffung

ATEX-konformer Geräte

Die ATEX-Normen legen nicht nur die Parameter

für die Eigensicherheit fest. Sie schreiben

außerdem deren Nachweis vor,

wenn ein „Ex i“-Gerät und ein dazugehöriges

Betriebsmittel – in unserem Beispiel

Druckmessumformer und Trennbarriere –

zusammengeschaltet sind. Diese Maßgabe

konfrontiert die Anwender mit einer komplexen

Aufgabe.

Das fängt schon damit an, sich über den

aktuellen Standard der Normen zu informieren.

Die Beschaffung der einzelnen

Komponenten auf ATEX-Basis erfordert

eine detaillierte Prüfung, z.B. für welche

Zonen und Explosionsgruppen die einzelnen

Bauteile zugelassen sind. Für den

Nachweis der Eigensicherheit müssen anschließend

die einzelnen Zulassungs- und

Druckmessumformer IS-3 für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen;

Kennzeichnung eines eigensicheren Drucksensors

Sicherheitsdaten aller Bauteile zusammengetragen

und lückenlos erfasst werden.

Nicht jeder Hersteller stellt beispielsweise

die benö tigte EG-Baumusterprüfbescheinigung

zum Download zur Verfügung. Das

Dokument muss in dem Fall also zusätzlich

angefordert werden.

„Ex i“-Druckmessumformer

als All-inclusive-Lösung

Sieht man einmal von petrochemischen

Unternehmen ab, gehören Ex-Bereiche

nicht zur Alltagsroutine der meisten Anlagenplaner

und Maschinenbauingenieure;

schnell verursachen die mit „Ex i“ verbundenen

Tätigkeiten 2 - 3 zusätzliche Ingenieurstunden

Aufwand. Alternativ dazu können

sich Anwender an die Experten der Zulieferbetriebe

wenden. Zusätzlich zu den eigensicheren

Druckmessumformern bietet Wika

das Paket aus passender Barriere sowie

sämtliche Daten für den „Ex i“-Nachweis an.

Dies vereinfacht das Einrichten einer ATEXgemäßen

Messstelle und die Dokumentation.

Bei dem Nachweis der Eigensicherheit

handelt es sich, technisch gesehen, um eine

Gesamtbetrachtung des Stromkreises: elektrische

Größen von Messumformer, Trennbarriere

und Kabel werden miteinander

verglichen und festgehalten. Sind die in der

Norm vorgegebenen Bedingungen eingehalten,

gilt die zusammengeschaltete Messanordnung

als eigensicher und kann verbaut

werden. In der Dokumentation zur

Eigensicherheit wird zudem die Anschlussbelegung

des Gesamtsystems als Zeichnung

dargestellt. Der „Ex i“-Nachwei s ist

Teil des Kapitels Explosionsschutz der Anlagendokumentation.

Der Betreiber gewährleistet

damit, dass seine Anlage oder Maschine

keine Gefahr für Leib und Leben birgt.

Bilder: iStockphoto.com, Produktabbildung Wika

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MESSE ACHEMA 2015 I SPECIAL

Neues aus der Prozessmesstechnik

Brennwertmessung in Prozessgasen mittels Festelektrolyt-Coulometrie

Gase berechnet. Dieses Verfahren ist relativ

teuer, aufwendig und liefert keine kontinuierlichen

Messwerte. Moderne Brennwertkalorimeter,

welche auf der direkten

Messung der Verbrennungsenergie basieren,

werden aufgrund der hohen Kosten

oftmals nicht eingesetzt.

Uwe Lawrenz

Als relativ neues Verfahren besitzt die Festelektrolyt-Coulometrie

gegenüber konventionellen Methoden zahlreiche Vorteile. Bislang

kam dieses Messprinzip als Prüfgasgenerator zur Herstellung

definierter Sauerstoffspuren in Testgasen zum Einsatz sowie zur

parallelen Messung von Sauerstoff- und Feuchtigkeitsspuren in

Industrieprozessen. Nun kommt noch eine neue Anwendung hinzu:

die kontinuierliche Brennwertmessung in Prozessgasen.

Brennwertmessung mittels

Festelektrolyt-Coulometrie

Jede Verbrennung von Gasen mit Sauerstoff

lässt sich durch die entsprechende Reaktionsgleichung

beschreiben, zum Beispiel:

H 2

+ ½ O 2

→ H 2

O,

CH 4

+ 2 O 2

→ CO 2

+ 2 H 2

O oder

C 2

H 5

OH + 3 O 2

→ 2 CO 2

+ 3 H 2

O

Die bei der Reaktion entstehende Energiemenge

(Verbrennungsenthalpie) lässt sich

aus thermodynamischen Tabellenwerten

entnehmen. Bezieht man jetzt die Verbrennungsenthalpie

auf ein bestimmtes Sauerstoffäquivalent

der Reaktion (z. B. ½ O 2

),

stellt man fest, dass unabhängig von dem

jeweiligen Brenngas die Verbrennungsenthalpie

bezogen auf dieses O 2

-Äquivalent

nahezu gleiche Werte besitzt (Tab. 2):

Ruß ist ein unscheinbares Produkt, welches

aber eine wichtige Rolle in der Industrie

spielt. Was im eigenen Kamin als

unerwünschtes Ergebnis der Verbrennung

entsteht, wird in Form von Industrieruß

gezielt als Füllstoff oder Farbpigment hergestellt.

2011 wurden weltweit 10,8 Mio. t

Industrieruß produziert [1]. Industrieruß

wird zu über 90 % als Füllstoff in der Gummi-Industrie

verwendet, hauptsächlich für

die Herstellung von Autoreifen. Für Autoreifen

gibt es ca. 40 verschiedene Industrierußtypen,

die dem Gummi jeweils spe ­

zi fische Eigenschaften hinsichtlich der

Abriebfestigkeit, der Bremswirkung oder

des Rollwiderstandes vermitteln.

Herstellung von Industrieruß

Industrieruß kann individuell hergestellt

werden und bietet dadurch eine enorme

Anwendungsvielfalt. Gängigstes Verfahren

ist die Pyrolyse (thermische Spaltung chemischer

Verbindungen), d. h. die unvollständige

Verbrennung von Erdgas oder Erdöl

Dr. Uwe Lawrenz ist Geschäftsführender

Gesellschafter der Zirox Sensoren & Elektronik

GmbH in Greifswald

bzw. von gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen.

Das dabei entstehende fette

Gas (Brenngasüberschuss) wird nach einer

gewissen Verweilzeit, welche die Keimbildung

und das Keimwachstum bestimmt,

schlagartig abgekühlt (Quenchen). Nach

dem eigentlichen Prozess verbleibt ein Abgas,

das noch immer erhebliche Mengen

reduzierender Gase enthält und als Energieträger

genutzt wird. Je nach Ursprung

des Primärenergieträgers und den Prozessbedingungen

enthält das Abgas unterschiedliche

Konzentrationen verschiedener Gase,

deren Zusammensetzung wie folgt aussieht:

Zusätzlich enthält

Vol.-% min max

das Gas als Spuren

H 2

12 20

eine Vielzahl höherer

CO 2

3 5 Kohlenwasserstoffe.

C Da der Brennwert

2

H 2

0,1 0,9

des Abgases erheblich

schwankt, ist

N 2

58 64

CH 4

0,4 0,8 es für die optimale

CO 12 16 energetische Nutzung

notwendig, diesen

kontinuierlich zu messen. Bislang wird

i. d. R. die Gaszusammensetzung diskontinuierlich

mittels Gaschromatograph gemessen.

Der Brennwert wird anschließend

aus den Konzentrationen der einzelnen

Brenngas

Verbrennungsenthalpie

Verbrennungsenthalpie

bezogen

auf ½ O 2

H 2

- 242,0 kJ/mol - 242,0 kJ/mol

CO - 283,2 kJ/mol - 283,2 kJ/mol

CH 4

- 890 kJ/mol - 222,5 kJ/mol

C 2

H 2

- 1 300 kJ/mol - 260,0 kJ/mol

C 2

H 6

- 1 560 kJ/mol - 222,9 kJ/mol

C 4

H 10

- 2 878 kJ/mol - 221,4 kJ/mol

C 6

H 6

- 3 320 kJ/mol - 220,1 kJ/mol

C 7

H 8

- 3 910 kJ/mol - 217,2 kJ/mol

C 2

H 5

OH - 1 409 kJ/mol - 234,8 kJ/mol

Gegenüber den Kohlenwasserstoffen zeigen

lediglich die beiden leichten Brenngase H 2

und CO eine Abweichung der Verbrennungsenthalpie.

Da jedoch bei Pyrolyseoder

Wassergas diese beiden Gase aufgrund

der Stöchiometrie des Primärgases in ungefähr

gleicher Konzentration vorliegen und

gleichzeitig gegenüber den anderen Brenngasen

in wesentlich höherer Konzentration

vorhanden sind (s. Tab. 1 links Gaszusammensetzung)

ist es einfach, diesen Fehler

rechnerisch zu kompensieren. Für Messungen

mit größeren Genauigkeitsanforderungen

ist es möglich, einen preiswerten

NDIR-Sensor für CO oder einen WLD­

42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SPECIAL I MESSE ACHEMA 2015

01 Die Grafik zeigt das Prinzip der Coulometrie für die Brennwertmessung

von Gasen: Auf einem ZrO 2

-Rohr ist eine großflächige

Elektrolysezelle und eine potentiometrische Zelle kombiniert. Beide

Zellen werden auf 750 °C aufgeheizt. Die Elektrolysezelle pumpt bis

zum Erreichen einer definierten O 2

-Konzentration Sauerstoff in das

Brenngas. Der voreingestellte Wert an der potentiometrischen Zelle

ist dabei die Regelgröße, auf die die Elektrolysezelle eingestellt wird.

Der gemessene Elektrolysestrom ist dem Brennwert des Gases direkt

proportional.

02 Zellspannung einer potentiometrischen ZrO 2

-Zelle in Abhängigkeit

von der Luftzahl Lambda, die das Verhältnis der vorliegenden Luftmenge

zu der für eine vollständige Verbrennung notwendigen Luftmenge angibt.

Bei Lambda größer 1 liegt O 2

im Überschuss vor (mageres Gemisch), bei

Lambda kleiner 1 dagegen Brenngas (fettes Gemisch). Am Äquivalenzprunkt

ändert sich die Spannung der Zelle sprunghaft.

Sensor für H 2

in das Gerät zu integrieren. Es

genügt aber im Normalfall, wenn der Anwender

weiß, ob er als Brenngas ein Pyrolyse-,

Generator- oder Wassergas verwendet.

In diesem Fall liegen H 2

und CO in

großem Überschuss vor und der Messwert

wird ausgehend von dem jeweiligen Primärenergieträger

rechnerisch korrigiert.

Im anderen Fall wird Erdgas bzw. Erdöl

als Brennstoff benutzt. Dann ist keine rechnerische

Kompensation notwendig, da alle

Kohlenwasserstoffe nahezu die gleiche Reaktionsenthalpie

bezogen auf das Sauerstoff-Äquivalent

besitzen (s. Tab. 2). Für

spezielle Anwendungen ist noch der Einsatz

von Alkoholen als Brenngas interessant.

Auch für diesen Fall kann ein entsprechender

Korrekturfaktor in die Auswertung der

Messung einbezogen werden.

Gerätetechnische Umsetzung

der Brennwertmessung

Kernstück des neuen Messgerätes ist eine

Festelektrolytzelle, die neben einer großflächigen

Elektrolysezelle eine kleine potentiometrische

Messzelle enthält (Grafik 1).

Mit der Elektrolysezelle wird bis zu einem

definierten Punkt (z. B. dem Äquivalenzpunkt,

an dem eine vollständige Verbrennung

des Gasgemisches stattgefunden hat)

Sauerstoff in das Brenngas dosiert. Die

potentiometrische Zelle gibt dabei den Sollwert

der Regelschaltung vor. Als Sollwert

kann neben dem Äquivalenzpunkt bei

Lambda gleich 1 (Grafik 2, z. B. 250 mV)

auch ein beliebiger Punkt im fetten Bereich

gewählt werden.

Der Vorteil dabei ist, dass dann die notwendige

Pumpleistung der Elektrolysezelle

geringer wird. Wenn an die Elektrolysezelle

eine Spannung von 400… 800 mV angelegt

wird, fließt ein Elek trolysestrom, welcher

der Stoffmenge des Sauerstoffs und damit

dem Brennwert des Gases proportional ist:

Bei Pyrolysegasen mit einem relativ hohen

Anteil an Inertgas ist es meistens ausreichend

amperometrisch zu arbeiten. Es wird ein

kleiner, konstanter Brenngasdurchfluss eingestellt,

der gemessene Strom der Elektrolysezelle

ist dem Brennwert des Gases direkt proportional.

Entscheidend für die Messgenauigkeit

ist die exakte Regelung des Durchflusses.

In Erdgas oder verdampftem Erdöl als

Energieträger ist die Leistung der Elektrolysezelle

oft nicht ausreichend. In diesem

Fall wird eine echte coulometrische Messung

durchgeführt, d. h. ein bestimmtes kleines

Volumen des Brenngases wird über eine

Kanüle an die Elektrolysezelle geführt. Das

Zeitintegral des Stromes ist dann das Maß

für die benötigte Stoffmenge an Sauerstoff

und damit für den Brennwert des Gases.

Zusammenfassung

In vielen technischen Prozessen ist die

Kenntnis des Brennwertes des eingesetzten

Prozessgases wichtig für eine optimale

Prozessführung. Die bislang verwendete

Gerätetechnik hat bestimmte Nachteile. Mit

dem neuen Verfahren der Festelektrolytcoulometrie

ist es auf einfache Weise möglich,

unabhängig vom ein gesetzten Energieträger

den Brennwert kontinuierlich, einfach

und exakt zu messen. Die eingesetzte

Ge rätetechnik muss dabei nur entsprechend

dem Brenngas modifiziert werden.

Bild: Aufmacher Fotolia

Quelle: [1] Carbon Black World Data Book 2012

www.zirox.de

Ausblick

In INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2014

berichteten wir über den Einsatz der

Coulometrie in der parallelen Messung

von Sauerstoff- / Feuchtigkeitsspuren

in Industrieprozessen. Mit dem

aktuellen Bericht gehen wir einen

Schritt weiter in der Entwicklung dieses

Verfahrens. Das Unternehmen Zirox

wurde 1990 von Mitarbeitern der

Forschungsgruppe Festelektrolyte der

Universität Greifswald gegründet. Hier

entstand 1958 das Weltbasispatent

zur potentiometrischen Gasanalyse

mit Festelektrolyten. Seitdem werden

stetig neue Sensorsysteme mit

erstaunlichen Leistungsparametern

entwickelt. Auf der Basis einer neuen

Elektronikplattform arbeitet Zirox

neben dem im Artikel beschriebenen

Gerät zur Brennwertmessung an

weiteren marktfähigen Messgeräten,

die in zahlreichen Anwendungen ihren

Einsatz finden werden. Bereits

etablierte Messsysteme sind z. B. in

der Optimierung von Verbrennungsanlagen

(Lambda-Bestimmung,

O 2

-Partialdruck) und damit in der

Prozesskontrolle zu finden sowie zur

Bestimmung von Sauerstoffspuren

und zur Reinheitsüberwachung von

inerten Schutzgasen für Anwendungen

in der Halbleiterindustrie. Als Spezialist

für Gasanalytik bringt Zirox nicht nur

seine Ent wicklungsarbeiten kontinuierlich

voran, sondern setzt seine Ergeb -

nisse in nutzbare Messsysteme um!

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 43


AchemaSpecial

Hydrostatische Füllstandmessung an

offenen und drucküberlagerten Tanks

Das Unternehmen Labom stellt sein neues Füllstandmessgerät

Pascal Ci4 vor, mit dem an offenen und drucküberlagerten Tanks

gemessen werden kann. Der Messwert kann als Füllhöhe,

-volumen oder -gewicht angezeigt werden. Zudem unterstützt

das Messgerät das Auslitern eines Tanks mit einem geführten

Menü. Mit wenigen Schritten lässt sich dabei die Tankform

abbilden, sodass aufwendiges Berechnen von Höhe und Literzahl

in komplexen Tabellen entfällt. Auf

Wunsch errechnet das Gerät aus einer

ermittelten Füllhöhe auch die Dichte

des Tankinhalts. Sein robustes

Edelstahlgehäuse erreicht je nach

Ausführung eine Schutzart von IP65/

IP67 oder IP69K. Durch das Baukastensystem

kann auch die neue Variante

des Füllstandmessgerätes in Druckausführung

mit allen Druckmittlern

des Herstellers kombiniert werden.

www.labom.com

Gerätediagnose ohne Anlagenstillstand

mithilfe von Heartbeat Technology

Das Unternehmen Endress+Hauser stellt in diesem Jahr das

Thema Anlageneffizienz in den Auftritt auf der Achema, die

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie. So bietet die

neue Heartbeat Technology zum Beispiel

exakte Geräte- und Prozessdiagnose für

Durchflussmessgeräte. Anlagenstillstand

oder Prozessunterbrechungen sind für die

Diagnose nicht mehr erforderlich. Denn

die Technologie ermöglicht in den neuen

Geräten mit Zweileitertechnik die ständige

Selbstüberwachung vom Sensor bis zum

Ausgangssignal, liefert kategorisierte Prozess-

und Gerätediagnosen gemäß NE107 sowie lückenlose und

rückverfolgbare Verifikationsergebnisse. Heartbeat Technology

eignet sich für den Einsatz in SIL-Schutzeinrichtungen, denn sie

dokumentiert die geforderten Wiederholprüfungen und kann die

Prüfintervalle deutlich verlängern. Bei Endress+Hauser werden

alle relevanten Geräte nach IEC 61508 entwickelt.

www.de.endress.com

Füllstand

Folgen Sie uns auf Twitter

twitter.com/inautomation

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kleinen Rohrquerschnitten

Unterschiedliche Prozessanschlüsse

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Einsatzmöglichkeiten:

G½, G¾, G1, Einschweißmufffe,

Tri-Clamp,

Milchrohr, VARIVENT,

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Non-invasive Messung

durch Kunststoffbehälter

oder -Rohrwände möglich

Automatisierungsstrukturen

frühzeitig definieren

Mit Preplanning von Eplan lässt sich die Automatisierungsstruktur

von Maschinen und Anlagen in der Projektierungsphase frühzeitig

definieren. Projektdaten aus der Vorplanung können ohne

Medienbrüche in die Eplan-Plattform übernommen werden, um

sie dort anzureichern, zu verwalten und weiterzuverarbeiten. So

lässt sich z. B. eine

erste Antriebsliste

aus der Mechanik

importieren, die

nur grundlegende

Informationen zu

den geplanten

Antrieben in einem

Fördersystem enthält.

Auch typische

Abläufe in der

Prozessautomation

wie die Definition

der Feldinstrumentierung werden unterstützt. Die ersten groben

Anforderungen lassen sich bis hin zu detaillierten Spezifikationsdaten

zur Auslegung von Feldgeräten sammeln, erfassen,

auswerten und auf Template-Basis verwalten. Auf Knopfdruck

können detaillierte Auswertungen wie beispielsweise Anforderungsspezifikationen

generiert werden.

www.eplan.de

44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015

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Labor- und Reinraumroboter

für die Prozesstechnik

Der Roboter-Hersteller Yaskawa präsentiert

zwei Motoman-Modelle. Das ist zum einen

der speziell für Automatisierungsaufgaben

im biomedizinischen Bereich entwickelte

Motoman MH3BM sowie der menschenähnliche Roboter Motoman

CSDA10F. Der Dual-Arm-Roboter CSDA10F ist für Hygieneanfor

derungen im Laborbereich ausgelegt und kann mit nahezu

jeder Standard-Laborausrüstung und herkömmlichen Analysegeräten

umgehen. Der Handlingroboter MH3BM erfüllt höchste

Hygienestandards und kann daher für die Entwicklung neuer

Medikamente ebenso eingesetzt werden wie bei der Probenverarbeitung

oder für pharmazeutische Dosierapplikationen. Die Zulassung

für den Einsatz in der Reinraumklasse ISO5 ermöglicht

eine Vielzahl von Montage-, Handling-

und Verpackungsaufgaben

in Labor- o. Produktionsanlagen.

Zum Bild: Das Modell CSDA10F

führt komplexe Labortätigkeiten

in einer Live-Demozelle aus.

www.yaskawa.eu.com

Differenzdruckmesser

für sehr hohen Druck

Die neuen Magnetkolben-Manometer

für Differenzdruck von Afriso wurden zur

Messung bei hohem statischen Druck bis

PN 400 konzipiert. MAG 80/100 I Dif sind

für gasförmige und flüssige, nicht hochviskose, nicht anhaftende,

aber auch für kritische und aggressive Medien einsetzbar. Sie überwachen

Filterelemente und Pumpen in der Prozesstechnik. Geeignet

sind sie für Umgebungstemperaturen von 0 bis 80 °C und Messstofftemperaturen

bis 80 °C. Die Messbereiche erstrecken sich von

0/0,25 bis 0/70 bar. Verfügbar sind die Geräte auch für den

Tafeleinbau sowie für die Wandmontage.

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Lösungen nach Maß. Seit 1968.

Handgerät für

alle Messgrößen

im Ex-Bereich

Das Flowtherm Ex, ein multifunktionales

Handgerät mit Datenlogger

ist zum Messen von Durchfluss,

Strömungsgeschwindigkeit,

Temperatur, Druck und weiteren

Messgrößen für den Einsatz in

explosionsgefährdeten Bereichen.

Messungen können mit bis zu

drei Sensoren parallel durchgeführt

werden. Anwender haben

die Wahl zwischen Momentanwertmessung

und diversen

Langzeitmessmodi. Durch die

USB-Schnittstelle lässt sich das

Gerät einfach konfigurieren und

zugleich können die Messdaten

auf einen PC übertragen werden.

Für den Anschluss von Pt100-

Sensoren steht eine Spannungsversorgung

zur Verfügung, ebenso

für externe Sensoren mit 4 bis

20 mA- beziehungsweise 0 bis

10 V-Ausgang.

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15.-19. Juni · Halle 11.1 · Stand F 46

MEORGA MSR-Spezialmesse/Nord:

10. Juni · Stand N7

Füllstand

LABOM zeigt im Juni den brandneuen Ci4 zur

hydrostatischen Füllstandmessung. Er kann

an offenen und drucküberlagerten Tanks

eingesetzt werden und ermittelt Füllhöhe,

-volumen oder -gewicht. Der Ci4 übernimmt

sämtliche Berechnungen – komplizierte

Tabellen sind Vergangenheit! Er berechnet

den Tankinhalt sowie die Inhaltsdichte und

besticht dabei mit intuitiver Bedienung

und SIL2 / ATEX und IECEX-Zertifizierungen.

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Lösungen für Druck- und Temperaturmesstechnik

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Den Herzschlag überwachen

Durchflussmessgeräte mit bisher unerreichtem Diagnosedeckungsgrad vom

Messrohr bis zum Ausgang

Antonella Colucci

In der chemischen Industrie

unterliegen Prozesse, Hilfskreisläufe

und SIL-konforme Schutzeinrichtungen

der Einhaltung

gesetzlicher Vorgaben, Normen

und Empfehlungen. Der Wunsch

nach einer zuverlässigen und

einfachen Überprüfung der

Messgeräte ist hierbei groß. Und

das idealerweise mit hoher

Qualität und Prüftiefe und ohne

Anlagenstillstand. Realisieren

lässt sich dies mit der Heartbeat-

Technology von Endress+Hauser.

Antonella Colucci ist Produktmanagerin

Durchfluss bei Endress+Hauser in Weil am Rhein

Anlagenbetreiber müssen gesetzliche

Anforderungen und strenge Qualitätsstandards

erfüllen – und stehen dabei ständig

unter hohem Kostendruck. Denn zahlreiche

Normen und Empfehlungen wie IEC,

VDI, Namur erfordern die permanente

Überprüfung von Prozessen, Hilfskreisläufen

und SIL-konformen Schutzeinrichtungen.

Im folgenden Abschnitt nehmen

wir zunächst die Anforderungen der Norm

genauer unter die Lupe.

Die Anforderungen der Norm

Die IEC 61508 bzw. IEC 61511 und die

Regelwerke VDI/VDE2180 sowie die Namur-

Empfehlung NE79 definieren die Vorga ­

ben zu den Wiederholprüfungen von SIL-

Schutzeinrichtungen. Als übergeordnete

Ziele der Wiederholprüfungen bestimmen

diese Normen und Regelwerke im Wesentlichen

zwei Punkte:

n Gefährliche und unerkannte Fehler aufdecken

– diese könnten zum Ausfall der

Schutzeinrichtung führen.

n Die einwandfreie Funktion einer Schutzeinrichtung

nachweisen – in definierter

Regelmäßigkeit.

Die Normen geben zudem Auskunft über

die Dauer und Häufigkeit von Prüfintervallen,

sowie Prüfmethoden und Dokumentation

der Wiederholprüfungen. Die

Prüfintervalle sind abhängig von SIL-Kennwerten,

der Prüftiefe und weiteren sicherheitstechnischen

Kenngrößen wie Anforderungs

rate, Redundanz und Fehlertoleranz.

Als bewährte Praxis für die Prüfintervalle

nennt die VDI/VDE2180 beispielsweise

ein Jahr.

Verlängerte Prüfintervalle

anstreben

Eines haben alle relevanten Normen und

Regelungen gemeinsam: sie lassen ausdrücklich

eine Flexibilisierung der Prüfintervalle

zu. Die VDI/VDE2180 äußert sich

beispielsweise so: „Eine Flexibilisierung der

Intervalle ist u. a. bei vorhandener Diagnoseabdeckung

und Betriebserfahrung

möglich“. Auch die Namur NE 79 dokumentiert:

„Es ist anzustreben, dass durch verbesserte

automatische Diagnoseverfahren

mit einem größeren Abdeckungsgrad eine

Verlängerung der Prüfzeiten erreicht wird“.


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Umsetzung der Norm mit

Heartbeat-Technology

Genau das bietet die Heartbeat-Technology

von Endress+Hauser für alle neuen Proline-

Durchflussmessgeräte. Sie gewährleistet

eine vollumfängliche, permanente Geräteüberprüfung

direkt in der Rohrleitung, also

ohne Ausbau. Dank der hohen Gesamtprüftiefe

von 95 % werden unerkannte gefährliche

Fehler weitgehend aufgedeckt.

Dadurch steigt die mittlere Versagenswahrscheinlichkeit

(PFDavg) deutlich geringer

an und es verlängert sich die mögliche

Betriebsdauer. Betreiber von Schutzeinrichtungen

können Art und Umfang der

Wiederholungs prüfungen optimieren. Die

akzeptierte Prüfmethode mit Heartbeat-

Technology ist eine echte Alternative zu

aufwendigen Re-Kalibrierungen oder Anfahren

der Auslösepunkte.

Was heißt das für den Anlagenbetreiber?

„Nach den heute gültigen Normen zur

‚Funktionalen Sicherheit‘ ist es im Rahmen

von Wiederholprüfungen möglich und von

Betreibern gewünscht, die Prüfintervalle

durch geeignete Diagnoseverfahren mit

einem größeren Abdeckungsgrad zu verlängern,

ohne dabei den Sicherheitsaspekt zu

vernachlässigen. Hierbei müssen natürlich

geeignete Prüfmethoden angewandt werden

und das Prüfergebnis muss dokumentiert

sein. Den Normen entsprechend können

bei Durchflussmessgeräten damit die Prüfintervalle

für aufwendige Re-Kalibrierungen

verlängert werden“, erklärt Hans-Peter

Maier – Experte für Anlagensicherheit bei

der Firma Endress+Hauser.

01 Die Heartbeat-Technology gewährleistet mit einer Gesamtprüftiefe

von 95 % höchste Fehleraufdeckung

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 47


SENSORIK UND MESSTECHNIK

02 Deutlich geringerer Aufwand bei Wiederholprüfungen im Vergleich

zu herkömmlichen Durchflussmessgeräten

03 Die Durchfluss-Messgeräte Proline

profitieren von der Heartbeat-Technology

Das Konzept

Die Heartbeat-Technology ist in den neuen

Durchflussmessgeräten der Proline Gerätelinie

werksseitig eingebettet; so zum Beispiel

in den Coriolis Massedurchflussmessgeräten

Promass 200 in Zweileitertechnik

oder den neuen Vortex Durchflussmessgeräten

Prowirl 200. Zugang und Steuerung

der Software ist über alle Bedien- und Systemschnittstellen

an den Geräten möglich.

Drei Eigenschaften charakterisieren die

neue Technologie: Diagnosefunktionalität

durch kontinuierliche Selbstüberwachung

(Heartbeat Diagnostics), Verifikation von

Durchflussmessgeräten in der Anwendung

(Heartbeat Verification) sowie die Ausgabe

zusätzlicher Messgrößen an ein externes

Condition Monitoring System (Heartbeat

Monitoring).

Heartbeat Diagnostics sorgt für die

fortlaufende Prüfung und Überwachung

der Diagnoseparameter gegenüber festgelegten

Grenzwerten. Heartbeat Verification

bietet hiermit den Betreibern „Verifikation

auf Knopfdruck“, also die dokumentierte

Geräteprüfung auf Anforderung;

so wird die Messgerätefunktionalität sicher

be stätigt. Heartbeat Monitoring ist die

Ausgabe ausgewählter Diagnoseparameter

zur Bewertung und Aufzeichnung im

Rahmen „vorbeugender Wartung“.

Vorteile für Anlagenbetreiber

Jede der neuen Eigenschaften bietet Anlagenbetreibern

klare Vorteile. Zunächst

erhalten sie Prozess- und Gerätediagnosemeldungen

gemäß NE 107 mit klaren

Handlungsanweisungen. Zudem geben

die Geräte eindeutige und sichere Messstellenbewertungen

„Bestanden / Nicht-

Die Heartbeat-Technology gewährleistet für alle neuen

Proline-Durchflussmessgeräte eine vollumfängliche,

permanente Geräteüberprüfung direkt in der Rohrleitung.

Bestanden“ sowie Prüfdokumentationen

aus. Schließlich lassen sich auch frühzeitig

Veränderungen beziehungsweise Trends

erkennen, systematische Fehler erkennen

und Prozesseinflüsse vermeiden.

Alle Prüfungen mit Heartbeat-Technology

werden auf einen unveränderlichen Werkszustand

zurückgeführt und interne Referenzen

während des Fertigungsprozesses

rückführbar kalibriert. Diese Referenzen

sind redundant in den Geräten ausgeführt.

Mithilfe dieses Verfahrens ist eine perma-

nent gegenseitige Überwachung durch

einen Synchron-Lauftest sichergestellt.

Hierbei können Drifts und Alterung der

Referenzelektronik-Komponenten sicher

erkannt werden.

Zusammenfassung

Die Heartbeat-Technology gewährleistet

höchste Sicherheit im Messbetrieb durch

kontinuierliche Selbstüberwachung des

gesamten Durchflussmessgerätes, vom

Sensor bis zum Ausgangssignal, unabhängig

von Prozess- und Umgebungsbedingungen.

Die Technik ist unkompliziert in der

Handhabung und kann über die Vor- Ort-

Anzeige sowie über alle gängigen Asset

Management Systeme ohne Prozessunterbrechung

aktiviert werden. Dies verringert

den Prüfaufwand, bietet Sicherheit bei der

Geräteprüfung und gewährleistet hohe

Anlagenverfügbarkeit. Diagnosefunktionen

für alle Durchflusstechnologien der neuen

Proline Gerätelinie sichern einen zuverlässigen

Messbetrieb mit gleichbleibender

Qualität. Die Verifikation ermöglicht lückenlose

und rückverfolgbare Ergebnisse auf

Knopfdruck. Die eindeutigen und manipulationssicheren

Prüfergebnisse garantieren

eine sichere Messstellenbewertung, die

jederzeit abrufbar ist.

Bilder: Hintergrund Fotolia, Sonstige Beitragbilder

Endress+Hauser

www.de.endress.com

48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Compact Vision System

für USB3-Vision-Kameras

National Instruments hat

eine kompakte Lösung

für Hochgeschwindigkeits-

Bildverarbeitungsanwendungen vorgestellt. Das NI CVS-1459RT

ist ein kleines, robustes Bildverarbeitungssystem mit einem Intel

Atom Quad-Core Prozessor und zwei dedizierten USB-3.0-Anschlüssen

für USB3-Vision-Kameras. Bildverarbeitungssystem

wird entweder mit der firmeneignen Systemdesignsoftware oder

dem Vision Builder for Automated Inspection (AI) programmiert.

Der robuste Formfaktor eignet sich für industrielle Anwendung

bis zu 55 °C. Die Synchronisation mit Automatisierungsgeräten

für Kamera- und Beleuchtungs-Triggering ist über integrierte

industrielle I/O möglich. Zwei USB-3.0-Anschlüsse sorgen als

Kameraschnittstelle mit hoher Bandbreite für Kompatibilität mit

den neuen kostengünstigen USB3-Vision-Kameras und der Einsatz

der Anschlüsse mit Peripheriegeräten, zum Beispiel einem

externen Speicher für das Datenloggen, ist ebenfalls machbar.

www.ni.com

Shunt-basierter Stromsensor in

Frequenzumrichtern für niedrige Ströme

Das Unternehmen Isabellenhütte hat den Stromsensor ILF im

niedrigen Ampere-Bereich entwickelt, der einen Strommessbereich

bis 60 A abdeckt. Der Stromsensor eignet sich mit seinem

kompakten IC-Gehäuse für die

SMD-Montage und kommt in

Frequenzumrichtern in industriellen

Anwendungen oder in

Solarinvertern zum Einsatz.

Die Strommessung basiert auf

der Shunt-Technologie des

Unternehmens. Die Messgenauigkeit

liegt über den ganzen

Strommessbereich bei weniger als 1 % Abweichung vom Messwert.

Der ILF ist kompatibel mit einer Versorgungsspannung

von 3,3 oder 5 V. Die Anschlüsse des Sensors bestehen aus

zwei Laststromkontakten sowie vier Signal- und Versorgungskommunikationskontakten.

www.isabellenhuette.de

Sensoren-Auswahl im Internet

Mit einem neuen Tool erleichtert der Sensorikspezialist Autosen

aus Essen die Auswahl der richtigen Sensoren im Internet. Die

virtuelle Produktberatung erfolgt über die Anwendung, nicht

über die technischen Daten. Die Online-Produktberatung folgt

als nächster Schritt nach der

Einführung des Produktvergleichs,

über den Kunden die

Kompatibilität der Sensoren

prüfen können. Der Kunde

kann nun in direkten Kontakt

mit einem autosen-Experten

treten, oder er findet den

passenden Sensor über das

Beratungstool. Der Nutzer

wird Schritt für Schritt durch

die Anwendung geführt, bis

hin zur Bestellung und Lieferung innerhalb von 24 Stunden. Das

Angebot umfasst das gesamte Portfolio. Das Unternehmen bietet

unter eigenem Label eine Auswahl induktiver und optischer

Sensoren etablierter Hersteller an.

www.autosen.com

Datenlogger erfasst Pegel,

Leitfähigkeit + Temperatur

Mit den neuen CTD-Versionen der hochgenauen

DCX-Pegel-Datenlogger für Tiefen

bis 200 m bietet die Keller AG für Druckmesstechnik

eine hochintegrierte Komplettlösung

für die Wasserwirtschaft. Der Datenlogger für Langzeitbeobachtungen

speichert nicht nur über 50.000 Pegel-Messwerte mit

Zeitstempel sondern auch die jeweils zugehörigen Messwerte

für Leitfähigkeit und Temperatur. Mit einem Durchmesser von

22 mm empfehlen sich die Kombisonden für alle Peilrohre ab

1" Nennweite. Keller liefert zudem Leitfähigkeitssonden in

Kombination mit Drucksensorbasierten Pegelsonden. Diese

integrierten Messsysteme sind u. a. zur Kontrolle des Eintrags

von Meerwasser, Gülle oder Dünger in das Grundwasser, in

Flüsse und Seen sinnvoll, für Überwachungsaufgaben bei Baumaßnahmen

oder zur Beobachtung lokaler Verschmutzungen

im Wasser. Je nach Einsatz sind die Pegelsonden mit integriertem

Datenlogger der Serie DCX-22 CTD nicht nur im Edelstahl-

Gehäuse sondern auch in anderen Materialien lieferbar.

www.keller-druck.com

Mass Flow Management für Gas in Industrieprozessen

Beim neuen Mass Flow Controller (MFC) / Mass Flow Meter (MFM)

Typ 8741 hat Bürkert steuerungsrelevante Elemente herausgelöst.

Diese Steuerungsaufgaben übernimmt eine übergeordnete

Steuerung, die Sensor-Aktor-Module wie

Mass Flow Controller über einen Systembus

anspricht. Die MFC / MFM sind mit

einer Schnittstelle für den proprietären

Bürkert-System-Bus (büS) ausgestattet.

Enthielt bisher jeder MFC/MFM eigene

Steuerungshardware, kommt jetzt die

Systemsteuereinheit (SCU) Typ ME2X

zum Einsatz. Diese kann bis zu 16 Regelkreise

auf einmal kontrollieren und fun-

giert als Gateway zwischen Industrial Ethernet und dem büS.

Damit kann die Feldgeräteebene direkt an Industrial Ethernet

angebunden werden. Typ 8741 ist für die direkte Durchflussmessung

in Gasen mit MEMS-Technologie

ausgestattet und für Nenndurchflüsse

von 0,01 bis 80 Nl/min (bezgl.

Stickstoff) ausgelegt. Er überzeugt durch

hohe Genauigkeit, schnelle Reaktionszeiten

und exzellente Wiederholgenauigkeit.

Im Prozess erreicht er sehr kurze

Ausregelzeiten.

www.burkert.com

INDUSTRIELLE AUTOMATIO 3/2015 49


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Berührungslos übertragen

Zuverlässige und verlustfreie Messergebnis-Übermittlung im Mikrometerbereich

dank induktiver IO-Link-Koppler

Wolfgang Zosel

Wo Werkstückträger in ständiger

Bewegung sind und es wie in

Bearbeitungszentren buchstäblich

um bis zu 360° rund geht, stellt die

Datenübertragung von mobilen

zu fixen Teilen der Anlage Elektrokonstrukteure

regelmäßig vor eine

Herausforderungen. Abhilfe schaffen

induktive Kopplersysteme, die

digitalisierte Daten, Signale und

sogar Energie über einen schmalen

Luftspalt übertragen. Wie diese

Technik funktioniert, lesen Sie hier.

Ein skandinavischer Automobilhersteller

bringt derzeit seine Fertigungslinie für

Lkw-Motoren auf den Stand der Technik.

20 Bearbeitungszentren stehen dort in Reih

und Glied, die Schritt für Schritt aus den

angelieferten Gussrohteilen nahezu vollständig

automatisiert montagefertige Motorenblöcke

fertigen. Dabei setzt das Unternehmen

auf die Kompetenz der Gebr. Heller

Maschinenfabrik (Hauptsitz in Nürtingen).

Horizontale Bearbeitungszentren, 5-Achs-

Bearbeitungszentren, Fräs-Dreh-Zentren

sowie flexible Fertigungssysteme zählen

zu den Kernprodukten des Werkzeugmaschinenherstellers

mit etwa 2 500 Beschäftigten

weltweit.

Zwei dieser Bearbeitungszentren mit

einem Footprint von rund acht mal vier und

einer Höhe von gut drei Metern absolvieren

derzeit ihre finalen Funktionstests im

Nürtinger Werk. Ein automatisiertes Ladesystem

hievt den noch unbearbeiteten

Gussmotorenblock von oben auf einen um

360° schwenkbaren Rundtisch, der auch in

Z-Achse verfahrbar ist. Im hinteren Bereich

ist sowohl ein Werkzeugwechsler als auch

eine entlang der Horizontal- und Vertikalachse

verfahrbare Arbeitseinheit angebracht,

die erste Bohr- und Fräsaufgaben

ausführen wird.

Genaue Messwertermittlung

durch Längenmesstaster

Doch zunächst muss der Rohling mithilfe

einer hydraulischen Spannvorrichtung

sicher auf der Auflagefläche des Rundtisches

fixiert werden. Weil Rohgussblöcke

herstellungsbedingt meist divergierende

Abmessungen aufweisen, muss im Zuge

des Aufspannverfahrens die relative Lage

des Werkstücks auf dem Rundtisch ermittelt

und der Steuerung mitgeteilt werden.

Dazu erfasst ein auf der Grundplatte sitzender

Bolzen die auf der Unterseite des Motorenblocks

angebrachte Indexbohrung,

bevor vier massive Schwenkspanner das

Werkstück nach hinten ziehen und 16 induktive

Sensoren von Balluff schließlich

den exakten Sitz bestätigen. Während das

Gussteil in seine Bearbeitungsposition

gefahren wird, registriert ein induktiver

Messtaster quasi nebenbei, welchen Weg

der Bolzen in der Indexbohrung mitsamt

dem Werkstück zurückgelegt hat. Sitzt der

Gussblock schließlich in seiner Bearbeitungsposition,

sind die Lage- und Abmessungsdaten

bereits erfasst und an die Steuerungsebene

übermittelt. Die Bearbeitung

des Motorenblocks kann beginnen.

Ein Längenmesstaster wie der hier eingesetzte

von Marposs dient der präzisen

Messwertermittlung im Zuge der Werkzeugbearbeitung

und Qualitätskontrolle. Er

gleicht quasi die unvermeidlichen Schwankungen

bei den Abmessungen der Gussteile

aus und stellt somit genaue und identische

Bearbeitungsergebnisse sicher. Marposs ist

Hersteller von Fertigungsmesstechnik für

In-Prozess- und Post-Prozess-Werkstattanwendungen.

Das Unternehmen mit Hauptsitz

im italienischen Bentivoglio beschäftigt

2800 Mitarbeiter weltweit, zentraler Standort

für Deutschland ist Weinstadt.

Wolfgang Zosel, freier Fachjournalist, Reutlingen


SENSORIK UND MESSTECHNIK

01 Die induktiven Koppler befinden sich unten links im aufgespannten

Motorenblock, der aus Gussrohteilen nahezu automatisiert gefertigt wird

02 Die Spannvorrichtung ist mit einem Messverstärker und einem

Sensorhub ausgestattet, der die induktiven Sensoren sammelt

Einfacher Signal- und Datenaustausch

bis zur Steuerungsebene

Bereits in der Entwurfsphase stellt sich die

Frage, auf welche Weise Signale und Daten

vom beweglichen und drehbaren Werktisch

zur Maschinenbasis und damit zur Steuerungsebene

gelangen sollen. „Den hohen

Produktivitäts- und Zuverlässigkeitsanforderungen

unseres Auftraggebers entsprechend,

kamen konventionelle Verkabelungslösungen

ebenso wenig in Frage wie

Schleifringsysteme: zu aufwändig, anfällig,

verschleißbehaftet und damit unzuverlässig“,

sagt Peter Frommer, Projektleiter Steuerungstechnik

bei Heller. Zudem stellt der

Längenmesstaster in Verbindung mit einem

Messverstärkter von Marposs zunächst

lediglich ein analoges Signal zur Verfügung.

Dies hätte die Übertragung über

ein spezielles geschirmtes Kabel notwendig

gemacht. Im Wartungsfall wäre dies

eine Lösung, die mit hohen Kosten verbunden

wäre.

Damit war nicht nur eine Technik gefragt,

die Daten zuverlässig vom mobilen zum

fixen Anlagenteil übertragen kann, sondern

gleichzeitig auch eine Lösung für das einfache

und verlustfreie Handling analoger

Messdaten. Gleich mehrere Gründe, warum

man bei Heller auf das induktive Kopplersystem

(BIC) von Balluff setzte. Es überträgt

Signale und Energie berührungslos

über einen Luftspalt von bis zu 5 mm. Seine

Leistungsfähigkeit und Einfachheit verdankt

das berührungsfreie Übertragungssystem

seiner Auslegung nach IO-Link. Die

bidirektionale Schnittstelle sorgt unterhalb

der Busebene für einen unkomplizierten

Signal- und Datenaustausch und vereinfacht

Installations- und Verkabelungsprozesse.

Denn für sämtliche Übertragungs-

aufgaben kommt ein gewöhnliches ungeschirmtes

dreiadriges Standardkabel zum

Einsatz. IO-Link ist abwärtskompatibel zu

allen Standardsensoren und unempfindlich

gegenüber Störeinflüssen.

Verschleißfrei auch unter

extremen Bedingungen

Bei den von Heller hergestellten Bearbeitungszentren

stehen sich der Sender (Remote)

und Empfänger (Base) in der Be- und

Entladeposition austauschbereit gegenüber.

Im vorliegenden Fall ist das System

doppelt ausgelegt: Ein Kopplerset ist für die

Übertragung des Längenmesswertes, das

andere für die Übermittlung der Positionsabfragedaten

im 1/1 000-mm-Bereich zuständig.

Aus dem analogen Signal des Längenmesstasters

erzeugt ein Analog-Adapter

(AD-Wandler) von Balluff ein IO-Link-

Signal, das per Standardkabel direkt an den

Remote-Sender gelangt. Ein Sensorhub

sammelt die 16 induktiven Sensoren ein

und das gebündelte IO-Link-Signal wird

an den zweiten Remote-Koppler übertragen.

Selbst unter extremen Bedingungen arbeiten

die in der Schutzart IP 67 ausgelegten

berührungslosen Koppler verschleiß- und

ausfallfrei, Späne und Kühlschmierstoffe

beeinträchtigen die Übertragung nicht.

„Die induktiven Kopplersysteme ermöglichen

einen kompakten konstruktiven

Aufbau, die Installation wie auch der Austausch

der Geräte sind einfach. Gleiches gilt

für Parametrierung und Diagnose“, betont

Peter Frommer.

03 Durch unterschiedliche IO-Link-Master

können die Devices einfach über IO-Link mit

nahezu allen Feldbussen kommunizieren

Grundsätzlich sind die bidirektionalen IO-

Link-Induktivkoppler überall dort sinnvoll,

wo eine feste Verdrahtung von Sensoren

und Aktoren stört oder wo man das Risiko

unvorhersehbarer Ausfälle aufgrund von

Materialermüdung nicht eingehen will. Als

schnell trennbare Einheiten bieten die

intelligenten Übertragungssysteme maximale

Flexibilität bei Formatwechseln, sie

sparen Rüstzeiten und ermöglichen die

Ankopplung von bis zu 16 Sensoren. In

Kombination mit einem IO-Link-Master

kann das System an nahezu jeden marktüblichen

Feldbus an geschlossen werden.

www.balluff.com

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 51


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Unikate am Fließband

Vollautomatisierte Montageanlage für Injektordüsen setzt auf die Präzision eines RFID-Systems

Achim Weber ist Vertriebsspezialist

bei Turck in Mülheim

Die Herausforderung bei dieser Montageanlage

für Injektordüsen lag darin, im

Zusammenspiel der hochpräzisen Messungen

mit den ebenso präzisen Montagen eine

Toleranz unter einem Mikrometer

einzuhalten. Und das wiederholbar

in einer laufenden Produktionsanlage.

Und dabei müssen wir uns auf

jede verbaute Komponente – und

natürlich auch auf jeden Sensor –

zu hundert Prozent verlassen

können.

Manuel Lehner,

Projektleiter, Sonplas

01 An jeder einzelnen Station des Montagebands sitzen

RFID-Schreibleseköpfe und uprox+ Näherungsschalter von Turck

Achim Weber

Der Sondermaschinenbauer Sonplas entwickelte und baute zwei Maschinen

zur Montage von hochpräzisen Injektordüsen. Um die Anforderungen des

Kunden an Präzision und Wiederholgenauigkeit zu erfüllen, müssen

Düsen und Komponenten im Prozess genau identifiziert werden. Zum

Einsatz kommen ein RFID-System sowie Näherungsschalter, mit denen

die Maschine Aluminium-Werkstückträger im Förderband erkennt.

Injektordüsen von Einspritzanlagen bestehen

– grob vereinfacht – aus einer Düsenspitze,

der Nadel mit Federsitz, Feder, Hülse

und einer Art Deckel, die das Ganze verschließt.

Ihre Montage ist komplex, denn die

Bauteile jeder einzelnen Injektordüse sind

allesamt Einzelstücke. Damit ist auch jeder

Injektor ein Unikat. Die Nadel oder die

Feder der einen Düse können nicht ohne

Qualitätsverluste einfach auf eine andere

Düse getauscht werden. Viele Komponenten

einer Düse, vom Federsitz über die Feder

bis zur einzeln geschliffenen Nadel, sind

exakt vermessen und aufeinander abgestimmt.

Dennoch werden die Düsen-Unikate

vollautomatisiert am Fließband montiert.

Möglich machen dies Sondermaschinenbauer

wie Sonplas in Straubing. Die Firma

hat sich auf Montage- und Prüfanlagen für

Automobilzulieferer spezialisiert, insbesondere

auf Maschinen, die Zulieferteile montieren

oder prüfen, durch die im Fahrzeug

später Treibstoff fließt. Viele internationale

Automobilzulieferer schätzen das knapp

200 Mitarbeiter starke Unternehmen genau

wegen dieses Know-hows.

Ende 2012 erhielt Sonplas den Auftrag,

zwei Maschinen zur Montage von Injektordüsen

zu konstruieren und zu bauen. „Das

Besondere an den Maschinen ist, dass wir

vor jeder Montagestation immer messen

und dann abhängig von dieser Messung das

Werkstück bearbeiten“, erläutert Sonplas-

Vertriebsleiter Hermann Pankofer eine besondere

Herausforderung bei der Maschinenkonstruktion.

So wird zum Beispiel die

Feder des Injektors nicht einfach auf die

Nadel gesteckt. Zuerst misst die Maschine

an einer Station die Kraft der Feder und

presst den Federsitz dann entsprechend der

Messergebnisse auf. Die Feder wird dann

52 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SENSORIK UND MESSTECHNIK

02 Der Reader liest den Tag am Werkstückträger aus, um die einzelnen

Komponenten zu identifizieren; der Tag wird direkt im Aluminium-Werkstückträger montiert

03 Über das BL67-Gateway mit RFID- Modulen

gelangen die Daten der Schreibleseköpfe zur

Datenbank der Maschine

auf die Nadel gesetzt und eine andere Maschine

prüft die Höhe der Feder bei einer

definierten Gegenkraft. Die Höhe muss mit

einer Toleranz unter 1 µm gemessen werden,

denn Stärke und der Sitz der Feder

wirken sich später im Motor auf das Einspritzverhalten

der Injektordüse aus.

Jedes Einzelteil wird nachverfolgt

Das komplexe Zusammenspiel von Messungen

und Montageprozessen erfordert,

die entsprechenden Messdaten nachzuhalten

und eindeutig zuordnen zu können.

Dazu wird jedes Bauteil nachverfolgt. Um

die Bauteile einer Düse zuzuordnen, fahren

sie auf dem Werkstückträger der Düse mit.

Der eigens für die Anlage optimierte Werkstückträger

bietet für jedes benötigte Injektorbauteil

einen gesonderten Platz. RFID-

Reader lesen die Datenträger (Tags) aus,

die an jedem einzelnen Werkstückträger

montiert sind.

Für die Montagemaschinen suchte Sonplas

ein RFID-System, das platzsparend in

der Maschine montiert werden kann. Hohe

Schreibleseabstände waren weniger das

Problem, aber der Tag musste direkt auf das

Aluminium des Werkstückträgers montiert

werden können. Im umfangreichen Portfolio

des Turck-RFID-Systems fand sich der

ideale Tag: der Datenträger TW-Q25L12,

5-M-B128 – nicht viel größer als ein Daumennagel

– erfüllt alle Vorgaben. Als Schreib -

leseköpfe zur Identifikation der Werkstückträger

sind elf Geräte im M18-Gewindebauform

vom Typ TN-M18-H1147 in jeder der

beiden Maschinen verbaut.

Anforderungsprofil kam letztlich nur ein

uprox+ Sensor von Turck in Frage. Andere

Näherungsschalter schaffen es nicht, mit

derselben Zuverlässigkeit einen so hohen

Schaltabstand auf Aluminium zu garantieren.

Für einen Sensor im M8-Gehäuse sind

die 4 mm Schaltabstand des eingesetzten

NI4U-EG08-AP6X beachtlich. In jeder der

beiden Montagemaschinen verbaute Sonplas

56 Sensoren dieses Typs. Sie erkennen

die Werkstückträger am Band und steuern

Stopp- und Positioniervorgänge, um einen

Stau auf der Anlage zu vermeiden.

„Dass der Turck-Sensor Aluminium so gut

erkennt, war für uns ein großer Vorteil. Das

ersparte uns umständliche Alternativlösungen.

Die Bearbeitung eines Werkstückträgers

aus Stahl wäre viel aufwändiger.“ so

Projektleiter Manuel Lehn. Die Werkstückträger

hat Sonplas auf Basis eines Standardträgers

selbst entwickelt. Auch das Gewicht

der Werkstückträger auf dem Transportband

wäre bei einer Stahlausführung zu hoch gewesen.

„Bei 30 Werkstückträgern für jede der

beiden Maschinen macht das schon einen

erheblichen Unterschied“, erklärt Lehner.

Datenkommunikation vom

Gateway zur Maschine

Die Prüfdaten an den einzelnen Messstationen

werden über die RFID-Schreibleseköpfe

mit der Identifikationsnummer auf

den Datenträgern verknüpft und in einer

Datenbank abgelegt. Mit Turcks BL67-Gateway

gelangen die Daten über Profibus zur

Datenbank der Maschine. „Die Herausforderung

bei dieser Maschine lag darin, im

Zusammenspiel der hochpräzisen Messungen

mit den ebenso präzisen Montagen

eine Toleranz unter einem Mikrometer einzuhalten.

Und das wiederholbar in einer

laufenden Produktionsanlage.

Alles hängt hier zusammen, jedes Rädchen

greift in ein anderes“, fasst Projektleiter

Lehner die besonderen Anforderungen

der Montageanlage zusammen und

ergänzt: „Dabei müssen wir uns auf jede

verbaute Komponente – und natürlich auch

auf jeden Sensor – zu hundert Prozent verlassen

können.“

www.turck.com

Hoher Schaltabstand

auf Aluminium

Zum Erkennen der Materialträger auf dem

Band und insbesondere zum Überprüfen

der richtigen Werkstückträger-Position zum

Lesen der Datenträger suchte Sonplas induktive

Sensoren als Initiatoren. Gefragt

war ein kompakter Schalter mit hohem

Schaltabstand auf Aluminium. Mit diesem

04 Die Prüf- und Einstellanlagen von Sonplas sind für

Einspritzsysteme in der Automobilindustrie konzipiert

und müssen hohen Anforderungen gerecht werden

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 53


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Forschung leistet Pionierarbeit im Bereich der Hochdruck-Kalibrierung

Das Forschungszentrum von Michell Instruments veröffentlicht, in Zusammenarbeit

mit dem National Physical Laboratory (NPL), bedeutende Fortschritte für das gemeinsame

Projekt zur Verbesserung der aktuellen Hochdruck Taupunkt Generator Technologie.

Die Wissenschaftler von Michell kooperieren hierbei mit dem NPL, welches

wissenschaftliche Beratung und Bewertungsleistungen erbringt. Ziel des Projektes

ist es, eine Kalibrierung des Wasser- und Kohlenwasserstoff-Taupunktes in einer

Druckleitung außerhalb von nationalen meteorologischen Instituten zu ermöglichen.

Die neuesten Ergebnisse haben bedeutende Auswirkungen für die Erdgasindustrie,

insbesondere für Gastransportunternehmen, da die Möglichkeit von Kalibrierungen

für Wasser- und Kohlenwasserstoff-Taupunkt unter Druckbedingungen das Vertrauen

in die Messung dieser beiden Gasqualitätsparameter sowohl beim grenzüberschreitenden

Gastransport als auch für installierte Vertragsmessungen erhöht. Das System

bietet die Flexibilität, bei Drücken bis zu 100 bar zu arbeiten, bei einer Auswahl an

Trägergasen wie Methan, um Prozessanwendungsbedingen zu simulieren.

Im Bild (v.l.n.r.): Andy Benton (Michell Instruments

Ltd.), Andy Sellars (Technical Strategy Board), Kevin

Downes (Smart project monitoring officer)

www.michell.com

Digitalanzeigen-Programm erweitert

Mit dem Typ DI32-1 erweitert das Unternehmen Wika sein Digitalanzeigen-Programm.

Das Gerät ist multifunktional und eignet

sich mit seinen kompakten Abmessungen

(48 × 24 × 52 mm) für bauraumkritische

Applikationen. Der

Multifunktionseingang der Digitalanzeige

DI32-1 verfügt über zwei

Transistor-Schaltausgänge, deren

Schaltverhalten unabhängig voneinander parametrierbar ist.

Zudem bietet die Anzeige 23 Eingangskonfigurationen, womit

sich die Messwerte von Messumformern mit Strom- und Spannungssignalen

sowie von Widerstandsthermometern und

Thermoelementen anzeigen lassen. Außerdem ist der DI32-1

zur Frequenz- und Drehzahlmessung sowie als Auf- beziehungsweise

Abwärtszähler einsetzbar. Die Anzeige ermöglicht außerdem

die Linearisierung von Sensorwerten mit bis zu fünf Stützpunkten

und hat eine Tara-Funktion.

www.wika.de

Wieder bestätigt: Wägezellen für

explosionsgefährdete Bereiche

Mit der aktuellen Baumusterprüfbescheinigung wurde für fast

alle Wägezellen-Bauarten von HBM die Verwendung in explosionsgefährdeten

Bereichen neu bestätigt. Damit ist sowohl

Gerätegruppe I, d. h. Geräte zur Verwendung im Bergbau, als

auch Gerätegruppe II mit den Kategorien 1, 2, und 3 abgedeckt.

Außerdem erhielt die Bauart C16 mit der Schutzart druckfeste

Kapselung Ex d IIC T6 zur Verwendung in explosionsgefährdeten

Bereichen ein weiteres Zertifikat nach IECEx. Somit ist auch der

Export außerhalb der EU möglich. Da übliche Wägeindikatoren

meist außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs installiert

sind, benötigen die druckfesten

Wägezellen in der Regel keine

zusätzlichen Sicherheitsbauteile

und können ohne großen Aufwand

installiert werden.

www.hbm.com

Sicherheitslichtgitter vereint die

Vorteile von zwei Produktserien

In der Entwicklung der Sicherheitslichtgitter-Serie SF4C hat

Panasonic durch ein reines Polycarbonat-Gehäuse auf ein sehr

geringes Gewicht und auf eine möglichst kleine Baugröße gesetzt,

wohingegen bei der Serie SF4B mechanische Robustheit im Vordergrund

stand. Mit der Serie SF4B-C werden die Vorteile beider

Produktserien in einem kombinierten Kunststoff-/Aluminiumgehäuse

vereint, welches es ermöglicht, eine Schutzhöhe von bis

zu 1 623 mm realisieren zu können. Funktionalitäten wie die

ortsfeste oder bewegliche Ausblendung, zeitweise Überbrückung

sowie Störlicht- und Interferenzunterdrückung stehen ebenfalls

zur Verfügung. Die Serie wird sowohl als Handschutz mit 20 mm

als auch als Armschutzversion mit 40 mm Strahlabstand

angeboten. Um bei der Inbetriebnahme

die Ausrichtung des Schutzgitters schnell

und ohne Aufwand durchführen zu

können, sind die Lichtgitter mit Strahlausrichtungsindikatoren

ausgestattet.

www.panasonic-electric-works.de

Transmitter Pt200 für

Abgastemperatursensoren

In Abgasnachbehandlungssystemen

findet man immer mehr Widerstandsthermometer

auf Basis von

zweiadrigen Pt200 Sensorelementen.

Diese sind sehr zuverlässig und

präzise. EngineSens entwickelte

einen Transmitter auf Basis

bewährter Komponenten, der die

Widerstandswerte von Pt200 Thermometern

in ein 4…20 mA-Signal umsetzt. Gegenüber der sonst

üblichen Umwandlung in Spannungswerten spielt die Leitungslänge

keine Rolle mehr, der Einfluss von Steckverbindungen und

elektromagnetischen Wellen wird vernachlässigbar. Der Messbereich

des Transmitters Pt200 reicht von 20 bis zu + 950 °C.

Die Versorgungsspannung des Transmitters Pt200 liegt zwischen

12 und 30 V DC. Beim Einschalten erfolgt ein Selbsttest, nach

etwa einer Sekunde liegt das Messsignal kontinuierlich an.

www.motorsensor.de

54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Leitfähigkeitsmessung mit separaten

Komponenten für mehr Flexibilität

Das Unternehmen Baumer hat mit dem CombiLyz AFI5 sein

Leitfähigkeitsmessgerät um ein Modell erweitert. Das Messgerät

beinhaltet zwei einzelne Komponenten: das induktive Sensorelement

und den Transmitter mit dem integrierten CombiView

Display, die getrennt voneinander

installiert und mit einem

Kabel verbunden werden. Der

Transmitter mit integriertem

Display lässt sich vibrationsgeschützt

anbringen. Durch seine

Beständigkeit bei bis zu 85 °C

Umgebungstemperatur und

zuverlässigen Messungen auch

bei extremen Bedingungen ist

der CombiLyz AFI5 vielseitig

einsetzbar – u. a. in CIP- und SIP-Prozessen, zur Überwachung

von Konzentrationen in Flüssigkeiten oder zur Phasentrennung

verschiedener Medien. Die Messergebnisse liefert der Sensor mit

einer maximalen Abweichung von < 1 %. Zusätzlich zeigt die

Hintergrundfarbe des Displays nach einem Ampel-System (rot/

grün) an, ob die Messergebnisse einen kritischen Wert erreicht

haben, der ein Eingreifen notwendig macht. Änderungen an den

Einstellungen können einfach über das Touchscreen-Display

durchgeführt werden – auch während des laufenden Prozesses.

www.baumer.com

Portables CCD-Mikro-Spektrometer

für den universalen Einsatz

Das portable CCD-Mikro-Spektrometer MR-16 V4 von Wammes

& Partner, das durch die Display-Tochter i-sft GmbH vertrieben

wird, basiert auf einem MEMS-Spectrochip zur Erfassung der

Photonen und einem damit gekoppelten linearen CCD, der die

Photonen in Elektronen umwandelt. Das digitalisierte Signal

wird vom integrierten Mikrocomputer aufbereitet und auf einem

Touch-Display ausgegeben. Als universelles Hilfsmittel für schnelle

Kontrollen im laufenden Betrieb von Anlagen, aber auch bei der

Qualitätssicherung in der Herstellung sowie bei Testaufgaben in

der Forschung ermöglicht es u. a. spektrale Messungen, Lichtstärke-Messungen

und Farbverteilungs-Analysen. Das Produkt

eignet sich für lichttechnische Messungen, wie sie unter anderem

in den Bereichen Lichttechnik, Medizin, Architektur und Energieberatung

gebraucht werden.

Das nur 148 × 96 × 35 mm

große und 550 g schwere

Gerät wird mit einem auf -

ladbaren Lithium-Ionen-

Akku betrieben. Zwei

Varianten verfügen über

spezielle Software für zusätzliche

Aufgaben: MR-16 V4-BINS unterstützt die Sortierung von

LED-Lichtquellen nach Farben, das Binning. MR-16-V4 PPF kann

zusätzlich auch die photosynthetische Photonen-Dichte messen.

www.i-sft.de

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 55


STEUERN UND ANTREIBEN

Robotertechnik

für Klein und Groß

Flexible Komplettlösung optimiert Hartdrehprozess

und steigert Produktionsumsatz

Dieter Pletscher

Um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen

Unternehmen nicht nur innovativ sein, sondern auch

optimale Produktionsabläufe schaffen. Denn von

ihnen hängt ab, wie effizient, flexibel und schnell

Arbeitsprozesse durchgeführt werden können. Eine

Lösung bietet ein Leichtbauroboter eines dänischen

Unternehmens, der in einem Betrieb die Bestückung

einer CNC-Maschine automatisiert. Welche Vorteile

das mit sich bringt, lesen Sie hier.

01Die Roboter eignen sich für Prozesse

wie Verpacken, Palettieren, Montage und

Pick & Place

Fries Maschinenbau, ein klassischer Zulieferer

von Dreh- und Frästeilen für die

Industrie, ist als kleines Unternehmen stets

einem steigenden Kostendruck ausgesetzt.

Aus diesem Grund ist Firmengründer Anton

Fries darum bemüht, seine Produktionsmethoden

immer effizienter und Arbeitsprozesse

für seine zehn Mitarbeiter angenehmer

zu gestalten. An einen bestimmten

Prozess dachte er dabei schon länger: Die

Bestückung einer CNC-Maschine. Diese erfolgte

bisher manuell in einer kurzen Taktzeit

von 25 bis 45 s mit variierenden Stückzahlen.

Ähnlich geht es anderen kleinen und mittelständischen

Unternehmen: Steigender

Kostendruck und schwankende Nachfragen

stellen sie vor die Herausforderung, ihre

Produktionen flexibler zu gestalten. Die Lösung

liegt darin, besonders monotone Fertigungsschritte

zu automatisieren und die

freigewordene Arbeitskraft mit anspruchsvolleren

Tätigkeiten zu betrauen. Das spart

zeitliche sowie finanzielle Ressourcen und

ermöglicht gerade kleinen Firmen wettbewerbsfähig

zu bleiben.

Leichtbauroboter mit

integriertem Sicherheitsmodus

Systemintegrator Klaus Volland von Inex

Werkzeugmaschinen empfahl Fries einen

sechsachsigen Leichtbauroboter des dänischen

Herstellers Universal Robots. Die

Modelle UR5 und UR10 wiegen nur 18 bzw.

28 kg und verfügen über eine Reichweite

von 85 bzw. 110 cm sowie eine Hebekraft

von fünf bzw. zehn kg. „Ein Vorteil ist der

integrierte Sicherheitsmodus der Roboter.

Denn damit dürfen sie je nach Anwendung

und unter bestimmten Bedingungen ohne

Schutzzaun in nächster Nähe zum Menschen

arbeiten. Im Gegensatz zu großen

Robotern eignen sich die kleinen UR-Roboter

daher auch für den Einsatz in kleinen

und mittleren Produktionen mit beschränkten

Platzverhältnissen. Eine Risikoanalyse

ist jedoch im Vorfeld erforderlich“, erklärt

Volland. Dank ihrer intuitiven Benutzerführung

können auch ungeübte Mitarbeiter die

Roboter schnell bedienen.

Damit erfüllten die Leichtbauroboter bereits

eine wesentliche Voraussetzung für

Anton Fries, für den Robotertechnologie

ein völlig neues Feld war: „Roboter waren

für mich bisher vor allem teuer und erforderten

Spezialwissen – einen Mitarbeiter

mehrere Wochen auf Schulung zu schicken,

um den Roboter bedienen zu können, hätte

ich mir nicht leisten können.“

Zudem sollte die Roboterlösung leicht

transportabel sein, um in dem kleinen Betrieb

an verschiedenen Maschinen eingesetzt

werden zu können. Das Greifwerkzeug

Dieter Pletscher, Area Sales Manager DACH

bei Universal Robots

56 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


02 Mit einem Arbeitsradius von bis

zu 1 300 mm bietet der UR10 eine hohe

Effizienz bei Aufgaben, die eine größere

Arbeitsfläche erfordern

sollte so gestaltet sein,

dass eine Vielzahl an

Bauteilen aufgenommen

werden kann: „Wir entschieden,

dass eine kompakte

Komplettanlage, in die der Roboter

integriert wird, die Lösung

für unsere Ansprüche darstellt“,

erklärt Anton Fries.

Optimale Ansteuerung

und schnelle Umrüstung

Für die Entwicklung der Konstruktion

wurde das Konstruktionsbüro Juka mit an

Bord geholt, das die Gestaltung in CAD

übernahm. Gleichzeitig testeten Systemintegrator

Volland und Anwender Fries den

Roboter auf verschiedene Aufgaben und

Anwendungen hin. Seit Mai 2013 ist die nur

Eurogitterbox große Komplettlösung Rohan

im Einsatz. Zwei Vorratsschubladen mit Ladungsträgern

für die jeweils zu handelnden

Werkstücke sind auf einem Palettensystem

befestigt. Darauf montiert ist der Roboterarm

UR10, der wahlweise mit einem Einfach-

oder Doppelgreifer mit integrierter

Mikroventilinsel ausgestattet ist. So können

die Werkstücke optimal angesteuert werden.

Über ein Schnellwechselsystem lassen

sich die Greiferbacken oder auch ein Parallelgreifer

in wenigen Sekunden auf einen

Dreibackengreifer umrüsten. Elektroleitungen

und Schläuche werden im Roboter verbaut

und sind weniger verschleißanfällig

im Vergleich zu einer Montage außen.

„Rohan ist eine steckerfertige, CE-konforme

Komplettlösung, die sofort für verschiedene

Einsatzgebiete, zum Beispiel für

Induktivhärteprozesse oder bei Montageaufgaben,

in Betrieb genommen werden

kann. Je nach Größe und Gewicht der zu

bearbeitenden Roh- oder Fertigteile kann

der Robotertyp UR5 oder UR10 integriert

werden“, erläutert Klaus Volland.

Flexibler Einsatz an

mehreren Maschinen

Bei Fries Maschinenbau ist die Komplettlösung

aktuell an einer CNC-Maschine im

Einsatz und handelt dort einen Hartdrehprozess.

Der Roboter nimmt dabei mit

einem Doppelgreifer Drehteile von den

Ladungsträgern auf, fährt zu einer Umgreifstation,

um in die richtige Position zu gelangen.

Von dort fährt er geradeaus nach vorne

in die CNC-Maschine, deren Schiebehaube

sich automatisch öffnet, und spannt das Teil

zwischen die Drehbankspitzen der Maschine.

Anschießend fährt der Roboter

wieder heraus, die Schiebehaube schließt

sich. Dann holt sich der UR10 das nächste

Drehteil von den Ladungsträgern und der

Prozess beginnt erneut. Vor dem Einspannen

des neuen Teils holt der Roboter das

bereits bearbeitete Bauteil heraus und legt

dann erst das neue ein. Alle sicherheitsrelevanten

Befehle der CNC-Maschine werden

dabei über den Roboter abgefragt und

kommuniziert.

Dasselbe gilt für die Greifer. „Der Roboter

unterstützt uns beim Bearbeiten von Stückzahlen

zwischen 500 und 1 000. Da der

UR10 aber so einfach umzuprogrammieren

ist und effizient arbeitet, setzen wir ihn

auch bei sehr kleinen Serien von nur etwa

50 Stück ein“, erklärt Anton Fries.

„Innerhalb weniger Stunden haben meine

Mitarbeiter gelernt, den Roboterarm zu

programmieren und zu bedienen“, freut

sich Anton Fries, der inzwischen darüber

nachdenkt, weitere Roboter zur Optimierung

von Bearbeitungsprozessen anzuschaffen.

„Der Mitarbeiter, der früher die

CNC- Maschine bedient hat, kümmert sich

heute um weitere Maschinen, ohne in

Stress zu geraten. Außerdem kann er sich

auf die Qualitätskontrolle konzentrieren.“

Dank der Komplettanlage konnte Anton

Fries zudem seine Produktivität steigern.

In spätestens zwei Jahren haben sich

damit die Kosten für die gesamte Anlage

amortisiert.

www.universal-robots.de

Live-Demonstration auf der Hannover Messe

Auf der Hannover Messe 2015 stellte Universal Robots erstmals

seinen neuen Roboterarm vor. Der UR3 soll der weltweit flexibelste,

kollaborierende Leichtbau-Tischroboter sein, der direkt neben dem

Menschen arbeiten kann. „Mit nur 11 kg Eigengewicht, hat er

gleichzeitig eine Traglast von 3 kg, eine 360°-Rotation an allen

Drehgelenken sowie eine endlose Rotation an der Werkzeugschnittstelle“,

erläutert Dieter Pletscher die einzigartigen Funktionen. Der

Roboter eignet sich für leichte Montageaufgaben und automatisierte

Werkbankszenarien in unterschiedlichsten Anwendungen. Seine

unkomplizierte Programmierung macht es zudem noch einfacher,

zwischen verschiendenen Fertigungsaufgaben zu wechseln. „Mit

dem UR3-Roboter werden Endanwender in der Lage sein, Robotik

für Branchen einzusetzen, in denen Automation bisher noch nicht

möglich war“, resümiert Dieter Pletscher abschließend.

Die Redaktion traf Dieter Pletscher, Area Sales Manager DACH bei Universal Robots

auf der diesjährigen Hannover Messe.

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 57


STEUERN UND ANTREIBEN

Safety & Security

in der Robotik

Motherboards für Robotersteuerung mit zusätzlichen

Sicherheitsfunktionen

Peter Hoser

Robotertechnik hat in jüngerer

Vergangenheit viele Lebens- und

Arbeitsbereiche revolutioniert.

Robotikspezialist Kuka vollführte

mit Einführung einer neuen

Steuerung eine eigene kleine

Revolution. Die Steuerung nutzt

offene Industriestandards und

hat eine komplette Sicherheitssteuerung

als Softwarefunktion

integriert. Als Basis dienen

Mainboards von Fujitsu.

Ob mit dem Robocoaster, der in Freizeitparks

sicher Menschen durch die Luft

wirbelt, oder den neuen Leichtbaurobotern,

die mit „Fingerspitzengefühl“ Teile

zusammenfügen und direkt mit dem Menschen

zusammenarbeiten können, Kuka

hat mit seinen Innovationen die Welt der

Automatisierung in den letzten Jahren

mitgeprägt. Als Basis seiner Steuerungen

setzen die Roboterspezialisten bereits seit

vielen Jahren Mainboards von Fujitsu ein.

Spezialanforderungen im

Standardlayout

Mainboards müssen als zentrale Komponente

der Steuerung hohen Anforderungen

genügen: Neben der garantierten Verfügbarkeit

aller Einzelkomponenten ist eine

stabile Funktion aller Systeme unter rauen

Fertigungsbedingungen unverzichtbar.

„Unsere Steuerungssysteme müssen

24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche

bei Umgebungstemperaturen bis 45 °C die

hohen Anforderungen an Safety und

Peter Hoser, Sales Director OEM

Systemboard bei Fujitsu in Augsburg

Security zuverlässig erfüllen können“,

erklärt Heinrich Munz, Senior Developer

System Engineering bei Kuka.

Im Rahmen einer langfristigen Entwicklungspartnerschaft

kennt Fujitsu die speziellen

Anforderungen von Kuka bereits aus

vorausgegangenen Generationen. Dank

einer frühzeitigen Einbindung von Kuka in

die Entwicklung von neuen Produkten

bereits vor Beginn des Designs kann Fujitsu

flexibel auf Kundenwünsche hinsichtlich

Layout, Sonderfunktionen und BIOS eingehen.

Statt teure Sonderanfertigungen speziell

für Kuka zu fahren, übernimmt Fujitsu

solche Wünsche in das Standardlayout

seiner Industriemainboards.

Die Spezialanforderungen, die Kuka an

Fujitsu heranträgt, haben in erster Linie mit

Sicherheitsfragen zu tun, um genau zu sein

mit Functional Safety. Nach Aussage von

Heinrich Munz müsse gerade in der Robotik

genau zwischen „Safety“ und „Security“

unterschieden werden. Der allzu allgemeine

deutsche Begriff „Sicherheit“ führe sonst

immer wieder zur Vermischung von Bereichen,

die den Steuerungsentwickler vor

ganz unterschiedliche Anforderungen

stellen. Pointiert lässt sich der Unterschied

laut Munz auf die Formel bringen: „Safety

schützt den Menschen vor der Maschine,

Security schützt die Maschine vor dem

Menschen.“

Functional Safety als Kernaufgabe

In der Industrierobotik gibt es mehrere

Haupttasks. Die Steuerung KR C4 von Kuka

weist diese verschiedenen Cores eines

Multicore-Prozessors zu. Der Multicore-

Prozessor mit unabhängig voneinander

operierenden Rechenkernen erlaubt also

auf der Software-Ebene die Integration von

Komponenten zur Sicherheitssteuerung,

Regelung usw., die zuvor als externe Komponenten

implementiert wurden.

Die unterste Task-Ebene ist die Antriebsregelung.

Hier ist ein sehr hoher, deterministischer

Echtzeit-Takt erforderlich.

Da rüber ist die eigentliche Robotersteuerung

angesiedelt, die bestimmt, wohin die

Motorkraft geregelt werden soll. Die nächsthöhere

Ebene belegt die Functional Safety,

die Funktionen wie Betriebsartenwahl,

Zustimmtaster und Nothalt umfasst. Auf der

höchsten Ebene ist das Human-Machine-


STEUERN UND ANTREIBEN

01 Der Schrank mit der Steuerung:

35 % weniger Hardware und 50 %

weniger Verkabelung im Vergleich

zum Vorgängermodell

Interface angesiedelt, das im Fall von Kuka

auf Windows basiert.

Diese vier Aufgaben verteilen die Entwickler

von Kuka auf zwei Cores – denn die

Safety-Anforderungen werden u. a. durch

Redundanz erfüllt. Das bedeutet: Zwei unabhängige

Cores führen dieselben safetyrelevanten

Rechenoperationen durch.

Wenn der Abgleich der Ergebnisse eine

Übereinstimmung ergibt, ist das System im

sicheren Bereich.

Die integrierte Sicherheitssteuerung ge -

währleistet nicht nur die Standard-Robotersicherheit

nach ISO 10218 durch Nothalt,

Betriebsartenwahl und Zustimmtaster,

sondern auch erweiterte Sicherheit durch

Überwachung von sicheren Arbeitsräumen,

sicheren Geschwindigkeiten, sicheren Beschleunigungen

und sicherem Halt. Komplett

in Software (und somit ohne teure

Anbauschaltgruppen) realisiert sind sichere

Protokoll-Stacks für FailSafe over EtherCAT,

ProfiSafe over Profinet und CIP-Safe over

Ethernet/IP.

Aus den Anforderungen an den fertigen

Roboter leiten sich Anforderungen ab, die

Kuka an die Zulieferer seiner safety-relevanten

Komponenten stellt. Lieferanten,

deren Schwerpunkt Robotik-Komponenten

sind, dokumentieren deren Einhaltung

bereits in einem speziellen Sicherheitshandbuch,

das sich direkt an den einschlägigen

Normen orientiert. Bei Herstellern,

die auch in andere Zielbranchen liefern,

findet die Dokumentation in anderer Form

statt und wird von Kuka selbst in den

Hausstandard „übersetzt“. Das betrifft

nicht nur die Mainboards von der Firma-

Fujitsu, die auch in anderen Branchen der

Em bedded-Industrie wie Digital Signage

und Medizintechnik breiten Einsatz finden,

sondern auch die Speicherkomponenten

und Intel-Prozessoren, mit denen der

Roboterhersteller die Boards für seine

speziellen Zwecke ausrüstet.

Regelfall: vor unbefugtem Remote-Zugriff

von außen. Die Vernetzung von Maschinen

im Zeichen von Industrie 4.0 bietet hier

mehr potenzielle Einfallstore. Kuka setzt

daher im Sinne der Prävention darauf, dass

die Robotersteuerungen in der Regel nicht

direkt ans Internet angeschlossen werden.

Trotzdem gibt es mehrere Verteidigungslinien:

Ein spezieller TCP/IP-Stack (nicht

Windows) fungiert als erster Berührungspunkt

mit der Außenwelt (Kuka Line Interface).

Ein Software-basiertes Bridging und

Network Address Translation (NAT) sorgen

dafür, dass die zu öffnenden Protokolle und

Ports explizit konfiguriert und freigeschaltet

werden müssen. Broadcast Storm Detection

und Überlast-Erkennungen in den Netzwerk-Treibern

sind weitere Sicherheits-

maßnahmen zur Erkennung von Denial-of-

Service-Angriffen (DoS), also zur Erkennung

verdächtiger Zugriffsmuster. Unter

Windows operiert zudem eine Computer

Protection by Certification (CPC). Das Resultat:

Nur zertifizierte, freigegebene und

auf der Steuerung registrierte EXEs und

DLLs können gestartet werden, nicht registrierte

Executables werden hingegen nicht

ausgeführt. All diese Maß nahmen sowie

die Kooperation mit Fujitsu führen zu

einem Endergebnis: die „Safety“ des Menschen

und die „Security“ der Roboter sind

gewährleistet.

Bilder: Fotolia, Kuka Roboter GmbH

www.fujitsu.com/de

Sicher vernetzt

Wenn Security den Schutz der Maschine

vor dem Menschen meint, so heißt dies im

02 Die Roboter aus Augsburg kommen in

verschiedenen Anwendungen zum Einsatz,

beispielsweise in der Automobilfertigung

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 59


STEUERN UND ANTREIBEN

Karosserie- und Fahrwerksysteme

für den weltweiten Einsatz

Modernisierung einer Pressenstraße schafft hohe Verfügbarkeit und einen effizienten Betrieb

Andreas Thanassakis

Mit mehr als 130 000 Mitarbeitern und rund 312 Produktionsstandorten

zählt Magna zu einem der Top-Player in der Automobilzulieferindustrie.

Reibungslose und effiziente Fertigungsprozesse sowie einwandfreie

Komponenten sind dabei Eckpfeiler des Erfolges. Regelmäßigen

Modernisierungen von Anlagen und Maschinen kommen daher eine

hohe Bedeutung zu. Der Beitrag beschreibt, wie ein umfassendes

Retrofit von Steuerung und Regelung sowie Sensorik, Aktorik und

Hydraulik einer bestehenden Pressenstraße bei einer Magna-Tochter

in Nordamerika wieder den Anschluss auf ein hohes Niveau brachte.

Cosma International, eine 100 %ige Tochtergesellschaft

der Magna International,

ist einer der weltweit führenden Automobilzulieferer

im Bereich der Metallumformung.

Die Produktpalette umfasst

Fahrwerksmodule und komplette Karosseriesysteme

sowie Engineering-Leistungen.

Niederlassungen sowie eigenständige Gesellschaften

befinden sich in Nordamerika,

Südamerika, Europa und Asien. Einer der

Erfolgsfaktoren des Konzerns ist die stetige

Verbesserung der Produkte, die Optimierung

und Effizienzsteigerung von Prozessen

sowie die Einführung neuer Technologien.

Einer der Produktionsstandorte befindet

sich in Piedmont/South Carolina mit

dem Tochterunternehmen Automotive

Industries of America Inc. Hier sollte das

Steuerungssystem der vorhandenen Pressenstraße

im Rahmen eines umfassenden

Retrofit-Projekts durch modernere Lösungen

auf den aktuellen Stand der Technik

Andreas Thanassakis, Geschäftsführung

bei der TR-Electronic GmbH in Trossingen

gebracht werden. Ziel war einerseits die

Verfügbarkeit der Pressenstraße zu erhöhen

sowie den Durchsatz und die Effizienz in

der Produktion weiter zu steigern. Andererseits

sollte die Anlagenbedienung komfortabler

und die Kosten reduziert werden.

Diese Aufgabe übernahm das Unternehmen

TR-Electronic. Mit 350 Mitarbeitern sowie

eigenen Tochtergesellschaften und technischen

Vertriebspartnern in Europa, USA,

Kanada, Brasilien und Asien, entwickelt,

fertigt und vertreibt das Unternehmen

Sensoren und Aktuatoren für Industrieanwendungen,

vorrangig in der Automatisierungstechnik,

u. a. in der Logistik, der

Druck-, Papier- und Verpackungsindustrie,

der Metall-, Kunststoff- und Holzverarbeitung,

der Veranstaltungstechnik sowie den

Erneuerbaren Energien. Wichtigster Abnehmer

ist der Maschinen- und Anlagenbau.

Die Business Unit Automation der

Tochterfirma TRsystems GmbH unterstützt

Unternehmen beim Neuaufbau und der

Modernisierung von Automatisierungssystemen

– von der Planung und Entwicklung

bis zur Inbetriebnahme, Anwenderschulung,

Dokumentation und Wartung.

Modernisierung der

Pressenanlage und -straße

Die Pressenstraße umfasst Platinenlader

mit Entstapelfeeder, Platinenwagen, Spreizstation,

Förder- und Zwischenband, Doppelblechkontrolle/-auswurf,

Sprüheinheit

sowie eine Zentrierstation. Die Gesamtanlage

umfasst insgesamt fünf Pressen, ein

Wender, drei Orientierstationen sowie

jeweils fünf Belade- und Entnahmefeeder.

Zunächst erfolgten Prüfung und Austausch

der in der Anlage befindlichen fehlerhaften

und abgekündigten Hydraulikkomponenten.

Anschließend wurde die komplette

elektrische Steuerung und Regelung und die

Sensorik/Aktorik sowie das bestehende

Anlagenbediensystem durch moderne Technologien

und Komponenten ersetzt.

Nun folgte die Schulung der Anwender

hinsichtlich einfachere Nutzbarkeit des Systems.

Um den Schulungsaufwand hierbei

so gering wie möglich zuhalten, nahm man

das vorhandene Bedienkonzept als Vorlage

für die neue Lösung. Dadurch konnte eine

hohe Akzeptanz des Bedienpersonals erreicht

werden, sodass die Anlage bereits in

kurzer Zeit produktiv zum Einsatz kam.

60 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


STEUERN UND ANTREIBEN

Visualisierung der Anlage

mit Diagnosefunktionen

Das Anlagenbediensystem TRproVi von

TRsystems besteht aus einem Panel-PC mit

der Visualisierungssoftware und einem vernetzten

IPC mit der Steuerungs-/Regel-

Software. Die Visualisierung dient zur Daten-

und Prozessanzeige, Dateneingabe

und Korrektur. TRproVi basiert auf dem

Microsoft.Net Framework und ist in eine

Client/Server-Architektur integriert.

Die Visualisierungssoftware besticht

durch klaren Aufbau und einfache, intuitive

Bedienung. Die Bedienoberfläche lässt sich

durch anlagenspezifische Eingabemasken

der jeweiligen Betriebsart und den benötigten

Funktionen variabel anpassen. Neben

der komfortablen Anlagendarstellung

stehen vielseitige Diagnosefunktionen, z. B.

für Meldungen, SPS-Abläufe sowie statische

und dynamische Prozesssignale zur Verfügung.

TRproVi bietet zudem eine integrierte

Sprachumschaltung und Benutzerverwaltung.

In die Visualisierung lassen

sich windowsbasierte Programme wie etwa

Media Player oder Adobe Reader problemlos

einbinden.

Intelligente Steuerung mit

Ethernet-Kommunikation

Die nachgeschaltete TwinCAT-Steuerung

übernimmt die Anlagensteuerung und

koordiniert den Datentransfer via Realtime

Ethernet (Kommunikation zwischen den

einzelnen Stationen). Die Sicherheit der

Anlage wird mit einer Pilz Sicherheits-SPS

gewährleistet. Die Kommunikation zwischen

den Bedienpanels (Clients) und der Steuerung

(Server) erfolgt über Ethernet (Data-

Net bzw. RemoteNet).

Auf Basis dieser neuen Technologieplattform

wurden die bestehenden Steuer- und

Regelalgorithmen der Pressenstraße ebenfalls

modernisiert. Die Druckregelung des

Ziehkissens der Kopfpresse (BZE) erhielt

(mithilfe des Kennlinienfeldes) eine intelligente

Vorsteuerung. Die Automatisierungsgeräte

wurden mit einer intelligenten

Bahnsteuerung ausgestattet. Auf dieser

Grund-lage können nun Bahnprofile auf

einfache Art und Weise erstellt werden.

Um die Stillstandzeit der Anlage zu verkürzen,

wurde das Bedienpersonal parallel

zur Inbetriebnahmephase direkt an der

Anlage geschult. Die kundenspezifische

Dokumentation zur gesamten Anlage

bietet bei Bedarf den Überblick über sämtliche

Funktionen und die Eigenschaften

des Systems.

Mehr Leistung und Verfügbarkeit

Durch das Retrofit konnte sowohl die

Verfügbarkeit als auch der Durchsatz der

gesamten Pressenstraße deutlich gesteigert

werden. Dies hängt in erster Linie damit

zusammen, dass die Bewegungsabläufe der

einzelnen Automatisierungsgeräte nun

reibungslos funktionieren. Auch das Zusammenspiel

zwischen Automatisierungsgeräten

und Pressen läuft nun harmonisch.

Darüber hinaus konnte die elektrische und

hydraulische Leistungsfähigkeit der Pressen

erheblich verbessert werden. Alles in allem

01 Die Pressen 1 bis 5 der Pressenstraße wurden

auf den aktuellen Stand der Technik gebracht

02 Die Bildschirmansicht der intuitiv

bedienbaren Visualisierungssoftware

zeigt das Grundbild des Platinenladers

sorgt das Retrofit für ein Plus an Effizienz,

durch das sich die Investitionen in kürzester

Zeit bezahlt machen.

Fotos: Aufmacher: Fotolia; 01: Drive Automotive

Industries of America Inc; 02: TRsystems GmbH

www.tr-automation.de

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Weg- und Winkelmessung

Seit mehr als 65 Jahren ist

Novotechnik wegweisend

in der Weiterentwicklung

der Messtechnik.

Leistungsstarke Weg- und

Winkelsensoren, kontaktlos

oder kontaktbehaftet,

sind das Ergebnis von

Innovationsfreude und Verantwortung

gegenüber

unseren Kunden und

deren Aufgabenstellungen.

Novotechnik bietet mehr

als nur das Produkt:

Beratung - Planung - Entwicklung

- Service und

eine hochmoderne Fertigung,

die auch Sie überzeugen

wird.

Novotechnik

Messwertaufnehmer OHG

Horbstraße 12

73760 Ostfildern 1 (Ruit)

Telefon +49 711 44 89-0

www.novotechnik.de


STEUERN UND ANTREIBEN

Mobiler Box-PC mit 16 PoE-Ports

Für mobile Anwendungen und feste Industrie-Installationen

ist der lüfterlose und kompakte Box-PC Nuvo-3616 von Acceed

geeignet, der über 16 Ethernet-PoE-Anschlüsse mit insgesamt

160 W Leistung verfügt. Weitere Merkmale sind wahlweise ein

i5- oder i7-Quad-Core-Prozessor von

Intel, bis zu vier 2,5"-Sata-HDDs mit

RAID-Support in Easy-Swap-Trays.

Videoüberwachung, Machine Vision,

Video-Streaming und Applikationen

der Fabrikautomation gehören zu

den bevorzugten Einsatzbereichen

des Nuvo-3616. Das robuste Industrie

gehäuse ist für den Betrieb bei Umgebungstemperaturen

von - 25 bis 60 °C zugelassen. Mit den 16 PoE-Anschlüssen

und seiner Speicherkapazität, die auf bis zu vier 2,5"-Sata-HDDs

mit insgesamt 8 TB ausgebaut werden kann, ist das Gerät zum

Beispiel in der Lage, Aufgaben eines digitalen Langzeit-Recorders

zu übernehmen. Zwei der bis zu vier HDDs lassen sich mithilfe

der Easy-Swap-Trays wechseln. Auch der Einsatz von SSDs wird

unterstützt. Das RAID-System ermöglicht einen schnellen Datentransfer

mit bis zu 1 GB/s je Disk. Mit 8 bis 35 V DC steht ein

breiter Bereich für die Spannungsversorgung zur Verfügung.

www.acceed.de

Drehmomentmessflansch für

Drehzahlen bis zu 24 000 min -1

Die Anforderungen an die Drehmomentmesstechnik in Bezug

auf Drehzahl sowie konstant hoher Präzision steigen zunehmend,

vor allem in Prüfständen für Elektromotoren und Generatoren.

Vor diesem Hintergrund hat das Unternehmen HBM Test and

Measurement (HBM) einen Drehmomentaufnehmer entwickelt,

der in der Standardausführung mit einer maximalen Dauerdrehzahl

von 20 000 min -1 und in der Highspeed-Version von

24 000 min -1 verfügbar ist. Dabei

schafft der Aufnehmer vom Typ

T40B die Voraussetzungen für eine

Messgenauigkeit hinsichtlich der

Linearitätsabweichung einschließlich

relativer Umkehrspanne von

0,03 %. Darüber hinaus unterstützt

der Drehmomentaufnehmer das

EtherCAT-Schnittstellenmodul TIM-

EC vollständig. Zur Steigerung der

Flexibilität können Anwender über dasselbe Frontend sowohl

das Drehmoment- als auch das Drehzahlsignal der Messflansche

in EtherCAT-Netzwerke integrieren.

www.hbm.com

Elektronisches Steuergerät rüstet

Luftmassenmessern auf

Mit dem elektronischen Steuergerät FlowSupply der EngineSens

Motorsensor GmbH können Luftmassenmesser zu einem universell

einsetzbaren Strömungsmesser aufgerüstet werden. Dabei

wird das Steuergerät an eine 230-V-Steckdose angeschlossen und

übernimmt die Ansteuerung der Heizelemente

ebenso wie das Transformieren und Stabilisieren

der Speisespannung für die Auswerteelektronik.

Bei anliegender Strömung werden in

Abhängigkeit der Geschwindigkeit 1 bis 4,5 V

ausgegeben. Weitere Anwendungsgebiete sind

die Überwachung von Strömungen in Luftkanälen,

in der Gebäude- und Klimatechnik,

die Überwachung des Luftpfades bei Stationärmotoren und

Blockheizkraftwerken und bei Motorprüfständen. FlowSupply

ermöglicht die Strömungsüberwachung mit einem einfachen

Multimeter oder einer analogen SPS-Karte.

www.motorsensor.de

Kompaktlösung für die Extrusion

Das kompakte Steuersystem für die

Kunststoff-Extrusion eXtru+ von

Gefran zeichnet sich durch kurze

Rüstzeiten aus und ist vollständig

programmierbar. Mit einem Energie-Management-System

überwacht es nicht nur die Temperatur

regelung, sondern auch die Effizienz der Maschine. Zudem

verfügt es über Diagnosefunktionen, die sicherstellen, dass alle

Betriebszustände in der Maschine zum richtigen Zeitpunkt und

mit minimalem Energieaufwand erreicht und gehalten werden.

Diese und andere Dienste können mit einer Ethernet-Schnittstelle

auch per Remote-Zugriff bedient werden. Die Kommunikation

zu den I/O-Modulen erfolgt per CANopen-Protokoll, um die

Integration von Fremdgeräten zu erleichtern. Die Genauigkeit der

Temperaturregelung und Steuerung wird von einer SPS sichergestellt,

die alle Regelkreise, die Synchronisation der Motoren, die

Alarme und den Massedruck regelt sowie Alarmmeldungen und

sonstige Prozessdaten für die Qualitätskontrolle abspeichert.

www.gefran.com

Vielseitiges Motion-Control-System in einem Industrie-PC

Mit Simotion P320-4 stellt das Unternehmen Siemens ein PC-basiertes Motion-Control-System

für raue Einsatzbedingungen vor. Dieses ist in zwei Prozessorvarianten als Simotion P320-4

Embedded mit einem Intel-Core-i3-Prozessor sowie als Simotion P320-4 Standard mit einem

Core-i7-Prozessor von Intel verfügbar. Die verwendeten Intel-Prozessoren verdoppeln die

Leistungs fähigkeit gegenüber der vorhergehenden Systemgeneration. Siemens hat Simotion

P320-4 ohne mechanische Verschleißteile konstruiert und ein Solid-State Drive (SSD) oder

CFast-Card-Massenspeicher eingebaut. Durch den platzsparenden Aufbau ist das Motion-

Control-System bei maximaler Prozessorleistung und einer Umgebungstemperatur bis 55 °C

wartungsfrei einsetzbar. Einsatzgebiete sind u. a. Produktionsmaschinen, Abfüllanlagen oder

Anwendungen in der Solarindustrie.

www.siemens.de

62 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


STEUERN UND ANTREIBEN

Steuerung und PC in einem

Der Automation PC 2100

von B&R vereint die PC-Welt

mit Anwendungen in harter

Echtzeit. Auf Mehrkern prozessoren

mit Intel-Atom-

Technologie können Automation

Runtime und Windows

parallel laufen. Trotz

des sehr kompakten Gehäuses

ist er ein vollwertiges

PC-System. Die Prozessorleistung ist voll skalierbar, das Gerät wird

wahlweise mit Single-, Duo- oder Quadcore-Prozessoren geliefert.

Alle Varianten kommen ohne Lüfter oder weitere rotierende Teile

aus. Zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, eine USB-2.0- und eine

USB-3.0-Schnittstelle sind integriert, Feldbusanschlüsse wie

Powerlink oder CAN können konfiguriert werden. Als Datenträger

kommen CFast-Karten zum Einsatz, die auf MLC-Basis auch mit

60 GB und mehr zur Verfügung stehen. Die von den Core-i-

Prozessoren abgeleitete Grafik-Engine der Intel-Atom-Prozessoren

bietet eine Grafikverarbeitung, die auch Bildschirme in

Full-HD-Auflösung unterstützt. Neu in diesem Segment ist die

Unterstützung von DirectX 11.

www.br-automation.com

Box-PC für den direkten Anschluss

von 16 GigE-Kameras mit PoE

Mit dem Box-PC Camcollect 316 von Aprotech lassen sich

Anforderungen von stationären und mobilen Videoüberwachungssystemen

erfüllen. Dabei ist der mit einem kompakten

lüfterlosen Gehäuse ausgestattete

PC nicht nur zur

Aufnahme der 16 Videostreams,

sondern auch für

die High-End-Videoanalyse

verantwortlich. Ein typisches

Video-Über wachungssystem nutzt einen NVR (Netzwerk-Videorecorder),

um IP-Kameras anzuschließen und um die Videostreams

auf einer Disk aufzuzeichnen. Ähnlich wie ein NVR

zeichnet der Camcollect 316 die Videostreams von bis zu 16 PoE+

ports, auf bis zu vier integrierte HDDs/SSDs auf. Dazu können die

vier Laufwerke via RAID 0/1/5/10, bei einer Datenrate von 1 GB/s,

auf insgesamt 8 TB verteilt werden. Zwei der vier HDD/SSD-Laufwerke

sind von außen zugänglich und hot-swapable wechselbar.

Der weite Eingangsspannungsbereich von 8 bis 35 Volt DC macht

den 3,8 kg schweren PC unempfindlich gegen Spannungsschwankungen.

www.aprotech.de

Lüfterlose PC-Power und Multitouch in einem Einbaugerät

Die Einbau-Panel-PCs CP27xx von Beckhoff sind lüfterlos und

kompakt, bieten dabei aber Multitouch in Verbindung mit der

hohen Rechenleistung eines 1,4-GHz-Intel-Celeron-Prozessors

oder einer Intel-AtomTM-CPU mit bis zu vier Cores. Zur Verfügung

stehen sieben Displaygrößen von 12

bis 24" (im Landscape- oder Portraitformat),

mit denen sich – je nach Betriebssystem –

Dualtouch- bis hin zu 5-Finger-Multitouch-

Applikationen realisieren lassen. Die Anwendung

wird dadurch erleichtert, dass sich alle

Anschlüsse unten auf der Rückseite befinden

sowie alle Komponenten bei dem hinten zu

öffnenden PC leicht erreichbar sind. Weiterhin

sind zwei Slots für CFast-Karten von außen zugänglich. Eine

Steckerblende ermöglicht das Herausführen von Motherboard-

Schnittstellen im Anschlussbereich. Ausklappbare Klemmhebel

sorgen außerdem für eine schnelle Installation ohne lose Teile.

Durch die beiden unabhängigen Ethernet-

Schnittstellen sind die Panel-PCs für den Einsatz

als kompakte Zentraleinheit einer Ether-

CAT-Steuerung geeignet. Optional wird eine

dritte unabhängige Ethernet-Schnittstelle

angeboten. Als Anschlüsse können vier USB-

2.0-Ports genutzt werden.

www.beckhoff.de

Neuer Roboterarm für leichte Montageaufgaben und

automatisierte Werkbankszenarien

Universal Robots, der dänische Vorreiter für kollaborierende Roboter, präsentiert einen neuen, kleineren

Roboter für leichte Montageaufgaben und automatisierte Werkbankszenarien. Der kompakte Tischroboter

wiegt nur 11 kg, hat gleichzeitig eine Traglast von 3 kg, eine 360°-Rotation an allen Drehgelenken sowie

eine endlose Rotation an der Werkzeugschnittstelle. Laut Anbieter machen diese Funktionen den UR3

zum flexibelsten Leichtbau-Tischroboter auf dem Markt, der direkt neben dem Menschen arbeiten kann.

Die Anwendungen des Roboters umfassen die komplette Fertigungsindustrie – von Medizinprodukten bis

hin zu elektronischen Komponenten. Ein wichtiger Faktor für eine hohe Nachfrage wird die Automatisierung

in geschlossenen Umgebungen sein. Denn es gibt eine ganze Bandbreite an Einsatzszenarien für den

UR3 als ein automatisiertes Hochleistungswerkzeug, das besonders dort hilfreich ist, wo eingeschränkte

räumliche Kapazitäten eine Herausforderung darstellen. Der Roboter kann damit in Montage- und

Fertigungsbereichen zum Einsatz kommen, wo große Schutzvorrichtungen undenkbar wären. Er hat

15 fortgeschrittene, justierbare Sicherheitsfunktionen. Eine davon ist der Kraftregler, der es dem UR3

ermöglicht, die Kräfte bei Kontakt zu begrenzen. Darüber hinaus verfügt der Roboter über eine Wiederholgenauigkeit

von 0,1 mm. Die Programmierung erfolgt intuitiv durch das Führen des Roboterarms mit

der Hand. Im Programmiermodus werden die gewünschten Wegpunkte gespeichert.

www.universal-robots.com

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 63


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

überwacht werden können. Diese Konverter

verfügen über einen Controller, der

mehr Speicherkapazität bietet als der Chip

der Standard-Ausführungen, und eine andere

Firmware. So lassen sich die Statusinformationen,

die bisher über die LEDs an

den Geräten angezeigt wurden, zusätzlich

für die Ferndiagnose aufbereiten.

Der Manager, dessen Controller einen

ähnlichen Funktionsblock hat wie das Pendant

in den Konvertern, fragt diese Geräte

ständig der Reihe nach ab. Über eine RJ45-

Schnittstelle, die Fast Ethernet unterstützt,

können die Resultate via Browser auf einem

Monitor angezeigt werden.

Automatische Erkennung der

Konverter durch den Manager

Ins rechte Licht rücken

Monitoring optischer Profibus-Netze via Webbrowser

Christian Gieseler

Bisher waren die Strecken von Lichtwellenleitern (LWL) für den Profibus-

Master nicht sichtbar. Dies lag daran, dass die Konverter, mit denen die

elektrischen Signale der Sensoren und Aktoren in optische umgewandelt

werden, transparent sind. Ein Lichtwellenleiter-Spezialist hat nun eine

webbasierte Lösung entwickelt, mit der optische Profibus-Netze in Ringoder

Linientopologie zentral überwacht werden können.

Profibus wird seit über 20 Jahren erfolgreich

in der Automatisierung eingesetzt.

Mit Lichtwellenleitern (LWL) lässt sich die

Leistungsfähigkeit hinsichtlich Übertragungsentfernung

und Störfestigkeit nochmals

deutlich steigern. Jedoch ist das Management

der Netze nicht so komfortabel

wie bei einer Kupferverkabelung. Denn

Statusmeldungen der aktiven Komponenten,

also die Konverter, können nur vor Ort

abgelesen werden, was vor allem bei ausgedehnten

Installationen sehr aufwändig ist.

Profibus arbeitet nach dem Master-

Slave-Prinzip, oder anders ausgedrückt:

Die Steuerungen (Master) fragen die Daten

Dipl.-Ing. Christian Gieseler ist Mitarbeiter der

Entwicklungsabteilung der eks Engel GmbH & Co.

KG in Wenden

der angebundenen Sensoren und Aktoren

(Slaves) ab und verteilen sie dann weiter.

Da moderne Steuerungen eine Netzwerkschnittstelle

haben, lassen sich bei einer

Kupferverkabelung die Ein- und Ausgänge

der Applikationen auf einem Monitor grafisch

darstellen. Dort werden auch Fehler

angezeigt, jedoch keine näheren Infor -

ma tionen zu Ort und Ursache.

LWL-Strecken für Profibus-

Master unsichtbar

Bei LWL-Installationen war eine grafische

Darstellung aufgrund der transparenten

Konverter bisher nicht möglich. Mit ‚Net-M‘

gibt es jetzt eine Lösung, um Fehler in optischen

Profibus-Netzen schnell zu lokalisieren

und zu analysieren. Herzstück ist ein

webbasierter Manager, über den bis zu

254 spezielle Konverter der D-light-Familie

Was ist bei der Installation zu beachten?

Zunächst müssen überall dort, wo längere

Strecken überbrückt werden sollen oder

starke elektromagnetische Felder vorhanden

sind, Konverter eingeplant werden.

Nachdem diese in Betrieb genommen

worden sind, werden sie vom Manager

automatisch erkannt. Anhand der grafischen

Übersicht lässt sich dann kontrollieren,

ob das Netz mit der Planung übereinstimmt.

Bei Einsatz eines Routers kann der

Zugriff auf den Manager nahezu von überall

auf der Welt erfolgen.

Um via Webbrowser auf das Profibus-

Netz zugreifen zu können, müssen die

Netzwerkschnittstelle des Managers konfiguriert

und anschließend alle in der Ringoder

Linientopologie vorhandenen Konverter

abgespeichert werden. Damit ist die

grundlegende Netztopologie festgelegt

und ausgefallene beziegungsweise entfernte

oder hinzugefügte Geräte werden

vom Manager erkannt. Außerdem kann

der Benutzer für jeden Konverter einen

Namen vergeben oder Kommentare hinzufügen,

die Informationen über den

jeweiligen Standort bereithalten und so

die Diagnose weiter vereinfachen. Nachdem

die Alarmeinstellungen für den Fehlerfall

vorgenommen worden sind, ist die

Grundkonfiguration abgeschlossen.

Über den Manager werden sowohl die

Konverter als auch die einzelnen LWL-

Strecken des Netzes visualisiert. Grün

signa lisiert, dass die Datenübertragung

reibungslos funktioniert. Zudem sind alle

Konverter in einer Tabelle aufgelistet, die

neben Nummer und Status des Geräts bei

einer Störung auch eine summarische

Fehlermeldung enthält. In diesem Fall werden

die betroffene LWL-Strecke oder der

defekte Konverter rot markiert. Per Mausklick

lassen sich detaillierte Informationen

abrufen. Bei Problemen, die nur kurzzeitig

aufgetreten sind und keine permanenten

Auswirkungen hatten, werden die betroffenen

Komponenten gelb markiert und die

entsprechenden Informationen unterlegt.

64 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Ampel-Prinzip erleichtert

das Monitoring

Auch das Budget der LWL-Strecken,

das sonst nur durch aufwändige Messungen

ermittelt werden kann, wird

nach dem Ampel-Prinzip überwacht.

So lässt sich am Monitor erkennen, ob

es im grünen, gelben oder roten

Bereich liegt. Bei Gelb bewegt es sich

gerade noch innerhalb der definierten

Systemreserve von 3 dB.

Im Unterschied zu Statusmeldungen,

die häufig interpretiert werden müssen,

ist das Ampel-Prinzip eindeutig und allgemein

verständlich. Zudem ermöglicht die

Gelbphase ein vorausschauendes Handeln.

Denn die Dämpfung ist noch nicht zu hoch,

d. h. die LWL-Strecke funktioniert weiterhin.

Jedoch sollten jetzt Wartungs- bzw.

Instandsetzungsmaßnahmen eingeleitet

werden, um einem Ausfall vorzubeugen.

Darüber hinaus können alle Ereignisse

auf ein internes Fehlerrelais im Manager

geschaltet, in einer Logdatei erfasst oder via

SMTP-Server als E-Mail verschickt werden.

Außerdem lässt sich der Manager mit

einem Zeitserver verbinden, um die Uhrzeit

der Ereignisse exakt zu bestimmen. Dazu

muss lediglich die IP-Adresse des Servers

eingegeben werden. Ferner lassen sich

sämtliche Einstellungen per TFTP (Trivial

File Transfer Protocol) auf einen PC herunterladen

und so sichern.

Da Profibus-Netze mit ‚Net-M‘ eine

Schnittstelle zu Ethernet-Netzwerken erhalten,

kommt – anders als bei herkömmlichen

Installationen – auch das Thema Datensicherheit,

also Security, aufs Tapet. Dazu

ist zunächst anzumerken, dass über den

Manager keine Daten in das Profibus-Netz

geschickt, sondern nur bei den Konvertern

abgefragt werden können. Die Kommunikation

läuft also nicht wie bei Gateways, mit

denen sich Profibus in Profinet integrieren

03 Über den Manager werden alle Konverter

eines Profibus-Netzes erkannt und ihr Status

angezeigt; 'Gelb' signalisiert eine kurzzeitige

Störung ohne permanente Auswirkungen

02 Profibus-

Konverter der

D-light-Familie

wandeln elektrische

Signale

in optische um

01 Mit dem ‚Net-M‘-

Manager kann via

Webbrowser auf

das Profibus-Netz

zugegriffen werden

lässt, in zwei Richtungen. Um auf Nummer

sicher zu gehen, sollte jedoch beim Zugriff

aus externen Netzen zusätzlich zum vorhandenen

Passwortschutz eine Firewall

eingesetzt werden, was in den meisten

Unternehmen ohnehin der Fall ist.

Verfügbarkeit optischer

Profibus-Netze wird erhöht

Ein webbasiertes, zentrales Monitoring von

Profibus-Netzen ermöglicht, wie eingangs

erwähnt, vor allem in ausgedehnten Installationen

eine effiziente Lösung. Denn die

sonst erforderliche Überwachung der LWL-

Konverter vor Ort kostet Zeit und damit

Geld. Aber auch überall dort, wo der

Zugang zu diesen Geräten beschwerlich ist

– etwa durch schmale Versorgungsgänge –

wird die Diagnose erleichtert, was wiederum

zu einer höheren Verfügbarkeit des

Netzes beiträgt. Typische Applikationen

sind u. a. Windenergieanlagen oder Tunnel.

Auch im Bergbau oder im Öl- und Gasbereich

kann ‚Net-M‘ eingesetzt

werden, denn die D-light-Konverter

sind auch in einer eigensicheren

Ausführung erhältlich.

Bereits installierte Standard-Konverter

lassen sich für das zentrale

Monitoring nachrüsten. Dazu werden

bei EKS Engel die Controller

ausgetauscht und die entsprechende

Firmware aufgespielt. Das kann auch

nach und nach geschehen. Denn die

Diagnose via LEDs ist auch weiterhin

möglich. Sobald die Konverter jedoch

an den Manager angeschlossen werden,

müssen alle die neue Technologie an

Bord haben. Sonst würden sie unsichtbar

sein – zumindest auf dem Monitor.

www.eks-engel.de

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 65

LEG.indd 1 20.04.2015 08:11:53


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION I STATEMENT

„Agilität sollte das Ziel sein“

M2M-Technologien in der Automatisierung – handelt es sich nur um einen Hype?

Der Einsatz sogenannter Machine-to-Machine-Technologien in der

Industrie nimmt rasant zu. Sie ermöglichen, dass Geräte, Maschinen und

Fahrzeuge automatisch Daten über das Internet austauschen und diese

für das Internet der Dinge (IoT) bereitstellen. Doch sind M2M-Technologien

wirklich notwendig oder handelt es sich um einen neuen Hype? Diese

und andere Fragen beantwortet Fred Yentz, President und CEO des

Telit-Unternehmens ILS Technology.

Mit dem Schlagwort der „Industrie 4.0“

erreicht die digitale Vernetzung nun auch

Fertigungsunternehmen, die in punkto

Innovationen bislang eher konservativ

waren. Was erwartet Unternehmen

hierbei und sind Vorbehalte berechtigt?

In der Pionierzeit des Internets gab es

bereits Vorbehalte, dennoch musste die

Old Economy dem Veränderungsdruck

nachgeben. Im Vergleich zu heute war

dieser allerdings fast schon entspannt:

aktuell sehen sich global agierende Unternehmen

mit einer wesentlich schnelleren

Taktung von disruptiven Innovationen in

gleich mehreren Disziplinen – etwa IT,

Sensorik, Telematik, Robotik – konfrontiert,

die schon für sich genommen ein

extrem schnelles und überlegtes Handeln

erfordern. Zum Glück funktioniert hier

aber das „Internet of Things“ (IoT) ganz

anders als das ursprüngliche Internet:

Unternehmer, Wissenschaftler und freie

Entwickler setzen Ideen zwar freier und

dynamischer, aber auch kollaborativer

um.M2M-Technolgien beispielsweise

kommen schon heute in der Regel nicht

mehr als Einzellösung auf den Markt,

sondern integrieren bereits Dinge wie

Cloud-Kommunikation oder Softwarelösungen,

die eine Integration klassi -

scher EPS- und Datenbanksysteme per

„Plug&Play“ erlauben.

Kollaborative Zusammenarbeit bedeutet

doch auch Risiken – beispielsweise beim

Schutz des geistigen Eigentums. Warum

sollten Industrieunternehmen dieses

Risiko eingehen?

Fred Yentz ist President und CEO des Telit-

Unternehmens ILS Technology in Florida, USA

Ganz einfach: weil sie keine andere Wahl

haben. Vergleichen Sie einfach mal den

Reifegrad von M2M-Technologien,

Kommunikation und Datenanalyse in der

Automobilbranche mit dem eines

Indus triezweiges wie dem Maschinenbau

– von wenigen Ausnahmen abgesehen gibt

es hier gravierende Unterschiede. Zum

Beispiel haben Automobil-OEM schon vor

Jahren begriffen, dass M2M-Technologie

aus jedem Glied der Wertschöpfungskette

wertvolle Impulse für Verbesserungen

liefert. Nehmen wir nur Controlling-

Ergebnisse aus der Produktion und

Logistik, die auf einer Echtzeitmessung

von unterschiedlichsten Geschäftsprozessen

basieren. Solche Zahlen sind Gold

wert, denn sie verschaffen der Geschäftsführung

einen End-to-End- und Echtzeit-

Überblick über die Vorgänge innerhalb des

Unternehmens. Das ist in Zeiten volatiler

Märkte aber auch für den Maschinenbau

ein immens wichtiger Faktor, um interne

Prozesse flexibel verändern zu können.

Vorreiter wie Automobilhersteller (siehe

auch Praxisbeispiel Honda) binden in

diese Echtzeitauswertungen nicht nur

mehrere Werke auf verschiedenen

Kontinenten ein, sondern auch ihre

Marketing- und den Vertriebsstrukturen.

Gemeinsam mit externen wie Kunden und

Zulieferern führt das zu einer wesentlich

schnelleren, präziseren Kommunikation

und einem agileren Handeln mit weniger

Fehlentscheidungen. Diese Agilität sollte

das Ziel sein, nicht Insellösungen aus

Furcht vor Risiken.

66 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


STATEMENT I INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Was leisten denn M2M-Anwendungen

ganz konkret im Unternehmen?

Sie erfüllen drei sehr wichtige Funktionen

– erstens sammeln und verwalten sie

Maschinendaten, damit diese zu prozessfähigen

Echtzeitinformationen verarbeitet

werden können, beispielsweise um

Verzögerungen in der Fertigung direkt

anzuzeigen oder automatische Warnmeldungen

abzugeben. Zweitens stellen sie

auf einer weiteren, höheren Ebene stellen

eine Verbindung zwischen Produktionsmaschinen

und -prozessen und herkömmlichen

Unternehmenssystemen wie

Enterprise Resource Planning (ERP)

und Customer Relationship Management

(CRM) her. Und drittens reduzieren sie

mit Echtzeitinformationen aus der Personaleinsatzplanung

außerplanmäßige

Ausfallzeiten und damit Kosten, die

je nach Branche und Produkt sehr

schmerzhaft sein können.

Nicht zu vergessen ist auch die immer

größere Rolle von M2M-Technologien bei

Fernüberwachungen und –steuerungen

und der Verfolgung von Wirtschaftsgütern.

Letztendlich werden sie immense

Praxisbeispiel Honda – für die fortgeschrittene

Automation gerüstet

Die IT-Manager in Hondas nordamerikanischen Werken mussten unterschiedliche

SPS-Systeme von Omron, Rockwell, Mitsubishi und anderen Herstellern in eigene

Manufacturing Execution-Systeme integrieren. Um eine noch bessere Produktqualität

zu erreichen, gestaltete Honda dazu nicht nur in einer, sondern gleich in mehreren

Produktionsstätten den Einsatz von IT-Ressourcen mit einfachen und branchenüblichen

Tools neu. Der OEM entschied ich sich für die Plattform deviceWise. Denn

diese läuft auf mehreren Plattformen (Windows, Linux, AIX usw.), basiert auf einer

einfache Konfigurationslogik und ist optimal für die fortgeschrittene Automation

ausgestattet. Honda konnte so deutlich mehr Geschäfts- und Gerätedaten erzeugen,

die zu einer Verbesserung der Arbeitsabläufe beitrugen. Dabei vereinfachte das

IT-Team Upgrade-Prozesse, reduzierte die Komplexität der SPS-Konfigurationen und

erreichte eine höhere Datenqualität.

M2M-Technologien werden letztendlich

immense Entwicklungsimpulse setzen

Entwicklungsimpulse setzen. Und das

nicht nur in der Produktion, sondern auch

in weiteren Teilen der Wertschöpfungskette,

etwa beim Energie- und

Umweltmanagement.

Wie gelingt denn eine direkte

Verknüpfung zwischen intelligenten

Geräten in Produktionsstätten und

der IT in Unternehmensnetzwerken?

Wir haben zu diesem Zweck eine Application

Enablement-Plattform entwickelt,

die so genannte deviceWISE. Sie dient als

Softwareüberbrückung zwischen den

beiden Umgebungen und ermöglicht

die Erstellung und den Einsatz von Endto-End-Lösungen.

So kann man den

gesamten Unternehmensbestand – von

der Energieerzeugung über die Firmenwägen

bis zu den Produktionsmaschinen

– mit der Unternehmens-IT vernetzen.

Die Plattform setzt im Produktionsbereich

eine umfassende Sammlung an intelligenten

Treibern ein, die mit häufig

verwendeten Produktionsmaschinen

wie allen gängigen SPS-Systemen von

Siemens, Mitsubishi, Rockwell und Omron

sowie RFID-Lesegeräten, Inspektionskameras

und fast allen anderen Geräten

aus der Industrieautomation verknüpft

werden. Diese Seite erfasst Maschinendaten.

Auf der anderen Seite befinden

sich gleichermaßen umfangreiche Schnittstellen,

die eine schnelle und einfache

Verbindung zu ERP- und CRM-Systemen

ermöglichen.

www.ilstechnology.com

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Evaluation Board mit opensafety

lässt Sicherheit einfach integrieren

Um opensafety einfach und kostengünstig

in Produkte integrieren zu

können, hat das Unternehmen

Hilscher ein neues netsafety-Modul

mit opensafety auf Powerlink entwickelt.

Mit dem zugehörigen Evaluation

Board wird die Entwicklungszeit

einer Integration verkürzt. Hardund

Software sind bereits aufeinander abgestimmt. Eine Vorzertifizierung

durch den TÜV ist in Planung, der den Zertifizierungsprozess

beschleunigen wird. Darüber hinaus können Designelemente

der Hard- und Software für eigene Projekte übernommen

werden. Das Modul eignet sich als Design-in-Lösung für zum

Beispiel Panels, Frequenz- und Servoumrichter und Lichtgitter.

Zudem vereinfacht es die Integration sicherer Signale in einem

Gerät. Die sicherheitsgerichteten Signale werden direkt über das

opensafety-Netzwerk übertragen. Eine Verdrahtung ist nicht

mehr notwendig. Auf dem Evaluation Board sitzt ein netsafety-

Modul mit netX-52-Netzwerk-Controller, sowie zwei F-CPUs,

welche eine sichere und funktionale Kommunikation auf einem

Board vereinen. Das Board verfügt über einen Aus- und drei

Eingänge gemäß SIL3.

www.ethernet-powerlink.org

Mit Managementsystem den Energieverbrauch

genau im Blick behalten

Mit der KW1M-Serie des Energiezählers Eco-Power Meter bietet

Panasonic ein Energiemanagementsystem, mit dem Energieverbräuche

identifiziert und energetische Bedarfe der jeweiligen

Teilprozesse transparent dargestellt werden. Der Energiezähler

ist auch ohne Spannungswandler für den direkten Einsatz in industriellen

Drehstromnetzen bis 400 V geeignet und beansprucht

einen geringeren Energiebedarf als seine Vorgänger. Die Anzeige

ist umschaltbar zwischen Energieverbrauch und Energiekosten

und bietet die Möglichkeit, den

CO 2

-Wert darzustellen. Neben

den Werten für Ströme und

Spannungen werden unter

anderem Wirkleistung, Frequenz

und Leistungsfaktor

angezeigt. Der interne Energieverbrauchskalender

zeichnet

zudem die Monats-, Wochenund

Stundenwerte auf. Das Messgerät ist über die integrierte

RS485-Schnittstelle (Modbus/RTU, Mewtocol) mit zentralen

Leitstellen und Steuerungen vernetzbar. Alle Messwerte lassen

sich mit der Software KW Monitor einfach auf dem PC anzeigen.

Die Software ist kostenlos downloadbar unter:

www.panasonic-electric-works.de

Alternative zum 19-Zoll-IPC

Das modular gestaltete Design des IPCs Powerbox

3000 von Spectra unterstützt eine breite Palette an

Ausbau- und Erweiterungsoptionen. Der grundsätzlich

mögliche lüfterlose Betrieb, sowie der kabellose

Aufbau des Grundgeräts sorgen für ein ausfallsicheres

Arbeiten selbst bei heftigen mechanischen Einflüssen.

Der kabellose Aufbau des Grundgeräts ermöglicht dabei den einfachen

Aus- oder Umbau, da Komponenten oder Karten weitgehend

nur noch gesteckt oder geschoben werden. Die Erweiterungsoptionen

machen die Powerbox 3000 zur Alternative zum 19-Zoll-

IPC. Mithilfe der Mini-PCIe-Karten lässt sich zum Beispiel die Zahl

der verfügbaren USB-Anschlüsse ohne großen

Aufwand von acht (4× USB 2.0, 4× USB 3.0) auf

bis zu 20 ausbauen. Um im Bereich der PCI/PCIe-

Einsteckkarten einem „Hotspot“ vorzubeugen,

besteht die Option, den Rechner mit einem internen

Lüfter auszustatten. Zusätzlich besteht die Möglichkeit,

am Gehäuse einen externen Lüfter anzuschließen. Eine „Wohlfühl“-LED

zeigt jederzeit an, ob die Innentemperatur des Systems

sich noch im zulässigen Betriebsbereich bewegt.

www.spectra.de

Einheit aus Panel-PC und Bedienfront

Die Panel-PCs mit Bedienfront von TL Electronic eignen sich für

raue Umgebungen. Das CPU-Sortiment bietet Core-i-Prozessoren

der vierten Generation. Die Industrie-PC-Einheiten haben Schnittstellen

wie RS232/422/485, USB 3.0 und Gigabit-Ethernet sowie

bis zu 16 GB RAM und Festspeicher ab 500 GB als Festplatte bzw.

64 GB als Solid-State-Drive. Bei den 4:3-LCDs wählt man Displaydiagonalen

von 15 bis 19" mit Auflösungen von 1 024 × 768 bis

1 280 × 1 024 Pixeln. Ein optionaler resistiver Touchscreen lässt sich

auch mit Arbeitshandschuhen bedienen. In die 5 mm starken Frontplatten

sind kratzfeste Industrie-Tastaturen integriert, die in verschiedenen

Länderversionen durch Trackball, Touchpad oder

Ziffernblock ergänzt werden. Die pulverbeschichtete

Frontplatte hat eine umlaufende Dichtung für

einbaufertigen IP65-Schutz. Rückseitige Gewindebolzen

ermöglichen eine einfache Montage. Als

Zubehör sind robuste Schutzgehäuse, Tragarmsysteme

oder Standfüße erhältlich.

www.tl-electronic.de

Industrieller LTE-Router

goes WLAN

Der LTE-WLAN-Router TK805L-EXW von der

Firma Welotec unterstützt den WLAN-Standard

IEEE 802.11b/g/n mit WPA2-Verschlüsselung

und lässt sich als WLAN-Client oder WLAN-

Access-Point betreiben. Im Clientmodus kann

sich der Router über einen WLAN-Access-Point

ins Internet einwählen, die LTE-Mobilfunkverbindung ist dann

als Backup-Link nutzbar. Eingesetzt als WLAN-Access-Point lässt

sich der Router über LTE oder auch kabelgebunden ans WAN-

Netz anschließen. Als Zubehör verfügbar sind u. a. „Multiple Input

Multiple Output“-Antennen. Diese sind mit vier Antennen (zwei

SMA- und zwei Reverse-SMA-Antennen) ausgestattet. Lieferbar sind

die 4-Port-Antennen in zwei Ausführungen: Sie können entweder

direkt auf dem Schaltschrank und entsprechender Durchführung

oder mit einem Magnetfuß schnell und einfach befestigt werden.

www.welotec.com

68 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Einsatz auch in rauen

Umgebungsbedingungen

Die Panel-PC-Familie Hygrolion SR von

ICO Innovative Computer ist mit einem

resistiven Touchscreen und übersichtlichen

Widescreen inklusive Reflexionsschutz

verfügbar. Aufgrund IP65-Schutz

bieten die lüfterlosen Geräte auch bei

widrigen Bedingungen im rauen Industriealltag

Zuverlässigkeit. Für widerstandsfähigen

Schutz gegen mechanische

Einflüsse sorgen das robuste Aluminium-Druckguss-Gehäuse

inklusive

seiner glasfaserverstärkten Kunststoffblende

in Kombination mit einer

Vibrations- und Schockresistenz. Alle

Panel-PCs, lieferbar in den Varianten

Neue Automation Panels im 4:3-Format

Neben großformatigen Widescreen-Panels bietet B&R in der zweiten Generation seiner

Automation Panels nun auch Bildschirme im herkömmlichen 4:3-Format und mit Singletouch-Bedienung

an. Für den Kunden bedeutet das eine 100-prozentige Kompatibilität

zu bestehenden Systemen. Da die Panels Bestandteil der modularen Systemplattform

sind, werden sie durch das entsprechende Modul zum vollwertigen Panel PC – mit

skalierbarer Leistung bis hin zum Intel Core i7. Sollen

Industrie-PC und Display voneinander abgesetzt werden,

ist das auch kein Problem: Alle Automation Panels

können mit dem Smart-Display-Link3-Receiver ausgestattet

werden. Da mit können die Displays bis zu 100 m

vom Automation PC abgesetzt werden. SDL3 überträgt

alle benötigten Daten über ein gewöhnliches Ethernetkabel.

Die schlanken RJ45-Stecker sind hervorragend für

enge Durchführungen geeignet und zudem sehr günstig

in der Beschaffung.

www.br-automation.com

EtherNet/IP-PROFINET-Einbindung – einfach direkt

12, 15 und 21,5 Zoll, verfügen über 120 GB

Speicherplatz und 4 GB (max. 8 GB)

DDR3-Arbeitsspeicher.

www.ico.de

Aufrufsysteme für

spezifische Einsätze

Das Unternehmen Microsyst bringt

mit der Produktlinie „micall“ eine neue

Generation Aufrufsysteme auf den Markt,

mit deren Einsatz Prozesse steuer- und

kontrollierbar werden. Die Aufrufsysteme

verfügen über einen modularen,

variablen Aufbau und werden von der

Systemanbindung bis hin zur visuellen

Darstellungsform nach Betreiber anforderungen

entwickelt und gefertigt. Zu -

dem ist die Systemansteuerung auf eine

simultane Bedienung über mehrere

Bediengeräte ausgelegt und an diverse

Einsatzbedingungen anpassbar. Für die

Visualisierung der Aufrufdaten kommen

je nach Anwendungsbereich und Umfeld

diverse Anzeigetechnologien

zum Einsatz.

Sowohl TFT-

Industriemonitore

als auch

modulare LEDs

schaffen außerordentlich gute

Ablesebedingungen der Aufrufdaten.

www.microsyst.de

Mit dem Fieldbus Gateway FG-260 etablieren Sie einen direkten Datenaustausch

zwischen EtherNet/IP-Steuerungen und PROFINET-Maschinen.

> Einfache Integration über Add-On Instructions

> Zeitsparende Konfiguration des PROFINET-Controllers

durch intuitive, einfach zu bedienende Engineering-Software

> Integrierter Web-Server für Überwachung und Interaktion

15.-19.06.2015

Besuchen Sie uns!

Halle 11.0

Stand E43

Tel. +49 89 45656-340

http://industrial.softing.com | info.automation@softing.comINDUSTRIELLE AUTOMATIO 3/2015 69


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Um die Ecke gedacht

Winkelsteckverbinder lassen sich in vier Schritten verriegeln

Flexibilität, sichere Datenübertragung auch bei elektrischen Störeinflüssen

und nutzerfreundliche Montage – wichtige Aspekte bei Verkabelungsanwendungen.

Telegärtner hat eine Variante seiner RJ45-Steckverbinder des

Typs MFP8 vorgestellt, die unter anderem diese Vorteile bietet. Besonders

der variable Kabelabgang bietet dem Anwender einen Mehrwert.

Telegärtner hat seine Produktfamilie von

feldkonfektionierbaren RJ45-Steckverbindern

um eine Variante mit variablem

Kabelabgang erweitert. Der geschirmte

Steckverbinder MFP8-4x90 Cat.6 A

erlaubt

die Verriegelung des Kabelabgangs in vier

90°-Schritten. Anwender erhalten eine flexible

Lösung für Verkabelungsanwendungen

in Bürogebäuden, Rechenzentren, Industrie

und Heim.

Jederzeit lösbare Verriegelung

„Die Installation oder Anpassung bestehender

Netzwerke vor Ort ist mit unserem neuen

Winkelsteckverbinder noch einfacher,

vor allem bei engsten Platzverhältnissen“,

versichert Marcel Leonhard, Product Line

Manager Data Voice Copper Solutions bei

der Telegärtner Karl Gärtner GmbH. Der

Steckverbinder MFP8-4x90 Cat.6 A

ist eine

Variante des MFP8, die zusätzlich einen

rechtwinkeligen Kabelabgang ermöglicht.

In 90°-Schritten lässt sich der Kabelabgang

in alle vier Richtungen verriegeln. Diese

Verriegelung kann jederzeit wieder gelöst

und verändert werden. Ein langer Entriegelungshebel

ermöglicht einfache Steck- und

Ziehvorgänge auch bei engen Platzverhältnissen.

Durch die kompakte Bauform ist der

MFP8-4x90 Cat.6 A

multiportfähig.

Die Montage des neuen Steckverbinders

mit dem genormtem RJ45-Steckgesicht erfolgt

ohne Spezialwerkzeug mit einer Vielzahl

der gängigen Kabeltypen im Office-,

Industry- und Home-Umfeld. Ein praktisches

4-Kammern-Adernmanagement mit

Durchdring-Kontakten für Massiv- und Litzenleiter

sowie eine Montagehilfe unterstützen

fehlerfreies Konfektionieren. Die

360°-Schirmung garantiert eine sichere

Datenübertragung auch bei elektrischen

Störeinflüssen von außen.

PoE+ tauglich

Der multiportfähige MFP8-4x90 Cat.6 A

mit

dem normkonformen Steckgesicht gemäß

IEC 60603-7-51 ist in den farbkodierten

Ausführungen T568A, T568B und PROFI-

NET erhältlich und mit Übertragungsraten

bis 10 Gigabit Ethernet außerdem PoE+

Der Steckverbinder ist in den

Ausführungen T568A, T568B

und PROFINET erhältlich

tauglich. Darüber hinaus erfüllt er die Vorgaben

eines RJ45-Steckers nach IEC 60603-

7-51 bis 500 MHz und die Vorgaben eines

test free connectors im kritischen inneren

Paar 3-6/4-5.

Die Kabelzugentlastung für Kabeldurchmesser

von 5,5-10,0 mm ist geeignet für

die marktüblichen 2- und 4-paarigen, geschirmten

Kabeltypen mit Kupfer-Innenleiter

AWG26/1–22/1 und AWG27/7–22/7

sowie AWG26/19-22/19. Mit der einfachen

Montage lässt sich vorhandenes Kabelmaterial

in der gewünschten Länge nach Bedarf

jederzeit im Feld konfektionieren und

eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ohne Anschlussdose

herstellen. Die Adern werden

durch Zusammendrücken der Adernmanager

mit einer einfachen Zange kontaktiert.

Eine integrierte Montagehilfe schützt Platine

und Durchdring-Kontakte. Das robuste

Zink-Druckgussgehäuse sowie die aufgesetzte

Schutzkappe schützen die Kontakte

des Steckgesichts bis zur Inbetriebnahme

zuverlässig vor Schmutz und Staub.

www.telegaertner.com

Der Steckverbinder erlaubt die Verriegelung

des Kabelabgangs in 90°-Schritten

70 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Gleichstrom und Wechselstrom auf einem

Sammelschienensystem

Rittal bietet mit Riline ein Sammelschienensystem

an, das für AC- und

DC-Anwendungen gleichermaßen

ausgelegt ist. Damit reagiert das

Unternehmen auf die wachsende Zahl der

Gleichstrom-Anwendungen, die aber den

Wechselstrom nicht verdrängen. Sie sind

nach IEC 61439 und UL 845 in Verbindung mit UL 508 zugelassen.

Das System verfügt über eine Stromtragfähigkeit bis 1 600 A,

Bemessungsspannungen bis 1 500 V DC und eine Kurzschlussfestigkeit

bis 40 kA. Die Schienen sind aus Kupfer, Aluminium oder

Cuponal erhältlich. Aufbaukomponenten wie Anschlussadapter bis

800 A, Geräteadapter (OM-Serie) mit Zugfeder-Klemmtechnik und

Kompaktleistungsschalteradapter (CB-Serie) bis 250 A sind für

DC-Anwendungen geeignet. Für Sicherungstechnik können die

NH-Reitersicherungslasttrenner Größe 00-3 bis 630 A und die

NH-Lastschaltleisten Größe 00 bis 160 A verwendet werden.

DC-Sammelschienensysteme werden u. a. in Umrichter-Zwischenkreisen

und bei Photovoltaiksystemen angewendet.

www.rittal.de

EMV-Textildichtung für Temperaturbereiche

von bis zu 85 °C

Zur EMV-Schirmung von Schroff Gehäusen, Baugruppenträgern

und Systemen bietet Pentair eine EMV-Textildichtung für einen

erweiterten Temperaturbereich bis 85 °C an. Bisher standen hier

EMV-Textildichtungen bis 70 °C zur

Wahl. Normen für Einsatzbereiche wie

Bahn-, Verteidigungs- oder Medizintechnik

geben einen Temperaturbereich

bis 85 °C vor. Für solche

Anwendungen wurden bislang vor

allem Edelstahldichtungen eingesetzt.

Textildichtungen sind jedoch

einfacher in der Handhabung, da sie

einfach aufgeklebt werden. Darüber

hinaus können sie mit den stabileren

U-Frontplatten kombiniert werden.

Bei der neuen Textildichtung wird ein anderer Kleber eingesetzt.

Der Kern besteht nicht mehr aus TPE-Schaum, sondern aus

Silikon. Die Schirmungswerte sind zwischen 30 und 800 dB etwa

8 bis 10 dB höher als bei der Textildichtung bis 70 °C.

www.pentairprotect.com

Hochbelastbare und flexible Energiekette für extreme Drehbewegungen

Das Unternehmen Igus hat seine Energieführungsketten für Drehbewegungen

um eine Heavy-Duty-Version erweitert. Mit dem

spiralförmigen Twisterband HD sind Rotationen von bis zu 20-mal

um die eigene Achse möglich. Besonders stabil wird

das Band durch verstärkte Bandsegmente und eine

Verbindung der Segmente mit einer kombinierten

Bolzen- und Hakenlösung. Die Einzelteile sind vollständig

aus dem Igus-Standardmaterial für E-Ketten

gespritzt. Die Kette hält Temperaturen unter 0 °C aus

und ist somit für Außeneinsätze geeignet. Außerdem

ist sie mit einem Außerdurchmesser von 300 Millimeter

und einer Höhe ab 250 Millimeter kompakt.

Durch die Konstruktion sind zudem extreme Drehwinkel möglich:

horizontal bis ca. 7 000°, vertikal bis etwa 3 000°. Der modulare

Aufbau um die eigene Drehachse und das Konstruktionsprinzip

bieten auch Potenzial für größere Varianten. Trotz

dieser Rotationsfähigkeit bleiben die Leitungen

geschützt. Tests im Labor kamen auf eine Lebensdauer

von einer Millionen Drehzyklen und mehr.

Dafür sorgt unter anderem der vordefinierte Mindestbiegeradius,

der ein Abknicken der Leitungen

verhindert.

www.igus.de


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

App Finder mit Sicherheitslösungen

für die Food-Branche

Welche Sicherheits-Schaltgeräte und

-Systeme sich für eine Anwendung

eignen, zeigt der Application Finder

von Schmersal. Neben einer Produktionsanlage

für Verpackungen

ist jetzt auch eine Fertigungslinie

für die Lebensmittelherstellung als

Animation online. Der erweiterte

App Finder ist zudem nun außer für den PC auch für das iPad,

Android- und Windows-Systeme downloadbar. Der App Finder

zeigt Anwendungsbeispiele wie die Absicherung von Klappen

an Verpackungslinien oder hygienegerechte Lösungen in der

Lebensmittelherstellung, die anhand von Animationen dargestellt

werden. Weitere detaillierte technische Daten, Betriebsanleitungen

und downloadbare CAD-Modelle erhält der User

über einen direkten Zugang zum Onlinekatalog. Darüber hinaus

können sich Kunden im Rahmen des Application Consulting von

Experten bei der Auswahl der Schutzeinrichtung beraten lassen.

Download: www.schmersal.com/applicationfinder/

www.schmersal.com

Einfache Kennzeichnungsmöglichkeiten

für Leitungen und Steckverbinder

Die Farbringe von Escha, die der eindeutigen Kennzeichnung von

Leitungen und Steckverbindern dienen, sind in elf verschiedenen

Farben erhältlich. Sie können auf den Griffkörper eines M12x1-

Rundsteckverbinders, die Leitung eines RJ45-Steckverbinders

oder eines Flansches mit umspritzter Leitung geklipst werden.

Für Anwendungen, in denen eine Farbcodierung nicht ausreicht,

sondern mehr Informationen auf dem Steckverbinder vermerkt

werden müssen, bietet das Unternehmen vier unterschiedlich

große Bezeichnungsschildträger für eine individuelle Beschriftung

an. Sie werden auf die Leitung aufgezogen und lassen sich

dadurch schnell und einfach montieren. Verbindungsleitungen

werden standardmäßig mit

Bezeichnungsschildträgern

ausge-liefert. Durch beide

Lösungen wird die Übersichtlichkeit

in der Anlage mit nur

einem Handgriff erhöht. Die

Steckverbinder können anschließend schneller identifiziert

werden und der Arbeitsaufwand für Monteure wird reduziert.

www.escha.net

Teilbare Kabelverschraubung – mit dem

Stecker durch die Wand in 50 Sekunden

Die teilbare Kabelverschraubung KVT besteht aus zwei Halbschalen

und – je nach metrischer Größe – einer, 2 oder 4 geschlitzten

Kabeltüllen sowie einer Gegenmutter. Die geschlitzte

Kabeltülle wird um das vorkonfektionierte Kabel montiert und

danach in eine der beiden Halbschalen der Verschraubung

eingeschoben. Anschließend werden beide Halbschalen

werkzeuglos zusammen gerastet. Der Stecker wird dann durch

die Gehäusewand geführt und die KVT mittels der beigelegten

Gegenmutter gekontert. Egal ob 9-polige SUB-D, DVI-, Patch-,

USB- oder Profibusstecker eingeführt und gemäß IP 54

abgedichtet werden sollen, die KVT ermöglicht hierfür die

Durchführung in kürzester Zeit. Die KVT ist in allen

metrischen Größen von M20 bis M63

lieferbar. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten

werden durch alle

wichtigen Zertifikate wie UL94-V0,

IP, UR, NEMA, GL, DIN EN 45545-2

ermöglicht.

www.icotek.com

Temperatur-Messsystem für die Automobilindustrie

im Bereich Elektromobilität

SAB Bröckskes hat mit seinem Partner

CSM ein Temperatur-Messsystem für den

Bereich der Elektromobilität entwickelt,

bei dem Hochvolt-Batterien angesteuert

werden und die Sicherheit des

Anwenders gewährleistet sein muss.

Neben diesen Hochvolt-Sensoren stellt

das Unternehmen auch Konfektionen und Leitungen für Drucksensoren,

Turbo-Drehzahlmesser und Durchflusssensoren her.

Die konfektionierten Leitungen für Dehnmessstreifen, die durch

Widerstandsänderungen die Dehnung und Stauchung von

Messobjekten ermitteln, werden z. B. in der Automobilindustrie

zur Bestimmung von Materialveränderungen am Kfz einge setzt.

Hier wird die Veränderung des Metalls durch Erschütterungen

auf der Straße gemessen. Effizienzsteigerung wird durch das

TEDS-System erreicht. Ähnlich wie Plug & Play wird dieses System

mit Plug & Measure bezeichnet. Es dient zur schnellen und

direkten Auswertung gemessener Daten an Auswerteeinheiten.

www.sab-worldwide.com

Spannung und Strom an einem Gerät justieren – Einsatz auch für LED-Anwendungen

Mean Well hat zwei neue Stromversorgungen für die Hutschienenmontage

mit Ausgangsleistungen von 40 und 60 W entwickelt.

Die Produktfamilien DRA-40 und DRA-60 bieten neben den

üblichen Funktionen einer Hutschienen-Spannungsversorgung

auch die Möglichkeit, den Ausgangsstrom

einzustellen. Damit lassen sie sich

auch für LED-Anwendungen einsetzen. Der

Strompegel lässt sich auf drei Wegen einstellen:

über eine Steuergleichspannung zwischen 1 und

10 V, über ein PWM-Signal oder über einen Widerstand

an einem dafür vorgesehenen Eingang. Die

Geräte sind zur Montage auf DIN-Trageschienen der Typen

TS-35/7 und TS-35/15 vorgesehen. Mit ihrem weiten Eingangsspannungsbereich

von 90 bis 264 VAC sind sie universell

einsetzbar. Am Ausgang stellen sie eine Gleichspannung

von 12 oder 24 V zur Verfügung. Sie

können über einen Arbeitstemperaturbereich

von -30 bis +70 °C mit Konvektionskühlung

betrieben werden. Zu beziehen sind die Stromversorgungen

über die Emtron.

www.emtron.de

72 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Sicherheitsleitfaden für Energiespeicher

veröffentlicht – Download im Web

I/O-Box macht konventionelle

Schaltgeräte funktauglich

Um den sicheren Betrieb von Speichersystemen in Wohngebäuden

zu verbessern, hat der Bundesverband Energiespeicher

(BVES) mit führenden Verbänden den „Sicherheitsleitfaden

Li-Ionen Hausspeicher“ veröffentlicht. Die BVES-Arbeitsgruppe

„Richtlinien, Standards und Qualitätskriterien für Energiespeichersysteme”,

die sich im

November beim Systemanbieter

Rittal in Herborn traf,

definiert Qualitätskriterien

und stellt Marktanforderungen

für private Energiespeichersysteme

zusammen.

Als nächsten Schritt ist die

Erstellung eines Labels für

Energiespeicher sowie die

Ausweitung des Leitfadens auf Industriesysteme geplant. „Der

von Rittal mitgestaltete Leitfaden verbessert und vereinheitlicht

die Sicherheitsstandards – bis die Normen für Speichersysteme

final festgelegt sind”, erklärte Markus Buchborn, Business

Development Energy bei Rittal. Zudem stärke er das Vertrauen

der Anwender. Ein Download des neuen Sicherheitsleitfadens

ist unter folgendem Link möglich: www.bves.de/news-reader-31/

items/sicherheitsleitfaden-hausspeicher.html

www.rittal.de

Mit der I/O-Einheit von Steute können vorhandene mechanische

Schaltgeräte wie Nockenschalter von Werkzeugmaschinen in

Funksysteme integriert werden. Bis zu vier dieser Schaltgeräte

werden an die neue I/O-Box angeschlossen. Die Energieversorgung

findet über Batterie oder einen

24-V DC-Anschluss statt. Das Funksystem

ermöglicht die Übertragung der

Signale vor allem an beweglichen

Teilen wie Greifern und Werkzeugen

ohne empfindliche Signalleitungen.

Das erhöht die Verfügbarkeit der Gesamtanlage

und vereinfacht die Konstruktion.

Die Box sammelt die Signale

von vier mechanischen Schaltern

beliebiger Hersteller. Voraussetzung ist,

dass diese Schalter keine eigene Energieversorgung

benötigen. Bei der Batterie-Version können alternativ

die Induktivsensoren aus dem Steute-Programm angeschlossen

werden – z. B. die Baureihe RF IS M8 – M 30. Sie wurden für den

Betrieb in batteriegestützten Funknetzen entwickelt und kommen

mit einer Versorgungsspannung von 3,6 V aus. Die 24-VDC-

Variante der I/O-Box kann auch die Signale aller marktüblichen

24-Volt-PNP-Sensoren verarbeiten.

www.steute.de

igus ® meine-kette ... Energieführen leicht gemacht ... News ´15 ...

Automatisch rückholen ...

... blitzschnell montieren

Schlankes Rückholsystem triflex ® RSE ... für Roboter

Standzeiten erhöhen und Montagezeiten um 50 % senken

Das Rückzugsystem triflex ® RSE für sichere Energiezuführung direkt am Roboter. Leichte,

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Roboterketten in den Baugrößen 60 bis 125 Ø. Gleichbleibende Rückzugskraft durch

elastische Bänder. Diese und weitere motion plastics ® News finden Sie unter igus.de/neu

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 73


Ein Unternehmen

für zielgerichtete

Sensorik

Moderne Messtechnik übernimmt eine tragende Rolle

in der industriellen Automation: Sie beschleunigt

Fertigungsprozesse, erhöht die Präzision der Geräte

und gestaltet die Zusammenarbeit von Mensch und

Maschine sicherer. Mit zunehmend komplexen

Anwendungen stoßen gängige Sensoren jedoch immer

häufiger an ihre Grenzen. Das Münchner Startup

Konux entwickelt Sensorlösungen, um Schwachstellen

herkömmlicher Messtechnik zu beheben und die

Sensorbranche zu modernisieren.

Auf Basis seines patentierten optoelektonischen Messprinzips

entwickelt Konux individuelle Sensoren, die ein breites Spektrum

mechanischer Messgrößen präzise bestimmen. Zudem lassen

sie sich einfach integrieren und stellen auch in anspruchsvollen

Messbereichen oder Arbeitsumgebung eine robuste und

zuverlässige Lösung dar. Im Bild v.l.n.r. die Drehmoment-,

Kraft- und Winkelsensor von Konux.

Das optoelektronische Messprinzip des jungen Unternehmens

kommt in derzeit neun verschiedenen Sensortypen zum Einsatz

und erfasst eine Vielzahl mechanischer und geometrischer

Größen wie Drehmoment, Druck, Kraft oder Winkel. Anwendungsgebiete

finden sich z. B. in der Verfahrenstechnik, in Prüfständen,

Landmaschinen sowie in der industriellen Automatisierung.

Konux-Sensoren bieten hohe Präzision und Wiederholbarkeit der

Messergebnisse, problemlose Integration in komplexe Systeme

sowie Unanfälligkeit gegenüber äußeren Einflüssen. Diese macht

sie auch für den Einsatz in anspruchsvoller Arbeitsumgebung zu

einer zuverlässigen Lösung.

Die Sensoren liefern ein robustes Signal und können dank ihrer

Auswertungszeiten im zweistelligen Mikrosekunden-Bereich in

Steuerprozessen der Echtzeitklasse 3 eingesetzt werden. Anwender

profitieren zudem von einer maximalen Kapazitätsauslastung der

Maschinen. Sie wird u. a. durch die intelligente Selbstkalibrierung

der Konux-Messtechnik sichergestellt. Die Sensoren passen sich

während des laufenden Betriebs an veränderte Bedingungen an,

wodurch Maschinenstillstand verhindert wird. Darüber hinaus

ermöglicht die Sensorik vorausschauende Instandhaltung sowie

eine mechanische Speicherung des Signals bei Ausfall der

Versorgungsspannung. Sämtliche Produkte wurden für intelligent

vernetzte Systeme konzipiert und können über industrielles

Ethernet kommunizieren.

Die Messtechnologie basiert auf einer Erfindung des Diplom-

Ingenieurs Husam Ghanem. Nach jahrzehntelanger Arbeit in der

Hardware- und Software-Entwicklung mit Schwerpunkt

Messtechnik beschloss er, sich nicht mehr mit den Unzulänglichkeiten

herkömmlicher Sensoren zufrieden zu geben, sondern eine

überzeugende Alternative zu finden.

Innerhalb von sieben Jahren entwickelte Ghanem daher ein

neuartiges optoelektronisches Messprinzip und konnte in Andreas

Kunze, Vlad Lata, Dennis Humhal und Michael Wax Mitstreiter

und Geschäftspartner gewinnen. Im Frühjahr 2014 gründete das

fünfköpfige interdisziplinäre Team die Konux GmbH (altgriech.

Konus = Kegel, lat. Lux = Licht), die innerhalb kürzester Zeit zu

einem Sensorunternehmen mit mehr als 20 Mitarbeitern wuchs.

Der Hersteller bietet in erster Linie individualisierte Sensoren an,

bei deren Entwicklung die spezifischen Anforderungen und

Anwendungen des Kunden im Fokus stehen. Schwerpunkte

sind derzeit Drehmomentlösungen für Schraubautomaten, automatisierte

Fertigungsprozesse und Robotik sowie Drucksensoren.

In den kommenden Monaten wird das Münchner Unternehmen

zudem einen Präzisionssensor für Prüfstände entwickeln.

www.konux.de

74 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Bildverarbeitung, optische Messtechnik und Inspektion

www.industrie-service.de

Neue USB3-Vision-

Kameras vereinfachen

komplexe Bildverarbeitungssysteme

Vision for motion:

Kamerasysteme

in Motion-Control-

Anwendungen

3-D-Technik

wird noch

industrietauglicher

Box-PC versus

VisionBox

Mehrdimensional im Raum

Industrielle 6-D-Kamera mit

lernfähiger Wahrnehmungstechnologie


BARE IS

BEAUTIFUL.

BASLER’S NEW DART IS SIMPLY STUNNING IN ITS SIMPLICITY.

Sometimes you don’t need lot of bells and whistles. Or a fancy

wrapper. Just the basics will do. Like performance. Reliability. Flexibility.

And a price that makes sense for your system. Sometimes the stripped

down solution is the right solution. And now you can get it from Basler.

Basler’s board level dart camera is the smallest USB3 Vision compliant

camera in the world. It is available as bare board and also with S and

CS-lens mounts, weighing under 15 grams at 29 mm x 29 mm. The dart

consumes less power, produces less heat and fits easily into systems

with limited space. And Basler’s new dart hits the mark on both

performance and price, offering higher image quality than any

other board level camera and starting at just €99.

At Basler, we have a unique vision of value.

Learn more at baslerweb.com.


EDITORIAL

So kann Industrie 4.0

„sehen“

Egal wo man hinschaut – der deutsche Maschinenbau

spricht von Industrie 4.0. Hier wird landauf, landab

über die digitale Vernetzung, Smart Factory, intelligente

Softwaresysteme der Cyber Physical Systems diskutiert. Welche Rolle spielt aber

bei der Neuausrichtung der Produktionsabläufe die industrielle Bildverarbeitung?

Bildverarbeitungssysteme entwickeln sich unaufhaltsam weiter. Waren

Sie früher meist nur leistungsfähige Sensoren, so dehnen sich ihre Aufgaben

mittlerweile auf das Gebiet des Datenaustauschs und der Datenverwaltung

aus. Begreift man die vernetzte Fertigung als Nervensystem, dann nimmt die

Bildverarbeitung in Zukunft dabei die wichtige Rolle des Auges ein. Sie stellt

also die wichtigen Informationen zur Verfügung, die „Organe“ im System für

ihre Aufgaben benötigen. Dazu müssen wiederum die notwenigen

Softwaresysteme bereitstehen, die diese Datenmassen intelligent zur

Verfügung stellen. Der Kreis schließt sich hier und es wird klar, dass die Zukunft

der Industrie nicht nur von einer Technologie, sondern vom Zusammenspiel

abhängt. Kameras & Co. gehören aber ganz vorne dazu.

Dirk Schaar

d.schaar@vfmz.de

Was ist eigentlich...

… Genlock? Externe Synchronisations möglichkeit

für Kameras, der eine frei lauffende

Kamera (Bildeinzug) mit einem externen

Master (Framegrabber) synchronisiert.

Quelle: www.vision-academy.org z

22

Zahl des Monats

Prozent nahm der

Konzernumsatz der

Basler AG im Geschäftsjahr

2014 zu

Das sollten Sie nicht

verpassen...

Die bereits 13. EMVA European Machine

Vision Business Conference findet vom

11. bis 13. Juni 2015 in Athen statt. Ein

Event, das sich lohnt, denn wieder werden

die absoluten Experten der Bildverarbeitung

erwartet, um sich über die neuesten

Technologien aus zutauschen.

Weitere Informationen unter

folgendem Link:

www.emva.org z

English Corner: Smarter Inspection system for the beverage industry

In the case of the new generation smart camera series, „smart“ stands above all for clever

functions and a wide range of interfaces for intelligent networking and for integration in

control systems. Bernhard Voigt from Voigt Technology e.K. uses the LSIS 400i smart cameras

from Leuze electronic to realize smart inspection systems for the beverage industry.

You can read this interesting article under: http://bit.ly/1ILiKrO 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

Neue

Perspektive

Matrox

Design Assistant 4.0

Bildverarbeitung

mit dem Flussdiagramm

ready-to-use Aktionsblöcke

visuelle Anwendungsentwicklung

in kürzester Zeit

n Robuste BV-Tools

Mustererkennung, Feature-Detection,

Vermessungen, 1D/2D Code-Lesen,

OCR, Farbanalysen und vieles mehr

n Freie Kamerawahl

100% kompatibel mit GigE + USB3 Vision

optimal für Multikamera Anwendungen

n Freie Wahl der PC Plattform

100% kompatibel mit allen Windows PCs

Workstation, 19“ Server, Embedded PCs

und Smart-Kameras

n SPS und Roboter

Industrieautomation mit Profinet, Modbus

und nativen Roboter-Interfaces

München, 22. bis 25. Juni 2015

Halle A2 Machine Vision Pavillon

RAUSCHER

Telefon 08142/4 48 41-0 ·Fax 08142/4 48 41-90

eMail info @ rauscher.de ·www.rauscher.de


IM FOKUS

Basler erzielt erneut Bestmarken

Die Basler AG, einer der weltweit führenden Hersteller von

Industrie-Kameras, legte den testierten Jahresabschluss 2014

vor. Der Konzernumsatz nahm im Geschäftsjahr 2014 um

22 % auf 79,2 Mio. EUR (Vorjahr: 65,1 Mio. EUR) zu. Mit

diesem Resultat wird die vom Unternehmen kommunizierte

Prognose am oberen Rand erreicht. Der Cashflow aus betrieblicher

Tätigkeit betrug 16 Mio. EUR (Vorjahr: 12,1 Mio. EUR;

+ 32 %). Das Unternehmen hat im Geschäftsjahr 2014 das

beste Ergebnis in der über 25-jährigen Unternehmensgeschichte

erzielt. Für das Geschäftsjahr 2015 rechnet der

Konzern mit einem Anstieg der Umsatzerlöse auf 81 bis

84 Mio. EUR. Aufgrund der attraktiven Wachstumschancen im

Industriekamera-Markt werden die Investitionen in künftiges

Umsatzwachstum mit unverminderter Intensität fortgesetzt.

www.baslerweb.com

Integrierte Lösung für die

3-D-Bildverarbeitung

Die 3D-Stereo-Zeilenkamera 3D

Pixa von Chromasens kann ab

sofort mit der Bildverarbeitungssoftware

Halcon von MVTec angesteuert

werden. Aufnahmen

können von der Software aus erstellt

und direkt mit 3D-Vision-Verfahren

ausgewertet werden. So ist die gesamte Anwendung durchgängig

in Halcon realisierbar. Integriert wird sie mit dem Halcon

Extension Package, das ab der Version 11 einsetzbar ist und

von Chromasens bereitgestellt wird. Die 3D Pixa kombiniert eine

Zeilenkamera mit Stereomesstechnik. Mit mathematischen

Algorithmen können über Grafikkarten 3-D-Messungen von

Oberflächen in sehr hoher Geschwindigkeit und Präzision

durchgeführt werden. Die optische Auflösung von 5 µm und

die Höhenauflösung von bis zu 1 µm erlaubt eine drei- bis vierfach

höhere Genauigkeit als herkömmliche 3-D-Lösungen auf

Basis von Flächenkameras. Halcon ist eine Standardsoftware

für die industrielle und medizinische Bildverarbeitung mit

integrierter Entwicklungsumgebung.

www.chromasens.de

Stemmer Imaging baut Zusammenarbeit

mit Z-Laser weiter aus

In Deutschland, Großbritannien,

Frankreich und in der Schweiz war

Stemmer Imaging schon seit vielen

Jahren als Vertriebsweg für die

Laserbeleuchtungen von Z-Laser

erfolgreich tätig. Zum 1. Januar 2015

erfolgte die Erweiterung dieser

Zusammenarbeit auch in die Benelux-Staaten Niederlande,

Belgien und Luxembourg. Seit dem 1. Februar 2015 vertreibt

Z-Laser seine Laserbeleuchtungen nun auch über die Stemmer

Imaging-Niederlassungen in Schweden, Dänemark, Finnland

und Polen sowie in den von dort aus betreuten Länder Estland,

Island, Lettland, Littauen und Norwegen. Damit arbeiten beide

Unternehmen nun in 19 Ländern zusammen. Der deutsche

Hersteller Z-Laser bietet eine große Bandbreite von leistungsstarken,

industriegetesteten Lasermodulen und -systemen, die

u. a. in der Textil- und Lederindustrie, Holz-, Stein- und Metallverarbeitung,

im Flug-, Fahrzeug- und Formenbau, sowie auch

in medizinischen Anwendungen zum Einsatz kommen. Das

Bild zeigt die dritte Generation der ZM18 Bildverarbeitungslaser,

die in Bildverarbeitungssystemen als Beleuchtung oder

als reiner Positionierlaser in der Industrie eingesetzt werden.

www.stemmer-imaging.de

Bi-Ber meldet Geschäftserfolg

Der Berliner Bildverarbeiter Bi-Ber blickt auf ein erfolgreiches

Jahr 2014 zurück. Bis zum Jahresende 2014 verzeichnete das

Unternehmen eine Umsatzsteigerung von mehr als 50 %.

Grund war die sehr gute Auftragslage im vergangenen Jahr.

Bi-Ber hat 2014 zahlreiche neue Bildverarbeitungssysteme für

Kunden konzipiert und implementiert, die z. B. zum Lesen und

Prüfen von Seriennummern sowie für diverse Messaufgaben

bei der Herstellung von Dokumenten eingesetzt werden. Diese

Systeme basieren sowohl auf In-Sight-Kameras als auch auf der

VisionPro-Programmbibliothek von Cognex. Erste Nachbestellungen

liegen bereits vor. „Die aktuelle Auftragslage macht

uns optimistisch“, erklärt der Bi-Ber-Geschäftsführer Ronald

Krzywinski. „Wir erwarten, auch in absehbarer Zukunft sehr

gut ausgelastet zu sein, und haben im vergangenen September

eine neue Mitarbeiterin eingestellt, um alle Aufträge optimal

zu bewältigen.“

www.bilderkennung.de

78 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


IM FOKUS

Industrie 4.0 und Bildverarbeitung?!

Kaum ein Tag vergeht, ohne dass uns nicht eines der mystischen Wunder-Kürzel „Industrie 4.0“,

„Internet of things“ oder „cyberphysical systems“ begegnet. Dennnoch wird den Akteuren der

beteiligten Industriezweige allmählich klar, dass dieses Thema auf jeden Fall viel mit Bildverarbeitung

zu tun haben wird. Es zeichnet sich ab, dass Bildverarbeitung für Industrie 4.0 eine Fülle

wichtiger Daten liefern wird: beim Erfassen teileaktueller visueller Daten, beim Ermitteln codierter

Datenvorgaben sowie bei der Maschinensteuerung der individualisierten Massenproduktion.

Längst geht es nicht mehr um die simple Kategorisierung von Endprodukten in „gut“ und „schlecht“.

Als Basistechnologie vollzieht Bildverarbeitung komplexe Steuer- und Regelungs vorgänge an Maschinen

und stellt im Produktionstakt in jedem Verarbeitungsschritt in-line zu 100% die Qualität der

Produkte sicher.

Was macht nun die Bildverarbeitung für Industrie 4.0 so geeignet? Zuvorderst die äußerst breit

einsetzbare Technologie. Andererseits sehen Kameras anders und mehr als das menschliche Auge und

gewähren die Erfassung viel weitreichenderer visueller Informationen. Hinzu kommen die Möglichkeiten,

die hochentwickelte Bildverarbeitungs-Software bietet. Berührungsloses Messen und Prüfen

mit Bildverarbeitung heißt darüber hinaus, schnell, flexibel und genau zu sein. Äußerst wichtige

Eigenschaft für Industrie 4.0 ist, dass die Bildverarbeitung feldbusfähig geworden ist und in Echtzeit

den Maschinen folgen, Daten liefern und mit ihnen austauschen kann.

Der Maschinenbau der Zukunft wird also noch viel stärker als bisher visuelle Daten nutzen. Gut

zu wissen, dass die Maschinenbauer bereits heute das Vertrauen in die Robustheit, Zuverlässigkeit

und in die Fähigkeiten der Bildverarbeitung gewonnen haben. So haben sie einen

weiteren Baustein in petto, um Deutschlands führende Rolle im Maschinenbau auch in Zeiten

von Industrie 4.0 weiter voranzutreiben.

Ihr Ingmar Jahr

Dipl.-Ing. Ingmar Jahr ist Schulungsleiter

der Vision Academy in Erfurt

mvAnzRacer_1-2dtsRZ1.qxd 08.05.2014 15:33 Uhr Seite 1

SPEED RACER

Mit High Speed ans Ziel.

Die mvBlueCOUGAR-XD ist der ultimative

Rennwagen unter den mvKameras, deren Hochleistungsbauteile

kompakt und sicher ins kleine,

robuste Monocoque integriert sind. Der eingebaute

Bildspeicher und die zwei GigE Schnittstellen

ermöglichen richtig Speed von bis zu 270 fps.

Mit außergewöhnlicher Serienausstattung und

großer CCD und CMOS Sensorauswahl bis 12 MPix

qualifiziert sich die „XD“ für eine Vielzahl unterschiedlicher

Herausforderungen. Features für

den perfekten Start: www.mv-speed-racer.de

MATRIX VISION GmbH · Talstrasse 16 ·71570 Oppenweiler

Tel.: 07191/9432-0 · info@matrix-vision.de · www.matrix-vision.de


Kamerabasierter Handleser für die sichere Lesung von anspruchsvollen gelaserten

und genadelten Codes auf unterschiedlichen Oberflächen

Über sogenannte DPM-Verfahren (Direkt Part Marking) lassen

sich zumeist Data Matrix Codes ohne Umweg über Etiketten oder

Verpackungen direkt auf Gegenständen aufbringen. Das Lesen

dieser Codes gestaltet sich jedoch etwas aufwändiger, was auf die

unterschied-lichen DPM-Verfahren sowie Hintergrundmaterialien

zurückzuführen ist. Wir stellen Ihnen einen Handleser für DPM-Codes

vor, der mit Extras wie Dual-Optik, Java-Script-Unterstützung und

Ausgabestring-Formatierung punktet.

1-D- und 2-D-Codes finden sich in allen

Branchen und sind zum Identifizieren

von Produkten aus der Logistik und dem

Warenfluss nicht mehr wegzudenken. Als

Trägermaterial dienen vielfach gewöhnliche

Etiketten, die sich kostengünstig erstellen

und einfach auf Produkte, Transportbehälter,

Zeitschriften usw. aufkleben

lassen. In bestimmten Arbeitsbereichen

oder bei Zulieferteilen, zum Beispiel Metallkomponenten

für Automobile, ist die

Verwendung von Etiketten unter anderem

wegen der rauhen Umgebung jedoch weniger

sinnvoll. Hier kommt das Direkt Part

Marking zum Einsatz, bei dem der Code

direkt auf die Oberfläche von Metall-,

Kunststoff oder Glasteilen aufgebracht wird.

DPM-Codes erkennen

und decodieren

Gebräuchliche DPM-Verfahren sind das

Nadeln der Codes, das Lasern sowie der

Ink-Jet-Druck. Robuste gelaserte und genadelte

Codes werden oftmals auf Metallteilen

in der Automobilindustrie und im

Maschinenbau eingesetzt. Kleine gelaserte

Codes finden ihren Einsatz in der Elektronikbranche,

beispielsweise bei Halbleiterprodukten

und Leiterplatten. Bei Produk -

ten aus Glas wiederum ist das Ink-Jet-

Druckverfahren zumeist vorteilhafter. Allein

die Betrachtung der verschiedenen

DPM- Verfahren zeigt, dass das sichere Erkennen

solcher Codes für die Lesegeräte

mehr Aufwand bedeutet als es bei Codes

auf typischen weißen Etiketten der Fall ist.

So sind vor dem eigentlichen Decodiervorgang

in einem zusätzlichen Schritt zunächst

die Art und Beschaffenheit der Codes zu

identifizieren. Denn jeder DPM-Code

zeichnet sich durch spezielle Eigenschaften

aus und erfordert eine entsprechende Behandlung.

Auch die Material beschaffenheit,

der Kontrast und der Reflexionsgrad des

Code-Hintergrunds spielen eine wichtige

Rolle. Um allen diesen in der Praxis auftretenden

Problemstellungen gerecht zu werden,

stellen DPM-Leser ins besondere an

die Beleuchtung höhere Anforderungen.

01 Der kamerabasierte

Handleser

OHV1000 liest gelaserte

und genadelte

Codes auf Metallen,

Glas und Kunststoffen

zum Lesen von großen gedruckten Codes,

nicht jedoch für DPM-Codes und zum

Decodieren der im Industriebereich teilweise

sehr kleinen Modulgrößen. Beim

Dank Dual-Optik und einer Auflösung

von 1,2 MegaPixel kann der kamerabasierte Handleser

sowohl sehr kleine als auch große Codes lesen

Sie muss in der Lage sein, sich flexibel

den jeweiligen Eigenheiten der DPM-Codes

anzupassen.

Handleser mit Performance

Im Gegensatz zu stationären DPM-Lesegeräten

wird die Luft sehr dünn, wenn man

nach einen DPM-fähigen Handleser sucht.

Schnell zeigt sich, dass der Markt fast nur

Handleser bietet, die vornehmlich für die

Handelsbranche bestimmt sind. Die zahlreichen

Universal-Geräte eignen sich zwar

OHV1000 von Pepperl+Fuchs handelt es

sich dagegen um einen industrietauglichen

Handleser zum Lesen von DPM-Codes

unterschiedlichster Größen. Er ist mit einer

Dom-Beleuchtung ausgestattet, die den

Code von allen Seiten beleuchtet und sich

durch ein spezielles diffuses Licht auszeichnet.

Die Beleuchtung und die Intensität des

Lichts sind veränderbar und stellen sich

automatisch so ein, dass der jeweilige Code

optimal decodierbar ist. Bei einem genadelten

Code kommt es beispielsweise darauf

an, aus welcher Richtung genadelt wurde.

80 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Andere spezielle DPM-Handleser können

zwar DPM-Codes, aber dafür keine langen

Barcodes lesen. Beide Fähigkeiten werden

u.a. benötigt wenn der Anwender einen

direkt markierten Code, aber auch gleichzeitig

einen langen Barcode auf einer Auftragskarte

oder Odette in der Produktion

lesen muss. Und genau das bietet der Handleser

OHV1000. Bei dem kamerabasierten

Gerät mit 1,2 MP Auflösung kommt eine

patentierte Dual-Optik zum Einsatz. Sie

teilt den Lesebereich in einen Nah- und

einen Fernbereich und erlaubt es, mit demselben

Gerät sowohl kleine als auch große

Codes zu lesen. Damit kann das Gerät auch

sehr kleine Codes bis zu einer Modulgröße

von 0,1 mm und gleichzeitig lange Barcodes

sicher dekodieren.

Von der String-Manipulation

bis zum JavaScript-Programm

Zu den weiteren Highlights zählen der

„Vision Configurator“, Formatierung des

Ausgabe-Strings sowie die JavaScript-Programmierbarkeit.

Mit der Software Vision

Configurator steht dem Anwender ein komfortables

Windows-Programm zum Parametrieren

des Codelesers zur Verfügung.

Damit lässt sich der OHV1000 bequem am

Bildschirm konfigurieren und somit auch

komplexe Ausgabestringformatierungen

einfach durchführen. Letzteres ermöglicht,

ohne auf Programmierkenntnisse angewiesen

zu sein, die Leseergebnisse durch

String-Manipulationen genau an die jeweilige

Unternehmenssoftware anzupassen.

Die Daten sind dann ohne weiteren Aufwand

oder Vorverarbeitungen direkt in die

einzelnen Felder von Eingabemasken einspielbar.

Falls das einmal nicht ausreichen

sollte, bietet die Programmierbarkeit des

DPM-Handlesers via JavaScript noch weitergehende

Optionen mit allen denkbaren

Freiheiten. Die Möglichkeiten reichen bis

zur vollständigen Abbildung von Anwendungen

auf dem Lesegerät ohne Verwendung

eines PCs.

Grundsätzlich verfügt der DPM-Leser

über alle Fähigkeiten die auch der OHV100

aus derselben Gerätefamilie beherrscht.

Durch eine spezielle Technologie zur Vermeidung

von Blendungen ist der Leser in

der Lage, DPM-Codes auch auf stark reflektierenden,

runden oder gewölbten Ober flächen

zu Lesen. Er verarbeitet alle gebräuch -

lichen 1-D- und 2-D-Codes und meistert

anspruchsvollste Aufgaben problemlos,

zum Beispiel wenn sich auf Begleitkarten

oder Warenkennzeichnungs-/Identifi -

ka tionssystemen gemäß Odette-Standard,

zahlreiche unterschiedliche Codes verschiedener

Größe von mehreren Zulieferern,

Herstellern oder Zwischenstationen

gleichzeitig befinden. Als Benutzer-Feedback

lässt sich wahlweise ein optisches,

02 Der Universal-

Handleser für

anspruchsvolle

DPM- Codes

und alle gängigen

1-D-/2-D-Codes

akustisches oder

Vibrationssignal definieren.

Der Handleser

ist mit einer USB 2.0-

sowie RS232-Schnittstelle

ausgestattet und in einem

robusten industrietauglichen Gehäuse

der Schutzart IP54 untergebracht.

Bild: Aufmacher Fotolia

www.pepperl-fuchs.com

JAHRE

JAHRE

PRODUKT-

GARANTIE*

DETEKTOR-

GARANTIE*

* nach System-Registrierung unter www.flir.com


Mehrdimensional im Raum

Industrielle 6-D-Kamera mit lernfähiger Wahrnehmungstechnologie

Uwe Furtner

3-D-Kameras sind bei vielen Inspektionsaufgaben

die bessere Lösung als

2-D-Kameras. Dennoch haben sie einen

schweren Stand, da sie oft als zu kompliziert

angesehen werden und meistens nur für

eine spezifische Anwendung ausgelegt

sind. Eine etwas andere, universelle

3-D-Kamera zeigt jetzt neue Wege auf.

Sollen komplexe Formen wie Flaschen erkannt

werden, unabhängig davon ob sich

diese bewegen oder still stehen oder sollen

verschiedenfarbige Objekte differenziert

werden, stoßen bisherige Kamerasysteme an

ihre Grenzen. Derartige Inspektionsaufgaben

finden sich vor allem in der Logistik, in

Verpackungsprozessen oder in Pick-andplace-Anwendungen.

In diesen Branchen

wird die Mehrzahl der Inspektionsaufgaben

zweidimensional gelöst. Um etwa kleine

Vertiefungen und Oberflächenstrukturen

sichtbar zu machen, werden spezielle Beleuchtungen

verwendet oder Aufnahmen

mit verschiedenen Beleuchtungsrichtungen

oder Farben nacheinander durchgeführt. Der

Aufwand ist also recht hoch für etwas, das mit

einem 3-D-Ansatz einfacher zu lösen wäre.

Viele Anwendungen mit

einer Kamera realisieren

Der Kamerahersteller Matrix Vision hat die

beiden Branchen Verpackung und Logistik

genauer ins Visier genommen und legte damit

den Grundstein für die Entwicklung

und Herstellung einer 3-D-Kamera. Bisher

gab es einige Argumente, die gegen eine

3-D-Kamera-Lösung sprachen: zu teuer, jede

Anwendung erfordert eine Sonderversion

und es gibt nur wenige Systemintegratoren,

die sich mit 3-D gut auskennen. Ausgehend

von diesen Argumenten galt es zunächst,

die vorhandenen 3-D-Verfahren zu evaluieren.

Das Ziel war dabei, möglichst viele Anwendungen

mit einer Kamera realisieren zu

können. Gleichzeitig sollte es aber keine

Me-too-Lösung werden. Idealerweise sollten

alle Vorteile der bisherigen Verfahren

zusammengefasst werden, ohne deren Einschränkungen

zu übernehmen.

Funktionsprinzipien, Vorteile,

Nachteile gängiger 3-D-Verfahren

Time of Flight (TOF) Systeme senden Licht

aus und messen die Phasenverschiebung

des reflektierten Lichts. Der Abstand des

Objektes kann durch diese Verschiebung

ermittelt werden. Die Messung erfolgt sehr

schnell und bewegte wie auch stehende

Objekte können gleichermaßen gut detektiert

werden. Jedoch muss sich das ausgesendete

Licht gegen das Umgebungslicht

behaupten, was Anwendungen im Außenbereich

erschwert.

Bei der Laser-Triangulation wird eine

Laser-Linie in einem definierten Winkel auf

ein Objekt projiziert. Unter einem anderen

Winkel wird die Szene von einer Kamera

aufgenommen. Jede Höhenänderung führt

zu einer Verschiebung der projizierten Linie

im Bild. Damit lässt sich entlang einer einzelnen

Linie ein Höhenprofil aufnehmen.

Für die Erfassung wird das Objekt unter

dem Aufnahmesystem bewegt, dabei muss

die Aufnahmegeschwindigkeit mit der Bewegungsgeschwindigkeit

des Objekts synchronisiert

werden.

Die Streifen-Projektion ähnelt der Laser-

Triangulation. Hier werden aber gleich mehrere

Streifen mittels eines Projektors auf die

Szene projiziert. Anstatt das Objekt zu bewegen,

verschiebt man die Streifen mit dem

Projektor solange, bis sich das Streifenmuster

wiederholt. Damit braucht dieses Verfahren

nur 10 - 30 Bildaufnahmen anstatt hunderte.

Die Messgenauigkeit ist sehr hoch. Sie hängt

vom Projektionswinkel und von dem konstant

zu haltenden Abstand zwischen Projektor

und Kamera ab. Damit ist das System

jedoch empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen

und mechanischen Beanspruchungen.

Mit einer zweiten Kamera

kann man ein Stereosystem aufbauen. Damit

Uwe Furtner, Technische Geschäftsleitung bei der

Matrix Vision GmbH in Oppenweiler

82 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


wird das Problem eliminiert, einen heißen

Projektor in einer konstanten Position halten

zu müssen. Die anderen Nachteile des

Verfahrens bleiben jedoch erhalten.

Ein weiteres Verfahren verwendet

sogenanntes strukturiertes Licht. Hierbei

projiziert eine statische Lichtquelle eine

unregelmäßige Struktur auf das Objekt. Die

Lichtquelle ist mit einem definierten

Abstand zur Kamera angebracht. Das Messprinzip

ist mit dem Stereoverfahren

vergleichbar. Eine erweiterte Ausführung

dieses Verfahrens verwendet zwei Kameras

– Beleuchtungsquellen müssen im Winkel

und Abstand nicht konstant gehalten

werden. Die Szene wird mit einer einzigen

Aufnahme erfasst und die Tiefeninformationen

können berechnet werden. Allerdings

ist die Messauflösung niedriger als

bei der Streifenlichtprojektion.

Typischerweise werden alle beschriebenen

Systeme für einen vordefinierten Messbereich

gebaut. Die Gegenüberstellung

zeigt, dass jedes Verfahren gewisse Vorteile

für individuelle Anwendungsfälle bietet.

Die Lösung ist eine universelle

Multistereo-Kamera

Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit von

Matrix Vision, die u. a. auf der Basis der

Bewertung der genannten 3-D-Verfahren

erfolgte, ist die Perception Camera mvBlue­

Sirius. Sie basiert prinzipiell auf dem Stereo ­

verfahren gepaart mit strukturiertem Licht.

Um ein größeres Messfeld zu erreichen und

um nicht unterschiedliche Kameraabstände

sowie -winkel in der Produktion sonderfertigen

zu müssen, wurde noch eine dritte

Kamera inte griert. Dadurch ist es möglich,

das System als eine universelle Multistereo-

Kamera einzusetzen. Jede Kombination

zweier Kameras ermöglicht unterschiedliche

Arbeitsbereiche. Objekte in nahem

Abstand zur Kamera werden von den

Kameras mit dem kürzesten Abstand am

besten erfasst und die fernen Objekte von

den Kameras mit dem weitesten Abstand.

Erstaunliche Ergebnisse: Farbe,

Tiefeninformation, Bewegung

Das Stereoverfahren lebt davon, dass in beiden

Bildern die gleiche Struktur gefunden

wird. Um auch die Messung von unstrukturierten

Flächen zu ermöglichen, beleuchtet

die mvBlueSirius das Objekt mit einem

strukturierten Licht, womit dem Objekt

eine zusätzliche Struktur hinzugefügt wird.

Berechnet werden nicht nur die

Tiefeninformationen, sondern auf Wunsch

auch die Bewegungsinformationen. Auch

diese liegen im 3-D-Raum als Vektoren (vx,

vy, vz) vor. Somit handelt es sich bei dem

neuen System um eine 6-D-Kamera, mit der

auch bestimmt werden kann, ob sich ein

Objekt von der Kamera weg ode r zu ihr hin

bewegt. Diese Daten sind zusätzlich farbig

und werden im RGB-Farbraum abgebildet.

Somit ist die Kamera auch für zukünftige

Farbanwendungen gewappnet.

Mit integrierter Wahrnehmung

Das Streifenlichtprojektionsverfahren oder

das Lasertriangulationsverfahren allgemein

haben eine hohe Auflösung, die eine Trennung

auch eng aneinander liegender Objekte

ermöglicht. Ein 3-D-System auf Basis

des Stereoverfahrens benötigt hierzu eine

Die 6-D-Kamera erfasst dynamische Objekte,

erkennt und analysiert deren Position, Geschwindigkeit,

Größe sowie das Bahnverhalten in Echtzeit

Darstellung rechts im Bild: Die Streifen-

Projektion ähnelt der Laser-Triangulation:

gleich mehrere Streifen werden mithilfe

eines Projektors auf die Szene projiziert; es

wird nicht das Objekt bewegt, sondern man

verschiebt die Streifen mit dem Projektor

Key features der

6-D-Kamera

n hohe X-, Y-Auflösung (1 024 x 1 024 Px)

n Messbereich von ca. 27 bis 250 cm mit

nur einem Kamerasystem

n Messauflösung ca. ± 40 μm bei 27 cm;

ca. ± 3,5 mm bei 250 cm

n Tiefenkarte mit einer Aufnahme

n schnell bewegte Objekte sowie still

stehende Objekte erlaubt

n keine Pseudo-Objekte

n Scanzeit = Shutterzeit (10 μs bis 30 ms)

n nur eine Kamera für Nah und Fern

n automatische Kalibration ohne Vorlage

n hohe Messdichte durch hohe Sensorauflösung

n Objektdarstellung in Video-Echtzeit

(30 Hz)

hohe X/Y-Auflösung, was wiederum das

Sichtfeld einschränkt oder die Bildrate reduziert.

Um nun eng aneinander liegende

Objekte trennen zu können, wird mit der

neu entwickelten Kamera eine zusätzliche

strukturierte Beleuchtung auf die Szene

projiziert. Die Verarbeitung der umfangreichen

Bilddaten ist komplex und erheblich

aufwendiger als das für ein 2-D-Graubild

der Fall wäre. Deshalb wurde eine sogenannte

Wahrnehmungsfunktion integriert.

Mit weichen, formbeschreibenden Begriffen

beschreibt der Anwendungs entwickler,

welche Objekte ihn interessieren.

Gerade diese Wahrnehmungsfunktion

ermöglicht eine sehr einfache Anwendung

der Kamera und macht damit erst den Masseneinsatz

möglich. Typische Anwendungsgebiete

der mvBlueSirius sind in der Logistik

und Packaging unter anderem die

Be reiche Paket-Kontrolle, Pick & Place und

Palettierung sowie in Gebieten der Verkehrstechnik,

Messtechnik, Fertigungskontrolle,

Medizintechnik / Sport, Roboterführung,

Food und Recycling.

Bilder: Hintergrund Fotolia, Sonstiges Bildmaterial

Matrix Vision

www.matrix-vision.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 83


Khader Ghattas

Nie wieder

Kabelsalat

Wie USB3-Vision-Kameras komplexe Bildverarbeitungssysteme

vereinfachen und dabei auch den Kabelbedarf reduzieren

Kompakte und kabellose Geräte sind im Zeitalter von Mobilfunkgeräten,

Bluetooth- und WiFi-Übertragungstechnik gefragter denn je. Um komplexe

Multikamera-Vision-Systeme mit möglichst wenig Kabeln und somit

unkompliziert und kostengünstig zu realisieren, kommt eine USB3

Vision-Kamera-Lösung zum Einsatz.

Multikamera-Vision-Systeme sind heute

fester Bestandteil unzähliger Anwendungen

wie 3-D-Messverfahren, Bewegungsanalysen

und Crashtests. Eine wichtige

Aufgabe solcher Vision-Systeme ist es, die

Szene im Augenblick des Geschehens von

allen im System beteiligten Kameras gleichzeitig

festzuhalten. Hierfür müssen die Kameras

miteinander synchronisiert werden.

So wird für jede Kamera ein zusätzliches

Kabel nötig, über das bei analogen Kameras

ein Sync-Signal und bei digitalen ein Hardware-Trigger-Signal

eingespeist wird. Je mehr

Kameras im System benötigt werden, desto

komplexer und teurer gestaltet sich meist

der Systemaufbau. USB3-Vision-Kameras

bieten diverse Möglichkeiten zur Einsparung

systemrelevanter Kabel.

Zeitgleiche Aufnahmen

mithilfe eines Zeitstempels

Die USB3.0-Schnittstelle bietet u. a. eine hohe

Übertragungsbandbreite (bis 400 MB/s),

reduzierte Prozessorauslastung, relativ niedrigen

Energieverbrauch, einen kleinen

und schraubgesicherten Stecker sowie ein

günstiges Standardkabel, das für die Datenübertragung,

Gerätesteuerung und Spannungsversorgung

verwendet werden kann.

Bei der Kommunikation zwischen USB-

Gerät und Host werden ähnlich wie bei

USB2.0 die Datenströme, Statusinformationen

und Steuerungsbefehle über Datenpakete

übermittelt. Die USB3.0-Schnittstelle

stellt neben dem „Transaction Packet“ (TP)

und „Data Packet“ (DP) noch zwei weitere

Datenpakete bereit: das „Link Management

Packet“ (LMP) und das „Isochronous Timestamp

Packet“ (ITP).

Bei dem ITP sendet der Host periodisch,

etwa alle 200 ns, isochron einen Zeitstempel

(„Timestamp“) an alle aktiven USB-

Geräte, die mit demselben Host-Controller

verbunden sind. Dieser Zeitstempel wird

von den USB3-Vision-Kameras als Taktgeber

für die Synchronisation genutzt, was

zeitgleiche Aufnahmen möglich macht. Der

durchschnittliche Zeitversatz zwischen den

Aufnahmen beträgt circa 200 bis 300 ns.

Werden die Kameras über einen Hub angeschlossen,

erhöht sich der Zeitversatz zwischen

den Aufnahmen um weitere 200 ns:

n Beispiel 1:

4 × Kameras → USB3.0 Hub1 → PC1

4 × Kameras → USB3.0 Hub2 → PC1

→ Max. Zeitversatz zwischen den Aufnahmen

sind 400 bis 600 ns.

n Beispiel 2:

1 × Kameras → PC1

2 × Kameras → USB3.0 Hub1 → Hub3 → PC1

3 × Kameras → USB3.0 Hub2 → Hub3 → PC1

→ Max. Zeitversatz zwischen den Aufnahmen

sind 600 bis 900 ns

So bieten mit ITP ausgestattete USB3-Vision-Kameras

eine weitere Option, bei der

Kamerasynchronisation Kabel einzusparen:

Bilddaten, Kamerasteuerung, Spannungsversorgung

und jetzt auch Synchronisation

erfolgen über ein einziges Kabel. Durch die

reduzierte Kabelmenge minimieren sich für

den Anwender die Kosten und Aufwände

für Beschaffung und Verlegung sowie für

Wartung und Fehlerdetektion, verbunden

mit einer minimierten Fehleranfälligkeit

und einer signifikanten Platzersparnis des

Gesamtsystems. Für viele Anwendungen

sind auf dem Markt bereits kostengünstige

Kabel mit Längen von bis zu acht Metern

verfügbar, die mit passiven Elementen gute

Übertragungsqualitäten bieten. Für besonders

weite Übertragungsstrecken sind Kabel

mit aktiven Elementen erhältlich.

Echtzeitverarbeitung durch

USB3-Hardware-IP-Core

Die ITP-Technologie hat Toshiba Teli bei

ihren neuen USB3-Vision-Kameraserien in

eine sogenannte „Bus-Synchronisations“-

Funktion implementiert und zum Patent

angemeldet. Um diese und weitere Vorteile

der USB3-Technologie optimal nutzen zu

können und eine Echtzeitverarbeitung zu

ermöglichen, wurde ein eigenes USB3-

Hardware-IP-Core entwickelt, das laut internen

Tests bis 100-fach schneller ist als

andere USB3-Vision-Lösungen mit All-in-

One-USB-Chip – schneller beispielsweise

im Hinblick auf das Lesen und Schreiben

von Kameraregistern oder Ausführen von

Software-Triggern.

Bei einem mittels „Bus-Synchronisation“

realisierten Multikamera-System müssen

alle Kameras mit demselben Host-Controller

verbunden sein. Deshalb sollte bei der

Konzeption stets die maximale Übertragungsrate

des USB3-Vision-Standard von

ca. 400 MB/s sowie Anzahl, Auflösungen

und Frameraten der beteiligten Kameras

berücksichtigt werden. So produziert z. B.

eine 4 MP-Kamera mit 90 fps Framerate

und 8-bit Pixelauflösung rund 360 MB in

der Sekunde. Will man eine zweite Kamera

verwenden, muss die Framerate dann halbiert

werden, in diesem Fall auf 45 fps.

Unterscheiden sich die angeschlossenen

Kameras hinsichtlich Pixelauflösung und

Frameraten, sollte bedacht werden, dass

sich die Framerate der Gesamtlösung stets

auf die Bildfrequenz der langsamsten

Kamera im System beschränkt. Sind die

Kameras mit unterschiedlichen Belich-

Khader Ghattas ist Produktmanager bei der

MaxxVision GmbH in Stuttgart

84 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


tungszeiten eingestellt, gilt zu beachten, dass die Belichtung

aller Kameras im gleichen Augenblick endet.

Event Notification ermöglicht Kabelersparnis

Ein weiteres Merkmal des Toshiba Teli IP Cores ist die „Event

Notification“-Funktionalität, welche Nachrichten über Kamerastati

und -events mit nur wenigen Mikrosekunden Verzögerung

an den Host übermittelt. So lassen sich noch mehr Kabel

einsparen. Soll für eine exakte Maschinensteuerung beispielsweise

ein bestimmter Kamera zustand übermittelt werden, so

werden in der Regel GPIO-Ausgänge der Kamera verwendet,

was für jede Kamera zwei zusätzliche Kabel notwendig macht:

das Trigger-In- und das GP-Out- Kabel. Mit der „Event Notification“

entfallen diese beiden Kabel.

Die Anforderungen an Industriekameras hinsichtlich Sensorauflösung,

Framerate, Skalierbarkeit und Komplexität könnten

vielfältiger nicht sein. Deshalb werden sich auf Dauer nur jene

Kamera- und Schnittstellentechnologien behaupten, die diesen

Ansprüchen in besond erem Maße gerecht werden. Angesichts

ihrer Bandbreite, Geschwindigkeit und Echtzeitfähigkeit dürfte

die USB3.0-Schnittstelle schnell an Bedeutung gewinnen.

Einige USB3-Vision-Kameras können sich von der Masse abheben,

indem sie den Anwendern die Vorteile von USB3.0

besonders gut erschließen.

www.maxxvision.com

Isochronous

Timestamp

Packet

Etwa alle 20 ns sendet der Host einen Zeitstempel an alle an den

Host-Controller angeschlossenen USB-Geräte und ermöglicht so

zeitgleiche Aufnahmen

AV_ IndustrielleAutomation_4.5.2015_AV_Anzeige 05.05.15 00:16 Seite 1

Einer für Alle

Um die Standardisierung und somit die Optimierung seiner

Kontrollsysteme für die Pharmaindustrie voranzutreiben,

suchte Laetus nach modularen Bausteinen. Zusammen mit

Allied Vision entwickelten die Laetus-Ingenieure das optimale

Kameramodul: standardisiert und vielseitig zugleich.

Lesen Sie mehr:

AlliedVision.com/einerfueralle


Vision for motion

Wie sich durch die Integration von Kamerasystemen

hochdynamische Motion-Anwendungen automatisieren lassen

Aufgrund extremer Klimabedingungen

sind in einigen Ländern

zusätzliche und ressourcen sparende

Bewässerungsmaßnahmen von

landwirtschaftlichen Nutzpflanzen

unumgänglich. Durch einen in der

Erde liegenden Bewässerungsschlauch

werden sie direkt an der

Wurzel bewässert. Hierfür werden

Kamerasysteme integriert, welche

die Qualität der Bohrungen

gewährleisten und die Tropfer

kontrollieren.

Um eine gleichmäßige Bewässerung über

die gesamte Länge des Schlauches zu

gewährleisten, werden während der Extrusion

so genannte Tropfer in die Schlauchwand

integriert. Ein Tropfer ist ein etwa

20 mm langes Kunststoffteil mit einer

mäanderförmigen Innenstruktur, das für

eine dosierte (tropfenweise) Bewässerung

sorgt. Je nach Tropfer-Typ und Wasserdruck

haben sie einen genau definierten Wasserdurchfluss

pro Stunde, bei den s. g. „Nano

Flat Drippern“ liegt der Nenndurchfluss

zum Beispiel zwischen 0,64 oder 1,6 l/h.

Die Herstellung der Bewässerungsschläuche

stellt hohe Anforderungen an die Automa-

tisierung, besonders an die Motionsteuerung,

Antriebstechnik und Bildverarbeitung.

Denn jeder Tropfer benötigt für den

dosierten Wasseraustritt eine Bohrung an

einer genau definierten Stelle. Die Bohreinheit

muss daher exakt mit der Bandgeschwindigkeit

von bis zu 250 m/min

synchronisiert werden, um die Löcher positionsgenau

und innerhalb eines bestimmten

Zeitfensters zu bohren.

Die Firma Advanced Automation Systems

auf Zypern ist spezialisiert auf die

Entwicklung und Produktion von Tropfern

und konstruiert Anlagen zur Schlauchherstellung.

Für ihre neue Produktionslinie

(zur Herstellung von Nano Flat Dripper-

Bewässerungsschläuchen) hat das Unternehmen

Rex Automatisierungstechnik aus

Erfurt eine anspruchsvolle Automatisierungs-

und Bildverarbeitungslösung auf

Basis der Systemtechnik von Eckelmann

entwickelt. Die mechanische Konstruktion

und Umsetzung lieferte das Unternehmen

SMR Sondermaschinen.

Bildverarbeitung bei

Hochgeschwindigkeit

Direkt nach dem Bohren folgen eine exakte

Qualitätskontrolle der Löcher und eine

automatische Feinkorrektur des Bohrprozesses.

Dazu wird ein eigenes Kamerasystem

mit applikationsspezifischer Bildverarbeitungssoftware

eingesetzt. Mit der

Anlage von Advanced Automations Systems

können bis zu 2 000 Tropfer pro Minute produziert

werden – bei einer maximalen

Bandgeschwindigkeit von 250 m/min.

01 Die regelmäßigen Abstände der

integrierten Tropfer ermöglichen eine

gleichmäßige Bewässerung über die

gesamte Schlauchlänge

Alle 30 ms wird ein Tropfer in den Schlauch

eingebracht und ein Loch gebohrt. Innerhalb

einer Millisekunde bewegt sich der

Schlauch maximal um 4,16 mm. Bei einer

Bohrfenstergröße von 5 mm und einer Genauigkeitsanforderung

von ± 1 mm stellt

dies eine hohe dynamische Anforderung an

das Gesamtsystem dar.

Geschwindigkeit und Präzision zahlen

sich aus: Die Anlage kann pro Tag 288 km

Bewässerungsschlauch mit ca. 3 Mio. Tropfern

produzieren. Möglich wird dies durch

das technologische Know-how des Erfurter

Unternehmens und den Einsatz einer

hochdynamischen Motion-Steuerung von

86 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


Eckelmann mit integrierter Inline-Vision-

Lösung. Die Ingenieure von Rex setzten alle

konfigurierbaren Maschinenfunktionen um

und passten die Bewegungsregelung für die

Bohreinheit und Schlauchzuführung dem

Prozess an. Eine weitere Anforderung war,

ein einheitliches Bildverarbeitungssystem

zu integrieren, das die Echtzeitanalyse mit

Lagekorrektur, die Qualitätskontrolle und

die Rückverfolgbarkeit übernimmt.

Alle Funktionseinheiten sollten möglichst

effizient vernetzt werden, von der Sensorik

und Aktorik über die Steuerungs- und

Antriebstechnik bis hin zur integrierten

Bildverarbeitung.

Die passende Antriebslösung

Für die Umsetzung dieser Anforderungen

wurde auf optimal aufeinander abgestimmte

Hard- und Softwarekomponenten

zurückgegriffen. Darunter als Herzstück

die E°EXC 66 Motion-Steuerung von Eckelmann

sowie mehrere kompakte Antriebsregler

E°Darc K von Ferrocontrol. Für die

E°EXC 66 gibt es eine umfangreiche Motion-

Funktions bibliothek nach PLCopen. Damit

lassen sich anspruchsvolle Multi-Achssysteme

mit hohen Anforderungen an

Synchronität und Präzision steuern, wie

man sie beispielsweise auch bei Druckmaschinen

antrifft. Die Motionsteuerung

ist dynamisch konfigurierbar.

Das Kamerasystem liefert Informationen

für eine optimale Qualitätskontrolle der

Bohrung und Lagekorrektur des Schlauches

während des Betriebs. Alle Subsysteme sind

auch auf der Benutzerebene voll integriert.

Das applikationsoptimierte HMI bietet dem

Anwender vielfältige Möglichkeiten zur

Konfiguration, Parametrierung und Prozessüberwachung.

Dies gilt auch für die

Bildverarbeitung, die einen integrativen

Bestandteil der Lösung darstellt.

Alle Teilkomponenten wie das SPS-Programm

mit Motion, die Benutzeroberfläche

(HMI) und die Bildverarbeitung sind zu

einem abgestimmten Gesamtsystem zusammengefasst.

Aufgrund der hohen

Produktionsgeschwindigkeit wurde ein

Konzept mit kürzester Kommunikationszeit

aller Teilsysteme zueinander umgesetzt.

Hierbei wurde eine Einheit mit Elementen

der Steuerungstechnik und der Echtzeit-

Bildverarbeitung geschaffen.

Evaluierung der Tropfer

mittels Kamerasystem

Nachdem der Schlauch produziert und auf

eine bestimmte Verarbeitungstemperatur

abgekühlt wurde, wird er über Förderrollen

in die Bohrstation geführt und an den

Bohrern vorbei transportiert. Die Bohrstation

besteht aus zwei einzelnen Bohrern,

die abwechselnd die Tropfer bearbeiten.

Dies ist notwendig, um die gewünschte

Performance von bis zu 2 000 Tropfern pro

Minute zu erzielen.

Für eine kurze Zeit verfahren Bohrer und

Schlauch mit dem Tropfer parallel zueinander.

In diesem Bereich wird gebohrt.

Nach dem Bohrprozess beginnt die Bildaufnahme

und -verarbeitung. Das Kamerasystem

besteht aus einer kompakten,

IP54-geschützten Einheit: Integriert sind

Kamera, Objektiv, Beleuchtung und eine

individuelle Bildverarbeitungslösung. Jeder

einzelne Tropfer wird vollständig evaluiert.

Dazu wird die Lage des Tropfers und der

Bohrung separat erfasst und direkt an die

Motionsteuerung übermittelt. Die Bohrer-,

Schlauch- und Kamerajustierung erfolgt

über das HMI, das Rex entwickelt hat.

Ist die Schlauchposition nicht korrekt,

befindet sich der Tropfer, der durch das

Kamerasystem erfasst wird, nicht mittig

unter dem Fadenkreuz. Die Bohrer- und

die Schlauchposition werden dann automatisch

durch die Motionsteuerung korrigiert.

Die Bildverarbeitungssoftware erkennt

die Tropfer, kontrolliert sie und

übernimmt on-the-fly Messaufgaben, die

zur automatischen Feinjustierung der

Schlauchbearbeitung in der Bohrstation

genutzt werden. Integriert in die Software

ist auch ein Funktionsmodul zur Kamerakorrektur

und Kalibrierung des Vision-

Systems.

Steuerungstechnik und

maschinennahe Bildverarbeitung

Die Anwendung von Advanced Automation

Systems zur hochdynamischen Schlauchbearbeitung

zeigt, wie sich Steuerungstechnik

mit maschinennaher Bildverarbeitung

zur optimalen Prozesssteuerung

ergänzen können. Rex Automatisierungstechnik

hat diese Lösung für das hochpräzise

Bohren von Tropfern in Bewässerungsschläuchen

entwickelt. Hierzu wurde auf

Standard-Komponenten von Eckelmann

und Ferrocontrol zurückgegriffen und ein

eigenes anwendungsspezifisches Bildverarbeitungssystem

integriert. Der hohe Integrationsgrad

zeigt sich nicht nur an der guten

Performance der Anlage (Genauigkeit

von ± 1 mm bei Bandgeschwindig keiten

von bis zu 250 m/min und Bearbeitungszeiten

von 30 ms), sondern auch an der

Benutzeroberfläche mit Prozessvisualisierung,

über die sich sämtliche Funk tionen

einschließlich der Bildverarbeitung komfortable

parametrieren und konfigurieren

lassen. Das System erfasst darüber hinaus

Traceability-Daten und wertet den Prozess

statistisch aus.

www.rex-at.de

02 Bis zu 2 000 Tropfer/min durchlaufen

die Bohrstation, in der sie von zwei Bohrern

im Wechsel bearbeitet werden

Der Nano Dripper im Einsatz

Dieses Video zeigt, wie die

Tropfer in die Schlauchwand

eingearbeitet werden

http://bit.ly/Nano-Dripper


Es wird dreidimensionaler

Warum die 3-D-Bildverarbeitung ein neues Maß an Industrietauglichkeit erreicht

Tobias Kröger

3-D-Vermessung hat in der Bildverarbeitung

einen regelrechten

Boom erlebt. Die weitgefächerte

Nachfrage bringt jedoch auch

neue Anforderungen mit sich.

Diese beinhalten nicht nur präzisere

Messergebnisse und höhere

Messgeschwindigkeiten, sondern

erfordern auch einen zuverlässigen

Einsatz in rauen Umgebungen.

Längst haben Bildverarbeitungssysteme

die klinisch reinen Testlabore verlassen

und finden sich in Produktionsanlagen wieder,

wo sie z. B. zur In-Line-Qualitätsprüfung

oder Anlagensteuerung eingesetzt

werden. Viele Messmethoden stoßen hier

allerdings an ihre Grenzen, da sie sensibel

auf ihre Umgebungsbedingungen reagieren.

So können bereits wechselhafte Lichtverhältnisse

oder staubbelastete Atmosphären

die Zuverlässigkeit eines Bildverarbeitungssystems

beeinträchtigen.

Auswertung mit HDR-3D

Zum Beispiel kann eine verstärkte Sonneneinstrahlung

dazu führen, dass am zu

vermessenden Objekt Reflexionen hervorgerufen

werden. Dieses hätte unauswert-

bare Bildaufnahmen zur Folge, da die übersättigten

Intensitätswerte im Sensorbild

keine Informationen mehr zur Errechnung

des Höhenprofils liefern. Um derartige Situationen

zu vermeiden, wurde das HDR-3D-

Verfahren entwickelt. Dabei umgeht man

die Sättigung der Bildpunkte, indem man

Grenzwerte für den zu erwarteten Lichteinfall

festlegt. Werden diese Werte während

einer Belichtung überschritten, wird die

Ladung des Pixels auf den Grenzwert zurückgesetzt

und die Lichtaufnahme wird

fortgesetzt bis die Belichtung beendet ist.

Manche 3-D-Sensoren verfügen zudem

über die Eigenschaft des „Non-Destructive

Read-Out“ (NDR), welches ein mehrfaches

Auslesen des Sensor-Chips während einer

Belichtung ermöglicht. Somit lässt sich ein

Aufnahmebereich mit stark reflektierenden

Objekten schon kurz nach dem Beginn der

Belichtung auslesen, während ein dunklerer

Bereich erst am Ende der Belichtungszeit

ausgelesen wird. Aus der Kombination

der Teilaufnahmen entsteht dann am Ende

ein von Sättigung befreites HDR-Bild.

Robuste Gehäuse

Doch nicht nur die Bildauswertung benötigt

Schutz vor äußeren Einwirkungen, auch

die Hardware ist im Industrieeinsatz an

besondere Anforderungen geknüpft. Den

Kameras gilt dabei eine besondere Beachtung.

Diese sind nicht nur empfindlich,

sondern bilden auch das Herzstück eines

jeden 3-D-Bildverarbeitungssystems. In

industriellen Umgebungen ist es deshalb

von Nöten, dass die Kameras mit robusten

Gehäusen ausgestattet sind. Diese sollen

den 3-D-Sensor nicht nur vor Schäden

durch Stoßeinwirkungen bewahren, sondern

auch ein Eindringen von Staub oder

Spritzwasser verhindern. Hierzu muss

durch das Gehäuse eine vollständige Trennung

zwischen dem Kamerakern und der

äußeren Umgebung bewerkstelligt werden.

Eine Schwachstelle bildet dabei meist das

Objektiv. Neuentwickelte Triangulationssensoren

wie die C2- und C5-Serie von AT -

Automation Technology sind deshalb optional

mit einem Objektivschutz erhältlich,

der an der Frontseite des Kameragehäuses

aufgeschraubt wird und somit auch am Objektivbereich

für ausreichend Schutz sorgt.

Allerdings müssen auch die Anschlüsse

auf der Rückseite ein Eindringen von Staub

und Wasser verhindern, wenn die Kamera

die Ansprüche einer entsprechenden

Schutzart erfüllen soll. Auch hier haben die

ersten Hersteller reagiert und ihre Kameramodelle

mit M12-Rundsteckverbindungen

ausgestattet. Neben der erforderlichen

Schutzart (IP 67) weisen diese außerdem

eine starke Zug- und Reißfestigkeit auf. Auf

diese Weise wird gleichzeitig eine zuverlässige

Datenübertragung und Stromversorgung

sichergestellt.

Eine weitere Möglichkeit, die sich bei der

3-D-Vermessung mittels Laser-Triangulation

oftmals anbietet, ist die erforderliche

Lasertechnik mit im Gehäuse des 3-D-

Tobias Kröger ist Marketingleiter bei der AT –

Automation Technology GmbH in Bad Oldesloe


01 Bildaufnahme einer Glühbirne ohne HDR-3D (links) und mit HDR-3D (rechts)

Sensors zu integrieren. Auf diese Weise wird

der Laser vor äußeren Einflüssen geschützt

und durch die statische Konstruktion wird

sichergestellt, dass der für die Messung erforderliche

Triangulationswinkel zwischen

Sensor und Laser eingehalten wird.

Schnelle Ausgabe von

genauen Messdaten

Da die Schnelligkeit der Produktionsabläufe

und die Anforderungen an Qualitätsstandards

stetig steigen, erhöhen sich auch die

Ansprüche bei der Messgeschwindigkeit

und Genauigkeit. In Applikationen wie der

Inspektion von Halbleitern, Lotbumps oder

BGAs (Ball Grid Arrays) werden 3-D-Messsystemen

Höchstleistungen abverlangt. Bei

solchen Anforderungen fällt das ansonsten

breite Angebot an 3-D-Sensoren allerdings

relativ gering aus. Denn nur wenige Hersteller

verstehen sich darauf, die Auswertung

der Laserlinie bereits in der Kamera

durchzuführen. Anstatt des gesamten Bildmaterials

werden so nur noch die relevanten

Daten an das Bildverarbeitungssystem

übergeben. Diese Datenreduzierung ermöglicht

eine schnellere Ausgabe der

Höhenprofile. Neue Sensorchips und Auswertealgorithmen

verbessern die Leistung

solcher Hochgeschwindigkeits-3-D-Sensoren

zunehmend. So konnte z. B. kürzlich

die Messgeschwindigkeit der 12-Megapixel-

3-D-Kamera C4-4090-GigE von 7 kHz auf

14 kHz angehoben werden.

Um die Intensitätswerte der Laserlinienaufnahme

zu errechnen und somit den Verlauf

der Laserlinie zu bestimmen, sind die

Hochgeschwindigkeits-3-D-Sensoren mit

verschiedenen Auswertealgorithmen wie

dem Schwerpunktverfahren (COG), Maximumverfahren

(MAX) oder Schwellwertverfahren

(TRSH) ausgestattet. Diese

verfügen über verschiedene Stärken und

erlauben bei einer größeren Auswahl eine

flexiblere Anpassung an applikationsspe-

02 C2-Sensor mit und ohne Objektivschutz

„Sowohl Hardware als auch

Software benötigen Schutz

vor äußeren Einwirkungen“

zifische Anforderungen. Zu den bewährten

3-D-Algorithmen gesellt sich nun der neue

FIR-PEAK-Algorithmus, der die Positionsbestimmung

über eine mathematische

Ableitung ermittelt. Dazu verwendet der

Algorithmus im Vorfeld einen Glättungsfilter,

der die Aufnahmedaten für die Auswertung

optimiert. Dieser Filter kann aber

auch in Verbindung mit den anderen Auswertungsalgorithmen

verwendet werden,

so dass Integratoren nun eine Vielzahl an

Kombinationsmöglichkeiten erhalten, um

präzise 3-D-Messergebnisse zu erlangen.

Durch neue Auswerteverfahren und Bauweisen

erreicht die 3-D-Bildverarbeitung

ein neues Maß an Industrietauglichkeit.

Robuste Gehäuse mit zug- und reißfesten

Steckverbindern und die Integration von

3-D-Sensor und Lasertechnik in einem

kompakten Gehäuse, schützen 3-D-Anwendungen

auf physischem Wege vor äußeren

03 C5-Kompaktsensor mit

integrierter Laserelektronik

Störfaktoren. Die Verbesserung und Neuentwicklung

von Auswertealgorithmen wie

dem FIR-PEAK-Algorithmus oder das HDR-

3-D-Verfahren zur Reflexionsverringerung

machen die Auswertung zudem zuverlässiger,

schneller und präziser.

www.automationtechnology.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 89


eine Serienfertigung wird es aufwändig,

eine ehrlich ausgefüllte Kosten-Tabelle

adressiert hier auch die Gesamtkosten so

eines Lösungsansatzes.

Anforderungen: vielfältig,

vielfältig

Einer wird gewinnen

Box-PC versus VisionBox - was sichert den Vorsprung in der

Bildverarbeitung?

Jede Anwendung lebt in einem Umfeld von

Bildverarbeitungsperipherie und Maschinen-Schnittstellen

sowie Branchenanforderungen.

Und bis dato ist noch kein Wort

über Rechenleistung und Betriebssystemverhalten

verloren. Eine weitere Anforderung

ist die Entwicklungsgeschwindigkeit

mit der ein System oder Produkt auf den

Markt kommen muss. Die Komplexität

steigt an allen Stellen – und jeder möchte

alles verstehen? Hier sind wir an einem

Punkt, der sehr häufig Innovationen und

Fortschritt verhindert. Einfache Box-PCs

sind dann nicht die Lösung, im System hangelt

man sich von Herausforderung zu Herausforderung.

Viele Details werden einfach

unterschätzt.

Die Lösung liegt darin, die komplexen

Themen besser zu abstrahieren, damit sich

die Entwickler von Bildverarbeitungsapplikationen

wieder auf ihr eigentliches Thema

fokussieren können: Die Bildverarbeitung.

In der IT spricht man von Middleware, d. h.

von Softwareschichten, die das Verhalten

von Komponenten und Peripherie in Funktionen

und Bibliotheken kapseln und für

den Anwender einfach bedienbar machen.

Carsten Strampe

Die marktführenden IBV-Systeme

sind in vielen Details ausgefuchst

und lassen sich nicht auf Kamera,

Rechner und drei Bedienknöpfe

reduzieren. Was bedeutet dies für

die zentrale Steuereinheit, den

Rechner? Können beliebige (Box-)

PCs eingesetzt werden oder macht

es Sinn, einen für die industrielle

Bildverarbeitung ausgelegten

embedded PC à la VisionBox

einzusetzen?

Ein Box-PC ist in der Regel ein lüfterloser

Rechner mit Rechenleistungen in der

Atom-, i3-, manchmal aber auch i5- oder i7-

Klasse, ausgerüstet mit einigen typischen

Schnittstellen. Gigabit-Ethernet und USB 3.0

gehören schon häufiger zur Ausstattung,

die serielle Schnittstelle taucht immer noch

auf. Kann die Applikation auf den Umfang

dieser Schnittstellen reduziert werden, so

erhält man mit einem Box-PC ein gutes

Preis-/Leistungsverhältnis. Ähnliches gilt

generell für „normale“ PCs, wenn man weiter

an der Preisschraube drehen möchte

und den PC nicht noch einmal in einem

halben Jahr genau so beschaffen möchte.

Nur: Wo sind die Applikationen, mit

denen dieses funktioniert? Gehen wir durch

die Anforderungen: Eine serielle Schnittstelle

ist sinnvoll, aber gleich zwei bis vier

davon? Moderne Peripherie wird über

Ethernet oder Feldbusse angesteuert. Die

Anzahl der GigE-Schnittstellen ist in der

Regel zu gering: Anschluss einer einzigen

Kamera und des Firmen-Netzwerks, danach

benötigt man schon einen Switch. Digitale

I/Os sind begrenzt und nur selten optoentkoppelt

bzw. häufig nicht schnell genug für

präzises Timing. USB-Ports gibt es genügend,

aber noch immer fehlt das Vertrauen

in die Industrietauglichkeit der USB-Peripherie.

Somit kommt es dazu, dass sich eine

Reihe weiterer Boxen um den Box-PC gesellt:

LED-Controller, I/O-Ansteuerungen,

Ethernet-Switch usw. Entsprechend größer

wird dann auch der Schaltschrank drum

herum. Bis dieses Set mit allen erforderlichen

Treibern und Kabeln funktioniert, vergeht

kostbare Entwicklungszeit, die in der

Applikationsentwicklung dann fehlt. Und in

der „Bill of Material“ stehen am Ende viele

Komponenten, Kabel und Lieferanten. Für

Middleware-Experte VisionBox

Die VisionBox der Imago Technologies, einer

Familie von x86-basierten beziehungsweise

echtzeitfähigen Bildverarbeitungsmaschinen

ist das Ergebnis von 15 Jahren

intensiver Produktentwicklungen – speziell

für die Anforderungen der Bildverarbeiter.

Das Beispiel soll verdeutlichen, was die

VisionBox leisten kann:

In einer Verpackungsmaschine liefern

vier Sensoren das jeweilige Startsignal für

Beleuchtung und Bildaufnahme von vier

Einzelprüfungen. Schnelle, hochauflösende

Kameras senden ihre Bilder über vier

autarke GigE-Ports direkt in den Arbeitsspeicher

der VisionBox. Die Bilder werden

im Applikationsprogramm verarbeitet und

auf einem Touch Screen in der GUI dargestellt.

Statistiken und die Fernbedienung

des Systems laufen über das Firmennetzwerk,

während innerhalb der Maschine

über ein Echtzeit-Ethernet-Feldbus kommuniziert

wird.

Dass dieses System die Echtzeitbedingungen

erfüllt, wird mit echter Peripherie

nachgewiesen. D. h. die vier Sensoren sind

Dipl.-Ing. Carsten Strampe ist Gescjhäftsführer

der Imago Technologies GmbH in Friedberg

90 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


am Rand eines Drehtellers montiert, die Beleuchtung

wird geblitzt, Kameras nehmen

synchron dazu die Bilder auf. Die Statistik

wird über das Firmennetzwerk versendet,

während der VisionBox-Feldbus-Slave mit

seinem Master Ergebnisse austauscht. Über

die verstellbare Geschwindigkeit des Drehtellers

wird die Prozesszeit von z. B. 35 ms

nachgewiesen.

Dieses Szenario wird mit Hilfe der Middleware,

die aus dem RT-I/O-Controller der

VisionBox, dem Feldbustreiber sowie dem

Netzwerkinterface besteht, abgebildet. Ein

Beispielprogramm demonstriert sämtliche

Funktionen und bietet den Start/Rahmen

für den Applikationsentwickler.

Eine weitere, wichtige Aufgabe der Middleware:

Was passiert im Fehlerfall? Kommen

aussagekräftige Fehlermeldungen?

Kann der Servicetechniker am anderen Ende

der Welt damit etwas anfangen und den

relevanten Experten Informationen liefern?

Am Ende: Hardware

Das Beispiel zeigt, dass es bei heutigen Bildverarbeitungsanwendungen

nicht um die

Hardwarefeatures allein geht, das ist einfach

nicht weit genug gedacht. Es geht um

die Systemlösung, in der sämtliche Peripherie

eingebunden und bedient wird. Eine VisionBox

selbst hat hierfür z. B. fünf GigE-

Schnittstellen, vier LED-Controller mit präzise

stromgeregelten Ausgängen, auf die

Sensoren schnell reagierende optoentkop-

01 VisionBox-Produktfamilie

pelte Eingänge, ein integriertes Echtzeit-

Ethernet und Schnittstellen für das Touch-

Display. Dass diese Funktionalität mit Hilfe

der Middleware ins Windows Embedded

Betriebssystem eingebettet ist, sowohl

Hardware als auch Firmware per Release

verwaltet und somit langfristig kopierbar

sind, versteht sich dann schon von selbst.

Der Ausflug in die Vielfalt der Bildverarbeitungsanwendungen

zusammen mit

einer Beispielkonfiguration zeigt, dass Box-

PCs keine Lösung darstellen. Ergänzend zu

den Hardware-Schnittstellen kommt die

Anforderung, dass eine intelligent aufgesetzte

Middleware dafür sorgt, dass heutige

und zukünftige, stets komplexer werdende

Anwendungen auch robust und langfristig

funktionieren – so wie mit der VisionBox.

www.imago-technologies.com

02 VisionBox - Beispielbeschaltung


Weltweit schnellstes Zeilenkamerasystem für die industrielle Produktkontrolle

Dank eines Doppelzeilen-Sensors erreicht der

Turbo CIS oder VS/VT CIS von Tichawa eine

Zeilenrate von bis zu 250 kHz bei einer

Auflösung von 300 dpi. Das macht ihn laut

Anbieter zum weltweit schnellsten Zeilenkamerasystem

für die industrielle Produktkontrolle.

Der Turbo CIS erzeugt Bilddaten mit

einer Scangeschwindigkeit von bis zu 21 m/s oder 1 270 m/min

in hoher Bildqualität. Damit ist das Zeilenkamerasystem für die

Qualitätskontrolle von Produkten schnell laufender Prozesse wie

Druckbildern, beschichteten Filmen und Folien geeignet.CIS-

Systeme bestehen aus einer Lesezeile, einer Optik und einer

Lichtquelle. Sie arbeiten mit einem Abbildungsverhältnis

von 1:1. Daher sind CIS-Systeme genauso

groß wie ihre Vorlage und liegen in einem Arbeitsabstand

von 8 bis 14 mm über dem abzubildenden

Objekt. An Stelle eines einzelnen Objektivs tritt ein

Array aus gestaffelten GRIN-Linsen. Jede einzelne

Linse bildet einen kleinen Bereich des Objektes ab.

Durch die gezielte Überlappung der Bildausschnitte entsteht ein

scharfes Bild. Als Sensoren kommen CCD- oder CMOS-Sensoren

zum Einsatz, die versetzt oder direkt anreihbar sind.

www.tichawa.de

Stereo-Kamerasystem für Roboter-Greifer

Mit dem Safety-Multi-Camera-Gripper „Roberta“ hat die Firma Gomtec beim im Rahmen der Motek

verliehenen Handling Award den zweiten Platz in der Kategorie „Innovative Neuentwicklung“ belegt.

Ein Novum in der Roboter- und Automatisierungswelt ist das integrierte Stereo-Kamerasystem des

Greifers. Als Basis dient die VC6210 nano cube dual von Vision Components. Die beiden 1/3"-CMOS-

Sensoren der Kamera sind in kompakten Schutzgehäusen untergebracht, bieten eine Auflösung von

572 ×480 Px und können 55 Bilder je Sekunde aufnehmen. Die Kamera erledigt alle Bildverarbeitungsaufgaben

selbständig dank eines 700-MHz-Prozessor von Texas Instruments. Die Bilderkennung

und Bildverarbeitung erfolgen somit komplett „on board“ im Greifsystem. Durch den simultanen

Bildeinzug der beiden Sensoren sind daher auch 3-D-Messungen möglich.

www.vision-components.com

Maximale Auswahl. Maximale Präzision.

Machine Vision Objektive von Fujifilm

Spezielle Aufgaben in der Bildverarbeitung

brauchen ein spezielles Objektiv. Fujifilm

bietet Ihnen für fast jede Anwendung die

passende Lösung. Ob mit hochauflösenden

5 Megapixel oder 1.5 Megapixel

Festbrennweiten, Zoomobjektiven, als

Fisheye oder für 3 CCD Kameras – jedes

Modell zeichnet sich durch die erstklassige

Fujinon Qualität aus: hochauflösende,

präzise Optik bei minimierter Verzeichnung

für optimale Bildqualität. Durch das

kompakte Design fügt es sich zudem

ganz einfach in Ihr bestehendes System

ein. Mehr auf www.fujifilm.eu/fujinon

Fujinon. Mehr sehen. Mehr wissen.


Boardlevel-Kameras

mit USB-Anschluss

IDS bietet USB-Video-Class-Kameras

(UVC) mit USB 2.0-Anschluss an. Bei

den Boardlevel-Kameras für Windows,

Linux oder Mac OS X muss kein zusätzlicher

Treiber installiert werden, um sie in Betrieb zu nehmen.

Neben der Variante UV-1552LE gibt es die Version UV-1551LE

mit einem M12-Standardanschluss für S-Mount-Objektive. Beide

sind mit dem 1/3" 2 MP CMOS-Sensor von Aptina ausgestattet

und haben eine Auflösung von 1 600 × 1 200 Pixeln bei einem

Seitenverhältnis von 4:3 und eine Framerate von 15 Bildern pro

Sekunde. Weitere verfügbare Auflösungen sind VGA (640 × 480),

SVGA (800 × 600) und HD (1 024 × 768). Helligkeit, Kontrast,

Sättigung, Schärfe und Belichtungszeit sind manuell einstellbar.

Mit Direct Show (Windows) oder Video4Linux (Linux) können

Anwender eigene Applikationen implementieren. Die Kameras

eignen sich für Machine Vision, Maschinen- und Kleingerätebau,

Transportwesen, Prozessüberwachung oder Embedded- und

Kiosksysteme.

www.ids-imaging.de

QM-Systeme einfach zertifizieren lassen

Der BPM-Spezialist iGrafx hat seine aktuelle Software-Suite iGrafx

2015 auf den Markt gebracht. Wichtigste Neuerung ist das Tool

zur Prozessautomatisierung „iGrafx Process Automation“. Dieses

dient der lückenlosen Synchronisation von Modellen und der

Bereitstellung des Prozess-Workflows. Unternehmensbereiche

können damit eigene Prozesse in einem automatisierten Workflow

umsetzen. Dies erleichtert es Unternehmen, betriebliche Abläufe

zu standardisieren, ISO-Zertifizierungen zu erhalten und sicher

durch das ISO-Audit zu gelangen. Bei ISO-Normen handelt es

sich meist um Vorschriften, die zur System- und Prozessqualität

beitragen und Fehler im Entwicklungs- und Produktionsprozess

vermeiden. Etwa Lieferanten

in der Automobilbranche

sind angehalten, ihr Qualitätsmanagementsystem

nach

diesen Regularien aufzubauen

und zertifizieren zu

lassen.

CloudLink-Schnittstelle zur Überwachung

industrieller Bildverarbeitungs-Kontrollen

Die Web-Benutzeroberfläche CloudLink ist ein Visualisierungstool

für die industrielle Bildverarbeitung mit AutoVision, mit dem sich

anhand von AutoVision-Software und Smart-Kameras durchgeführte

Kontrollen in Echtzeit überwachen lassen. Die Schnittstelle

ist auf jedem webfähigen Gerät (z. B. PC, Web-Oberfläche,

Tablet-PC und Smartphone) über einen Webbrowser zugänglich.

Kontroll-Jobs in AutoVision lassen sich unabhängig von Hardware,

Software, Industriesystemen, mobilen Plattformen und Geräten

übertragen. Die Web-Benutzeroberfläche CloudLink trägt laut

Anbieter erheblich zur Erweiterung der plattformübergreifenden

Flexibilität der Software bei, da die Kontrollabläufe jederzeit und

von jedem Ort aus überwacht werden können. CloudLink kann

Werte aus einem in der Software erstellten Kontroll-Job anzeigen,

die mithilfe von Microscan Link, dem 1-Klick-Verbindungstool,

über Industrieprotokolle mit einem Datenfreigabedienst verknüpft

wurden. Dies können beispielsweise von der Spezialkamera

aufgenommene Bilder und die Ergebnisse der angewendeten

Kontrollfunktionen sein, zum Beispiel Mess-, Zählungs-,

Dekodierungs- und Prüfergebnisse. Sobald

die Werte empfangen wurden, können diese

in CloudLink entsprechend den individuellen

Einstellungen des Benutzers

im Bild-, Text- oder Grafikformat

angezeigt werden.

www.microscan.com

www.igrafx.de

Leuchten mit bis zu 1 000 Lumen pro LED

Beleuchtungen mit weißen FSN-Supernova-LEDs sind mit bis zu

1 000 Lumen pro LED die hellsten Leuchten. Die FSN-Supernova

von Falcon Illumination kann Imageprobleme aufgrund ihrer

hohen Lichtintensität in Höchstgeschwindigkeits-Bildaufnahmen

lösen. In dem Beispiel der FHPRSi100-R24 werden anlässlich

des flachen Winkels und des weichen, diffusen Lichts störende

Reflektionen vermieden. Phasen runder

Metallteile, Wafer, reflektierende

Aufdrucke sowie Flaschenhälse können

hiermit selbst in Hochgeschwindigkeit

gut ausgeleuchtet werden.

www.falconillumination.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 93

FRAMOS_DE_2015_whitepaperBV_90x130_fnl.indd 1 21.04.15 14:02

Framos.indd 1 21.04.2015 14:58:31


Kompatible Optomechanik

Genormte Gewindebohrungen, Stangenmaterialien mit festgelegten

Durchmessern: Die optomechanischen Bauteile von

Laser Components können mit denen anderer Hersteller verwendet

werden. Häufig sind in einem Element verschiedene Gewindebohrungen

untergebracht. Um Optikhalterungen flexibel auf

Stangen zu befestigen, ist jede Stange mit zwei unterschiedlichen

Gewindebohrungen ausgerüstet: eine M4 × 0.7 P auf der einen

und eine M6 × 1.0 P Gewindebohrung auf der anderen Seite.

Die zugehörigen Halter haben

eine ähnliche Flexibilität, sie können

Stangen mit Durchmessern

von 12 bis 12,7 mm aufnehmen,

die mit einer Gewindeschraube

sicher arretiert werden. Ob Positioniersystem,

justierbarer Optikhalter

oder variable Blende, Laser

Components‘ Modelle sind mit

metrischen Gewinden ebenso

verfügbar wie mit englischen.

www.lasercomponents.com/de

Camera-Link-Kameras mit

USB3-Vision ausstatten

Mit dem externen Frame Grabber iPort

RT CL-U3 von Pleora stattet Framos

Camera-Link-Anlagen mit den Plug-and-

Play-Funktionalitäten von USB3-Vision aus. Die Frame-Grabber

wandeln Bilder aus Camera-Link-Medien in USB3-kompatible

Video-Streams um und übertragen das unkomprimierte Video

über USB 3.0 direkt und mit geringer sowie gleichmäßiger Verzögerung

an die Computerports. Da keine Frame-Grabber am

PCIe-Slot benötigt werden, können Systemdesigner auf kleine

und leistungssparende Plattformen wie Laptops, Embedded

Systems oder Tablets zurückgreifen. Der integrierte PLC und die

GPIO-Funktionen ermöglichen die direkte Steuerung, Auslösung

und Synchronisierung der Kamera und weiterer optischer Systeme.

Videomaterial, Strom und Steuerung werden über ein einziges

USB-3.0-Kabel zwischen Kamera und Bildverarbeitungscomputer

übertragen. Das verkürzt Implementierungs- sowie

Umrüstzeiten und sorgt für kurze Produktionsläufe.

www.framos.com

Echtzeit-Lösungen für die Bildverarbeitung auch im High-End-Bereich

Kithara Software präsentiert eine Palette von Echtzeit-Lösungen mit den Schwerpunkten

GigE Vision, USB3 Vision, Bildverarbeitung mit Halcon und OpenCV

sowie die Interaktion von maschinellem Sehen und EtherCAT-Automatisierung.

Basierend auf Echtzeit-Ethernet-Treibern von Kithara können besonders für den

High-End-Bereich auch GigE Vision-Industriekameras mit 10-GBit-Anschluss

in Echtzeit angesprochen werden. Ebenfalls in Echtzeit werden zudem Kameras

mit dem wachstumsstarken USB3 Vision-Standard unterstützt. Für die Bildverarbeitung

wird eine Schnittstelle zu den Bibliotheken Halcon oder OpenCV bereitgestellt.

Mit dem Halcon Logic Controller (HLC) ist es darüber hinaus möglich,

direkt aus der Entwicklungsumgebung (HDevelop) Maschinen innerhalb von

EtherCAT-Anlagen in Echtzeit anzusteuern.

www.kithara.de

It‘s what you make it.

Unlimited possibilities: Intelligent camera platform with up to 6 remote sensors

Freely programmable | Linux OS | 1 GHz ARM® Cortex-A8 | Floating point unit | 700 MHz DSP C674x | 2 GB RAM | 32 GB Flash

Common Vision Blox Embedded | EyeVision | HALCON Embedded | OpenCV | Mono-compatible .NET interface

www.vrmagic-imaging.com


Kamera mit USB 3.0-Schnittstelle für

eine hohe und sichere Datenübertragung

Industrielle Bildverarbeitung –

präzise wie ein Schweizer Uhrwerk

Die USB 3.0-Kameraserie pulse von Basler kann in den Branchen

Medical & Life Science, Verkehr (ITS), Retail und für Mikroskopie-

Applikationen eingesetzt werden. Die Kameras wiegen weniger

als 60 g und haben Abmessungen von 38,8 × 28,2 mm (Durchmesser

× Länge). In das Metallgehäuse ist ein Stativ-Adapter integriert.

Als Objektivaufnahme enthalten sie einen CS-Mount, der sich in

einen C- oder S-Mount umwandeln lässt. Durch die USB 3.0-

Schnittstelle bieten die Kameras eine hohe und sichere Datenübertragungsrate

und einen niedrigen Stromverbrauch von 1,3 Watt.

Die CMOS-Sensortechnologie ermöglicht eine farbtreue Bildqualität.

Global- und Rolling-Shutter-Sensoren bieten Bildauflösungen

bis 5 MP und Bildwiederholraten bis 54 fps. Zu den Einsatzbereichen

zählen Mikroskopie in Ausbildung, Laborroutine

und Forschung, dermatoskopische Diagnostik, Personenerkennung,

-zählung und -verfolgung

oder automatische Nummernschilderkennung

im Fahrzeug.

www.baslerweb.com

Wärmebildkamera mit Bildfrequenzen

bis zu 1 000 Hz für schnelle Prozesse

Neben den Merkmalen der Infrarotkameras aus

dem Hause Optris wie der kompakten Größe,

der USB-Schnittstelle und der lizenzfreien

Software zeichnet sich die neue Wärmebildkamera

PI 1M durch eine Bildfrequenz bis zu

1 kHz und verschiedene Modi der Auflösung/

Bildfrequenz aus. Konzipiert ist die Kamera für die Temperaturmessung

auf Metalloberflächen, Grafit oder Keramik. Aufgrund

des Temperaturmessbereichs von 450 bis 1 800 °C entfällt bei vielen

Applikationen die Notwendigkeit der Messbereichsumschaltung

und die Kamera ist flexibler einsetzbar. Der CMOS-Detektor

erlaubt eine Auflösung von 764 × 480 Pixel bei einer Bildfrequenz

von 32 Hz. Umschaltbar ist die Infrarotkamera auf 382 × 288 Pixel bei

80 bzw. 27 Hz und 72 × 56 Pixel bei 1 000 Hz für schnelle Prozesse.

www.optris.de

Analyse von Nanometer-Strukturen

in gehonten Zylindern

Mit dem 3-D-Cylinder-Inspector von Opto können Produzenten

von Zylinderkurbelgehäusen die Struktur der gehonten Zylinderlaufbahnen

analysieren, optimieren und deren Fertigung überwachen.

Damit können Automobilbauer unterstützt werden, ihre

Motorentechnologie in Bezug auf reduzierten

Verbrauch und somit geringere CO 2

-Emissionen

zu optimieren. Das System ermöglicht

die Oberflächenanalyse bis in den

Nanometer-Bereich. Kleinste Höhenunterschiede

werden durch die Weißlicht-Interferometrie

erfasst. Zudem können gehonte

Eisenguss- oder Aluminium-Oberflächen

ausgewertet werden.

www.opto.de

TRAUEN

SIE UNSEREN

AUGEN

Sichern Sie Ihre Wettbewerbsfähigkeit durch das Know-how

des europäischen Marktführers für Bildverarbeitung. Mit

Lösungen von STEMMER IMAGING steigern Sie die Effizienz

Ihrer Fertigung und reduzieren gleichzeitig Ihre Kosten. Wir

bieten Ihnen langjährige Erfahrung, perfekten Service und

das umfangreichste Bildverarbeitungssortiment in Europa –

immer passend zu Ihrem Produkt und Ihrem Markt.

TECHNOLOGY

FORUM

2015

TERMIN VORMERKEN!

TECHNOLOGIEFORUM BILDVERARBEITUNG

03./04. November 2015, Hotel Dolce, Unterschleißheim

Imaging is our passion.

www.stemmer-imaging.de


Hochgenaue Messungen in der Bildverarbeitung

Bi-telezentrische Opto-Messobjektive von Rauscher wurden für

hochpräzise Messaufgaben entwickelt. Durch die objektseitige

Telezentrie werden räumlich ausgedehnte Objekte ohne perspektivische

Fehler abgebildet. Mit der bildseitigen Telezentrie ist das

optische System weniger anfällig für mechanische Toleranzen

der Kamera und zeigt eine einheitliche Abbildung auf dem Kamera-

Chip ohne Vignettierung. Die Objektive sind für C-Mount-Kameras

mit Chip-Größen bis 2/3" optimiert. Sie weisen eine erhöhte Lichtintensität

und Lichtausbeute auf und eignen sich so für lichtkritische

Anwendungen wie die Vermessung von Bohrungen oder

die Erfassung verdeckter Kanten. Sie können mit der Opto Quadramount-Funktion

für eine robuste, universelle Montage-Schnittstelle ausgerüstet werden. Das vereinfacht

die Integration und Ausrichtung und macht sie weniger empfindlich gegen mechanische

Belastung und Vibration.

www.rauscher.de

Qualitätssicherung

mit Katzenaugen

Für die Qualitätssicherung mit

digitaler Bildverarbeitung ist

ein guter Kontrast erforderlich,

damit die Erkennung des zu

beurteilenden Produkts sicher

erfolgen kann. Zur Kontrolle

der Fäden in der Textilverarbeitung

werden üblicherweise

Fadenwächter eingesetzt. Bei

der von Opditex patentierten

optischen Fadenkontrolle

kommen zwei Technologien

zum Einsatz: Retroreflektoren

und in die Blickachse der

Kamera eingespiegeltes Licht.

Ein Retroreflektor hat den

Katzenaugeneffekt, der das

Licht in die Richtung zurück

spiegelt, aus der er angestrahlt

wird. Mit einer punktförmigen

Beleuchtung werden die zu

100

prüfenden Fäden angeleuchtet.

Hinter 95 ihnen befindet sich der

Retroreflektor und wirft das

75

Licht nur außerhalb des Schattens

vom Faden in die Kamera

zurück. Das sorgt sogar bei

transparenten Fäden zu einem

25

kontraststarken Bild.

5

www.opdi-tex.de

Vibrationsfeste Objektiv-Serie

Das Unternehmen Polytec stellt die neue 2/3"-Objektivserie

vor, die Kowa für raue Industrieumgebungen entwickelt hat. Die

JCM-V-Serie basiert auf Standard-JCM-Objektiven mit C-Mount-

Anschluss von Kowa und eignet sich für Megapixel-Anwendungen,

bei denen eine hohe optische Leistung gefragt ist, und für Sensorgrößen

bis zu 2/3" (Bildkreis 11 mm). Die Beschleunigungsfestigkeit

beträgt bis 5 g und der Vibrationsfrequenzbereich von 10 bis 500 Hz

über 180 min. Die Fokussierung geschieht über ein Feingewinde

und wird durch eine selbstsichernde Mutter fixiert. Um die Stabilität

der Optik zu erhöhen, sind alle Glas-

Elemente von innen am Gehäuse verklebt.

Die Blende wird durch austauschbare feste

Blendenringe definiert. So wird eine unbeabsichtigte

Verstellung verhindert und

mechanische Beschädigung vermieden.

www.polytec.de

Lüfterloser Controller für hohen

Datendurchsatz in der Fabrikautomation

Der Nuvo-4000 von acceed ist ein

flexibler Controller für die Fabrikautomation,

die In-Line-Produktionskontrolle

oder anspruchsvolle

Machine-Vision-Aufgaben. Mit einem

lüfterlosen Gehäuse erlaubt er einen

24-Stunden-Betrieb bei Umgebungstemperaturen

von - 25 bis 60 °C und

10 bis 90 % relativer Luftfeuchtigkeit. Der kompakte Industrie-

PC hat vier Erweiterungssteckplätze. Die beiden PCIe-Slots stellen

insgesamt 6 GB/s Bandbreite für High-Speed-Datenübertragung

zur Verfügung. 48 W Leistung stehen für den x16-PCIe-Slot bereit,

z. B. für einen PCIe-Framegrabber zur Verarbeitung von Kamerabildern.

Alternativ lässt sich der Controller mit vier PCI-Karten

für allgemeine Prüf- und Messaufgaben bestücken. Zur weiteren

Ausstattung zählen I/O-Schnittstellen und drei unabhängige

Full-HD-Grafikausgänge. Zwei interne Sata-Plätze für 2,5"-HDD

oder SSD erlauben das Speichern großer Datenmengen direkt

im Gerät. Optional lässt sich ein zusätzlicher Lüfter installieren.

www.acceed.de

0


Maschinen- und Anlagenausfälle

mittels Thermografie vermeiden

Robuste Inspektionskameras

mit weitem Einsatzbereich

Das Unternehmen PCE Deutschland hat

die neue Wärmebild kamera PCE-TC 30

auf den Markt gebracht, die vor allem

in rauen Umgebungsbedingungen ein

nützlicher Helfer für vorbeugende Wartungsarbeiten

ist. Mit dem relativ geringen

Gewicht von nur 755 g lassen sich Analysen

von Maschinen und Anlagen schnell durchführen

und erfordern keine Standzeiten. Signifikante

Messergebnisse mit präzisen Infrarotbildern

lassen Details am Messobjekt erkennen.

Für die betriebliche Wartung lassen sich Lager und

Lagergehäuse optisch überwachen und eine eventuelle Überhitzung

wird direkt auf dem farbigen 3,5" großen LC-Display angezeigt.

Die auf einer 4 GB großen SD-Speicherkarte gescherten

Wärmebildaufnahmen können mit dem zugehörigen USB-Verbindungskabel

und der integrierten Mini-USB-Schnittstelle an

einen PC oder Laptop übertragen werden. Bei Auffälligkeiten

kann das 3-fache Zoom für eine

bessere Begutachtung angewendet

werden. Die Wärmebildkamera

hat einen Temperaturbereich

von 0 bis 250 °C und der FAL

Emissionsgrad ist frei einstellbar.

www.warensortiment.de

CON

RS Components hat die Reihe der RS-Inspektionskameras

um zwei preisgünstige Kits erweitert. Mit

diesen Kameras können Techniker detaillierte

Inspektionen an schwer erreichbaren Orten

durchführen sowie Ausrüstungen und Kabel

prüfen, um Korrosion, Lecks, Beschädigungen,

defekte Teile oder Verstopfungen zu erkennen.

Die Kameras sind besonders robust und wurden

für den Dauerbetrieb innerhalb des Temperaturbereichs

von 0 bis 55 °C ausgelegt, kurzzeitig auch

für - 20 bis 80 °C. Sie sind auf Widerstandsfähigkeit

gegen eine Vielzahl von Chemikalien und Lösungsmitteln

geprüft. Das Basismodell TF3309H80 verfügt über

eine Anzeige mit 640 × 480 Bildpunkten (VGA) und enthält im

Lieferumfang eine 8-mm-Sondenkamera mit VGA-Auflösung,

die in schwer erreichbare Bereiche eingeführt werden kann, um

dort Bilder aufzunehmen. Die Sondenkamera hat einen weiten

Betrachtungswinkel, ein 4-fach-Zoom, eine integrierte LED-

Lampe und einen Detektor

Anzeige

Jetzt anfordern:

Mail: katalog@falcon.lighting

Phone: +49 7132 99 16 90

FALCON ILLUMINATION MV GMBHCOKG

LED Beleuchtungs-Katalog

mit hoher Empfindlichkeit.

Das Modell TF3319HLMX

bietet die gleiche Auflösung

und Sondenkamera, kann

aber auch Videos aufnehmen.

de.rs-online.com

CoaXPress Kamera mit ultrahoher

Auflösung für High-End-Applikationen

Die kompakte digitale 25 MPx Hochgeschwindigkeitskamera

EoSens 25CXP von Mikrotron mit leistungsstarker CoaXPress-

Echtzeit-Datenschnittstelle erfüllt durch herausragende

Leistungsmerkmale die hohen Anforderungen von High-End-

Applikationen. Die Schnittstelle bietet mit einadrigem Kabel eine

Datenübertragungsrate bis 6,25 Gbit/s und mit vier Adern bis zu

25 Gbit/s. Über nur ein Kabel erfolgen der Datentransfer, die

Kommunikation und Kontrolle zum PC sowie die Stromversorgung

der Kamera - und das mit Übertragungsstrecken von über 100 m.

Das sind entscheidende Vorteile für die einfache Integration in

den Prozess. Bei einer Auflösung von 5 120 × 5 120 Pixel gewährleistet

die Kamera eine Bildrate von 80 fps, bei Full-HD-Format

880 fps und bei reduzierter Auflösung bis zu 100 000 fps. Der

integrierte Global Shutter ermöglicht die Belichtung aller Pixel

zum gleichen Zeitpunkt mit der kürzesten Belichtungszeit von bis

zu 1 µs. Die stufenlos variable Gestaltung des Bildfeldes in Lage

und Auflösung (RoI) erzielt eine hohe Anwendungsflexibilität. Die

Kamera verfügt

über eine Farbtiefe

von 10 bit und

einen Dynamikumfang

von 53 db.

Mit Abmessungen

von nur

80 × 80 × 53 Millimeter

und robustem

Design kann die EoSens auch unter beengten Bedingungen

direkt vor Ort in den Prozess integriert werden.

www.mikrotron.de

Falcon.indd 1 29.01.2015 12:12:46

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 97

Sill-Optics.indd 1 21.04.2015 11:18:02


Objektive für die DMD-Projektion

Die Objektive von Sill Optics eignen sich für die Direktbelichtung

von PCB-Leiterplatten, 3-D-Vermessung mithilfe der Stereoprojektion

oder die Verwendung in 3-D-Druckern. Allen Anwendungen

gemeinsam sind Objektive, die für den Einsatz mit dem

DMD optimiert sind. DMDs werden in der Regel von oben

beleuchtet. Dafür werden TIR-Prismen verwendet, die eine

100-prozentige Nutzung der eingestrahlten Lichtmenge möglich

machen. Dieses Prisma muss im optischen Design berücksichtigt

werden und bedingt relativ lange Schnittweiten für die Objektive.

Ebenso muss der dadurch entstehende Farbfehler kompensiert

werden. Aufgrund der Geometrie des DMDs ist ein bildseitig

telezentrisches Objektiv von Vorteil, da die Homogenität der

Ausleuchtung optimiert wird. All diese Faktoren werden bei den

Objektiven des Unternehmens berücksichtigt. Vergrößerungen

von 0,5× bis zu 20× sind verfügbar. Zudem wurden diverse

Objektive auch für Anwendungen

mit energiereichem UV-Licht

optimiert. Des Weiteren bietet das

Unternehmen auch beidseitig

telezentrische Objektive für hochgenaue

Belichtungsaufgaben an.

www.silloptis.de

Inserentenverzeichnis Heft 3/2015

Afriso, Güglingen44

Allied Vision Technologies, Stadtroda85

AMA Service, Wunstorf7

Amsys, Mainz33

Azbil Europe NV, Hallbergmoos35

Basler, Ahrensburg76

Data Translation,

Bietigheim-Bissingen19

Delphin, Bergisch Gladbach5

DunAn Sensing , USA-San Jose31

E+E Elektronik, A-Engerwitzdorf21

electrotherm, Geraberg30

Endress+Hauser, Weil am Rhein50 a-d

EPSG, Fredersdorf-Vogelsdorf17

Falcon, Untereisesheim97

Flir, Frankfurt81

Framos, Taufkirchen93

FuehlerSysteme, Nürnberg47

Fujifilm, Düsseldorf92

Heitronics, Wiesbaden31

iC-Haus, Bodenheim13

Idec, Hamburg3

igus, Köln73

InfraTec, Dresden91

Jäger, Lorsch 4. US

Labom, Hude45

LEG, Viersen65

LEJ, Jena96

Manner, Spaichingen34

Matrix Vision, Oppenweiler79

Meister, Wiesen35

Meorga, Nalbach10

Messe München, München9

Michell, Friedrichsdorf33

National Instruments, München 2. US

Novotechnik, Ostfildern61

Omega, Deckenpfronn55

Optris, Berlin29

Pewatron, CH-Zürich37

Rauscher, Olching77

Sensitec, Lahnau27

SIKA, Kaufungen23

Sill Optics, Wendelstein97

Softing, Haar69

Spektra, Dresden36

Stego, Schwäbisch Hall71

Stemmer Imaging GmbH, Puchheim95

STS Sensoren Transmitter,

Sindelfingen23

tec5 AG, Oberursel41

Turck, Mülheim67

Turkish Machinery Promotion Group

(TMPG), TR-Ankara39

VRmagic, Mannheim94

Zirox, Greifswald38

Beilage:

Meorga, Nalbach (Teilbeilage)

Kameraschutzgehäuse an aktuelle Modelle angepasst

Autovimation hat seine Kameraschutzgehäuse der Reihe Gecko neu aufgelegt. Mit ihnen trägt der Hersteller

dem Trend zu immer kleineren Kameras in der industriellen BV Rechnung. In die neuen Gehäuse passen

beispielsweise die kompakten ax5-Wärmebildkameras von Flir oder die intelligenten Kameras der VC40XX-

Reihe von Vision Components. Für die ax5 wurde eine speziell angepasste Halterung entwickelt, die mit allen

Brennweiten kompatibel ist und eine Eckenverschattung auch bei den weitwinkligeren Optiken ausschließt.

Für beide Typen sind die patentierten Heatguide/Quicklock-Kameramontagesysteme ab Werk verfügbar.

www.autovimation.com

IMPRESSUM

erscheint 2015 im 28. 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

Peter Becker B. A., E-Mail: p.becker@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,

Eva Helmstetter, Gisela Kettenbach, Monika Schäfer

(Redaktionsadresse siehe Verlag)

Grafik und Layout

Sonja Schirmer, Doris Buchenau, Anette Fröder,

Conny Grothe, Melanie Lerch, 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. 27: gültig ab 1. Oktober 2014

www.vereinigte-fachverlage.info

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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.

Verlag

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trotz sorgfältiger Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen

werden. Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt

die Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte

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eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden.

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.

Mitglied der Informations-Gemeinschaft

zur Feststellung der Verbreitung von

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.

98 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015


VORSCHAU

IM NÄCHSTEN HEFT: 4/2015

ERSCHEINUNGSTERMIN: 07.07.2015 • ANZEIGENSCHLUSS: 22.06.2015

01

02

03

01 Produktionsautomatisierung mithilfe der Bildverarbeitung –

der Beitrag gibt Antworten auf die komplexe Frage „Welches System

verwende ich für meine Automatisierung?“

04

02 Komponenten für die kontaktlose Energie-, Signal- und Datenübertragung

sichern die störungsfreie Funktion von Drehtischapplikation

03 Um maschinelle Ausfallzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, setzt

ein deutscher Saft-Produzent auf die Online-Beschaffung seiner Sensoren

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 High-Speed-Kameras ermitteln Fehler in der Reifenspike-Produktion

frühzeitig und erhöhen so die Sicherheit bei Glätte für den Autofahrer

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 99


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100 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2015

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