Industrielle Automation 3/2017

industrielleautomation.net

Industrielle Automation 3/2017

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www.industrielle-automation.net

Mai 2017

Die nächste Generation – klassische

46Steuerungstechnik im Wandel

Sensor+Test 2017: Informieren

Sie sich über die wichtigsten

10Trends der Messtechnik

Vorausschauend: Sensoren

bringen Intelligenz in die

58Energiekette

IndustrialVISION: Kamera,

Prozessor-Board und Software

68als perfektes Gespann


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EDITORIAL

Industrie 4.0 – kein

Testfeld mehr

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

egal in welche Ecke ich geschaut habe, unter welcher Applikation ich

nachgesehen habe, welchen Aussteller ich auch gefragt habe oder

welchen Stand ich nur aus dem Augenwinkel betrachten konnte – die

Themen der digitalen Transformation waren auf der Hannover Messe

allgegenwärtig. Begriffe wie Smart Production, Smart Factory, Predictive

Maintenance, Connectivity, Cloud, IoT/IIoT, Smart Logistics oder auch

künstliche Intelligenz prägen das Bild der Veranstaltung und lassen den

Besucher nicht mehr entkommen. Industrie 4.0 als Begriff tritt im

Gegensatz zu den vergangenen Jahren doch bereits deutlich in den

Hintergrund. Ist das Thema bereits Vergangenheit? Ganz im Gegenteil, es

geht jetzt erst richtig los! „Industrie 4.0 ist kein Testfeld mehr, sondern

die konkrete Umsetzung der Digitalisierung zum Nutzen der Anwender“,

bestätigte dann auch Thilo Brodtmann, VDMA-Hauptgeschäftsführer,

nach der Messe. Der Weg führt nun also in konkrete Anwendungen, erste

reale Umsetzungen können bereits gezeigt werden und die genannten

Begrifflichkeiten füllen Industrie 4.0 mit Leben.

Applikationen für vernetzte Messtechnik finden wir bereits in mobilen

Anwendungen. Die Spanne reicht hier von tragbaren Systemen zur

Messung an Menschen über instrumentierte Kraftfahrzeuge und

mobile Maschinen bis hin zur Luftfahrt. Daten liefern entweder selbst

messende Sensoren oder Sensornetzwerke mit einer Vielzahl von

Sensoren. Entscheidend für die Effizienz solcher Systeme ist aber,

welchen Nutzen der Betreiber aus den Daten ziehen kann. Die Antwort

darauf gibt die diesjährige Messe SENSOR+TEST in Nürnberg.

Sie trägt damit der wachsenden Bedeutung von

Sensoren, Mess- und Prüfsystemen für die

moderne, vernetzte Welt Rechnung.

Lesen Sie in dieser Ausgabe mehr über die

Neuheiten und Highlights der Leitmesse für

Sensorik und Messtechnik. Vielleicht sehen

wir uns ja in Nürnberg. Dann werden Sie selbst

erleben, dass Industrie 4.0 kein Testfeld

mehr ist, sondern in einigen Bereichen

schon Realität.

Dirk Schaar

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Mai 2017

INA_AG_2017_03_001 1 11.05.2017 10:05:07

INHALT

EDITORIAL

03 Industrie 4.0 – kein Testfeld mehr

SZENE

05 News, Aktuelles und Termine

Hard- und Software für den

Einstieg in die PC-basierte

12Prüfstandsautomatisierung

SENSOR+TEST 2017

10 SENSOR+TEST – Vernetzte, mobile Messtechnik im Fokus

12 Universeller Datenlogger mit Steuerungsfunktionen-Software bietet Komfort

und Sicherheit im Prüfstand

14 M2M-Lösung aus intelligenter Drucksensorik, Mobilfunknetz und Internet

stellt Nachschub für Biertanks sicher

16 Magnetische Drehgeber-Generation löst optische Systeme ab

18 Vernetzte Multibus-Datenlogger ebnen den Weg in die digitale Welt

20 Laser-Profil-Scanner erlauben präzise 2D-/3D-Messungen in zahlreichen

Anwendungsbereichen

22 Dichte und Viskosität von Flüssigkeiten und Gasen auf Basis vibronischer

MEMS-Sensoren bestimmen

24 Kapazitive Druckmessumformer beweisen sich selbst in kritischen Umgebungen

27 Produkte, Technologien, Trends

SENSORIK UND MESSTECHNIK

36 Wie Anlagenbauer, Getränkehersteller und Messtechnik-Spezialist

voneinander profitieren

38 Messgeräte, digitale Sensoren und Engineering-Dienstleistungen bringen

Effizienz in die Abgasreinigung

40 Hochtemperaturpyrometer für mobile Temperaturmessungen bis 2 500 °C

42 Wahl der Kalibriermethode entscheidet mit über den Einsatz eines

Temperaturmessgeräts

44 Produkte, Technologien, Trends

Trendsetter: magnetische

Encoder für hochdynamische

16Positionieraufgaben

STEUERN UND ANTREIBEN

46 TITEL Standardsteuerungen erweitern die Möglichkeiten der industriellen

Automation

50 Robotik-Unternehmen auf der Suche nach dem kleinsten gemeinsamen Nenner

52 Produkte, Technologien, Trends

INDUSTRTIELLE KOMMUNIKATION

54 Prinzipien und Vorteile einer gemanagten Netzwerkinfrastruktur inklusive

Absicherung

56 KOMMENTAR von Philipp Wallner – Verändern Embedded Systeme die

Zukunft der industriellen Produktion?

57 Produkte, Technologien, Trends

Green Technology: Messen,

Regeln, Registrieren und

38Anzeigen mit einem Gerät

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3

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

58 Mit Smart Plastics vorausschauend warten

60 Lichtgitter ermöglichen exakte Positionierung und fehlerfreies Handling von

Brettern in automatisierter Möbelfertigung

62 Produkte, Technologien, Trends

SONDERTEIL: INDUSTRIAL VISION

65 Aktuelles, Termine, Applikationen rund um die industrielle Bildverarbeitung

Die nächste Generation – klassische

46 Steuerungstechnik im Wandel

TITELBILD

Siemens AG,

Nürnberg

RUBRIKEN

32 Inserentenverzeichnis

64 Impressum

82 SERIE StartING up – Ein Unternehmen für die Zukunft der Fertigungsindustrie

83 Heftvorschau 4/2017

Sensor+Test 2017: Informieren

Sie sich über die wichtigsten

10 Trends der Messtechnik 58 Energiekette

Vorausschauend: Sensoren

bringen Intelligenz in die

IndustrialVISION: Kamera,

Prozessor-Board und Software

68 als perfektes Gespann


SZENE

CeramTec mit Industriepreis 2017

ausgezeichnet

CeramTec wurde mit dem Industriepreis 2017 ausgezeichnet.

Das Unternehmen setzte sich mit seiner transparenten

Hochleistungskeramik Perlucor in der Kategorie „optische

Technologien“ durch. Die transparente Keramik überzeugte

die Fachjury durch einen hohen technologischen, ökologischen,

ökonomischen sowie gesellschaftlichen Nutzen. Sie

vereint den Transparenzgrad durchsichtiger Werkstoffe mit

den mechanischen Eigenschaften technischer Keramik: Die

hohe Verschleißfestigkeit und Härte wird ergänzt um thermische

sowie chemische Beständigkeit. Einsatz findet das

Material als kratzfeste Linse in Bodenleuchten und Scannern,

als Displayglas in Tauchuhren, in Sichtfenstern von Hochtemperaturöfen

und Strahlkabinen.

www.ceramtec.de

STW erhält „Supplier of the Year

Award 2017“ von AGCO

Sensor-Technik Wiedemann (STW) wurde Ende März auf

dem diesjährigen Supplier Day des weltweit tätigen Traktorherstellers

AGCO mit dem Preis „Supplier of the Year“ in der

Kategorie Qualität ausgezeichnet. In seiner Laudatio würdigte

Florian Kempf, Leiter Lieferantenbetreuung bei AGCO, vor

allem den Service und die Professionalität von STW. Das Unternehmen

ist seit 1989 Partner von AGCO/Fendt und liefert

komplexe elektronische Produkte. 2016 handelte es sich um

Varianten aus 14 Produktgruppen und STW erzielte dabei

zum wiederholten Male hervorragende ppm-Werte und damit

niedrigste Ausfallzahlen. Hinzu kommen, wie Kempf weiter

betonte, die kurze Reaktionszeit bei Problemen und die

Eigeninitiative innerhalb des Unternehmens.

Durch eine kundenorientierte

Einstellung von der Entwicklung

über die Erstbemusterung bis hin

zur Serie gelingt es STW, auch unerwartete

Pro bleme zu lösen.

„Nicht zuletzt unterscheidet dies

das Unternehmen von anderen

Lieferanten. STW ist nicht nur Lieferant,

sondern vor allen Dingen ein

Partner“, lobt Florian Kempf.

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SZENE

Automatisierungstreff 2017:

Marktplatz Industrie 4.0 als Highlight

Vom 28. bis 30. März 2017 fand der 11. Automatisierungstreff

in Böblingen statt. Im Fokus der Veranstaltung stand u. a. das

neu geschaffene Lösungsforum Marktplatz Industrie 4.0, an

dem 15 Unternehmen teilgenommen haben. „Der Marktplatz

Industrie 4.0 ist eine Plattform, auf der Anbieter verschiedener

Produkte und Disziplinen ihre Use-Cases präsentieren

und über Lösungsmöglichkeiten diskutieren konnten“, erläutert

Sybille Strobl, Geschäftsführerin des Veranstalters Strobl.

Aber auch die praxisorientierten Anwender-Workshops blieben

weiterhin Schwerpunkt der Veranstaltung: So wurden

Hannover Messe mit mehr Besuchern

Intelligente Roboter, lernfähige Maschinen und vernetzte

Energiesysteme – die Themen der Industrie 4.0 sorgten auf der

Hannover Messe für ein Besucherplus und eine zunehmende

Internationalisierung: Von rund 225 000 Besuchern (217 000 im

Vorjahr) kamen mehr als 75 000 aus dem Ausland, vor allem

aus China, Indien, den Niederlanden und Polen. „Mehr als

500 Anwendungsbeispiele zeigten, worin der konkrete Nutzen

der Digitalisierung für die Industrie und Energie liegt“, kommentierte

Jochen Köckler, Mitglied des Vorstands der Deutschen

Messe. Für 2018 kündigte der Veranstalter Neuerungen an:

Industrial Automation und Motion, Drive & Automation, zwei

Leitmessen innerhalb der Hannover Messe, fusionieren zu einer

Messe mit dem Namen „Integrated Automation, Motion & Drives“.

Außerdem wird die Intralogistikmesse Cemat ab 2018 alle

zwei Jahre parallel zur Hannover Messe ausgerichtet. Die

nächste Hannover Messe findet vom 23. bis 27. April 2018 statt.

Partnerland wird Mexiko.

www.hannovermesse.de

38 Workshops zu 47 Themen von 43 Firmen ausgerichtet, welche

die große Vielfalt der Veranstaltung innerhalb der Automatisierungs-

und Industrial-IT-Welt dokumentierten. Auch

die Trend-Session zum Thema „Energie 4.0: Automatisierung

in der Energiebranche“ wurde von den Ausrichtern und Teilnehmern

als positiv bewertet. Insgesamt fanden sich 2 481

Besucher an den drei Tagen in der Böblinger Kongresshalle

ein, was noch einmal eine Steigerung zum letzten Jahr bedeutet.

Der 12. Automatisierungstreff ist bereits in der Planung

und wird vom 10. bis 12. April 2018 stattfinden.

www.automatisierungstreff.com

E I N L A D U N G

Mittwoch, 14. Juni 2017

8:00 bis 16:00 Uhr

MesseHalle

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22457 Hamburg-Schnelsen

Messtechnik Steuerungstechnik Regeltechnik Prozessleitsysteme Automatisierung

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

Automatisierung auf. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger die in ihren Unternehmen für

die Automatisierung verantwortlich sind.

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

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www.meorga.de

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6 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Process Sensing Technologies

erfolgreich gestartet

Process Sensing Technologies

(PST) wurde gegründet, um

sich als umfassender Anbieter

von Messgeräten und Analysatoren

zu etablieren. Als

wichtige Faktoren bei der industriellen

Prozesssteuerung garantieren die Produkte die

Betriebssicherheit, erhöhen die Anlageneffizienz, minimieren

den Rohstoffeinsatz und helfen modernen Unternehmen,

jährlich hohe Kosten einzusparen. Michell Instruments wird

als Teil der PST auch weiterhin seine langjährige Tradition

von Wachstum durch innovative Produktentwicklung verfolgen.

Die zusätzlichen Ressourcen von PST unterstützen dabei

gezielte Investitionen in Technologie und ergänzende Akquisitionen.

Die Gruppe wird ihre Investitionstätigkeiten auf dem

Markt der industriellen Mess- und Regeltechnik fortsetzen.

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Turck und Banner gründen Joint

Venture in Asien

Im Rahmen ihrer Internationalisierungsstrategie haben Turck

und Banner Engineering ihr erstes asiatisches Joint Venture in

Singapur gegründet. Beide Unternehmen sind zur Hälfte an

der neuen Turck Banner Singapore Pte Ltd beteiligt. Das Joint

Venture soll als regionales Zentrum in der ASEAN-Region die

südostasiatischen Märkte weiterentwickeln und das Wachstum

in der Region beschleunigen. Darüber hinaus soll Singapur

als regionales Trainingszentrum etabliert werden. Das Joint

Venture wird geleitet von Chuck Choi, der zuvor Geschäftsführer

der Turck-Landesgesellschaft Korea war. „Die ASEAN-

Region ist eine dynamische, schnell wachsende Region. Turck

und Banner werden hier enger zusammenarbeiten, um mit

den entstehenden Synergien näher am Kunden zu sein“, sagt

Choi. Die Partnerschaft in der ASEAN-Region ist nicht das erste

Joint Venture der beiden Unternehmen. Bereits seit vielen

Jahren arbeiten Turck und Banner Engineering in England,

Frankreich und Italien zusammen.

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werden begeistert sein.

www.turck.de


SZENE

Zusammen im Internet der Dinge

IFM hat eine Sensor Cloud auf Basis der Cloud-Plattform und des Leonardo-

Portfolios von SAP entwickelt, um eigene IoT-Applikationen auf dieser Grundlage

anzubieten. Damit steht für die Industrie 4.0 eine komplette IT-OT-Integration

von überwachten und parametrierenden Geräten direkt in die Geschäftsprozesse

der Kunden beider Unternehmen zur Verfügung. Sie kooperieren außerdem bei

der Entwicklung, um die End-to-End-Lösung zu erweitern. Qosit, ein Unternehmen

der IFM-Gruppe, übernimmt die Cloud-Dienstleistungen. Damit führt IFM die

Cloud-basierte Verwaltung großer Sensor- und Aktor-Netzwerke ein. Die IoT-

Lösung der beiden Unternehmen soll den sicheren Datenaustausch zwischen

Sensoren und der SAP-Cloud-Plattform sowie den nachgelagerten SAP-Systemen

sicherstellen. Die Softwarekomponente Shop Floor Integration von GIB, das

ebenfalls der IFM-Gruppe gehört, ermöglicht den Datenaustausch zwischen

einem SAP-System und der Welt der Sensoren, Steuerungen und Maschinen.

www.ifm.com

Regionale MSR-Spezialmesse in Hamburg

Eine regionale Spezialmesse für Mess-, Steuerungs- und

Regeltechnik, Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik

findet am 14. Juni 2017 in der Messehalle in Hamburg-

Schnelsen statt, organisiert vom Messeveranstalter Meorga.

150 Fachfirmen zeigen dort Geräte und Systeme, Engineeringund

Serviceleistungen sowie neue Trends im Bereich der Automatisierung.

Dazu gibt es 36 begleitende Fachvorträge. Der

Eintritt zur Messe und die Teilnahme an den Fachvorträgen

sind für die Besucher kostenlos.

www.meorga.de

Elektroindustrie zuversichtlich für 2017

Die preisbereinigte Produktion der deutschen Elektroindustrie

ist in den ersten beiden Monaten 2017 um 4,4 % gegenüber

dem Vorjahreszeitraum gestiegen. „Die gegenwärtige Stimmung

ist zuversichtlich“, so ZVEI-Präsident Michael Ziesemer.

„Für 2017 rechnen wir insgesamt mit einem Zuwachs von 1,5 %

bei der realen Produktion und einem Umsatzanstieg auf

182 Mrd. EUR.“ Aktuell sind 847 000 Inlandsbeschäftigte in der

Branche tätig. Der ZVEI erwartet, dass dieses Niveau auch 2017

gehalten wird. Obwohl die aktuellen Geschäftserwartungen

hoch seien, bleibe der Verband für das Gesamtjahr zurückhaltend

aufgrund politischer und wirtschaftlicher Unsicherheiten

in wichtigen Exportländern wie USA, Großbritannien,

Türkei und Italien. Die Hannover Messe habe gezeigt, dass die

Digitalisierung schnell voranschreitet. „Vor einem Jahr standen

konkrete Industrie-4.0-Anwendungsfälle im Vordergrund. In

diesem Jahr rücken neue digitale Geschäftsmodelle vor“, erläutert

Ziesemer.

www.zvei.org

Schutz-Software für Mikrocontroller ausgezeichnet

Codemeter µEmbedded, die Erweiterung der Codemeter-Technologie von Wibu

zum Schutz von Software und geistigen Eigentums auf Mikrocontrollern und

FPGAs, wurde vom Fachmagazin „Elektronik“ mit dem dritten Platz bei der Auszeichnung

der „Produkte des Jahres 2017“ in der Kategorie „Entwicklungs-Software“

gewählt. Die Firmware von Mikrocontrollern wird üblicherweise über eine

serielle Schnittstelle als kompiliertes Hex-Image auf den Controller geladen, ohne

vor Analyse oder Manipulation geschützt zu sein. Die Firmware könnte während

der Übertragung vom Build-System zum Controller angegriffen werden. Codemeter

µEmbedded berücksichtigt diese Risiken und ermöglicht auch die Umsetzung

neuer Geschäftsmodelle durch Lizenzierungsmöglichkeiten. Der Schutzmechanismus

kann verstärkt werden, indem er an ein externes Secure-Element gebunden

wird. Die gesicherte Firmware kann nicht mehr aus dem Mikrocontroller entfernt

werden und ist vor Lesezugriffen geschützt.

Foto: Horacio Canals

www.wibu.com

8 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


SZENE

Andreas Gramer neuer Strategic Sales Manager bei EKS Engel

Mit Wirkung zum 1. April 2017 hat EKS Engel die neu geschaffene Position des Strategic Sales

Manager mit Andreas Gramer besetzt. Gramer berichtet direkt an Geschäftsführer Ralph

Engel. Zu seinen Aufgaben gehören insbesondere die Durchführung von Marktanalysen, die

Weiterentwicklung des Produktportfolios, die weltweite Betreuung von Key Accounts und

Vertriebspartnern sowie die Intensivierung des Geschäfts mit kundenspezifischen Lösungen.

Gramers war seit 1990 als Vertriebsingenieur im Bereich Optische Übertragungstechnik bei

Hirschmann tätig. 1996 wechselte er in das Produktmanagement, wo er u. a. für den Aufbau

des Industrial-Ethernet-Portfolios verantwortlich war. 2002 wurde ihm die fachliche und

disziplinarische Leitung des Produktmanagements Industrial Networking übertragen, die er

bis Mitte 2016 innehatte.

www.eks-engel.de

Bachmann zufrieden mit Umsatz 2016

Der Automatisierungstechnik-Hersteller Bachmann Electronic

hat im Geschäftsjahr 2016 einen Umsatz von 68,3 Mio. EUR

erwirtschaftet. Damit wurde die bisherige Bestmarke von

70,4 Mio. EUR nicht erreicht, das Unternehmen zeigte sich aber

trotzdem zufrieden. Besonders positiv entwickelte sich den

Angaben zufolge das Geschäft in Europa und Indien. Die Produkte

wurden vorwiegend in die Maschinenbauindustrie und

die Energiewirtschaft verkauft. Die größte Nachfrage habe es

bei den modularen Steuerungen für die Netzmessung und den

Netzschutz gegeben. Die cloud-basierte Software Atvise Portal

zur Speicherung und Analyse von Prozessdaten sei positiv

aufgenommen worden. 20 % des Umsatzes reinvestierte das

Unternehmen in die eigene Forschung. Der Geschäftsführer

Bernhard Zangerl erwartet auch mittel- und langfristig eine

positive Entwicklung. Daran würden auch punktuelle politische

Veränderungen nichts ändern.

Inelta Sensorsysteme baut neues

Firmengebäude in Taufkirchen

Inelta Sensorsysteme hat im März mit dem Bau eines neuen

Firmengebäudes in Taufkirchen begonnen. Aufgrund des Firmenwachstums

in den vergangenen Jahren stießen die räumlichen

Kapazitäten des alten Standorts im 9 km entfernten Ottobrunn

an ihre Grenzen. Der Neubau mit einer Nutzfläche von

3 530 m² soll im Dezember 2017 fertiggestellt und bezogen werden.

Die Produktion wird sich über zwei Stockwerke mit

2 130 m² erstrecken, der direkt anschließende dreigeschossige

Gebäudetrakt bietet 1 400 m² für Büro und Labore.

www.inelta.de

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 9


SENSOR+TEST 2017

I MESSE

Die Welt von morgen gestalten

SENSOR+TEST 2017 stellt die vernetzte, mobile Messtechnik in den Fokus

In diesem Jahr präsentiert die

SENSOR+TEST zum 24. Mal

innovative Neu- und

Weiterentwicklungen aus den

Bereichen Sensorik, Mess- und

Prüftechnik. Neben den

Messeständen der rund

600 Aussteller bieten auch die

begleitenden Fachkongresse

sowie Foren Raum für den

persönlichen Austausch mit

Experten. Lesen Sie auf den

folgenden Seiten alles

Wissenswerte rund um die

Leitmesse.

Wenn vom 30. Mai bis zum 1. Juni 2017

die internationale Messtechnik-Messe

SENSOR+TEST wieder ihre Tore öffnet, stellt

sie für Entwickler, Konstrukteure und Anwender

aus den Bereichen Sensorik, Messund

Prüftechnik sowie für Studenten der

Natur- und Ingenieurwissenschaften eine

Innovations- und Kommunikationsplattform

quer durch alle Branchen bereit. Denn

aktuelle Sensorik und Messtechnik sind

grundlegend für die Zukunftsfähigkeit von

Geräten, Maschinen, Systemen und Prozessen.

Und ohne neueste Prüftechnik sind

ständig steigende Anforderungen an die

Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen

nicht zu erfüllen. Vor allem aber die

digitale Welt von Industrie 4.0, Industrial

Internet und Internet of Things benötigt

immer mehr und immer präzisere Daten

aus den realen Prozessen, um aus diesen

Informationen Mehrwert zu ermitteln.

In Europa gibt es keine vergleichbare Plattform,

auf der Anwender auf so viele innovative

Anbieter von Sensorik, Mess- und Prüftechnik

aus aller Welt treffen können. Der

AMA Verband für Sensorik und Messtechnik

e.V. als Träger und die AMA Service

GmbH als Veranstalter rechnen in diesem

Jahr mit rund 600 Ausstellern und über

9 000 Besuchern.

Sonderthema: Vernetzte Messtechnik

für mobile Anwendungen

Ganz oben auf der Agenda der diesjährigen

SENSOR+TEST steht die vernetzte Messtechnik

für mobile Anwendungen. Mit diesem

Sonderthema trägt die Messe der wachsenden

Bedeutung von Sensoren, Mess- und

Prüfsystemen für die moderne, vernetzte

Welt Rechnung. Dabei reicht die Spanne

spektakulärer Präsentationen von tragbaren

Systemen zur Messung an Menschen

über instrumentierte Kraftfahrzeuge und

mobile Maschinen bis hin zur Luftfahrt.

Daten liefern entweder selbst messende

Sensoren oder Sensornetzwerke mit einer

Vielzahl von Sensoren. Der wesentliche

Fortschritt in der vernetzten Welt von morgen

liegt in der globalen Verfügbarkeit lokaler

Messergebnisse. Entscheidend für die

Effizienz solcher Systeme ist deshalb, welchen

Nutzen der Betreiber aus den Daten

ziehen kann und in welchem Kontext sie

verwendet werden sollen. Viele dieser Anwendungen

sind auf der Aktionsfläche im

Einsatz zu sehen – inklusive der dazugehörigen

sicheren Datenübertragung an den

Messestand des Anbieters. Im Fokus des

Forums in Halle 5 zum Sonderthema der

SENSOR+TEST 2017 stehen neue Lösungen

und Konzepte zu den damit verbundenen

Fragestellungen, so zum Beispiel Datensicherheit

und weltweite Vernetzung, verteilte

und lückenlose Datenerfassung, benutzerfreundliche

Software für mobile Anwendungen,

Vernetzung von Testaufgaben im

Internet of Things oder auch Datenmanagement

mit Sensorik.

Qualitativ hochwertiges

Rahmenprogramm

Im Rahmen der begleitenden Fachkongresse

und im attraktiven Aktionsprogramm bieten

sich dem Besucher weitere Möglichkeiten,

sich umfassend über den neuesten

Stand der Technik zu informieren. Die wissenschaftlichen

AMA Conferences SENSOR

und IRS² gelten als internationale Vernet-


MESSE I SENSOR+TEST 2017

Grußwort zur SENSOR+TEST – Willkommen zum Innovationsdialog

Wenn auch Sie zu den Menschen gehören, die ihr

Unternehmen fit machen wollen für die vernetzte

und digitale Welt der Industrie von morgen,

dann sind Sie hier genau an der richtigen Stelle. Denn

die Aussteller der SENSOR+TEST sind vor allem Experten

darin, die Zustandsinformationen aus der realen, analogen

Welt in die digitalen Netze zu überführen. An den

drei Messetagen präsentieren sie Ihnen damit

einen unvergleichlichen Einblick in die Quelle

jener Daten, auf deren Auswertung von

der Sicherheit autonomer Mobilität bis

Holger Bödeker,

Geschäftsführer, AMA Service GmbH

zum wirtschaftlichen Erfolg der Industrie 4.0 die bedeutenden

Entwicklungen für die Zukunft basieren. Sie sind herzlich

eingeladen, die große Kompetenz Ihrer Gesprächspartner

auf den Messeständen und in den vielfältigen Vorträgen und

Präsentationen für die Umsetzung Ihrer Innovationsprojekte

zu nutzen. Von der Fahrversuchsfläche im Messepark bis

hin zum Sonderstand „Vernetzte Messtechnik für mobile

Anwendungen“ erwartet Sie ein umfassendes Angebot an

Leistungen und Lösungen für Ihre individuellen Mess-, Prüfund

Überwachungsaufgaben. Wir freuen uns über Ihren

Besuch auf der SENSOR+TEST 2017 und wünschen Ihnen

einen erfolgreichen Messeaufenthalt mit vielen lohnenden

Anregungen für die Verwirklichung Ihrer zukünftigen

Innovationen. z

zungsplattform für Experten der Sensorik

und Messtechnik aus aller Welt. Spezialisten

aus Wissenschaft und Industrie präsentieren

aktuelle Forschungs- und Entwicklungsergebnisse

und laden die Teilnehmer

zum fachlichen Austausch ein.

Daneben präsentieren die Aussteller der

SENSOR+TEST 2017 auf den für die Messebesucher

kostenfrei zugänglichen Fachforen

in den Hallen 1 und 5 an allen drei Veranstaltungstagen

neueste Entwicklungen,

Produkte und Anwendungsmöglichkeiten.

Das Vortrags-Forum in Halle 5 steht dabei

am ersten Messetag im Zeichen des diesjährigen

Sonderthemas „Vernetzte Messtechnik

für mobile Anwendungen“. Dort erwarten

die Besucher interessante Beiträge zu den

damit verbundenen Fragestellungen, so

z. B. Datensicherheit und weltweite Vernetzung,

verteilte und lückenlose Datenerfassung,

benutzerfreundliche Software für mobile

Anwendungen, Vernetzung von Test-

aufgaben im Internet of Things (IoT)oder

auch Datenmanagement mit Sensorik. 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.

Holger Bödeker, Geschäftsführer der veranstaltenden

AMA Service GmbH, betont

den erhöhten Mehrwert der Fachforen für

die Besucher: „Durch eine Vorab-Prüfung

sämtlicher Foren-Vorträge stellen wir die

hohe fachliche Qualität aller Präsentationen

sicher.“ Eine besondere Attraktion bieten

traditionell die Live-Präsentationen der

Aussteller auf dem Fahrversuchsgelände im

Messepark. Vor allem die Möglichkeit zu

Probefahrten in instrumentierten Test-

Fahrzeugen begeistert die Besucher immer

wieder.

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 11


SENSOR+TEST 2017 I MESSE

Prüfstandsautomatisierung leicht gemacht

Universeller Datenlogger mit Steuerungsfunktionen und bedienerfreundlicher Software bietet

ein hohes Maß an Komfort und Sicherheit im Prüfstand

Die Prüfstandsautomatisierung

umfasst neben der Automatisierung

der eigentlichen Abläufe auch die

Analyse und Auswertung der

Prüfprozesse. Ein nordrheinwestfälisches

Unternehmen bietet

hierfür ein Werkzeug, mit dem sich

die Abläufe automatisieren und

überwachen lassen und die

Prüfstandskonditionierung steuern

und regeln lässt. Zudem werden

relevante Messdaten erfasst,

archiviert sowie ausgewertet und

die Prüfergebnisse dargestellt.

Dipl.-Ing. Dietmar Scheider, Senior Sales Manager,

Delphin Technology AG

Die Prüfung von Produkten geschieht aus

verschiedenen Gründen. Grundsätzlich

ist ein Hersteller durch die Produkthaftung

in der Pflicht, dass seine Produkte den aktuellen

Anforderungen in puncto Sicherheit,

definierter Funktionalität, Lebensdauer und

Zuverlässigkeit genügen. Solche Prüfaufgaben

sind in der Regel als End-of-Line-

Prüfungen in den standardisierten Fertigungsablauf

integriert und können mehr

oder weniger vollautomatisiert mit standardisierten

SPSen erledigt werden.

Anders hingegen sind die Anforderungen

aus dem F&E-Bereich. Während in der Fertigung

nur die Endprüfung eine Rolle spielt,

sind in der Entwicklungsphase eines Produktes

eine ganze Reihe an Versuchen und

Prüfungen notwendig, damit das Produkt

später seinen definierten Anforderungen

genügt und zertifiziert werden kann. Daher

sind auch die unterschiedlichsten Prüfaufgaben

für ein und dasselbe Produkt notwendig.

Hier ist ein hohes Maß an Flexibilität

notwendig, um die Prüfstände an die jeweiligen

Anforderungen anzupassen. In der

Regel definieren Normen die Prüfanforderungen,

wenn es um Sicherheitsaspekte

geht. Für eine Produktqualität und die Nutzungsdauer

hingegen sind Lebensdauerund

Umweltsimulationsprüfstände wesentliche

Hilfsmittel, damit die spezifizierten

Werte der Datenblätter durch Versuche belegt

werden können.

Prüfstand-Anforderungen

So unterschiedlich die Anforderungen sind,

so unterschiedlich können auch die Umsetzungen

erfolgen. Von der SPS bis zur Hochsprachenprogrammierung

gibt es vielfältige

Lösungsmöglichkeiten, die alle das gleiche

Ziel verfolgen, mal mehr und mal weniger

gut umgesetzt. Oft ist der Aufbau eines Prüfstandes

Nebenschauplatz in der täglichen

Arbeitswelt, wird outgesourct oder durch

Studenten umgesetzt. Daraus resultieren

Probleme wie schlechte Wartbarkeit der

Prüfstandssoftware, Inkompatibilität mit

neueren Betriebssystemen oder Wissensverlust,

wenn der Zugriff auf den Entwickler

nicht mehr vorhanden ist. Solche Probleme

verursachen hohe Folgekosten, abgesehen

von der Abhängigkeit von Zulieferern und

Entwicklern.

Eine benutzerfreundliche Alternative

stellen Produkte von Delphin Technology

12 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


dar. Als Hersteller von vielkanaligen

Messdatenerfassungen und

Datenloggern sowie der dazugehörigen

Software Profisignal steht

ein universelles Tool zu Verfügung,

damit sich die Prüfstandsautomatisierung

auch ohne Spezialwissen

oder langwierige Einarbeitung

umsetzen lässt.

Auswahl der Hardware

Zur Verfügung stehen verschiedene Hardwareprodukte,

die PC-gestützt oder auch

autark Messdaten erfassen, steuern und regeln

können. Für die Auswahl der Hardware

muss geklärt werden, wie viele Ein-/Ausgänge

für einen oder alle Prüfstände benötigt

werden und ob eine autarke, also PC-unabhängige

Arbeitsweise notwendig ist. Dies ist

für die Langzeiterfassungen und prozessnahe

Steuerung von Bedeutung. In Bezug auf die

Abtastrate muss klar sein, wie schnell welche

Kanäle erfasst werden müssen. Auch sollte

feststehen, welche Reak tionszeiten für Steuerungen

und Regler erreicht werden müssen.

Darüber hinaus spielen die Anforderungen

an die Daten sicherheit und

Überwachung, beispielsweise im Falle einer

Störung, eine wichtige Rolle. Abschließend

muss ebenfalls geklärt werden, welche Flexibilität

benötigt wird und welche Anschlusstechnik

geeignet ist.

Je nach Anforderungen an die Aufgabe

stehen verschiedene Geräteserien zur Verfügung.

Mit den Expert-Key-Geräten ist ein

Einstieg in die PC-basierte Prüfstandsautomatisierung

möglich. Je nach Ausführung

stehen 14 oder 28 universelle, analoge Eingänge

zur Verfügung. Digitale Ein- und Ausgänge

sowie PWM-Funktionen und analoge

Ausgänge bilden die Schnittstellen zu den

Sensoren und Aktoren. Die Verbindung zur

PC-Welt wird über USB- oder Netzwerk-

Schnittstellen realisiert. Problemlos sind

die Geräte zusammenschaltbar. Durch den

zentralen Datenservice der Profisignal-Software

ist sichergestellt, dass alle Messdaten

und Signale zeitsynchron erfasst und visualisiert

werden. Durch den Einsatz schneller

AD-Wandler ist eine Summenabtastrate

von bis zu 100 kSamples/Sekunde möglich.

Sind die Anforderungen an die Datensicherheit

jedoch hoch oder laufen die

Prüfstände über viele Tage, Wochen und

Monate durch, ist eine PC-unabhängige

Erfassung das richtige Hardware-Tool. Sowohl

die Profimessage- als auch die Expert-

Gerätelogger Transient und Vibro verfügen

daher über einen internen Datenspeicher,

der als Ringspeicher alle Messwerte zwischenspeichert

und automatisiert sowie alle

Messdaten auf einem Server oder in einer

Cloud ablegen kann.

Je nach Geräteausführung sind Abtastraten

bis 50 kSamples/Sekunde und Kanal

möglich. Eine intelligente Vorverarbeitung,

Die Expert-Logger-Geräte eignen sich ideal

für Langzeitmessungen und Lebensdauerprüfungen

Filterung und Speicherung reduziert schon

im Vorfeld die Datenmenge und erlaubt,

Berechnungen und Auswertungen bereits

während der Erfassung durchzuführen.

Das Werkzeug hierzu sind die Softwarekanäle,

die in jedem Delphin-Gerät

zur Verfügung stehen. Mithilfe der Softwarekanäle

werden die prozessnahen

Funktionen erstellt, die für die Prüfstandsautomatisierung

benötigt werden. Komplette

Abläufe und Sollwertprofile werden

erstellt und im PC unabhängig abgearbeitet.

Gleiches gilt für Überwachungsaufgaben,

Berechnungen und Analysefunktionen.

Durch diese Möglichkeiten

der Hardware ist in der Regel eine separate

SPS überflüssig.

Auswahl der Software

Wie bereits dargestellt, ist die prozessnahe

Automatisierung im Prüfstand durch die

Hardware und deren Funktionalitäten bereits

umgesetzt. Welche Aufgaben werden

nun durch die Prüfstandssoftware erledigt?

Bei typischen Prüfstandsaufgaben

sind u. a. Funktionalitäten wie die Bedienund

Beobachtungsschnittstelle für den

Anwender sowie die Durchführung übergeordneter

Prüfabläufe relevant. Aber auch

die Datenaufbereitung und Archivierung

sowie die Auswertung der Messdaten und

Reportgenerierung spielen dabei eine Rolle.

Weitere wichtige Funktionalitäten stellen

die Ankopplung an ERP-Systeme und Unternehmensdatenbanken

(SQL und ODBC)

sowie der Export der Ergebnisse ins CSVund

Emf-Format dar.

Je nach Umfang und gewünschter Funktionalität

stehen drei Ausführungen der

Software Profisignal zur Verfügung. Von

Datenerfassung und -analyse bis zur kompletten

Integration des Prüfstandes in die

IT-Umgebung beinhalten die Software-

Ausführungen alle notwendigen Funktionen.

Die Software zeichnet sich durch eine

praxisnahe und intuitive Bedienung aus.

Selbst das Erstellen von Ablauf- und Ereignisprogrammen

ist mit Profisignal Klicks

eine einfache und schnell zu erlernende

Angelegenheit.

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Messgeräte

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A Measurement Computing Company


SENSOR+TEST 2017 I MESSE

Vernetzte Bierkultur

M2M-Lösung aus intelligenter Drucksensorik, Mobilfunknetz und Internet stellt

Nachschub für Biertanks sicher

Um Wirten den Alltag zu erleichtern

und gleichzeitig sicherzustellen,

dass stets ausreichend Bier zum

Ausschank gelagert ist, setzen

Brauereien auf eine smarte M2M-

Lösung. Über den Druck in den

Tanks messen Sensoren den Füllstand

und die Temperatur. Die Messdaten

werden an eine App weitergeleitet,

die bei Bedarf eine neue Bestellung

auslöst, die vom Wirt nur noch per

Tablet oder Smartphone bestätigt

werden muss. Fehlerhafte Bestell-

Erfassungen gehören damit der

Vergangenheit an.

Strahlender Himmel, Sommertemperaturen

und ein gesunder Durst der Gäste –

das freut jeden Wirt. Bei großem Andrang

kann es schon mal passieren, dass man in

der Hektik den Bierstand in den Fässern aus

den Augen verliert. Dann muss ein Brauereifahrer

am Wochenende „Nothilfe“ leisten.

Diese Zeiten sind nun vorbei. Große Gaststätten

haben meist zwei Biertanks mit je

500 bis 1 000 l im Keller stehen, die alle zwei

Wochen gefüllt werden. Ist der Tank leer,

schaltet man das System auf den anderen

um. Früher mussten diese Tanks täglich

kontrolliert werden. Die smarte M2M-Lösung

vereinfacht nicht nur den Alltag der

Wirte, sondern trägt auch zur Effizienzsteigerung

und Kostenoptimierung bei. Für den

Informationsaustausch zwischen Messgeräten

im Keller und der Brauerei werden das

Internet und das Mobilfunknetz der Swisscom

genutzt. Die M2M-Lösung vermeidet

fehlerhafte Bestellerfassungen, die Transporttouren

lassen sich optimieren und es

wird sichergestellt, dass die Wirte stets über

ausreichend frisches Bier verfügen.

Bierlieferung optimal planen

Da heutzutage fast an jedem Ort und zu

jeder Zeit Zugriff aufs Mobilfunknetz und

damit aufs Internet besteht, eröffnet dies

neue Möglichkeiten, die Logistik effizienter

zu gestalten. Deshalb haben sich die Brauerei

Feldschlösschen, das Telekommunikationsunternehmen

Swisscom und Keller, Spezialist

für Druckmesstechnik, zusammengetan.

Swisscom und Keller Druckmesstechnik

hatten bereits erfolgreiche Projekte gemeinsam

entwickelt. Die App Mybeer hat Swisscom

mit Swiss1Mobile entwickelt. Swiss1Mobile

wurde dafür am internationalen IoT/

M2M Innovation World Cup in der Kategorie

Mobility ausgezeichnet.

Sensoren erfassen Füllstand

und Temperatur

Feldschlösschen Getränke setzt nun bei

über 350 Großkunden in der Schweiz die

M2M-Lösung ein. Die Sensoren von Keller

messen über den Druck den Füllstand und

die Temperatur in den Biertanks vor Ort.

Diese Daten werden per M2M-Technologie

durch die App Mybeer synchronisiert. Der

Wirt überwacht seine Anlagen und den

Füllstand des Getränkevorrats mittels Tablet

oder Smartphone. Dank der M2M-Lösung

erkennt die App, wenn der Biervorrat zu

Ende geht, und löst automatisch eine neue

Bestellung aus. Der Wirt muss nur noch die

Bestellung bestätigen und schon naht Hilfe.

Feldschlösschen nutzt die dabei anfallenden

Daten ausschließlich für eine optimale

Planung der Lieferung. Gespeichert werden

die Daten auf den sicheren Cloud-Servern

der Swisscom.

14 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Daten zur App übertragen

Aber nicht nur die Wirte haben etwas von

dieser Lösung, auch Feldschlösschen profitiert

davon. Dank M2M hat die Brauerei

keine Probleme mit der fehleranfälligen Erfassung

von Bestellungen. Dazu kommt die

Einsparung tausender Kilometer pro Jahr für

nicht voll ausgelastete „Notfallfahrten“ und

die Umwelt profitiert von einigen Tonnen

weniger CO 2

. Und auch die Kosten für die

Datenübertragung sind minimal verglichen

mit denen für Personal zur Messwerterfassung.

Zudem kostet ein komplettes Messsystem

mit Mobilfunk-Übertragung nur wenig

mehr als ein System ohne, das nur eine rückblickende

Verbrauchsanalyse erlaubt.

Der Tankinhalt wird im Innern mit zwei

Drucksensoren der X-Linien mit digitaler

Schnittstelle RS485 von Keller gemessen. Der

Tank steht unter etwa 2 bar Druck, was ausreicht,

um das Bier zum Zapfhahn zu befördern.

Ein Drucksensor befindet sich oben am

Tank, beim Kompressoreingang, der andere

unten am Ausgang, vor dem Rückschlagventil

der Steigleitung. Der Tankinhalt errechnet

sich aus dem jeweiligen Druckunterschied

zwischen beiden Sensoren, den Bierparametern

und den Tankabmessungen.

Die Drucksensoren im Tank sind an eine

Box mit integriertem Mobilfunk-Modul angeschlossen.

Diese erfasst in regelmäßigen

Abständen die Messwerte der Sensoren und

schickt sie via GPRS (General Packet Radio

Service) zu einem FTP-Cloud-Server von

Swisscom, zusammen mit weiteren Informationen

wie Empfangsqualität der Antenne,

Versorgungsspannung des Moduls und der

Sensoren sowie der Biertemperatur. Dort

werden die Daten interpretiert, aufbereitet

und von der Mybeer-App übernommen.

Die Energieversorgung von Modul und

Sensoren wird über einen Netzadapter gewährleistet.

Zudem ist noch ein Akkumulator

integriert, der notfalls die Versorgung über

Wochen garantiert. Der zwingend einzuhaltende

Temperaturwert des Tanks bestimmt

den Biergeschmack und die Haltbarkeit. Die

Temperatur dient daher als wichtige Qualitätsgröße

für Wirt und Brauerei.

Automatisierte Überwachung

kleinster Änderungen

Ähnliche Systeme werden von Keller z. B.

auch für Heizöltanks oder zur Grundwasserüberwachung

eingesetzt. Das GSM-2 eignet

sich auch für Orte ohne Stromversorgung

oder wo keine Kabel verwendet werden können.

Die Batterielebensdauer ist abhängig

vom Mess- und Datenübertragungsintervall

und beträgt bis zu zehn Jahre. Anstelle einer

App ist bei anderen Anwendungen die kostenlose

Software GSM-2-Datamanager von

Keller das Herzstück des Messsystems. Sie

sammelt die Daten, überwacht diese und

steuert die verschiedenen Messstationen an.

Die von den GSM-2 via E-Mail, FTP oder

SMS versendeten Daten werden von der

Datamanager-Software eingelesen und in

einer MySQL-Datenbank abgelegt. So sieht

der Nutzer, ob alle Messstationen einwandfrei

arbeiten. Bei einem Fehler, z. B. fehlende

Messdaten, wird dies am Bildschirm dargestellt

und ein Alarm gesendet. Das System

rechnet die Daten in die am Messort herrschende

physikalische Größe um und stellt

sie graphisch dar. Die Positionen der Messstellen

werden in einer Karte angezeigt. Ein

Grund für den Einsatz dieser Technik ist die

hohe Genauigkeit der Drucksensoren der

30er X-Serien von 0,05 %. Damit lassen sich

kleinste Änderungen automatisiert überwachen.

Fotos: Schmuckbild Fotolia, sonstige Keller

www.keller-druck.com

Wir sind dabei,

wenn aus Innovation

Vorsprung entsteht.

Hohe Empfindlichkeit, hohe

Geschwindigkeit und niedriger

Dunkelstrom – unsere Avalanche-

Photodioden sind speziell für

Laser-Entfernungsmesser und

Laser-Scanner optimiert.

Besuchen Sie uns auf der

SENSOR + TEST

Halle 1, Stand 332

Biertank

Drucksensor

1

Box mit

Mobilfunk

FTP-Server Swisscom

Drucksensor

2

• Füllmenge

• Temperatur Bier

• Prüfung Messdaten

• Empfangsqualität

• Tank-Informationen

Achtung,

niedrige

Füllmenge!

Synchronisierung

Tank-Information

Tanklandkarte

Lieferstatus

3. Lieferung

1. Bestellvorschlag

Schematische Darstellung des Bestellprozesses

2. Bestellung ok!

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SENSOR+TEST 2017 I MESSE

Auf dem Vormarsch

Magnetische Drehgeber-Generation löst optische Systeme ab

Während in Präzisionsanwendungen lange Zeit nur hochauflösende

optische Systeme zum Einsatz kamen, sind nun magnetische Drehgeber

im Kommen. Sie bieten eine elektronische Auflösung von 16 Bit und

aufwendige Filtertechniken, die eine hohe Genauigkeit bei hochdynamischen

Positionieraufgaben gewährleisten. Zugleich profitiert der Anwender von

der mechanischen Widerstandsfähigkeit und einer kleinen Baugröße.

Drehgeber wandeln eine Drehbewegung

in ein Signal um. Dabei kommen in der

Regel optische oder magnetische Messprinzipien

zum Einsatz. Optische Drehgeber

messen genauer, magnetische sind robuster

– so die landläufige Meinung. Lange galten

optische Drehgeber als ‚Nonplusultra’

in Sachen Genauigkeit und Auflösung. Die

Winkelmessung innerhalb einer Umdrehung

(Singleturn) erfolgt hier mittels Codescheibe

und eines optischen Chips zur Bewegungserkennung,

während die Erfassung

der Anzahl von Umdrehungen (Multiturn)

durch ein optisch abgetastetes Getriebe,

vereinzelt auch durch batteriegepufferte

Systeme, stattfindet.

Erst die Weiterentwicklung der magnetischen

Sensorzellen (Hall Sensoren) und

immer leistungsstärkere Mikrocontroller –

gepaart mit intelligenter Signalverarbeitung

– ebneten den Weg zu magnetischen

Absolutwertgebern, die auf höchstem Niveau

Jörg Paulus, General Manager,

Sales – Europe, Posital-Fraba, Köln

operieren. Problemlos erreichen aktuelle

magnetische Drehgeber eine Auflösung von

16 Bit bei einer Genauigkeit von 0,09 ° – und

damit Werte, mit denen früher nur opti ­

sche Geber aufwarten konnten. Dank

ihrer Unempfindlichkeit gegen Feuchtig ­

keit, Schmutz und Vibrationen, aber auch

aufgrund der kompakteren Bauweise bieten

sich die neuen, hochpräzisen magnetischen

Encoder in immer mehr Anwendungen

als Alternative zu klassischen optischen

Drehgebern an.

Absolute Multiturn-

Positionsmessungen

Trendsetter bei dem Systemwechsel war

der Kölner Sensorhersteller Posital, der

schon vor Jahren mit der Suche nach Alternativen

für die absolute Positionserfassung

begonnen hatte. Kostengünstige magnetische

Single-Turn-Drehgeber, bei denen ein

Hall-Sensor und ein Permanentmagnet die

Winkelposition der Welle messen, waren

bereits aus der Automobiltechnik bekannt.

Allerdings fehlte diesen ersten magneti­

schen Gebern noch die Fähigkeit, mehrere

Umdrehungen auch bei Unterbrechung der

externen Spannungsversorgung zu erfassen.

Gelöst wurde das Problem mithilfe einer

Wiegand-Sensorik, die als autarkes Energy-

Harvesting-System ausgelegt ist. Herzstück

des Wiegand-Sensors, der auf eine Fingerkuppe

passt, ist ein magnetischer Draht aus

Vicalloy mit ungewöhnlichen Eigenschaften.

Der nur 20 mm lange Wiegand-Draht,

der sich entlang einer Richtung magnetisiert,

ist eingebettet in eine Kupferspule

und reagiert auf das Magnetfeld des rotierenden

Permanentmagnets. Kommt es hier

zu Positions- bzw. Richtungswechseln, erzeugt

der Draht energiereiche Spannungsimpulse

– unmittelbar und unabhängig von

der Geschwindigkeit einer Drehbewegung.

Der so erzeugte Impuls liefert mit 7 V genug

Spannung, um den Rotationszähler und die

dazu gehörige Elektronik zu aktivieren.

Dieses Prinzip garantiert absolute Multiturn-Positionsmessungen

– ohne Batterien

und wartungsfrei.

Hohe Genauigkeit und präzise

Kalibrierung

Der Clou der hochgenauen magnetischen

Ixarc-Serie, die Posital vor gut drei Jahren

gestartet und zu einem modularen Baukasten

mit über 320 000 absoluten Drehgeber-

Varianten ausgebaut hat, ist die intelligente

Verarbeitung der über die Sensorik bereitgestellten

Signale. Gebündelt und ausgewertet

werden die analogen Singleturn­

Signale der vier Hall-Sensoren sowie die

Multiturn-Daten aus dem Wiegand-Sensor

in einem leistungsstarken 32-Bit-Mikroprozessor.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt

primär in der auf dem Hightech-Chip hinterlegten

Software. Erst aufwendige Filtertechniken

und komplexe Algorithmen, die

vom IT- und F&E-Team von Posital in

mehrjähriger Projektarbeit entwickelt wurden,

garantieren die hohe Genauigkeit und

sorgen für eine präzise Kalibrierung der

magnetischen 16-Bit-Encoder-Serie. Mit

einer Updaterate der Position von weniger

als 100 µs Zykluszeit arbeiten die Drehgeber

in Echtzeit – und sind so für zeitkritische

Anwendungen wie hochdynamische

Positionieraufgaben oder Motorfeedback

prädestiniert.

Die magnetischen Drehgeber bieten gegenüber

elektromagnetischen Einflüssen

eine hohe Sicherheit. Spezielle Abschirmmechanismen

verhindern mögliche EMV-

Störungen. Selbst neben elektronischen

Bremsen am Motor funktionieren die Geber

störungsfrei und sicher.

Breit gestreut ist das Anwendungsspektrum

der XARC-Serie. Es reicht von Fabrikautomation

und Robotik über mobile Ma­

16 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


MESSE I SENSOR+TEST 2017

schinen, Lager- und Fördertechnik, erneuerbare

Energien, Öl und Gas bis zur Medizintechnik.

Um für möglichst viele Anwendungen

fit zu sein, wurde in die passenden

Schnittstellen investiert. Aktuell werden

alle marktgängigen Interfaces bedient: von

Profibus, CanOpen, DeviceNet, J1939 und

Interbus über EtherCAT, Ethernet/IP, Profinet,

Powerlink, Modbus TCP bis hin zu

Analog und SSI. Vielfalt herrscht auch

bei der mechanischen Auslegung: Aufsteckhohl-

oder Vollwellen mit mehreren

Durchmessern können mit verschiedenen

Flansch- und Gehäusegrößen kombiniert

werden. Als Gehäusematerial stehen Edelstahl

(V4A und V2A) sowie Aluminium

zur Auswahl.

Online individuelle Produkte

generieren

Konfiguriert und bestellt werden die magnetischen

Anbaudrehgeber online über einen

interaktiven Produkt-Finder, der den punktgenauen

Zugriff auf den großen Lösungsbaukasten

von Posital ermöglicht, in dem

über eine Million Drehgeber, Neigungsund

Linearsensoren verfügbar sind. Hinter

dieser Zahl steckt ein systematisch angelegter

Baukasten mit rund 3 000 Modulen, aus

denen über logische Verknüpfungen individuelle

Produkte generiert werden. Die

Module sind den Baugruppen zugeordnet,

aus denen ein Drehgeber besteht. Dies sind

Mechanik (mit Flansch und Welle), Grund-

Sensorik, die Schnittstellen, das Gehäuse

sowie die Kabel- bzw. Steckeranbindung.

Gefertigt wird ausschließlich auftrags- und

kundenbezogen – in einer digital vernetzten

Produktion.

Über das Online-Portal findet der Kunden

nach ein paar Eingabeschritten den Ixarc-

Drehgeber, der zu seiner Anwendung passt.

Abgefragt werden elektronische bzw. mechanische

Parameter wie Messbereich, Pulszahl,

Schnittstelle, Auflösung, Schutzart und

Wellen- bzw. Flanschgrößen, die konkret

gefordert sind. Am Ende gibt es ein detailliertes

Datenblatt für das spezifizierte Produkt.

Bestellt werden kann ab Losgröße eins.

www.posital.de

02 Der magnetische Draht des

Wiegand-Sensors erzeugt, unabhängig von der

Geschwindigkeit einer Drehbewegung,

energiereiche Spannungsimpulse

01 Mit einer Updaterate der Position

von weniger als 100 µs Zykluszeit

arbeitet die magnetische Encoder-Serie

in Echtzeit und ist somit prädestiniert

für zeitkritische Anwendungen


SENSOR+TEST 2017 I MESSE

Kommunikationstalente

Vernetzte Multibus-Datenlogger ebnen

den Weg in die digitale Welt

Ob es um individuelle Konfigurations- und Wartungsmöglichkeiten einer

Heizung geht, um flexible Produktionsprozesse oder um sich selbst steuernde

Anlagen geht – die Digitalisierung verändert die Welt. Zum Einsatz

kommen dabei digitale Bussysteme, die einerseits zur Steuerung innerhalb

der Maschinen erforderlich sind, andererseits zunehmend auch zur

Kommunikation zwischen Maschinen und Anlagen fungieren. Um auf

Informationen innerhalb der Busse zugreifen zu können, sind sogenannte

Multibus-Datenlogger gefordert. Was Sie leisten, erfahren Sie hier.

Maschinen- und Fahrzeugbusse gibt es

in vielfältiger Form. Der CAN-Bus ist

dabei sowohl in Fahrzeugen als auch in

Maschinen und Industrieanlagen besonders

weit verbreitet. Auch dank der neuen,

beschleunigte CAN-FD-Variante wird er mit

Sicherheit auch in Zukunft eine wichtige

Rolle spielen. Doch auch andere Bussysteme

mit höherer Datenrate und Kapazität

haben große Bedeutung, wie etwa Flex-

Ray und XCPoE sowie EtherCAT und Profinet

im indus triel len Umfeld.

Häufig gilt es, in einer Anwendung gleich

mehrere Bussysteme parallel zu erfassen.

Dieser Multi-Feldbus-Betrieb erfordert einen

flexiblen Logger, der mit zahlreichen

Busschnittstellen auch unterschiedlicher

Typen und Standards ausgerüstet werden

kann. Idealerweise ist jedes Interface dabei

mit einem eigenen Prozessor für Dekodieraufgaben

ausgerüstet. So bleibt die Leistung

des Gesamtsystems stabil.

Verfügt das System zusätzlich über eine

übergeordnete Signalverarbeitungsplattform

(z. B. IMC Online Famos), so kann es

sogar als Multi-Bus-Gateway fungieren: Es

bildet damit nicht nur eine Schnittstelle

zum Internet bzw. der Cloud, sondern kann

auch zwischen den unterschiedlichen Bussen

vermitteln und routen. Kommen etwa

Daten über eine CAN-Schnittstelle an, könnten

diese zum Beispiel auf EtherCAT umgesetzt

und wieder ausgegeben werden. Sogar

Aufgaben der Restbus-Simulation kann ein

intelligenter Bus-Logger übernehmen. Damit

ist die „Emulation“ von nicht vorhandenen

Komponenten gemeint, etwa in einem

Prototyen, dessen CAN Botschaften (z. B.

Freigabe-Signale) nachgebildet und ausgegeben

werden müssen, um die Funktion des

Gesamtsystems zu gewährleisten.

Dipl.-Ing. Nils Becker ist Leiter Marketing bei der

imc Test & Measurement GmbH in Friedrichsdorf

18 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


MESSE I SENSOR+TEST 2017

01 Vernetzte Multibus-Datenlogger als Schnittstelle

ins Internet of Things (IoT) und zu Cloud-Anwendungen

02 Multibus-Datenlogger kombiniert

mit Messmodulen für analoge Sensoren

Schnittstellen in das IoT

Für eine weltweite Vernetzung sind Schnittstellen

gefragt, die die Daten ins Internet der Dinge

bringen können. Bei stationären Anwendungen

ist Ethernet oder WLAN ideal, bei mobilen oder

abgelegenen Objekten ist dagegen eine direkte

Datenverbindung über Mobilfunk das Mittel der

Wahl. In diesem Fall gilt es, auf begrenzte Übertragungsbandbreiten

sowie instabile Verbindungen

Rücksicht zu nehmen. Das Messsystem

benötigt daher robuste Mechanismen zur Datenübertragung,

die die Daten bis zur vollständigen

Übertragung im Gerät halten.

Für konkrete IoT-Anwendungen ist es hilfreich,

wenn standardisierte Webprotokolle verwendet

werden können. Die IMC-Geräte bieten zum Beispiel

eine FTP-Schnittstelle zum Transfer der

Messdaten, einen Monitoring-Dienst für ausgewählte

Statusvariablen mittels UDP-Protokoll

und einen Web-Server für direkte Https-

Aufrufe z. B. von Tablets oder Smartphones aus.

Zusätzlich werden Synchronisationsmechanismen

angeboten, um die im Gerät zwischengespeicherten

Daten auf ein NAS zu transferieren

oder in eine Cloud-Datenbank zu laden.

Das Datenvolumen auf das

Wesentliche reduzieren

Gerade bei Mobilfunkverbindungen ist es sinnvoll,

die Menge der zu übertragenden Daten zu

reduzieren. Ein gängiger Weg ist es, diese verlustfrei

zu komprimieren, etwa mit Zip-Packern.

Noch effektiver ist jedoch ein echtes Verdichten

der Informationen durch eine lokale Vorverarbeitung

und Analyse.

Diese Verdichtung und „Veredelung“ der Inhalte

kann bereits in simpler Statistik bestehen,

wie z. B. Mittelung, Filterung und Effektivwerte

und bis hin zu anspruchsvollen Auswertungen

reichen wie Spektralanalysen oder Klassier­

Verfahren, wie sie etwa zur Festigkeits-Analyse

und Erkennung von Materialermüdung gängig

sind. Auch eine Verrechnung von Kanälen untereinander,

wie etwa die Leistungsberechnung,

sorgt für deutliche Datenreduktion. All diesen

Ansätzen ist gemeinsam, dass statt Rohdaten nur

noch aussagekräftige Kennwerte zu übertragen

sind. Eine weitere Möglichkeit der Verdichtung

bietet eine getriggerte Datenaufnahme, die statt

kontinuierlichem Recording nur noch die tatsächlich

relevanten Ereignisse erfasst. Ein intelligenter

Datenlogger sollte daher dem Anwender eine

leicht bedienbaren Plattform zur Erstellung eigener

individuell zugeschnittener Smart-Data­

Algorithmen zur Verfügung stellen – und das

ohne tiefgreifende Programmierung oder Firmware-Anpassung.

Eine integrierte Lösung

Eine integrierte Gesamtlösung ermöglicht die

IMC Meßsysteme GmbH mit Ihren intelligenten

Datenloggern. Diese bieten nicht nur unterschiedlichste

Busschnittstellen und Vernetzungsmöglichkeiten,

sondern lassen sich auch modular

um analoge Sensoreingänge erweitern.

Zudem verfügen sie über die Echtzeit-Plattform

IMC Online Famos, die dem Benutzer eine einfache

Oberfläche für eigene, lokale Online-

Daten­ Analysen bietet. Kombiniert mit der IMC

Cloud­ Lösung stehen Anwendern heute schon

leistungsfähige Werkzeuge zur Verfügung, um auch

bestehende Maschinen und Anlagen fit fürs IoT zu

machen und die Wertschöpfung zu steigern.

Bilder: imc Test & Measurement

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SENSOR+TEST 2017 I MESSE

Exakt bis in den

Submikrometerbereich

Laser-Profil-Scanner erlauben präzise 2D-/3D-Messungen in zahlreichen Anwendungsbereichen

Um einen Triangulations-Sensor mit Laserlicht

zu realisieren, wird ein Laserstrahl

auf ein Messobjekt fokussiert. Eine

unter einem festen Winkel zum Laserstrahl

geneigte, ortsauflösende Sensorzeile detektiert

die diffuse Reflexion an der Oberfläche.

Ändert sich der Abstand zwischen Sensor

und Messobjekt so ändert sich auch der

Winkel, unter dem das reflektierte Licht auf

die Sensorzeile fällt, und damit auch die

Position des reflektierten Lichts auf der

Sensorzeile. Über die Winkelbeziehungen

im Dreieck lässt sich der Abstand zwischen

Sensor und Oberfläche des Messobjekts

berechnen. Mit diesem Messverfahren können

Messgenauigkeiten bis in den Submikrometerbereich

erreicht werden.

Das Messprinzip kann auch auf zwei

Dimensionen ausgedehnt werden, indem

der Laser zu einer Linie statt zu einem

Punkt fokussiert wird – das Verfahren heißt

dann Laser-Linien-Triangulation. Als Sensor

dient dabei ein zweidimensionales Sensorelement

statt einer Sensorzeile. Unter dem

Winkel, aus dem das Sensorelement die

Oberfläche betrachtet, wird aus der geraden

Laser-Linie ein Profil der Oberfläche – man

spricht daher auch von Laser-Profil-Sensoren.

Dieses Oberflächenprofil kann aus den

Intensitätswerten des reflektierten Lichts,

das auf das ortsempfindliche Sensorelement

trifft, berechnet werden. Will man noch die

dritte Dimension hinzunehmen, so kann

das Messobjekt senkrecht zur Laserlinie

bzw. der Profilsensor über das Messobjekt

bewegt werden. Der Sensor wird zum 3D-

Laser-Profil-Scanner und kann auf diese

Weise ein dreidimensionales Bild der Oberfläche

erstellen.

Einflussfaktoren auf die Qualität

des Messergebnisses

Die geometrische Vermessung

von Objekten mithilfe von

Dreiecksbeziehungen wird als

Messprinzip der Triangulation

bezeichnet. Sie erlaubt nicht nur

die Vermessung großer Flächen,

sondern lässt sich auch in deutlich

kleinerem Maßstab anwenden.

Mit der Laserlinien-Triangulation

können Geometrien selbst auf

unterschiedlichen Oberflächen sehr

präzise vermessen werden. Und das

macht sie nahezu unschlagbar im

Vergleich zu anderen Verfahren.

B. Eng. Martin Hanisch, Beratung & Vertrieb

2D/3D Optische Messtechnik, Micro-Epsilon

Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg

Die Leistungsfähigkeit eines solchen Laser-

Profil-Scanners ist von vielen Faktoren abhängig.

Ideal ist es, wenn alle wesentlichen

Komponenten – also die Laserquelle, die

Optik zum Fokussieren der Laserlinie, die

Empfangsoptik, und das Sensorelement – in

einem Gehäuse untergebracht sind. Die

thermische und mechanische Stabilität des

Laser-Profil-Scanners kann dadurch einfacher

kontrolliert werden. Auch der Abstand

zwischen Sensor und Messobjekt und das

Umgebungslicht haben einen Einfluss auf

die Qualität des Messergebnisses. Um Störlicht

zu unterdrücken, ist ein Filter vor der

Empfangsoptik installiert, der nur für die

Wellenlänge des eingesetzten Lasers durchlässig

ist.

Zudem sind die Qualität der Optik und

der eingesetzten Laserdiode entscheidend

dafür, wie gut die Linie auf das Messobjekt

fokussiert werden kann. Die Ortsauflösung

der Sensormatrix und die Leistungsfähigkeit

des eingesetzten Prozessors sind maßgeblich

dafür, wie präzise und schnell aus

dem reflektierten Licht ein Oberflächenprofil

berechnet werden kann. Auch die

Wellenlänge des Laserlichts spielt eine Rolle:

Die Laserlinie einer blauen Laserdiode lässt

sich deutlich schärfer auf das Messobjekt

fokussieren als bei den üblicherweise verwendeten

roten Laserdioden. Blaues Laserlicht

dringt nicht so weit in die Oberfläche

ein, was zu einer weiteren Verbesserung

beiträgt. Oberflächen, die mit herkömmlichen

Laser-Profil-Scannern schwierig zu

vermessen sind, beispielweise organische

Materialien wie Holz oder Lebensmittel,

und semitransparente Materialien, lassen

sich mit Laser-Profil-Scannern, die auf

blauen Laserdioden basieren, deutlich besser

vermessen.

20 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Präzise, schnell und vielseitig

Micro-Epsilon bietet ein großes Spektrum an

Laser-Profil-Scannern an, die nach dem Prinzip

der Laser-Linien-Triangulation arbeiten. Die

Produktfamilie Scancontrol gehört zu den weltweit

leistungsfähigsten Profilsensoren. Die Scanner

arbeiten mit einer CMOS-Sensormatrix, die

eine Auflösung entlang der x-Richtung – das ist

die Richtung der Laserlinie auf der Oberfläche –

von bis zu 1 280 Punkten haben. Einen neuen

Maßstab in der Profilauflösung setzt das Modell

Scancontrol 29xx-10 BL mit einer Länge der

Laserlinie von 10 mm. Daraus ergibt sich ein

Punktabstand von nur 7,8 µm, wodurch dieser

Laser-Profil-Scanner mehr als doppelt so hoch

auflöst, wie die bisherigen Laserscanner mit

25 mm Messbereich. Die Auflösung in z-Richtung

kann je nach Modell sogar bis zu 1 µm

betragen. Mit dieser hohen Genauigkeit sind die

Laser-Profil-Scanner in der Lage, auch kleinste

Teile mit höchster Präzision zu vermessen. Die

Auflösung entlang der y-Achse hängt im Wesentlichen

davon ab, wie präzise das Messobjekt

relativ zum Scanner bewegt werden kann. Mit

Messraten von bis zu 4 000 Hz lassen sich so

Oberflächen nicht nur äußerst präzise, sondern

auch schnell vermessen.

Komplexe Messaufgaben direkt

im Scanner realisieren

Die Laser-Profil-Scanner der Serie Scancontrol

haben einen leistungsfähigen Controller, der

bereits im Gehäuse integriert ist.

Dieser berechnet aus den Intensitätswerten

auf der CMOS-Sensormatrix

das zweidimensionale

Profil der Oberfläche. Auch eine

Auswertung der Profile ist mit

den sogenannten Smart-Modellen

möglich. Damit lassen sich

häufig wiederkehrende einfache

oder komplexe Messaufgaben

direkt im Scanner realisieren

und als Messwert ausgeben. Die

Parametrierung erfolgt über die

PC-Software Configuration Tools

beispielsweise für Stufen, Winkel

oder Nuten. Die Parametersätze

werden direkt im Sensor

gespeichert. Auch die Ausgabe

eines IO/NIO-Signals ist möglich. Das erspart

dem Anwender die Verwendung einer externen

Steuerungs- oder Auswerteeinheit.

Möchten Anwender die Auswertung der Profildaten

extern vornehmen, kann der Laser-

Profil-Scanner auch die gesamten Rohprofile der

Sensormatrix ausgeben. Zur Anbindung an einen

PC ist eine Ethernet-Schnittstelle mit GigE-Vision

vorhanden. Um die Einbindung in eigene Software

zu erleichtern, stellt Micro-Epsilon Bibliotheken

für C, C++ und C# sowie LabView-Treiber

zur Verfügung. Auch eine Integration in Linux-

Umgebungen ist durch entsprechende Bibliotheken

problemlos möglich.

01 Messprinzip

eines Triangulations-

Sensors mit Laserlicht

Von der Feinmechanik bis hin zur

Kontrolle beim Laserschweißen

Typische Anwendungen der Geräteserie Scancontrol

finden sich in der Feinmechanik, der

Elektronik und der Fertigung von Präzisionsteilen.

Auch die Qualitätskontrolle beim Laserschweißen

ist möglich. Herrschen raue Umgebungsbedingungen,

so bietet Micro-Epsilon spezielles

Zubehör an, das den Scanner schützt. So ist etwa

für Schweißapplikation ein spezielles Schutzgehäuse

erhältlich, dessen Schutzscheiben austauschbar

sind. Eine zusätzliche Druckluftspülung

schützt die optischen Komponenten vor Staubablagerungen.

Bei hohen Umgebungstemperaturen

kann der Scanner in ein gekühltes Gehäuse

eingebaut werden. Die Position von Rasierklingen,

die Vollständigkeit von Schweißnähten, die optimale

Dosierung von Klebstoffen oder das richtige

Spaltmaß von Autokarosserien – all diese Anwendungen

sind mit den präzisen Laser-Profil-

Scannern von Micro-Epsilon in den vergangenen

Jahren erfolgreich realisiert worden.

Fotos: Micro-Epsilon

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02 Die Laser-Profil-Scanner arbeiten nach dem

Prinzip der Laser-Linien-Triangulation und eignen

sich für präzise Messungen auf winzigen Objekten

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SENSOR+TEST 2017 I MESSE

02

01

03 04

Schwingend zum Messwert

Dichte und Viskosität von Flüssigkeiten und Gasen auf Basis vibronischer

MEMS-Sensoren bestimmen

In Resonanz schwingende

Mikrostrukturen bilden die

Grundlage einer neuen Generation

Messmodule. Durch Interaktion

mit dem Fluid verändern sich zum

Beispiel Resonanzfrequenz und

Schwingungsgüte der Strukturen,

die über physikalische Modelle

Aufschluss über Dichte und

Viskosität von Gasen und

Flüssigkeiten geben. Damit können

Prozesse präzise überwacht und

eine stabile Qualitätssicherung

erreicht werden.

Ganz am Anfang steht die schwingende

Mikrostruktur. Je nach Medium und

Messaufgabe wird die passende Geometrie

ausgewählt. Hierbei kann es sich im einfachsten

Fall um eine Biegezunge, ähnlich

einem Sprungbrett im Schwimmbad, handeln

oder um einen aufwendigen freistehenden

Kanal. Die verschiedenen Bauformen,

die bei Truedyne Sensors zum Einsatz kommen,

werden in den Bildern 01 + 02 gezeigt.

Der Messeffekt entsteht in allen Bauformen

durch die Interaktion der Mikrostruktur

mit dem Fluid (Gase und Flüssigkeiten).

Eine Vielzahl von atomaren Effekten spielt

bei dieser Wechselwirkung eine wichtige

Rolle. Zu ihnen gehören die Besetzung der

Flächen durch quasistationäre Moleküle,

die bei der Schwingung mitbewegt werden

müssen und dadurch mit ihrer Masse zum

Gewicht des Schwingers beitragen, wie auch

die Wechselwirkung der freien Fluidmoleküle

untereinander. Diese Wechselwirkung

ist als Viskosität bekannt. Durch eine schwache

Anziehung der Moleküle untereinander

muss bei der Bewegung des Schwingers

durch diesen Hafteffekt eine sehr große Anzahl

von Molekülen mitbewegt werden. Je

dichter und hochviskoser das Medium ist,

desto stärker ändern sich die Resonanzfrequenz

und die Schwingungsgüte. Physikalische

Modelle wie von Sader oder Blom

helfen dabei, Schwingungseigenschaften,

Umgebungsbedingungen wie Druck und

Temperatur sowie Fluideigenschaften miteinander

zu verknüpfen. Daraus kann die

Dichte und Viskosität des Fluids bestimmt

werden.

Patrick Reith, R&D Project Manager MEMS bei

der TrueDyne Sensors AG in CH-Reinach

22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


01 Die Biegezunge ähnelt einem Sprungbrett

im Schwimmbad

02 Der freistehende Kanal aus Silizium ist

auf einem Glassubstrat montiert

03 Aufsicht auf den Cantilever

04 Der Omega-Chip von unten betrachtet:

Durch die beiden Löcher gelangt das Fluid in

den omegaförmigen Kanal, der dem Chip

seinen Namen gibt

Cantilever und Omega-Chip

im Vergleich

Je nach Kundenwunsch können in einem

nächsten Schritt weitere Größen wie z. B.

Mischungsverhältnisse, Brennwert oder der

Zuckergehalt abgeleitet werden. Die eigens

dafür entwickelten und patentierten Modelle

sind Teil der Truedyne Sensors Kernkompetenz.

Die Bilder 03 + 04 zeigen zwei der eingesetzten

Chips. Sie werden mit Verfahren der

Mikrosystemtechnik in Reinräumen hergestellt

und verfügen über funktionale Strukturen

in der Größenordnung von Mikrometern.

Der Cantilever wird vom Messmedium

umströmt. Durch seine geringe Dicke von

6 μm und seiner vergleichsweise großen

Fläche (300 × 100 μm) ist seine Sensitivität

besonders hoch. Die Anregung erfolgt

durch Lorentzkraft unter Zuhilfenahme eines

Wechselstroms und eines Permanentmagnets.

Detektiert wird die Bewegung durch

piezoresistive Widerstände, die als Dehnmessstreifen

fungieren. Durch den offenen

Aufbau und seine geringe Güte (aber sehr

hohe Sensitivität) eignet sich dieser Chip

nur für den Einsatz mit Gasen. Die vergleichsweise

hohe Viskosität von Flüssigkeiten

würde zu einer Überdämpfung der

Schwingung und damit zum Verlust des

Messsignals führen.

Komplexer im Aufbau ist der Omega-

Chip, der für die Messung von Flüssigkeiten

und Gasen bei höheren Drücken genutzt

wird. Durch die beiden Löcher auf der Unterseite

des Chips gelangt das Fluid in den

freistehenden und schwingenden omegaförmigen

Kanal. Die Anregung und Auslesung

der Schwingung erfolgt elektrostatisch

respektive kapazitiv. Da das Messrohr sehr

steif ist und das Fluid nur auf der Innenseite

mit ihm wechselwirkt, fällt auch der Messeffekt

kleiner aus als mit dem Cantilever.

Durch die sehr hohe Schwingungsgüte eignet

sich dieser Chip wiederum optimal für

die Vermessung von Flüssigkeiten und Gasen

bei höheren Drücken. Da sich die Dichte

von Flüssigkeiten sehr stark mit der Temperatur

ändert, verfügt der Chip über einen

On-board-Temperatursensor.

Stabile Qualitätsüberwachung

sicherstellen

Die erreichte Genauigkeit der beiden Chips

bezogen auf die Dichtemessung zeigt: Während

der Omega-Chip bei Flüssigkeiten

(Dichte > 600 kg/m 3 ) und Gasen bei höheren

Drücken (Dichte > 5 kg/m 3 ) einen sehr geringen

Messfehler von < 0,5 kg/m³ zeigt, sind die

Gase um Raumdruck herum das Metier des

Cantilever. Sein Messfehler liegt hier bei

< 1 kg/m³ und in der Viskositätsmessung bei

< 2 Prozent.

Diese hohen Genauigkeiten sind notwendig,

da sich in vielen Prozessen und

Anwendungen die Medien nur geringfügig

ändern, diese Änderung jedoch sehr große

Auswirkungen auf den Prozess und das

Endprodukt hat. Daher arbeitet Truedyne

Sensors schon sehr frühzeitig in der Entwicklungsphase

mit den Kunden zusammen,

um deren Bedürfnisse zu verstehen,

Lösungsmöglichkeiten anbieten und früh

mit dem Kunden zusammen testen zu

können. Dieser Aufwand lohnt sich, da

eine Prozessüberwachung mittels Dichteund

Viskositätsmessung über Jahre hinweg

eine stabile Qualitätsüberwachung sicherstellen

kann – ohne Rekalibrierung oder

Wartungsaufwand.

In Zukunft sollen weitere Sensoren in die

Geräte integriert werden, um durch Multi

Parameter Quality Measurement (MPQM)

eine Änderung der Fluidzusammensetzung

noch präziser detektieren und damit Prozesse

sicherer und stabiler machen zu können.

Fotos: 02 Bernd Müller für Hahn-Schickard,

sonstige TrueDyne Sensors

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SENSOR+TEST 2017 I MESSE

Marathon in der Druckmessung

Kapazitive Druckmessumformer beweisen sich selbst in kritischen Umgebungen

Drucksensoren erlauben die Messung

geringster Druckabweichungen

und kommen in hochsensiblen

Bereichen zum Einsatz. Insbesondere

kapazitive Druckmessumformer

bieten zudem eine hohe Präzision

und Langzeitstabilität der Messung

und Regelung. Lesen Sie, was sie

für den Einsatz in industriellen

Anwendungen so beliebt macht.

Präzisions-Druckmessumformer von Setra

sind in Reinräumen, in der Produktion

pharmazeutischer Produkte, sensiblen Krankenhaus-

und Laborbereichen nicht mehr

wegzudenken, da dort in den meisten Fällen

ein konstanter Über- und Unterdruck gegenüber

benachbarten Räumen erforderlich

ist. Auf diese Weise lässt sich je nach

Anwendungsfall das Eindringen oder Entweichen

schadstoffhaltiger oder verunreinigter

Luft mit zu hohen Staubanteilen oder

Keimen vermeiden. Des Weiteren kommen

sie überall dort zum Einsatz, wo in gewöhnlicher

Umgebungsluft befindliche Partikel

die Strukturierung integrierter Schaltkreise

(z. B. in der Halbleitertechnik) im Bereich

von Bruchteilen eines Mikrometers stören

würden. Hier wäre eine ungeregelte Überoder

Unterdruckversorgung verheerend.

Bis zu ± 0,02 % Messgenauigkeit

Reinraumtechnik, die in Bereichen der Optikund

Lasertechnologie, der Luft- und Raumfahrt,

innerhalb der Biowissenschaften, der

medizinischen Forschung und Behandlung

sowie bei Anlagen zur keimfreien Produktion

von Lebens- und Arzneimitteln wie auch

der Nanotechnologie zum Einsatz kommt,

benötigt eine zuverlässige Mess-Sensorik,

die selbst kleinste Druckabweichungen der

Luft fortlaufend signalisiert. Je nach Anwendungsanforderung

arbeiten Setra-Druckmessumformer

bis zu ± 0,02 % genau. Von

einer solchen Präzision, die bei vielen anderen

kapazitiv arbeitenden Druckmessern

nicht die Regel ist, profitieren auch Messund

Testanwendungen in der Barometrie

und Altimetrie.

Für Setra spielt vor allem die Bewährung

ihrer Produkte unter kritischen Bedingungen

eine große Rolle, z. B. bei Vibrationen,

extremen Temperaturen und Emissionsbelastungen.

Gerade die für den rauen industriellen

Einsatz konzipierten Modelle

sind so ausgelegt, dass sie über mindestens

10 Mio. Messzyklen hinweg ihre Präzisionsleistung

beibehalten und einer Schockbelastung

von 100 und 200 g standhalten.

Dasselbe gilt für Vibrationsausschläge von

zwischen 10 und 20 g. Die

entscheidenden Bauteile der

Sensoren sind entweder aus

rostfreiem Stahl oder widerstandsfähiger

Keramik. Damit

halten sie auch einer großen

Bandbreite von Säuren, Salz-

lösungen, korrosiven Gasen und Flüssigkeiten

mit hohem Partikelgehalt stand.

Druckmessumformer im Vergleich

Nachdem die ehrwürdigen Pionier-Errungenschaften

von Manometern und den

klassischen Rohrfedern hinter uns liegen,

sind neben kapazitiven Druckmessumformern

noch weitere Technologien auf dem

Vormarsch: Dehnungsmessstreifen oder

Messstreifen, die auf Halbleitern appliziert

werden, stellen sich ebenfalls einer breiten

Palette an Herausforderungen. Gegenüber

kapazitiven Sensoren, die ein weitaus höheres

Signal aus der Messzelle liefern, generieren

Dehnungsmessstreifen jedoch lediglich

ein intern verstärktes Signal, das mit

einem entsprechend höherem Rauschen

einhergeht. Dehnungsmessstreifen benötigen

entsprechend mehr Elektronik, um das

Grundsignal zu verstärken. Zudem sind sie

weitaus weniger resistent gegenüber Temperatur-

und Luftfeuchtigkeitsschwankungen.

Da kapazitive Druckmessumformer

generell den Vorteil genießen, über lange

Zeit nicht nachkalibriert werden zu müssen

und im Gegensatz zu anderen Verfahren

selbst geringste Druckschwankungen signalisieren,

ist an den Alleinstellungsmerkmalen

dieser Technologie nicht zu zweifeln.

Fotos: PCB Synotech, Ratiopharm

Die über 95 verfügbaren

Sensoren-Modelle zeichnen

sich durch ihre Präzision,

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Dr. Ralf Kruse, PCB Synotech GmbH, Hückelhoven

24 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Optimierung, Präzision und Leistung

Simple Motion Control für elegante Lösungen

Durch die Kombination kompakter MELSEC iQ-F-SPSen mit MELSERVO MR-JE

Servosystemen und der HMI Technologie der GS Serie erwirtschaften Anwender

ohne zeitraubende Installationen und Fehlermeldungen beachtliche Kosten- und

Leistungsvorteile. Einfache Konfiguration, intuitive Simple Motion Programmierung,

automatische Optimierung, Schwingungsunterdrückung und präzise

Systemabstimmung werden durch aussagekräftige Grafiken vervollständigt.

Mit den Simple Motion Control Lösungen von Mitsubishi Electric realisieren Sie

komplexe Anforderungen elegant auf einfache Art.

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Industrie 4.0 stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen.

Voraussetzung für das klare 'Ja' zu neuen Herausforderungen ist die

Zusammenarbeit mit einem verlässlichen Partner.

Genau hier setzt Mitsubishi Electric als Mitglied der e-F@ctory Alliance

an. In Zusammenarbeit mit einem Netzwerk von Partnerfirmen bieten wir

ein vielfältiges Lösungsportfolio innerhalb der Fabrikautomatisierung an

und zeigen Wege auf, wie sich deren Anbindung an die IT erfolgreich für

Ihre Anforderungen umsetzten lässt.

de3a.mitsubishielectric.com/fa


Sensor + Test 2017

Datenlogger als lokaler Router

Der neue Datenlogger Almemo 500 von Ahlborn kann als lokaler

Router verwendet werden und bietet damit Vorteile bei der

Messdatenerfassung. Bedienung und Konfiguration des Loggers

und der angeschlossenen Sensorik funktionieren bequem am

Tablet oder PC. Dafür steht eine App zur Verfügung. Der Zugriff

auf das Messwerterfassungssystem kann entweder lokal oder über

das Firmennetzwerk (WLAN oder LAN) oder über VPN

vorgenommen werden. Ein integrierter Webservice erlaubt den

gleichzeitigen Zugriff unterschiedlicher Anwender auf einen

Datenlogger. Für die Sicherung der Messdaten sorgt ein Rechtemanagement.

Die Reaktionszeit der App von rund 200 ms erlaubt

die Überwachung schneller Vorgänge. Bis zu 20 Messwertverläufe

können in einer Liniengrafik dargestellt werden. Angeschlossen

werden kann die gesamte Ahlborn-Sensorpalette sowie eigene

Kundensensorik. Dabei sind die Fühler über eine drahtlose

Fühlerverbindung absetzbar.

www.ahlborn.com

Alles für smarte Produkte

Komplette Lösungen für smarte

Anwendungen innerhalb des

Internet of Things präsentiert

der Distributor Rutronik auf

der Sensor+Test unter

„Rutronik Smart“. Diese

Lösungen finden Anwendung

in den Bereichen Smart Health,

Smart Mobility, Smart Energy,

Smart Home, Smart Agriculture,

Smart Industry und Smart

Things. Im Fokus steht die umfassende Palette an Sensoren. Hierzu

zählen MEMS, Umweltsensoren sowie magnetische und optische

Sensoren. Darüber hinaus werden auch Wireless-Komponenten,

Mikrocontroller, Powermanagement und Sicherheitslösungen

sowie Software und Services vorgestellt. Ausstellende Hersteller

am Stand des Distributors sind Bosch Sensortec, Micronas, NJRC,

Omron und Sensirion. Über „Erweiterte Batteriediagnosefunktion

auf Basis der Impedanzspektroskopie in Embedded Batteriemanagementsystemen“

referiert Andreas Mangler, Director

Strategic Marketing and Communications, am 31. Mai ab 11 Uhr

im Forum Halle 1.

www.rutronik.com

Messtaster mit integrierter Elektronik

Die induktiven Wegsensoren der Baureihe SM34.Q aus dem Hause

A.B. Jödden haben einen Durchmesser von nur 10 mm und erfassen

Wege von 5, 10, 15 oder 20 mm. Die integrierte Elektronik wertet

die Induktivitätsänderung aus, die durch die axiale Verschiebung

eines NiFe-Metallkernes hervorgerufen wird. Betriebsspannungen

von 5, 12 oder 24 V DC

und der geringe Betriebsstrom

ermöglichen den

Einsatz auch in mobilen

Systemen. Das wegproportionale

analoge

Ausgangssignal von 0 bis

10, 0 bis 5, oder 0 bis

4 V DC kann von vielen

Auswerteeinheiten direkt

verarbeitet werden. Die

Ausführung mit Stromausgang 4 bis 20 mA ist in Zweileitertechnik

verfügbar. Die hohe Lebensdauer und die Zuverlässigkeit ermöglichen

auch den Einsatz bei sensiblen Anwendungen wie Satellitentechnik

oder Flugzeugen.

www.abjoedden.de

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Sensor + Test 2017

Piezoelektrische Messketten komfortabel

testen und kalibrieren

Mit dem Charge Generator, einem Funktions- und Ladungsgenerator,

bietet Ifta einen kompakten und vielseitigen Simulator für

das Testen von piezoelektrischen Messketten. Das handliche Gerät

mit Abmessungen von

33 × 150 × 107 mm

(H × B × L) und einem

Gewicht von ca. 270 g

kann wahlweise Piezo-

Druck- und Piezo-

Beschleunigungssensoren

simulieren oder ein

Spannungssignal bereitstellen.

Für das Ausgangssignal

können eine

Frequenz von 1 Hz bis 20 kHz sowie eine Amplitude von 0,1 bis

1 000 pC oder 0,1 bis 1 000 mV gewählt werden, jeweils in Schritten

von 0,1 pC oder 0,1 mV. Neben sinusförmigen bietet der Simulator

auch asymmetrische Wellenformen für Polaritätschecks. Mithilfe

des synchronen Spannungsausgangs lassen sich zudem Transfer-

Charakteristiken bestimmen. Aufgrund seiner hohen Genauigkeiten

von ± 1 mHz für die Frequenz sowie ± 0,5 % für die Ladung und ± 0,1 %

für die Spannung lässt sich der Generator auch für Kalibrierzwecke

einsetzen. Er verfügt über ein 2,7"-Display und lässt sich über 4 × AA-

Batterien oder USB versorgen. Für den Ladungsausgang sind Lemound

BNC-Stecker, für die Spannung ein BNC-Ausgang erhältlich.

www.ifta.com

Digitale ortsfeste Gasmesssysteme

Logidatatech-Systems

erweitert ihr Sortiment

ortsfester Gasmesssysteme

um eine neue,

digitale Produktfamilie.

Die Systeme sind in ihren

funktionalen Anforderungen

softwaretechnisch

vernetzt und ausbaubar.

Das Besondere: Die

Hardware ist ebenfalls

in die Softwarestruktur

eingebunden. Somit

besteht das System

(DS-SYS) aus drei Modulen. Der Sensor (DS-SE) ist für die

Umwandlung der Messgröße in ein elektrisches Signal zuständig.

Entsprechend dem Messprinzip folgt diesem das Analysemodul

(DS-AU), das den jeweils aufgesteckten Sensor erkennt und die

Kennzahlen ausliest. Das Ausgabemodul (DS-OU) verfügt sowohl

über analoge- als auch digitale Ausgänge. Es unterstützt verschiedene

Busanbindungen wie Ethernet TCP/IP, RS485 und Modbus

RTU. Zentraler Bestandteil des Gasmesssystems ist der Service

Controller (DS-SC) im handlichen Format eines Multimeters.

Er führt durch Inbetriebnahme, Konfiguration, Überprüfung oder

Kalibrierung des DS-Systems. Die ausgelesenen Daten werden

protokolliert und können dem jeweiligen Kunden bzw. Projekt

zugewiesen werden.

www.logidatatech.com

Feuchte-, Druck- und Temperatursensor in Miniaturausführung

Bosch Sensortec stellt die BME280 Integrated Environmental Unit vor – ein Multifunktionssensor für Druck,

Feuchte und Temperatur, verpackt in einem ultrakleinen 8-Pin LGA-Gehäuse mit einer Fläche von nur

2,5 × 2,5 mm und einer Höhe von 0,93 mm. Der Sensor eignet sich für den Einsatz in mobilen Anwendungen und

hat eine Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde. Der Stromverbrauch beträgt nur 3,6 µA bei 1 Hz und 0,1 µA im

Sleep-Modus. Seine relative Genauigkeit für Druckmessungen liegt bei ± 0,12 hPA.

www.acalbfi.de

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Datenlogger

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Fast unzerstörbare Drucksensoren

Wiedemann hat seine Drucksensoren der Familie M01-Qualifizierungstests

nach den Normen ISO 16750-3 und DIN EN 60068-2-80

unterzogen. Diese ergaben: Die Sensoren sind so robust, dass man

sie nahezu als unzerstörbar bezeichnen kann. Über mehr als elf Tage

wurden sie Vibrationen mit Frequenzen bis 2 000 Hz und Beschleunigungen

von 18 g in drei Achsen bei gleichzeitig 70 Temperaturzyklen

zwischen - 40 und + 125 °C ausgesetzt. Während Prüfstand,

Zuleitungen und Stecker mehrmals repariert oder erneuert werden

mussten, gingen die Sensoren unbeschädigt aus dem Test hervor.

Die Drucksensoren sind nach dem Baukasten-Prinzip aufgebaut,

sodass Druckbereich, Druckanschluss, elektrisches Signal und

elektrischer Anschluss nahezu beliebig kombinierbar sind.

www.sensor-technik.de

28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017

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Strömungsmesstechnik in Echtzeit

Das Unternehmen Althen präsentiert auf der diesjährigen

Sensor+Test das Micro Air Data System 2.0. Es wird überall dort

eingesetzt, wo geringe Größe und Gewicht und aerodynamische

Informationen mittels direkten Durchflussmessungen erforderlich

sind. Das voll

integrierte Luft-Daten-

System verbessert die

Stabilität und Sicherheit

z. B. von Fahrzeugen,

Flugzeugen

sowie Prüfständen

und liefert Strömungsgeschwindigkeitsdaten

sowie Anströmwinkel in Echtzeit. Des

Weiteren erwarten die Besucher u. a. zwei neue digitale Drucksensorfamilien

mit CANopen-Ausgang.

www.althen.de

Individuell bestückbare USB- und

Ethernet-Messmodule

Großflächige Temperaturauswertungen

Der Linescanner LS15 aus dem Hause Heitronic kann zur zeilenförmigen

Oberflächen-Temperaturmessung im Bereich von - 50

bis + 3 000 °C eingesetzt werden. Für raue und heiße Umgebungen

gibt es eine HD-Ausführung bis 280 °C. Mit einem Scanwinkel von

90 ° können großflächige Temperaturauswertungen für die

Überwachung und Regelung aller Messobjekte in Produktionsprozessen

durchgeführt werden. Über die Schnittstelle ist die

Messeinheit frei programmierbar. Der Betrieb ist ferngesteuert

oder autark möglich. Das Gerät weist eine Scan-Geschwindigkeit

von 10 Hz/900 °/s und eine Messgeschwindigkeit bis 1 ms auf.

Mit ihm sind 500 individuelle oder 1 000 aufeinanderfolgende

Messpunkte in einer Reihe pro Scan möglich. Das Gerät erkennt

und scannt Stückgut selbstständig und ist in eine SPS im

Industrie-4.0-Umfeld integrierbar. Typische

Anwendungen sind z. B. Prozesskontrollen

bei der Papierverarbeitung, Kunststofffolienherstellung,

Lebensmittelproduktion oder

der Metall- und

Glasverarbeitung.

www.heitronics.com

Die Messmodule SC-1608 von Measurement Computing sind

flexibel konfigurierbar für viele Messanwendungen. Die Serie

kombiniert auf einem Board Multifunktionsmesstechnik mit USBoder

Ethernetanschluss

sowie eine kanalweise

isolierte Signalkonditionierung

für bis zu zehn

analoge Ein- und

Ausgänge sowie acht

digitale I/O-Kanäle. Die

Signalaufbereitung kann

für jeden Kanal angepasst

werden. Alle Modelle

haben Platz für zehn

isolierte analoge 8B-Eingangs- und Ausgabemodule sowie acht

digitale I/O-Solid-State-Relais-Module. Jeder einzelne Kanal kann

individuell bestückt werden – so können die Analogeingänge z. B.

für die Erfassung von Spannung und Strom, die Temperaturmessung

mit Thermoelementen oder Widerstandsfühlern, den Anschluss

von DMS oder für die Aufzeichnung von Frequenzen genutzt

werden. Jeder Kanal kann auch ohne Signalkonditionierung als

nicht isolierter Ein-/Ausgang verwendet werden. Die Module

werden von Data Translation vertrieben.

www.mccdaq.de

Robuste

Drucktransmitter

im Miniformat

www.amsys.de


SENSOR + TEST • Halle 1 • Stand 340

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Halle 1, Stand 1-329

Temperaturstabile Messergebnisse

Der Hochtemperatur-Beschleunigungssensor 357A100 aus dem

Hause PCB Synotech mit differentiellem Ladungsausgang misst in

Umgebungstemperaturen bis 482 °C. Damit lässt sich der masseisolierte

Sensor für Messungen an Gasturbinen und Turboladern

einsetzen. Das eingesetzte piezoelektrische Material UHT-12 ist

rauscharm und weist einen sehr niedrigen Temperaturkoeffizienten

auf. Das Sensorelement ist als Schertyp konstruiert,

die Montage des Beschleunigungssensors erfolgt

über eine 3-Loch-Befestigung nach dem

ARINC-Standard.

www.synotech.de

SIKA TP Premium – eine Revolution

in der Temperatur-Kalibriertechnik




Einzigartiges Funktionsprinzip: Eigenschaften des Sensor-

Prüflings werden virtuell modelliert.

Es wird eine bei tragbaren Kalibratoren überragende Temperaturstabilität

im Millikelvin-Bereich erreicht.

Auf lange Sicht zukunftssicher durch regelmäßige Software-

Updates und Erweiterungen.

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finden Sie unter:

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Sensor + Test 2017

Berührungslos messende Kraftsensoren

Torque & More stellt die berührungslos messenden Kraftsensoren

A3-P und A3-Lite vor. Der A3-P ist ein leistungsstarkes Sensor-

System zur Messung von Drehmomenten, Biege- und Axialen-

Kräften. Er verfügt über automatische Systeminitialisierung,

Kompensationsfunktionen sowie ein PC-Kommunikations-Interface

mit integrierter Signalverarbeitung und eine grafische Signaldarstellung.

Messungen sind mit Abstand zur Welle bis zu 3 mm

möglich. Als Datenspeicher dienen SD-Karten. Der A3-Lite „S“ ist

für statische Anwendungen gedacht, um Biege- und Drehmomentkräfte

an ferromagnetischen Objekten zu messen (Schaft, Voll- und

Hohlwelle, Träger). Er kann mit jeder Objektgröße verwendet

werden. Das Messresultat mit 100 Messungen pro Sekunde ist an

einem analogen Ausgang mit 0 bis 5 V verfügbar. Der A3-Lite „D“

ist ein kalibrierter Drehmoment-

Sensor, der auf einer ferromagnetischen

Messwelle mit 25 mm

Durchmesser montiert ist. Er

bietet 100 Messungen pro

Sekunde bei einer maximalen

Wellendrehzahl von 6 000 min -1 .

www.tam-sensors.com

WiFi-Sensoren für Vibration, Neigung und

Schock im offenen WiFi-Standard

Beanair hat in Zusammenarbeit mit

seinen Kunden die Wilo-Technologie

(Wifi Low Power) entwickelt, eine neue

Generation von WiFi-Sensoren für

Vibration, Neigung und Schock im

offenen WiFi-Standard mit niedrigem

Stromverbrauch und großem Datenspeicher.

Die energieeffizienten Wilo-Sensoren sind eine Weiterentwicklung

der BeanDevice-Smartsensoren und erfüllen alle

Anforderungen für IoT-Anwendungen mittels MQTT (Message

Queuing Telemetry Transport) IoT-Protokoll Standard. Dadurch,

dass die Sensoren im normalen WiFi-Netzwerk-Standard arbeiten,

funktioniert das Setup der Sensoren überall, wo es ein normales

WiFi-Netzwerk gibt. Die Sensoren besitzen einen eingebauten

Datenlogger für bis zu 5 Mio. Datenpunkte und einen eingebauten

Akku. Die Geräte wurden für Messaufgaben aus den Bereichen

Condition Monitoring, Structural Health Monitoring, Vibrations- &

Schwingungsanalyse sowie Test & Measurement entwickelt.

www.additive-net.de

Strom- und Leistungssensor in einem

Das LEM-Sensorpaket von CSM ermöglicht eine schnelle und

synchrone Strommessung. Mit dem anschlussfertigen Sensormodul

lassen sich in Verbindung mit dem EtherCAT-basierten

Messmodul Ecat ADMM 4 HS800 hochdynamische Strommessungen

mit einer Grenzfrequenz von 100 kHz in einem Messbereich

von ± 500 A durchführen sowie Spannungen an Antriebsund

Bordnetzkomponenten bis zum Messbereich ± 90 V direkt

messen. Durch den vom Ecat-Modul unterstützten Synchronisationsmechanismus

Distributed Clocks ist eine synchrone Messung

aller Kanäle auch für Leistungsmessungen möglich. Herz des Systems

ist ein spezieller Hall-Sensor. Er hat eine hohe Grenzfrequenz und

arbeitet in einem großen Betriebstemperaturbereich. Sensoren dieser

Leistungsklasse benötigen eine individuell abgestimmte Hilfsversorgung.

Das Sensorsystem ist fertig verkabelt und kann sofort per

Plug&Play genutzt werden. Dazu

sind ein DC/DC-Wandler und ein

Shunt integriert, sodass ein analoges

Ausgangssignal proportional zum

gemessenen Strom entsteht.

www.csm.de

Miniatur-Kraftmessringe für alle

Standardgrößen

Die piezoelektrischen Miniatur-Kraftmessringe der Serie Paceline

CLP von HBM gibt es ab sofort in drei neuen Nennkräften von 3, 14

und 36 kN. Somit lassen sie sich mit allen industrieüblichen Schraubverbindungen

von M2,5 bis M14 sofort in bestehende Konstruktionen

einbauen. Die Kraftsensorik kann mit ihnen auch in sehr kleinen

Konstruktionen installiert werden, ohne Schraub- oder Bolzenverbindungen

anpassen zu müssen. Typische Einsatzgebiete sind

die Produktionsüberwachung oder dynamische Messungen im

Versuch. Insgesamt stehen nun Kraftmessringe der Serie in sieben

Varianten von 3 bis 80 kN zur Verfügung. Ihre Bauhöhe beträgt

3 bis 5 mm. Die CLP-Sensoren sind aus rostfreien Materialien

gefertigt und RoHS-konform.

Sie haben zudem ein besonders

rauscharmes Ladungskabel. Alle

Sensoren, unabhängig von der

Nennkraft, sind mit Kabellängen

von 0,5 und 1 m lieferbar.

www.hbm.com

CE-CON.indd 1 27.03.2017 07:49:52

30 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Dunkelfeld-Beleuchtung für die Kontrolle von Oberflächen

Polytec stellt seine Dunkelfeld-Ringlicht-Familie der Latab-Serie vor. Die LED-Leuchten sind in Größen

zwischen 15 und 246 mm Innendurchmesser oder in kundenspezifischen Größen erhältlich. Neben

dem Ringlicht-Durchmesser spielt der horizontale Abstrahlwinkel oft eine wichtige Rolle. Wenn der

Arbeitsabstand zur Oberfläche des Objekts 20 mm übersteigt, ist der Abstrahlwinkel zu flach, um die

nötigen Reflexionen zu erzeugen. Deshalb sind spezifische Anpassungen des

Abstrahlwinkels zwischen 70 und 90 ° möglich. Die Auswahl der Lichtfarben

umfasst Rot, Grün, Blau, Weiß, IR sowie UV. Als LED-Controller stehen

sowohl Dauerlicht- als auch Stroboskop-Controller in 1- bis 4-kanaliger

Ausführung, mit Analog-, Ethernet- oder RS-232-Schnittstelle sowie

externem oder internem Dimmer zur Wahl. Zudem bietet Polytec einen

24-V-Inline-Controller, der ins Stromversorgungskabel integriert ist.

Dunkelfeld-Beleuchtungen werden für die Kontrolle von Oberflächen

eingesetzt. Durch ihr seitlich bzw. flach einfallendes Licht werden Kratzer,

Kanten, Prägungen oder Verunreinigungen sichtbar gemacht.

www.polytec.de

Stromsensoren mit hoher Leistungsdichte

Der programmierbare Stromsensor CFS1000 wurde für die hochdynamische elektronische Messung

von DC, AC sowie gepulsten Strömen mit integrierter galvanischer Trennung entwickelt. Der auf dem

Anisotropen Magnetoresistiven (AMR) Effekt basierende Sensor besteht aus einem AMR-Sensorchip,

der Auswerteschaltung (ASIC) sowie zwei Magneten in einem SMD SO16-Gehäuse. Er ermöglicht ein

dynamisches Ansprechen ohne Hysterese-Verhalten. Der Messbereich des Stromsensors wird über die

Geometrie einer externen Stromschiene eingestellt, sodass er in einem breiten Anwendungsfeld einsetzbar

ist. Der zu messende Strom (Primärstrom) wird unterhalb des Sensors durch eine Leiterplatte

oder eine Stromschiene geführt. Durch eine U-förmige

Stromführung wird ein differenzielles Magnetfeld erzeugt,

welches den Einfluss magnetischer Störfelder verringert.

Weitere Eigenschaften sind die hohe Linearität und geringe

Temperaturabhängigkeit des Sensors. CFS1000 Stromsensoren

sind für Großserien im Automotive-Sektor oder

in den Bereichen Antriebstechnik, regenerative Energien

und Elektromobilität vorgesehen.

Mems-Inertialsensoren

nach Maß

Die hochgenauen kapazitiven

Silizium-Inertialsensoren von First Sensor

zur Messung von Neigung, Beschleunigung und

Vibration bestehen aus einem Silizium-Sensorelement

in Verbindung mit einer Asic-Signalverarbeitung

in einem hermetisch dichten

SMD-Gehäuse. Sie erreichen Auflösungen von

10 µg bzw. 0,0005 ° und können mechanisch

und elektrisch kundenspezifisch angepasst

werden. Zusätzlich stehen Evaluation-Kits für

die einfache Auswertung und Konfiguration zur

Verfügung. Die unbeschichteten, einkristallinen

Silizium-Mikrostrukturen mit großem Aspektverhältnis

bieten geringste Querempfindlichkeiten,

große Signal-Rausch-Abstände und eine

hohe Temperaturstabilität. Die Aim-Technologie

minimiert parasitäre Kapazitäten durch die

Isolation der Komponenten mithilfe eines

Luftspalts.

www.first-sensor.com

www.sensitec.com

Robuster, digitaler

16-Bit-Neigungssensor

Der Neigungssensor SCA3300 von Murata mit

SPI-Schnittstelle basiert auf der kapazitiven

3D-Mems Automotive Digital-Plattform des

Herstellers. Durch ein vierachsiges Design ist

mit ihm eine Selbstüberwachung der dreiachsigen

Messwerte möglich. Der robuste Sensor

bietet Messbereiche der XYZ-Achsen von ± 1,5,

± 3 und ± 6 g mit einer Auflösung von 16 Bit.

Er arbeitet in einem Temperaturbereich von

- 40 bis + 125 °C. Die Spannungsversorgung kann

bei 3,0 bis 3,6 V mit einem Stromverbrauch von

1 mA erfolgen. Der Sensor bietet viele Diagnose-

Features und ein geringes Rauschen des

Ausgangs-Signals von 37 μg/Hz. Er wird in

einem für die SMD-Montage geeigneten Dual-

Flat-Lead-Package geliefert. Eingesetzt wird der

Sensor vor allem für die Neigungsmessung im

Bereich ± 90 ° bzw. 360 °. Der technische Vertrieb

erfolgt über IS-Line.

www.is-line.de

TechnologyLeicht.

LWie Sie es auch drehen und wenden:

Innovative Infrared

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

exakte, individuelle und günstige Infrarot-Thermometer und Infrarotkameras

zur berührungslosen Temperaturmessung von –50 °C bis

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

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ermöglichen erstmals radiometrische

Videoaufzeichnungen aus der Luft.

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Sensor + Test 2017

Pyrometer ermöglicht Kombination aus

Einkanal- und Quotientenmessung

Das neue IGAR 6 Advanced von Lumasense ist ein digitales,

kompaktes und schnelles Pyrometer, das, je nach Anforderung, in

verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden kann und Messbereiche

zwischen 100 und 2 000 °C abdeckt. So erfolgt im Smart-

Modus die Messung von 100 bis 250 °C einkanalig, während im

Temperaturbereich zwischen 280 und 2 000 °C zweikanalig (im

Quotienten-Modus) gemessen wird. Im Bereich 250 bis 280 °C findet

automatisch ein kontinuierlicher Übergang von einkanaliger zu

zweikanaliger Messung statt. Aufgrund des langen Messbereichs,

kombiniert mit kompakten Abmessungen und dem Smart-Modus,

eignet sich das Pyrometer als Messlösung für viele Applikationen

in der industriellen Fertigung. Wie andere Pyrometer der Serie 6

verfügt auch das Igar 6 Advanced über vielfältige Möglichkeiten der

Ausrichtung wie Durchblickvisier, Laser-Pilotlicht und TV-Modul.

www.lumasenseinc.com

Inserentenverzeichnis Heft 3/2017

ADDI-Data, Rheinmünster39

Amsys, Mainz29

Analog Microelectronics, Mainz33

ATR Industrie-Elektronik, Krefeld57

Bachmann electronic,

A-Feldkirch-Tosters 2.US

Baumer Optronic, Radeberg79

CE-CON, Bremen30

Codixx, Barleben27

Conrad Electronic SE, Hirschau63

Data Translation, Bietigheim-Bissingen13

Delphin, Bergisch Gladbach5

DIAS Infrared, Dresden21

E+E Elektronik, A-Engerwitzdorf55

Electronic Assembly, Gilching28, 78

Electrotherm, Geraberg19

Endress+Hauser, Weil am Rhein42a+b

Escha, Halver51

Euchner, Leinfelden-Echterdingen61

Falcon Illumination MV,

Untereisesheim77

First Sensor, Puchheim15

Flir, Frankfurt73

Fujifilm, Düsseldorf71

Goldammer, Wolfsburg41

iC-Haus, Bodenheim11

IDS Imaging Development, Obersulm75

Igus, Köln53

IL Metronic, Unterpörlitz34

Jäger, Lorsch 4.US

Jumo, Fulda35

Mayr GmbH + Co. KG, Mauerstetten9

Meorga, Nalbach6

Michell, Friedrichsdorf33

Mitsubishi Electric Europe B.V,

Ratingen25 + 26

Optris, Berlin31

Polytec, Waldbronn23

Rauscher, Olching67

Rohde & Schwarz, München7

Rose Systemtechnik, Porta Westfalica59

Schmersal, Wuppertal3

Sensitec, Lahnau17

SIKA, Kaufungen29

Sill Optics, Wendelstein81

Spektra, Dresden44

Stemmer Imaging GmbH, Puchheim69

TWK, Düsseldorf35

ViscoTec, Töging45

UV-Radiometer mit Korrekturmöglichkeit

Mit dem UV-Messgerät KUV 2.4 WR

aus dem Hause IL Metronic können

UV-Sensoren in Wasserdesinfektionsanlagen

kontrolliert werden. Als

Handgerät ermöglicht es die Überprüfung

und Korrektur vor Ort. Der

Vergleichssensor wird anstelle des

Anlagensensors verwendet oder in

ein separates Tauchrohr eingesetzt.

Das Messgerät erkennt den richtigen

Vergleichssensor, zeigt diesen im

Display an und übernimmt dessen

Kalibrierwerte. Zusätzlich kann

ein zu überprüfender, digitaler

Anlagensensor der Reihe SUV 19

angeschlossen und mit dem

Vergleichssensor überprüft werden.

Über das Gerätemenü ist eine

Korrektur oder Anpassung des

Anlagensensors auf Basis des

Vergleichssensor-Messwertes möglich. Über Rundsteckverbinder

kann ein analoger Spannungsausgang und eine digitale RS232-

Schnittstelle für die Messwertverarbeitung mit externen Geräten

genutzt werden. Eine Überwachung des UV-Radiometers bei

einem zuständigen Kalibrierdienst ist über optional mitgelieferte

Software möglich.

www.il-metronic.com

LVDT-Wegsensoren mit Außengewinde

Zur präzisen Weg- und Positionsmessung auf Strecken von 2, 5, 10

bzw. 20 mm bietet Inelta eine große Auswahl an LVDT-Sensoren

in M12- oder M18-Gehäusen mit Außengewinde. Anders als glatte

Ausführungen müssen die Sensoren nicht mit Madenschrauben

geklemmt werden, die das Gehäuse beschädigen und den Messwert

verfälschen können. Darüber hinaus zeichnen sich diese

Sensoren gegenüber anderen Fabrikaten dadurch aus, dass sich

ihr Außengewinde nicht nur an den Gehäuseenden befindet,

sondern sich über die gesamte Länge erstreckt. So ermöglichen

sie eine flexible Montage und vereinfachen die bedarfsgerechte

Justierung. Die Betätigung der LVDT-Sensoren erfolgt über einen

ungeführten Kern oder einen Taster mit innenliegender Feder.

Die Linearitätstoleranz der Sensoren beträgt ± 0,3 %. Dank ihrer

Gehäuse aus chemisch vernickeltem Stahl in Schutzart IP65

(optional: IP68) und einem Temperaturbereich von - 25…+ 85 °C,

der auf Anfrage auch erweitert werden kann,

eignen sich die LVDT-Sensoren auch für

raue Umgebungen.

www.inelta.de

INDUSTRIAL AUTOMATION

www.world-of-industries.de

32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Handheld-Signalanalysator mit größerem

Touchscreen-Display

Der neue CoCo-80X aus dem Hause ADM Messtechnik ergänzt

die Handheld-Analysatoren und Datenrecorder der CoCo-80-Serie

um ein Modell mit einem größeren Touchscreen-Display sowie

CAN-Bus-, GPS-, Wlan- und HDMI-Schnittstellen. Die kompakte

Bauform prädestiniert den Analysator für den mobilen Einsatz vor

Ort. Sein interner Akku ermöglicht bis zu 10 Stunden Betrieb ohne

externe Spannungsquelle. CoCo-80 kommt ohne Festplatte und

Lüfter aus und verfügt somit über keine mechanisch empfindlichen

Bauelemente. Das Gerät ist daher für akustische Messaufgaben

geeignet und resistent gegenüber Schock und Vibration. Der

Funktionsumfang erstreckt sich von der Zeitsignalaufzeichnung

über FFT-, Oktav- und Ordnungsanalysen, die Erfassung von

Übertragungsfunktionen und Schallpegeln,

die Überwachung von Alarmpegeln und

das Wuchten von Rotoren bis hin zur

Maschinendiagnose. 2, 4, 8 oder

16 Eingangskanäle erfassen Spannungssignale

sowie die Signale IEPE/ICPbasierender

Aufnehmer mit 24-Bit-

Auflösung und Abtastraten bis 102,4 kHz

in einem 4-GB-Flash-Speicher.

www.adm-messtechnik.de

Drucktransmitter im

Miniatur-Metallgehäuse

Die neuen Sensoren AMS 3011

von Amsys sind eine Serie von

miniaturisierten Drucktransmittern

im kompakten Metallgehäuse,

die insbesondere in

der Medizintechnik Verwendung

finden. Die Transmitter

werden für verschiedene Druckarten

wie Absolut- Relativ- und

Differenzdruck im Druckbereich von 50 mbar bis 10 bar und für

barometrische Anwendungen von 700 bis 1 200 mbar angeboten.

Bidirektional differenzielle Varianten ermöglichen Messungen im

Bereich von - 25 bis + 25 mbar bis - 1 bis + 1 bar, womit Unter- und

Überdruck mit demselben Sensor gemessen werden können. Die

Sensoren haben einen analogen 0 bis 5 V Ausgang und können in

einem weiten Versorgungsbereich von 8 bis 36 V bei -25 bis 85 °C

betrieben werden. Mit dem Metallgehäuse erlauben die Sensoren

einen Systemdruck von 16 bar. Die Transmitter können mit

verschiedenen schraubbaren M5-Druckanschlüssen versehen

werden. Der elektrische Anschluss erfolgt auf der Rückseite über

einen M5-Sensorstecker.

www.amsys.de

Gaswarnanlagen für Sicherheit in Gebäuden

MSR-Electronic bietet Sensoren, Controller

und Warnmittel für Kälteanlagen. Mit der

Serie Polygard 2 ist eine sichere Leckageüberwachung

gegeben und sie sorgt somit

für den sicheren Betrieb der Kälteanlagen.

Die einfache Plug&Play-Sensorik (X-Change)

ermöglicht es zudem, Kosten und Zeit für

Wartung zu sparen. Die Sensoren sind für

alle gängigen Kältemittel verfügbar. Die

Gaswarnanlagen sind u. a. konform mit EN 378-1 sowie SIL2-

konform gemäß IEC 61508. Alarmschwellen und Schnittstellen

sind frei wählbar. Für Sicherheit sorgen die Türeingangs-Module:

Tritt in geschlossenen Gebäuden erhöhte Gas-Konzentration auf,

lassen sich die Eingänge nur von innen nach außen öffnen. Damit

ist gewährleistet, dass sich Personen nur aus dem gefährlichen

Bereich nach außen, aber niemals hinein bewegen können.

www.msr-electronic.de

Sensor für Gasanalysegeräte

im Mini-Format

Der ES1 von Pewatron ist ein besonders kleiner elektrochemischer

Sensor, mit dem sehr kompakte Gasanalysegeräte gebaut werden

können. Die erste Generation wurde für die Emissionskontrolle

und Überwachung von Gasen wie O 2

, CO, NO 2

, H 2

S, H 2

und von

flüchtigen organischen Verbindungen entwickelt. Er ist für

Anwendungen mit hohem Durchsatz geeignet, da die einzelnen

Schichten auf ein Trägersubstrat aufgedruckt sind. Mit ihm

konstruierte Gassensoren machen neue Anwendungen möglich,

z. B. in Haushaltsgeräten oder für eine intelligente Klimasteuerung.

Der Stromverbrauch ist dabei so niedrig, dass ein Batteriebetrieb

und Remote-Anwendungen möglich sind. Die Serie deckt unterschiedliche

Standardmessbereiche ab, aber auch individuelle

Ausführungen sind möglich – auch in Bezug auf Ansprechzeit und

Empfindlichkeit. Die Sensoren

werden individuell kalibriert und

mit einem Prüfbericht geliefert. Ihre

erwartete Lebensdauer beträgt über

drei Jahre.

www.pewatron.com

Robuste

Drucktransmitter

im Metallgehäuse

www.analogmicro.de

SENSOR +TEST •Halle 1•Stand 309

Warum Michell?

Analog-Microelectronics.indd 1 03.05.2017 09:15:34

www.michell.de

Halle 1, Stand 1- 460

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 33

Michell.indd 1 03.05.2017 09:52:15


Sensor + Test 2017

Kontaktloser Drehmomentsensor für

unterschiedliche Kräfte

Der Drehmomentsensor A3 von Trafag misst kontaktlos Zug- und

Druckkräfte, Drehmomente, Drehzahl und Verformung an

beliebigen Wellen und Prüfkörpern. Kernstück des Sensors sind in

spezifischen Prozessen hergestellte Planarspulen, die ein Magnetfeld

erzeugen und über die ferromagnetischen Eigenschaften des

Prüfstücks beeinflusst werden. Dadurch ist eine kontaktlose Drehmomentmessung

mit einer absoluten Messgenauigkeit bis zu 1 % FS

möglich. Der Sensor ist in allen Drehmomentbereichen einsetzbar.

Hierbei ist das Design der Messzelle kundenspezifisch in Miniaturbauform

anpassbar. Das Messverfahren ist auf beliebige Wellendurchmesser

anwendbar. Im Temperaturbereich - 40 bis + 125 °C

können Drehmoment, Axial- und Biegekräfte gemessen werden.

Der Drehmomentsensor wird an dem Messobjekt mit einem

Abstand bis zu 3 mm kontaktlos

angebracht. Dadurch sind statische

und dynamische Messungen möglich.

Es steht eine Auswahl verschiedener

Ausgangssignale, z. B. (4 - 20 mA),

USB, RS232 und CAN, zur Verfügung.

www.trafag.de

Drucksensor für niedrige Druckbereiche

Aufgrund der zunehmenden Nachfrage nach kompakten Messgeräten

hat Wika das Einsatzspektrum seines Drucksensors M-10

erweitert. Das schlanke Gerät ist jetzt auch mit niedrigen Druckbereichen

von 0 bis 6 bar und 0 bis 10 bar lieferbar. Mit einer

Schlüsselweite von 19 mm lässt sich das Gerät in nahezu jede

Anwendung einpassen. Der robuste Dünnfilmsensor ist für Drücke

bis zu 1 000 bar ausgelegt und arbeitet mit einer Genauigkeit von

≤ ± 0,5 % der Spanne. Als Typ M-11 gibt es den Drucksensor auch

mit frontbündiger Membran und Druckbereichen ≥ 0 bis 25 bar.

Er eignet sich für Applikationen mit hochviskosen, verunreinigten

oder auskristallisierenden Medien.

www.wika.com

Vakuum- und Drucksensoren mit IO-Link

in kompakter Bauform

Die Vakuum- und Drucksensoren mit IO-Link sind für viele pneumatische

Anwendungsbereiche zukunftsweisend. Die kompakten,

leichtgewichtigen Sensoren im robusten Kunststoffgehäuse

decken Erfassungsbereiche von - 1...10 bar ab, verfügen über eine

Ansprechzeit < 2,5 ms sowie eine Schaltfrequenz von 200 Hz und

ermöglichen somit einen variablen und vielseitigen Einsatz in

zahlreichen Bereichen von Handlings- und Automationssystemen.

Potenzielle Anwendungen finden sich zum Beispiel in der Drucküberwachung,

der Vakuumkontrolle bei Unterdrucktraversen

sowie in der Ansteuerung von Kompressoren. Für eine schnelle

Inbetriebnahme der Sensoren sorgt u. a. die menügeführte

Programmierung. Ein Verriegelungsschutz gegen ungewollte

Manipulationen am Gerät ist ebenfalls einstellbar. Die Druckanzeige

erfolgt in Echtzeit über

ein im Sensor integriertes,

gut ablesbares LED-Display.

Ausgestattet sind die Geräte

mit zwei unabhängig voneinander

einstellbaren Signalausgängen,

deren Schaltpunkte

präzise eingestellt werden

können. Daneben ist auch

die jeweils zugehörige Schaltpunkthysterese

frei definierbar.

www.ipf.de

Ultra-präziser, maschinenintegrierbarer

Messsensor

Wittenstein SE erweitert ihren Markenkern um das Kompetenzfeld

der nanopräzisen Messtechnik für den Hochleistungsmaschinenbau.

Das Unternehmen Attocube Systems aus München (Tochtergesellschaft

der Wittenstein Gruppe) präsentiert erstmals den

industrietrauglichen, im Sub-Nanometerbereich auflösenden

Messsensor IDS3010. Der äußerst kompakte und hochdynamische

IDS3010 ist ein berührungslos arbeitender, interferometrischer

Messsensor für den Maschinenbau. Er übertrifft laut Anbieter

bisher verfügbare Sensortechnologien dieser Art in Präzision,

Schnelligkeit und Industrietauglichkeit. So kann er bei einer

Messbandbreite von 10 MHz Objekte in bis zu drei Achsen mit

einer Geschwindigkeit von 2 m/s simultan verfolgen. Dabei

erreicht der Sensor – bei Arbeitsabständen von bis zu 5 m – eine

Positions-auflösung von 10 -12 m. Das Einsatzgebiet des Sensors

reicht von der Kalibrierung von Werkzeug- und Koordinatenmessmaschinen

über Vibrationsmessungen

von Fertigungsanlagen,

hochpräzise In-Line-

Prozesskontrollen und Verstelltechnik

sowie für ultrapräzise

Pick-and-Place-

Robotik-Anwendungen.

www.wittenstein.de

34 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017

IL-Metronic.indd 1 03.05.2017 09:41:58


Betriebsfestigkeit bestimmen mit

sechskanaligem Messmodul

Die X-Link-Modulserie von Ipetronik verfügt mit

dem Mx-STG2 6 nun über ein sechskanaliges

Messmodul für Anwendungen zur Bestimmung der

Betriebsfestigkeit (DMS). Das neue Modul erweitert

die bestehende X-Link-Modulfamilie Mx-SENS2 8,

Mx-SENS2 4 und Sx-STG. Durch die XCP-on-

Ethernet-Verbindung ergeben sich für den

Anwender Vorteile gegenüber CAN-basierten

Modulen. So kann eine Vielzahl von Modulen

großkanalige Anwendungen mit mehr als

100 Kanälen abdecken. Zudem eignen sich die

hohen Kanalabtastraten von bis zu 100 kHz für

hochdynamische DMS-Untersuchungen. Darüber

hinaus lassen sich mit der Ethernet-Technologie

große Distanzen zwischen den Messmodulen

überbrücken. Das ist vor allem für Strukturuntersuchungen

an großen Bauteilen wie Kränen von

Vorteil. Die Softwareintegration umfasst die Einbindung in

IPEmotion über das X-Plugin V2.04 sowie die Einbindung in Inca

7.1 und Inca 7.2. Diese erfolgt über das IPEaddon Inca V05.07.

www.ipetronik.com

Sensoren, die mitreden!

Mit

Temperatur- und Drucksensoren

mit IO-Link – einfach, direkt, sicher

00049

Temperatur-Messsystem für Messungen

im Hochvoltbereich

http://io-link.jumo.info

Aufgrund immer knapper werdender Ressourcen und infolge

eines gestiegenen Umweltbewusstseins in der Gesellschaft

werden alternative Antriebsmöglichkeiten immer wichtiger.

Eine Möglichkeit bietet hier die Elektromobilität, zu der neben

den reinen Elektrofahrzeugen auch Hybridfahrzeuge zählen.

Um die erforderlichen Leistungen

bereitstellen zu können, werden

Hochvolt-Bordnetze benötigt,

die ihre Energie aus Hochvolt-

Batterien beziehen. Die verfügbare

Energie ist somit begrenzt

und ein nicht unerheblicher Teil

davon geht in Form von Verlustleistung

verloren. Temperaturmessungen

während der Entwicklung

dienen dazu, diese Verlustquellen

zu lokalisieren. Hierfür

werden Messsysteme verwendet,

die hohen Spannungen ausgesetzt werden können. Damit einher

gehen erhöhte Sicherheitsanforderungen, die auch die Welt der

Messtechnik grundlegend verändern. SAB Bröckskes hat für

diesen Einsatz ein spezielles Temperatur-Messsystem entwickelt,

bei welchem die Sicherheit des Anwenders vom Sensor bis zur

Datenerfassung im Vordergrund steht.

www.sab-kabel.de

Jumo.indd 1 03.05.2017 09:47:08

SENSOR+TEST 2017

Halle 1 | Stand 441

im Internet:

www.industrielle-automation.net

Safety Vibrationssensoren NVA

mit Sicherheits-Grenzwertschaltern

www.twk.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 35

TWK.indd 1 09.05.2017 11:44:44


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Projekte

im Verbund

Wie Anlagenbauer, Getränkehersteller und

Messtechnik-Spezialist voneinander profitieren

Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist ein herausfordernder und

vielseitiger Markt – für Anlagen- und Maschinenbauer, Getränkehersteller

und Lieferanten von Messtechnik-Lösungen. Ein Spezialist aus dem Bereich

der Prozessinstrumentierung und -automatisierung hat es geschafft, dass

alle Parteien an einem Strang ziehen und ihre Vorteile daraus nutzen

können.

Field-Projekte anlässlich von Fußball-Weltmeisterschaften

bis hin zu Brauereien aus

dem Verbund „Die Freien Brauer“ reicht.

Zudem betreuen viele Vertriebsingenieure

Produzenten und Anlagenbauer gleichzeitig,

kennen also die Herausforderungen

der Industrie aus verschiedenen Blickwinkeln.

Von Standardisierungsaufgaben

bis hin zu komplexen Projekten

Gemeinsame Lösungen für die unterschiedlichsten

Herausforderungen zu finden, setzt

nicht nur Fachkompetenz voraus, sondern

auch eine offene und vertrauensvolle Kommunikation.

Das Portfolio reicht dabei von

der Standardisierung der Messtechnik mit

Vertrieb und Marketing eines Komplettlieferanten

müssen ihren Kunden Branchen-Know-how

zur Verfügung stellen. Nur

auf die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

ausgerichtete Mitarbeiter können die

Prozesse und das Geschäftsumfeld des

Kunden verstehen. Bei Endress+Hauser erfolgt

über firmeninterne Netzwerktreffen

mehrmals im Jahr ein regelmäßiger Austausch

über die Anforderungen der Kunden

und des Marktes und die Multiplikation von

Anwendungs-Know-how. Dieses geschieht

sowohl auf nationaler wie auf internationaler

Ebene. Wichtige Informationen werden

gebündelt und ausgewertet. Ein Brauerei-

Kunde beispielsweise profitiert von Markterfahrung,

die von einer US-amerikanischen

Craft-Brewery in Colorado über Greeneinem

schlanken Ersatzteilkonzept über

das Instandhaltungsmanagement bis zur

Funktionsüberwachung einer Gleitringdichtung

in einem Produktionsmischer mittels

glasfreiem Trübungssensor. Auch werden

Lösungen mit Partnern realisiert, wie eine

kundenspezifische Abwasser-Neutralisationsanlage

für die Kirkeler Erfrischungsgetränke

GmbH oder eine eichfähige Alkohol-LKW-Verladelösung

an drei Standorten

der Warsteiner Brauerei-Gruppe.

Ein weiteres Endress+Hauser-Kompetenzfeld

ist ein komplett hygienisch zertifiziertes

Produktportfolio. Dies erlaubt die

Gestaltung von Anlagen im Hygienic Design

für alle wichtigen Prozessparameter wie

Durchfluss, Temperatur, Füll-/Grenzstand,

Druck, und Leitfähigkeit. Je nach Applikationsanforderungen

existieren dabei unterschiedliche

Genauigkeits- oder Prozessanforderungen.

Einmal wird eine hochgenaue

Druckmessung, ein anderes Mal ein einfacher

Druckschalter benötigt. Für eine Unter-

Tim Schrodt ist Branchenmanager Lebensmittel

bei der Endress+Hauser Messtechnik

GmbH+Co. KG in Weil am Rhein

36 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


SENSORIK UND MESSTECHNIK

druckanwendung kommt eine ölfreie Keramikdruckmesszelle

zum Einsatz, in Anlagen

mit hohen Vibrationen ein Druckmittlersystem.

Daher bietet Endress+Hauser als

Komplettanbieter eine durchgängige Produktpalette

mit über dreißig EHEDG-zertifizierten

Geräten an, die sowohl in Neubauals

auch in Modernisierungsprojekten zum

Einsatz kommen. So setzen mittelständische

Unternehmen wie die Brauerei Schwarzbräu

in Zusmarshausen im Modernisierungsprojekt

als auch Großbetriebe, wie die

Oettinger Brauerei, in deren Technik- und

Technologiezentrum in Mönchengladbach

der Grundstein für die gruppenweite Zusammenarbeit

mit Endress+Hauser gelegt

wurde, auf den Komplettlieferanten.

Neben dem Hygienic Design ergänzt ein

Dienstleistungsportfolio zur Kalibrierung

von CIP-Anlagen das Endress+Hauser-Produktportfolio.

Damit kann der Lebensmitteloder

Getränkehersteller sicherstellen, dass

die relevanten Prozessparameter wie Durchflussgeschwindigkeit,

Temperatur und Konzentration

der Reinigungsmedien immer

innerhalb des validierten Bereichs liegen.

Nach erfolgreicher Realisierung eines Konzepts

zum Tanklagermonitoring ließ das

nach IFS und BRC zertifizierte Unternehmen

Langguth Erben an der Mosel als eine der

größten Weinkellereien Deutschlands neben

der CIP- auch die Cross-Flow-Filtrationsund

Elektrodialyse-Anlage sowie die Cuvée-

Tanks kalibrieren.

Den gesamten Prozess

abbilden und realisieren

Messtechnik und Automatisierungslösungen

benötigt der Lebensmittelhersteller vom

Rohwareneingang über den hygienischen

Prozessbereich bis hin zur Abwasserbehandlung.

Auch aus den Hilfskreisläufen wie

CIP-Prozess und Dampferzeugung benötigt

er verlässliche Prozessdaten. Neben den

unterschiedlichen Messprinzipien müssen

die Geräte die unterschiedlichsten Anforderungen

abdecken wie Kondensatfestigkeit

oder Hygienic Design. In vielen Projekten

liefern mehrere Anlagen- und Maschinenbauer

Anlagenteile. Ist die Prozessinstrumentierung

aus einer Hand,

erleichtert das wesentlich die Umsetzung

des Automatisierungs- und Wartungskonzepts,

die zukünftige Ersatzteilbevorratung

und die Messstellendokumenta tion.

Letztere gewinnt im Rahmen von Audits

immer größere Bedeutung, da sie intern,

von Kundenseite oder unabhängiger Stelle

durchgeführt werden können. Bei der

01 Durch Endress+Hauser rekalibriert und

zentral über eine web-basierte Datenbank

dokumentiert: über 200 qualitätsrelevante

Messstellen der PepsiCo-Tochter Punica

03 Schlanke Ersatzteilkonzepte lassen sich durch standardisierte Messinstrumentierung

und einheitliche Prozessanschlüsse realisieren

Pepsi Co-Tochter Punica am Standort Hamburg

werden über 200 qualitäts relevante

Messstellen regelmäßig durch Servicetechniker

vonEndress+Hauser rekali briert. Mithilfe

des W@M-Portals, einer web-basierten

Datenbank, werden alle Informationen

inklusive der Kalibrierzerti fikate zentral

dokumentiert und sind auf Knopfdruck

abrufbereit.

Der Anlagen- und Maschinenbau hingegen

benötigt globalen Support für seine

Dienstleistungen wie die Inbetriebnahme.

Aber auch schon in der Planungsphase von

Projekten unterstützt ihn die kostenlose

Applicator-Software bei der Messstellenauslegung.

Lösungen im E-Business beschleunigen

den Beschaffungsvorgang und

reduzieren die dabei entstehenden Kosten.

Durch Verknüpfung der SAP-Systeme bestellt

Krones, der Maschinen- und Anlagenspezialist

der Getränkeindustrie, über

1 700 verschiedene Produkte elektronisch

bei Endress+Hauser.

02 Ein Promag 50H (oben) erfasst nun im

Sudhaus zusätzlich die Brauwassermenge;

der Variomag (im Kreis) aus den 1990er-

Jahren misst die Maischemenge

Zusammenfassung

Schafft es ein Komplettlieferant im Bereich

der Prozessinstrumentierung und -automatisierung

als Bindeglied zwischen Getränkeproduzenten

und Anlagenbauern zu fungieren,

so können zahlreiche Synergien

freigesetzt werden. Angefangen von der

Messstellenauslegung über die Beschaffung

und Inbetriebnahme bis hin zu Betrieb und

Wartung lassen sich Kosten- und Zeiteinsparungen

realisieren. Ganzheitliche Konzepte

zur Geräte-Standardisierung und für

das Hygienic Design senken die Betriebskosten

für Ersatzteilbevorratung und Reinigung

der Anlage. Voraussetzung ist jedoch,

dass man sich das Vertrauen der jeweiligen

Kundengruppe durch eine konsequente

Betreuung im Vorfeld erarbeitet hat.

Bilder: 02 Krones, sonstige Endress+Hauser

www.de.endress.com

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 37


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Eingespieltes Trio

Messgeräte, digitale Sensoren und Engineering-Dienstleistungen

bringen Effizienz in die Abgasreinigung

Michael Brosig, Leiter der Pressestelle

Internationales Marketing bei der

JUMO GmbH & Co. KG in Fulda

Waschverfahren zur

Abluftbehandlung werden in

vielen Industriebereichen

erfolgreich eingesetzt. Dabei

können gesundheitsschädliche

Abluftzusammensetzungen ebenso

wie umweltgefährdende und

geruchsbeladene Abluftströme

abgereinigt werden. Wir stellen

Ihnen Komponenten der Mess-und

Regeltechnik vor, die für derartige

Einsätze bestens geeignet ist und

mit dem passenden Engineering zu

einer perfekten Einheit wird.

Das Unternehmen Terra-care Umwelttechnik

hat sich vor allem im Bereich

der umweltgerechten Abgasreinigung und

verschiedenen Schadstoffreduktionsverfahren

spezialisiert. Für das sichere und

effektive Erreichen der gesetzlich vorgeschriebenen

Schadstoff-Grenzwerte setzt

Terra-care mehrstufige Systeme mit Absorben

tions mittel und biologischen Reinigungsstufen

ein. Hierbei wird der Masseübergang

von löslichen Rohgasbestandteilen

und dem Sorbens zum einen und die

biologische Abbaubarkeit vieler Abluftbestandteile

zum anderen genutzt. Durch die

hohen Abscheideraten der Wäschersysteme

können die in der TA-Luft des Bundesministeriums

für Umwelt, Naturschutz

und Reaktorsicherheit festgelegten Emissionsgrenzwerte

sicher erreicht und gewährleistet

werden.

Abluftreinigung durch chemischbiologisches

Wäschersystem

Das Rohgas wird dem Wäschersystem zugeführt

und durch die Kolonne geleitet.

Dem gereinigten Abluftstrom werden, bevor

er in die nächste Reinigungsstufe geführt

wird, durch einen Tropfenabscheider die

mitgerissenen Aerosole entzogen. Für die

Minimierung der Betriebsmittelkosten

wird das Lösungsmittel im Kreislauf gefahren,

kontinuierlich messtechnisch überprüft

und gegebenenfalls chemisch ausgeglichen.

Als äquivalent hierzu ist die

Verfahrenstechnik in der biologischen

Reinigungsstufe zu betrachten, wobei hier

die biologisch abbaubaren Stoffe durch

mikrobakterielle Umsetzungsmechanismen

reduziert werden.

Mess- und Regeltechnik überwacht

und steuert den Prozess

Die sichere Funktionalität der Anlage ist in

hohem Maße von den steuerbaren Betriebsparametern

der Einbauteile und der

Wasserqualität abhängig. Das gesamte

System wird ausschließlich durch Jumo

Mess- und Regeltechniktechnik-Komponenten

überwacht und gesteuert. Der Aufbau

der Steuerung wurde kooperativ mit

den Ingenieuren von Terra-care und der

Jumo-Engineering-Abteilung entwickelt.

In den Anlagen werden in den einzelnen

Reinigungsstufen folgende Parameter ge-

01 Für die Reinigung von Abluftzusammensetzungen,

die aus mehreren komplexen

Schadstoffkomponenten bestehen, kommen

mehrstufige Wäschersysteme zum Einsatz

38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


1

2

2

4

3

02 Mit dem Mehrkanalmessgerät lassen

sich die Aufgabenstellungen Messen, Regeln,

Registrieren und Anzeigen mit einem einzigen

Gerät abdecken

5

4

messen und mit dem Jumo Aquis touch

ausgewertet: Leitfähigkeit, Wassertemperatur,

Sauerstoffgehalt, pH-Wert, Füllstand,

Differenzdruck und Zulufttemperatur.

Mehrkanalmessgerät als

zentrale Plattform

Das Mehrkanalmessgerät bildet die Basis

für die Anzeige und Weiterverarbeitung

der entsprechenden Sensorsignale. Mit

dem Jumo Aquis touch P lassen sich die

Aufgabenstellungen Messen, Regeln, Registrieren

und Anzeigen mit einem einzigen

Gerät abdecken. Dabei können zwei Analysenparameter

direkt und weitere fünf als

Normsignale angeschlossen werden. Digitale

Schnittstellen erlauben das Einspeisen

von weiteren acht externen Messwerten.

Auch die Durchflussmessung inklusive

Bestimmung der Menge ist möglich. Die

Anzeige aller Parameter sowie die Bedienung

und Einstellung des Gerätes erfolgen

über einen 3,5-Zoll-Farbbildschirm mit

Touchscreen.

Mit dem integrierten Bildschirmschreiber

lassen sich bis zu acht analoge und sechs

binäre Signale gleichzeitig registrieren. Die

Datenspeicherung erlaubt es, behördliche

Aufzeichnungspflichten zu erfüllen, ohne

dass zusätzliche Geräte erforderlich werden.

Gespeicherte Daten können per PC-Programm

über Ethernet oder einen USB-

Speicherstick ausgelesen und mit einer

separaten Software weiterverarbeitet werden.

Ein Prozesschema sowie eine tabellenartige

Aufstellung aller Messparameter als

Schaubild unterstützen dabei die Bedienung.

In Abhängigkeit von den dargestellten

Messwerten wird die Wasserqualität gewähr-

1

2

3

4

5

Nährstoffflüssigkeit/Solvent

Reingas

Mikrobakterieller Stoffwechsel

Füllkörper

Biofilm

03 Funktionsprinzip einer Abluftwäsche

leistet und bei hoher Belastung steuerungstechnisch

reagiert.

Busfähiges Anschlusssystem

für digitale Sensoren

Umwälzpumpen- und Ventilatorleistungen

werden so geregelt, dass das gesamte System

autark und ohne Bedienaufwand arbeitet.

Die Auswertung der wichtigen Daten findet

ebenfalls durch automatisierte Vorgänge

statt. Zur Messung des Sauerstoffgehalts

kommt das Jumo Digiline-System zum Einsatz.

Digiline ist ein busfähiges Anschlusssystem

für digitale Sensoren in der Flüssigkeitsanalyse,

das den Aufbau intelligenter

Sensornetzwerke ermöglicht. Eine digitale

Signalleitung ist mit einer Auswerteeinheit

oder Steuerung verbunden. Dies erlaubt

eine schnelle Verkabelung von Anlagen, in

denen mehrere Parameter gleichzeitig an

verschiedensten Stellen gemessen werden

müssen.

Bilder: Aufmacher Fotolia, sonstige Jumo

www.jumo.net

Die MSX­ilog Datenlogger von ADDI­DATA dienen der

kontinuierlichen Datenerfassung und ­speicherung über

einen längeren Zeitraum. Unterschiedliche physikalische

Messgrößen können erfasst und auf verschiedene Arten

dargestellt werden. Datenspeicherung und Visualisierung

finden parallel statt.

Um den unterschiedlichen Applikations­anforderungen

gerecht zu werden, sind diverse Hardwareausführungen

erhältlich: Ethernet­Systeme, PCI­ und Compact­ PCI­

Lösungen. Die Version mit den Ethernet­Systemen ist für

den Einsatz im Feld ausgelegt: Diese sind mit zahlreichen

Schutzbeschaltungen und der Schutzart IP 65 ausgestattet,

und können im Betriebstemperaturbereich von ­40 °C bis

+85 °C eingesetzt werden. Um Ihre Investitionen zu sichern,

sind alle MSX­ilog Datenlogger von ADDI­DATA über Jahre

hinweg lieferbar.

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 39

Addi-Data.indd 1 09.05.2017 15:24:33


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Es geht heiß her

Hochtemperaturpyrometer für mobile

Temperaturmessungen bis 2 500 °C

Pyrometer sind aus der heutigen

Industrie nicht mehr wegzudenken.

Es gibt kaum einen Industriezweig,

bei dem die Temperatur als

Messgröße keine bedeutende Rolle

spielt. Um bei den Messungen einen

höheren Komfort zu ermöglichen

und die Sicherheit der Bediener zu

steigern, hat ein Dresdener

Wärmebildtechnologie-Anbieter

sein Sortiment erweitert.

Die Messung der Temperatur ist in vielen

industriellen Prozessen zur Steuerung,

Überwachung und Qualitätskontrolle notwendig.

Oftmals müssen diese Messungen

berührungslos erfolgen. Der Einsatz von

berührungslos messenden Temperatursensoren,

sogenannten Infrarot-Strahlungspy-

01 Stationäre Pyrometer sind mit Festbeziehungsweise

Variooptik oder als

Ausführung mit Lichtwellenleiter erhältlich

rometern, in Industrie und Forschung ist

häufig die optimale Lösung für den Anwender.

Die Vorteile der berührungslosen

Temperaturmesstechnik liegen in der zerstörungs-

und rückwirkungsfreien Temperaturmessung

aus sicherer Entfernung sowie

der Messung bewegter Objekte in Echtzeit

durch kurze Einstellzeiten und der

Messung sehr hoher Temperaturen.

Moderne Pyrometer zur berührungslosen

Temperaturmessung werden kontinuierlich

in ihren Funktionen verbessert. Eine leistungsfähige

digitale Signalverarbeitung und

eine große Variantenvielfalt kennzeichnen

heutige Geräte.

Variooptik/Festoptik versus

Lichtwellenleiter

Generell kann man stationäre Pyrometer

als Varianten mit Variooptik bzw. Festoptik

oder als Ausführung mit Lichtwellenleiter

unterscheiden. Pyrometer ohne Lichtleiter

sind für Temperaturmessbereiche von - 40

bis 3 000 °C, Pyrometer mit Lichtwellenleiter

von 125 bis 3 000 °C einsetzbar. Pyrometer

mit Lichtwellenleiter sind zwar in

Bezug auf Mess- und Spektralbereich eingeschränkt,

bieten dafür aber andere spezielle

Eigenschaften. Gerade in rauen Industrieumgebungen

und im Hochtemperaturbereich

stellt der Einsatz hohe Anforderungen

an die jeweiligen Pyrometer.

Da bei Lichtleiterpyrometern die beiden

Hauptkomponenten Optik und Elektronik

getrennt sind, ergeben sich Vorteile bei Anwendungen

im Hochtemperaturbereich. Optikkopf

und Lichtleiter enthalten keine elektronischen

Bauelemente, daher ist ein Einsatz

bei Umgebungstemperaturen bis 250 °C

ohne zusätzliche Kühlung möglich. Ebenso

sind Einsatzfälle, bei denen starke elektromag

netische Störfelder auftreten, realisierbar.

Unterschiedliche, sehr kleine Optikköpfe,

können je nach Messentfernung und Messfeld,

auch bei beengten Einbauverhältnissen

eingesetzt und nahe an das Messobjekt

gebracht werden. Messungen im Vakuum

sind mit Lichtwellenleiterpyrometern ebenfalls

einfacher zu realisieren, da es Dichtungen

und Durchführungsflansche ermöglichen,

den Optikkopf und Lichtleiter innerhalb

des Vakuums nahe am Messobjekt zu installieren.

So werden Geräte der Pyrospot

Serien 40, 44 und 11 mit Lichtwellenleiter

gerade in Induktionserwärmungsanlagen,

Härte- und Schweißanlagen eingesetzt, um

den Teilefertigungsprozess bei diesen Anlagen

stetig zu verbessern.

Defekte in Solarzellen- und

Modulen frühzeitig erkennen

Ein weiterer Anwendungsbereich für Pyrometer

ist in der Solarindustrie zu finden.

Die Hochtemperaturgeräte der Pyrospot

Serien eignen sich für Hersteller von Solarzellen

oder -modulen, Maschinenbauer und

zur Systemintegration, um eine kontinuierliche

Temperaturüberwachung zur Prozessoptimierung

zu erreichen.

Bei der Herstellung von polykristallinem

Silizium erlauben Quotientenpyrometer der

Serien 10, 54 und 11 die präzise Temperaturmessung

im CVD-Reaktor. Durch ein be-

Dipl.-Ing (FH) Katrin Schindler, Marketing & PR

bei der DIAS Infrared GmbH in Dresden

40 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


SENSORIK UND MESSTECHNIK

02 Pyrometer erlauben in der Solarindustrie eine kontinuierliche

Temperaturüberwachung und tragen somit zur Prozessoptimierung bei

stimmtes Messprinzip, bei dem die Infrarotstrahlung in zwei benachbarten

Wellenlängen gemessen und daraus der Temperaturwert

ermittelt wird, kann die Temperatur auch bei eingeschränkten

Sichtverhältnissen (z. B. Verschmutzung des Reaktorfensters)

sehr genau gemessen werden. Die Pyrometer ermöglichen kleine

Messfelder und schnelle Einstellzeiten und sind speziell in der

Lichtleitervariante flexibel einsetzbar. Eine integrierte Videofunktion

der Serien 10, 54 und 56 verwirklicht die gleichzeitige Beobachtung

des Prozesses und die Lagekontrolle des Messfeldes. Eine

Kombination der Pyrometer mit den Dias Infrarotkameras Pyroview

und Pyroline ist über die Schnittstelle der Geräte und die

Auswertesoftware Pyrosoft möglich. So können Defekte in der

Verbindung der Solarzellen über das Wärmebildmusters eindeutig

erkannt werden.

Die Geräte sind sehr schnell mit Einstellzeiten ab 10 ms (t95). Alle

Pyrometer besitzen eine Variooptik mit einem Distanz verhältnis bis

zu 200:1. Über vier unterhalb des TFT-Bildschirms befindliche Tasten

können alle wichtigen Pyrometerparameter eingestellt werden. Ein

integrierter Messwertspeicher gestattet die Speicherung von bis zu

999 Datensätzen. Über eine USB-Schnittstelle können die Daten zur

Auswertung in einen externen PC übertragen werden.

Fotos: Dias Infrared

www.dias-infrared.de

Mehr Sicherheit und höherer Messkomfort

Dias Infrared erweitert jetzt sein Spektrum von Pyrometern zur

berührungslosen Temperaturmessung durch drei Produkte für

fle xible, nicht stationär gebundene Temperaturmessungen zwischen

200 und 2 500 °C. Ausgangspunkt für die Neuentwicklungen

war, dass viele der bisher am Markt verfügbaren Pyrometer

ein Laser- oder LED-Pilotlicht verwenden, das aber bei hohen

Messtemperaturen, z. B. in der Metallurgie wie in Gießereien,

nicht oder fast nicht erkennbar ist. Die deshalb auch benutzten

optischen Durchblick visiere müssen dicht an das Auge positioniert

werden. Das birgt Gefahren für die Bediener, besonders in

rauen Industrieumgebungen.

Bei den portablen Hochtemperaturpyrometern wird eine integrierte

Video-Modultechnik eingesetzt. Dieses Farb-Videomodul

ermöglicht zusammen mit dem in den Geräten vorhandenen

2,5"-TFT-Monitor eine komfortable Ausrichtung der Pyrometer

auch bei hohen Messtemperaturen. Die portablen Pyrometer der

Pyrospot Serie 80 portable, die für Verfahren zur Gewinnung und

Verarbeitung von Metallen geeignet sind, minimieren Messfehler

bei einem niedrigen, nur ungenau bekannten oder sich verändernden

Emissionsgrad. Deswegen messen die Geräte im Spektralbereich

von 1,5 bis 1,8 µm Temperaturen von 200 bis 2 000 °C bzw.

arbeiten bei 0,8 bis 1,1 µm Wellenlänge und ermöglichen Temperaturmessungen

von 550 bis 2 500 °C.

Bei besonders rauen Umgebungsbedingungen, wo z. B. Verschmutzungen

der Optik auftreten können, oder bei Messobjekten,

die das Messfeld des Pyrometers nicht vollständig ausfüllen,

steht das Quotientenpyrometer Pyrospot DSR 80NV portable zur

Verfügung. Es misst Temperaturen zwischen 500 bis 1800 °C ....

0,7 bis 1,1 µm.

OEM

Die intelligente Art der Messtechnik

www.goldammer.de


Danica Schwarzkopf (Dipl.-Ing.),

Produktmanagerin Kalibriertechnik,

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG,

Klingenberg

Bis zur doppelten Genauigkeit

Wahl der Kalibriermethode entscheidet mit über den Einsatz eines Temperaturmessgeräts

Kalibrieren ist nicht gleich kalibrieren – dies wird am Beispiel der Temperatur-

Messgeräte deutlich: Welches Prüfverfahren für Thermometer und Fühler

gewählt wird, hängt von Prozessbedingungen, Qualitätsstandards und

Sicherheitsauflagen ab. Je nach Methode kann dem Kalibriergegenstand

sogar eine doppelt so hohe Genauigkeit bescheinigt werden. Das kann ein

ausschlaggebender Faktor zur Maximierung der Prozesseffizienz sein.

stätigen oder eine Veränderung rechtzeitig

festzustellen. Im zweiten Fall kann das

Gerät neu justiert oder ausgetauscht werden,

bevor der Prozess Schaden nimmt.

Das Kalibrieren von Messgeräten bedeutet

einen Aufwand, den viele Unternehmen

allein nicht leisten können oder wollen. Das

gilt vor allem bei Prozessen, die nach ISO

9001 und vergleichbarem Qualitätssicherungssystem

zertifiziert sind. QS-Systeme

schreiben eine regelmäßige Überprüfung

der Messgeräte vor, die zugleich rückführbar

sein muss. Diese Kontrollmessungen nehmen

Kalibrierlabore vor, die von der Deutschen

Akkreditierungsstelle (DAkkS) zertifiziert

sind. Oft verfügen Hersteller von Messtechnik

wie Wika über solche produktunabhängig

arbeitenden Einrichtungen. Diese können

vielschichtige Dienstleistungen ausführen –

Sobald sich bei der Vergleichskalibrierung

das thermische Gleichgewicht eingestellt hat,

werden die Werte abgelesen und Aussagen

zu messtechnischen Eigenschaften abgeleitet

Temperatur ist die häufigste Messgröße in

Industrieprozessen. Entsprechend viele

Thermometer und Fühler werden in Anlagen

verbaut. Typen und Leistungsspektren richten

sich nach den jeweiligen Kontrollaufgaben.

Aus deren Anforderungen und den

Umgebungsbedingungen leitet sich auch

die Überprüfung der Messgeräte ab. Eine

regelmäßige Kalibrierung ist notwendig,

um das Vertrauen in den Messwert zu bevon

der Überprüfung eines Gebrauchsnormals

bis hin zur Kalibrierung kundenspezifischer

Bauformen wie konfektionierten

Stufenthermometern. Das Qualitätsmanagement

der Auftraggeber kann die für eine

Anlage notwendigen Kalibrierprozesse in

Zusammenarbeit mit dem Labor differenziert

entwickeln. Dabei gilt es festzulegen,

wo Standardkontrollen ausreichen, kundenspezifische

Lösungen vorteilhaft sind

oder unter Verwendung eines mobilen

DAkkS-Labors die Ausfallzeiten im Prozess

minimiert werden sollen. Je nach Anforderung,

kommen folgende Kalibrierverfahren

in Betracht.

Vergleichskalibrierung

Ein Prüfling wird im Vergleich zu einem

höherwertigen Referenzthermometer kalibriert.

Die dafür notwendige stabile Prüftemperatur

wird überwiegend in Tauchbädern

bereitgestellt, die mit Flüssigkeiten,

Salzen oder Pulvern gefüllt sind. Bei höheren

Temperaturen werden Kalibrieröfen

genutzt. Sie verfügen im Inneren über

Wärmerohre oder massive und hochleitfähige

Ausgleichsblöcke für eine homogene

Temperaturverteilung.

Prüfling und Referenz werden gemeinsam

einer konstanten Temperatur ausgesetzt.

Hat sich das thermische Gleichgewicht eingestellt,

werden die Werte abgelesen und

daraus Aussagen zu messtechnischen Eigenschaften

wie der Messabweichung abge­

42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


SENSORIK UND MESSTECHNIK

leitet. Dieses Verfahren ermöglicht nicht

nur schnelle Abläufe. Es hat auch einen

wirtschaftlichen Aspekt, da man in den

Bädern oder Öfen mehrere Thermometer

zugleich kalibrieren kann. Durch das mehrteilige

Prüf-Equipment erhöht sich jedoch

die Messunsicherheit. Im Wika-Labor beträgt

sie im Idealfall 10 mK.

Fixpunktkalibrierung

Eine deutlich geringere Messunsicherheit –

bis zu ± 2 mK – und damit eine bis zu doppelt

hohe Genauigkeit für das Messgerät

lässt sich mit der Fixpunktkalibrierung erzielen.

Als Referenz dienen Zellen, in denen

sich die Fixpunkte hochreiner Stoffe wie

Gallium oder Zink einstellen lassen. Die

Substanzen liegen, abhängig von Druck

und Temperatur, in den drei Aggregatzuständen

vor. Während der Phasenübergänge,

z. B. von fest nach flüssig, hält sich die Materialtemperatur

bei gleichbleibendem Druck

konstant und kann für die Kalibrierung herangezogen

werden. Bei einigen Stoffen werden

neben den Phasenübergängen auch die

Tripelpunkte verwendet. An diesen Punkten

liegen die drei Aggregatszustände des jeweiligen

Stoffes im thermischen Gleichgewicht

vor. Sie lassen sich hochpräzise und jederzeit

wiederholbar einstellen. Zudem können

sie über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten

werden.

Die Internationale Temperaturskala definiert

16 Fixpunkte – vom Wasserstoff-Tripelpunkt

(- 259,3467 °C) bis zum Erstarrungspunkt

von Kupfer (+ 1084,62 °C). Das Wika-

Labor bspw. kalibriert an den Tripelpunkten

von Quecksilber und Wasser, am Schmelzpunkt

von Gallium sowie an den Erstarrungspunkten

von Zinn, Zink und Aluminium.

Auf diese Weise wird ein Temperaturbereich

von - 33,8344 bis + 660,323 °C abgedeckt.

Nicht alle Temperaturmessgeräte eignen

sich für eine Fixpunktkalibrierung. Bei Widerstandsthermometern

beispielsweise muss

Kalibriermobile im Einsatz

Das Kalibrieren von Messgeräten in einem externen Labor verursacht in der Regel

einen längeren Stillstand des betroffenen Prozesses. Diese Ausfallzeiten lassen

sich oft durch ein mobiles Kalibrierlabor minimieren. Wika verfügt in Deutschland

über drei solcher Einheiten, die auch für die

Messgröße Temperatur DAkkS-zertifiziert

sind und entsprechende Kalibrierscheine

ausstellen dürfen. Das Kalibrieren in

der mobilen Einheit beschleunigt

den Kalibrierprozess um den

Faktor 5. In der Regel lohnt

sich der Service bereits ab

zehn Prüflingen.

das Platin des Sensors bestimmte Reinheitskriterien

erfüllen und dessen Drahtwicklung

stressfrei sein.

Kundenspezifische Kalibrierungen

In einigen Fällen müssen Kalibrierlabore den

Prüfvorgang anhand von Richtlinien auslegen,

die direkt auf den jeweiligen Kalibriegegenstand

zugeschnitten sind. Ein Beispiel

dafür sind Temperaturfühler mit angeschlossenem

Transmitter, die nach der Richtlinie

2014/32/EU für Messgeräte (MID) zugelassen

sind. Ihre Güte muss unmittelbar nach der

Herstellung über eine rückführbare DAkkS-

Kalibrierung nachgewiesen werden. Dazu

wird eine Systemkalibrierung bei drei Punkten

des Transmitter-Messbereichs durchgeführt:

0 %, 50 % und 100%. Voraussetzung ist,

dass Transmitter und Temperaturfühler zuvor

mit Koeffizienten aufeinander abgestimmt

werden. Hier liegen je nach Messbereich

Toleranzgrenzen für die analogen und

digitalen Signale vor, welche eingehalten

werden müssen. Beide Signale müssen folglich

gemessen und dokumentiert werden.

Ein anderes Beispiel ist die Kalibrierung eines

Stufenthermometers in einem Rohrofen

mit integrierter Referenz. Dabei werden die

Thermoelemente im verbauten Zustand

über die Länge der Thermometer-Lanze hin

gemessen – und nicht wie sonst üblich einzeln

vor der Konfektionierung. Dafür bedarf

es eines Rohrofens mit durchbohrtem Einlegeteil,

durch das die Lanze transportiert

werden kann. Jede ihrer Messstellen wird

an drei Messpunkten überprüft. Länge und

Masse des Rohrofens sind so dimensioniert,

dass der Durchgangsbereich eine homogene

und stabile Temperaturzone bildet.

Die Stufenthermometer werden auf speziellen

Einrichtungstischen auf die Kalibrierung

vorbereitet. Eine Halterung schützt

die Lanze während des Durchlaufs vor mechanischer

Verbiegung. Der Länge des

Thermometers sind bei diesem Verfahren

nur räumliche Grenzen gesetzt.

Rohröfen in üblicher Ausführung werden

zu weiteren Kalibrieraufgaben eingesetzt.

Sie dienen u.a. dazu, Thermoelemente für

den Hochtemperaturbereich (bis 1 600 °C)

zu prüfen.

Fotos: Aufmacher Fotolia, sonstige Wika

www.wika.de

Dank Software-Lösung in sechs Schritten zur CE-Kennzeichnung

Die Software-Lösung Ce-Con Safety erleichtert Verantwortlichen

im Maschinenbau die Durchführung des Zertifizierungsverfahrens

zur CE-Kennzeichnung. Eine aufwändige Installation ist nicht

nötig – zudem erlaubt sie ein weltweit vernetztes Arbeiten und

eignet sich damit auch für Unternehmen mit Standorten im

In- und Ausland. Die Vorteile der Cloud-Lösung finden Sie hier

im Folgenden:

1. Recherche relevanter Richtlinien: Alle aktuellen Richtlinien

sind im System enthalten, sodass Verantwortliche komfortabel

Richtlinien recherchieren können und damit enorm Zeit sparen.

2. Normen-Recherche: Durch die Eingabe von Suchbegriffen

lassen sich die aktuellen Normen leicht finden, die für das jeweilige

Produkt zutreffen. Darüber hinaus steht eine Auswahl von Daten

wichtiger internationaler Standards zur Verfügung.

3. Bewertung von Risiken: Ce-Con Safety bietet zwei verschiedene

Systeme zur Risikobewertung, die beide den Anforderungen

der internationalen Norm ISO 12100:2010 entsprechen

4. Maßnahmen: Für zahlreiche Maßnahmen stehen Typen

mit vordefinierten Feldern zur Verfügung. Diese vereinfachen

die Erstellung einer Risikobeurteilung.

5. Nachweisdokumentation: Auf Knopfdruck generiert die

Software die technische Dokumentation entsprechend der

anzuwendenden Richtlinien.

6. Anpassbares Layout: Benutzer können ihr

Firmenlogo hochladen und für die technische

Dokumentation verwenden; ebenso werden die

Dokumente entsprechend im Corporate Design

des Unternehmens gedruckt.

www.ce-con.de

Bild: terminic/vankann


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Lichtschnittsensoren für die

Teileinspektion

Wenn es darum geht zu überprüfen, ob gewisse Produktionsparameter

innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegen, bietet

Baumer mit den Poscon Lichtschnittsensoren eine Alternative

zu herkömmlichen Profilsensoren oder aufwändigen 3D-Laserscannern.

Die vorkonfigurierten Profilsensoren sind auf die

Vermessung von Objektkanten,

Breiten, Höhen

oder runder Objekte

zugeschnitten und

liefern präzise Messergebnisse

für eine

direkte Auswertung,

ohne komplexe

Datenwolken oder

externe Auswertungssoftware.

Darüber hinaus

funktionieren sie ohne Reflektor und lassen sich dank sichtbarer

Laserline und der optisch ausgerichteten Achse schnell in Betrieb

nehmen. Ein weiterer Vorteil liegt in der direkten Ausgabe der

Messwerte in Millimeter. Die Werte können sofort in der Steuerung

weiterverarbeitet werden. Dank der intelligenten Auswertung

ermöglichen die Sensoren nicht nur die effiziente Vermessung von

Formteilen oder die präzise Positionierung von Werkzeugen oder

Robotern, sondern auch effiziente Check-and-Sort-Funktionalität

auf Basis von Schwellwertvergleichen.

www.baumer.com

Ihr Vorteil liegt auf der Hand

Schwing- und Stoßerreger für

· Qualitätssicherung in der Sensorherstellung

· MEMS-Sensor-Tests

Prüfen mikromechanischer

Bauelemente

Ermüdungstests unter

praxisnahen

Einsatzbedingungen

Besuchen Sie uns auf der SENSOR + TEST:

30.05. - 01.06.2017 in Nürnberg

Halle 1, Stand 224

SPEKTRA Schwingungstechnik und Akustik GmbH Dresden

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

www.spektra-dresden.com

Langzeitstabiler Metalloxid-Gassensor

Metalloxid-Gassensoren leiden oft

unter unzureichender Langzeitstabilität,

die sich vor allem in einem

starken Sensitivitätsverlust und

einer verlangsamten Ansprechzeit

äußert. Ursache ist eine Kontamination des Sensorelements durch

chemische Verbindungen, welchen der Sensor aufgrund ihres

häufigen Auftretens in der Innenluft ausgesetzt ist. Sensirion stellt

mit dem SGP einen langzeitstabilen Metalloxid-Gassensor vor. Er

basiert auf Sensirions Multipixel-Plattform, die vier Sensorelemente

in einem DFN-Gehäuse mit I 2 C-Schnittstelle und einem kalibrierten

Ausgabesignal für Luftqualität vereint. Die Kombination aus Metalloxid-Technologie

und Multipixel-Plattform macht den Sensor widerstandsfähig

gegenüber Kontamination. Mit dem SGP ist die Integration

von Metalloxid-Gassensoren in mobile Endgeräte möglich. Dank

der Langzeitstabilität und Multipixel-Technologie eröffnen sich

neue Möglichkeiten zur Überwachung und Kontrolle von Umweltparametern

für Smart Home und Industrie-4.0-Anwendungen.

www.sensirion.com

Integration piezoresistiver Messzellen in

bestehende Anwendungen

Das Kernstück eines

Drucktransmitters ist

die Druckmesszelle. Bei

piezoresistiven Drucktransmittern

ist das vor

allem die Wheatstonesche

Messbrücke. Hier

geschieht die primäre

Druckmessung durch Verformungen der Dehnungsmessstreifen.

Diese Sensorzelle lässt sich auch in bestehende Anwendungen

integrieren. Der häufigste Grund für die Integration einer Sensorzelle

anstelle eines Druckmessumformers ist Platzmangel. Deshalb

nutzen einige Anwender einen externen Sensor, der an die Anwendung

angeflanscht wird. Das ist jedoch nicht so optimal wie die

Integration der separaten Messzelle. Bei der Wahl der passenden

Messzelle für individuelle Anwendungen müssen u. a. der zu

messende Druckbereich, die Temperaturbedingungen sowie die

Medienkompatibilität geklärt werden. Bei der Verwendung piezoresistiver

Messzellen kommen noch mechanische und elektrische

Überlegungen zur Integration der Sensorzelle hinzu.

www.stssensoren.de

Alles im Fluss

Mit dem Strömungssensor Pinos L01 hat Jumo eine elektronische

Variante zum Einsatz in Wasser und wässrigen Medien im Programm.

Der Sensor arbeitet nach dem kalorimetrischen Messprinzip. Die

Konfiguration erfolgt über eine Micro-USB-Schnittstelle mit einem

anwenderfreundlichen Setup-Programm. Der Messwert wird über

einen Analogausgang (0(4) bis 20 mA) ausgegeben. Einsetzbar ist

der Sensor für einen Nenndruck bis zu 75 bar, in einer zulässigen

Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 150 cm/s sowie bei

Umgebungstemperaturen von - 25 bis + 70 °C. Die Temperatur

des Messmediums kann zwischen - 25 und + 80 °C betragen.

www.jumo.net

44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017

Spektra.indd 1 02.05.2017 16:06:48


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Sensoren-Palette stark erweitert

Autosen erweitert sein Sortiment mit induktiven Faktor-1-Sensoren,

Füllstand- und Ultraschallsensoren und Drehzahlwächtern. Die

Ultraschallsensoren ermöglichen Lösungen für die Millimeterpräzision

in undurchsichtigen Umgebungen. Die Edelstahl-Sensoren

der AU-Serie arbeiten mit akustischen Signalen und sind selbstreinigend.

Die induktiven Faktor-1-Sensoren der Baureihe AI028

bis AI033 haben einen konstanten Schaltabstand für alle Metalle.

Die Sensoren AF003 und AF004 können Füllstände unabhängig von

Anhaftungen oder Schaumbildung messen. Der AR001 detektiert

Sollwertunterschreitungen und -überschreitungen von rotierenden

oder linearen Bewegungen, um die Drehzahl auszuwerten. Alle

Positionssensoren können für die Erfassung von Impulsen, Drehzahlen

oder Stillständen von nichtmetallischen Objekten mit dem

Auswertesystem AR003 kombiniert

werden. Zudem wurden die Reihen

AO001, AO002 und AO004 mit

IO-Link ausgestattet.

www.autosen.com

Kompakter Ultraschallsensor mit IO-Link

Turck ergänzt die Basis-Ausstattungsreihe Kompakt seiner Ultraschallsensoren

um eine Variante mit IO-Link-Ausgang. Anwender

können IO-Link als Prozesswert nutzen oder weiterhin den Schaltausgang

des Sensors. Das Einlernen des Schaltpunkts erfolgt über

IO-Link oder einen Teach-Adapter. Neben den bekannten Vorteilen

wie intelligente Daten-haltung oder vorausschauende Wartung

bietet der Sensor mit der Mute-Funktion ein besonderes Feature.

Die Funktion erlaubt das gezielte Zu- oder Abschalten des Schallwandlers

über den IO-Link-Master. Das erleichtert den synchronisierten

oder gestaffelten Betrieb (Multiplex) mehrerer Sensoren

über die Steuerung. Synchron- oder Multiplexbetrieb waren bisher

nur mit aufwändigen Verdrahtungslösungen möglich. Die RU-U-

Sensoren sind im M18-Gehäuse mit

Reichweiten von 40 und 100 cm als

Reflexionstaster oder Reflexschranke

in gerader oder gewinkelter Bauform

verfügbar.

Druckschalter für Messbereiche von

0/100 mbar bis 0/600 bar

Der neue elektronische Druckschalter EDS 10 aus dem Hause

Afriso wandelt den Druck flüssiger oder gasförmiger Medien in

ein elektrisches Signal. Er bietet die Möglichkeit, bis zu zwei frei

wählbare Schalt- bzw. Rückschaltpunkte zu definieren. Die

Programmierung erfolgt mittels

zweier Tasten über das Bedienmenü.

Der Schalter ist mit einer

stufenlos um 330 ° dreh- und

300 ° schwenkbaren Anzeige

ausgestattet, was den Einsatz

unter schwierigen Einbaubedingungen

möglich macht.

Über eine vierstellige 7-Segment-

LED-Anzeige wird der Systemdruck

(umschaltbare Druckeinheiten

in bar, mbar, psi oder

MPa) dargestellt. Die Basis der

Druckaufnahme bildet eine piezoresistive Edelstahlmesszelle.

Es stehen Sensoren für alle Standardmessbereiche von 0/100 mbar

bis 0/600 bar zur Verfügung, ab einem Nenndruck größer 1 bar ist

der Druckschalter uneingeschränkt vakuumfest. Ab 0/400 mbar

beträgt die Genauigkeit ≤ ± 0,35 %. Der Druckschalter wird mit

DC 18 - 30 V versorgt und hält je nach Bedarf zwei PNP- oder

NPN-Schaltausgänge, alternativ einen 4 - 20 mA Ausgang plus

PNP- oder NPN-Ausgang (alle im SIO-Modus) bereit.

www.afriso.de

www.turck.com

Messung auf glänzenden Oberflächen

Für die Weg- und Abstandsmessung sowie zur Dickenmessung

bei Messobjekten mit direkter Reflexion bietet Micro-Epsilon

einen Laser-Sensor mit blauem Laserlicht an. Der Opto NCDT

2300-2DR eignet sich für Messungen im Nanometerbereich, z. B.

für Dickenmessungen von Flachglas, Abstandsmessungen auf

vergütetem Glas oder bei der Montageüberwachung von Kleinstteilen.

Mit einer Messrate bis 49 kHz kann er für dynamische

Prozessüberwachungen eingesetzt werden. Mit Advanced-Real-

Time-Surface-Compensation ermöglicht er eine genaue Echtzeit-

Kompensation unterschiedlicher Oberflächen. Der Sensor wird

parallel zum Messobjekt positioniert, sodass das blaue Laserlicht

direkt vom Messobjekt auf die Empfangsoptik reflektiert wird. Im

Gegensatz zu rotem Laserlicht dringt es nicht in das Messobjekt

ein. So bildet es einen scharfen Punkt ab und ermöglicht ein

stabiles Signal. Die Datenausgabe erfolgt über Ethernet oder

RS422, eine Ethercat-Version ist demnächst auch verfügbar.

www.micro-epsilon.de


STEUERN UND ANTREIBEN I TITEL

Klasse

gemacht

Standardsteuerungen erweitern die

Möglichkeiten der industriellen Automation

Die klassische Steuerungstechnik

vollzieht derzeit einen immensen

Wandel, denn sie spürt den Druck

aus der Industrie zur vollkommenen

Vernetzung und Digitalisierung

von Maschinen und Anlagen. Sie

muss die Forderungen an eine

perfekte Kommunikation erfüllen,

während Leistungsumfang und

Datensicherheit stetig steigen. Wir

stellen Ihnen eine neue Generation

Steuerungstechnik vor, die diese

Erwartungen erfüllt und damit die

höchste Klasse der industriellen

Automation unterstützt.

Andrea Rauscher, Product Manager Simatic

S7-1500 und Andreas Czech,Marketing Manager

Simatic; beide bei der Siemens AG in Nürnberg-

Moorenbrunn

Seit Ende 2016 ist die neue Firmware V2

für die Steuerungsgeneration Simatic

S7-1500 von Siemens am Markt. In Verbindung

mit TIA Portal V14 ist mit diesem Release

eine Vielzahl an neuen Features realisiert

worden, was deren Innovationskraft

weiter unterstreicht und einen Umstieg vom

bisherigen Flaggschiff Simatic S7-300 auf

die neue Generation weiter vereinfacht. Der

große Vorteil für Hersteller von Maschinen

und Anlagen ist, dass der Leistungsumfang

dieser neuen Steuerungsfamilie bereits erheblich

größer ist als bei der S7-300er-Serie.

Die Standardsteuerung, die sowohl für

das mittlere Technologie-Segment als auch

für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben

der industriellen Automation ideal ist,

lässt sich aufgrund ihres modularen Aufbaus

optimal an unterschiedlichste Aufgabenstellungen

anpassen. Bit-Performance

bis zu 1 ns, Gigabit-Ethernet on-Board und

große Achs-Mengengerüste wie die Ansteuerung

von bis zu 128 Positionierachsen oder

bis zu 256 Drehzahlachsen, sind nur einige

Eckwerte, die den technischen Fortschritt

dieser neuen Steuerungs-Klasse flankieren.

Entscheidend dabei ist wie komfortabel

und flexibel Anwender die große Anzahl der

angebotenen Möglichkeiten nutzen können.

Ein kurzer Einblick in die neue Firmware

V2 macht das deutlich.

C-Applikationen weiter nutzen

Ein gutes Beispiel für die einfache Verwendbarkeit

der 1500er-Generation ist

die Programmiervielfalt. Denn ganz gleich

ob AWL, KOP, FUP oder SCL – im Engineering

Framework TIA Portal lässt sich alles

komfortabel auf einer gemeinsamen Plattform,

gerne auch im gleichen Programmbaustein,

realisieren – inklusive Parametrierung,

Visualisierung und Sicherheitstechnik.

Neu ist jetzt die Ablaufumgebung für die

Programmiersprachen C und C++. Wer

bisher seine Programme in Hochsprache

erstellt hat, kann dieses Know-how nun

ohne weiteres in der neuen Steuerungsgeneration

nutzen. Hierfür hat Siemens

die CPU 1518 ODK entwickelt. In Verbindung

mit der Software Simatic ODK 1500S

sind Anwender in der Lage, ihre C-Programme

als Shared Object in die CPU zu

laden, parallel dazu Bausteine ins TIA Portal

zu importieren und im Projekt aufzurufen.

Auf diese Weise können vorhandene

C/C++ Programme auf der 1500er-Plattform

ausgeführt und weiter verwendet

werden. Gleiches gilt für den Fall, dass

komplexe Regelalgorithmen in externen

Programmen wie beispielsweise Matlab

Simulink erstellt wurden.

46 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


TITEL I STEUERN UND ANTREIBEN

Technologievorsprung durch

skalierbares Portfolio an CPUs

Neben typischen Anwendungen wie Positionieren,

Drehzahl steuern und Achs-Gleichlauf,

die bereits mit allen Standardsteuerungen

möglich sind, kommen mit FW V2

nun die technologischen Funktionen Nocken

und Messtaster hinzu, die sehr einfach

den Anwendungsbereich erweitern:

Nocken steuern abhängig von einer Position

sehr präzise digitale Ausgänge. Mit

dem Technologieobjekt „Messtaster“ wird

exakt die Position zum Zeitpunkt eines

Ereignisses bestimmt. Damit sind auch

schnell laufende Prozesse immer sicher

hantierbar.

Entscheidend ist, dass generell alle Funktionen

durchgängig in der gesamten Palette

der S7-1500er Standardsteuerungen, beginnend

mit der kleinsten CPU 1511, genutzt

werden können – fehlersichere Varianten

eingeschlossen.

In den Kompakt-CPUs können mit der

neuen Firmware zusätzlich zu diesen technologischen

Funktionen die vier 100 kHz

schnellen Onboard-Ausgänge jeweils zur

Frequenzausgabe, zur Pulsweitenmodulation

(PWM) für Ventilansteuerung o. ä. sowie zur

Ausgabe von Impulsketten (PTO) für eine

Schrittmotorsteuerung, genutzt werden.

Eine Erweiterung des Portfolios stellen

die neuen Technologie-CPUs dar, die noch

mehr Möglichkeiten in Bezug auf Motion

Control Anwendungen bieten. Mit den

T-CPUs lassen sich jetzt absoluter Getriebegleichlauf,

Kurvenscheibe und Kurvenscheibengleichlauf

realisieren. Der im TIA

Portal integrierte Kurvenscheibeneditor

macht das Anlegen und Bearbeiten der

Kurvenscheiben ganz einfach. Natürlich

01 Dieffenbacher plant und realisiert weltweit Anlagen zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten

– Digitalisierung ist hierbei ein zentrales Element für die Zukunftssicherheit

dieser Anlagen

erfüllen fehlersichere T-CPUs dabei Anforderungen

bzgl. Maschinensicherheit und

Personenschutz.

Neue Trace-Funktion für

erweiterte Diagnose

Während der Inbetriebnahme und auch im

laufenden Betrieb können sporadisch Fehler

auftreten, die oft nicht leicht zu finden sind.

Bisher haben die Simatic S7-1500-Steuerungen

dafür eine Tracefunktion direkt auf

der CPU angeboten, die Informationen einmalig

zyklusgranular aufgezeichnet hat.

Jetzt bietet die neue Firmware V2 zusätzlich

die Möglichkeit der Messwiederholung. So

lassen sich bis zu 1 000 Messaufzeichnungen

gemäß der gewählten Triggerbedingungen

auf der Speicherkarte im Gerät speichern.

Diese Aufzeichnungen bilden die Grundlage

für eine Vielzahl an Tracedaten, die sich für

eine fundierte Analyse bezüglich des sporadischen

Fehlers eignen. Das bedeutet: Hersteller

und Anwender von Maschinen und

Anlagen können bei Bedarf Prozesse beziehungsweise

Ereignisse zyklusgenau beobachten

und beurteilen – und zwar ohne

separate Analysehardware oder Oszilloskop:

Falls dem Anwender das Engineering-Tool

TIA Portal nicht zur Verfügung steht, kann

er diese Funktionalität auch über den in

allen Simatic S7-1500 CPUs enthaltenen

Webserver nutzen.

OPC UA vereinfacht und schützt

die Kommunikation

Im Zuge der zunehmenden Digitalisierung

in der Industrie wird die durchgängige und

standardisierte Kommunikation sämtlicher

Geräte über alle Automatisierungsebenen

hinweg immer wichtiger. Informationen

wie Maschinen- und Anlagendaten, Projektdaten,

Diagnoseinformationen, Statusberichte,

etc. sind nicht nur maschinennah,

sondern auch an weiteren Stellen im Gesamtprozess

von höchstem Interesse – zum

Beispiel im Leitsystem.

02 Das Portfolio der Steuerungsgeneration S7-1500 ist leistungsund

funktionsorientiert: verschiedenen Aufbaugrößen als Standard, ODK- und Kompakt-CPU

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 47


STEUERN UND ANTREIBEN I TITEL

03 Mithilfe der Software ODK 1500S können auch in C bzw. C++

geschriebene Programme implementiert werden

04 Die integrierte Traceanzeige auf dem geräteeigenen

Web-Server steigert die Anlagenverfügbarkeit erheblich

Im Zusammenhang mit Industrie 4.0 hat

sich hier OPC UA als Kommunikationsstandard

etabliert. Aus diesem Grund sind alle

Steuerungen SIMATIC S7-1500 ab Firmware

Version 2.0 mit einem im Betriebssystem

integrierten, optional nutzbaren OPC UA

Server ausgestattet. Dieser erlaubt mittels

OPC UA Data Access Zugriff auf genau die

Daten, die durch den SPS-Programmierer

freigegeben sind. Damit lassen sich beliebige

Devices an die Simatic S7-1500 anbinden,

wie z. B. HMI-Panels, Scada-, MES- und

ERP-Systeme. Neben Lese- und Schreibzugriffen

können sich OPC UA Clients auch

mittels OPC UA Subscription auf Wertänderungen

von Variablen abonnieren.

Das vernetzen verschiedener OPC-UA-

Geräte kann selbstverständlich bequem zur

Laufzeit mittels Online-Browser auf dem

OPC-UA-Server der S7-1500 geschehen, alle

freigegebenen Daten und deren Typdefinitionen

sind jederzeit verfügbar. Dies ist besonders

wichtig, wenn für einen optimierten

Zugriff auf komplette Strukturen als

Ganzes zugegriffen wird. Weiterhin bietet

das TIA Portal V14 die Möglichkeit eines

XML-Exportes basierend auf den Standards

der OPC Foundation, was die offline-Konfiguration

von OPC UA Clients gegenüber der

S7-1500 erlaubt ohne eine reale Steuerung

vor Ort haben zu müssen.

OPC UA Security erlaubt Signieren und

Verschlüsseln von Nachrichten analog bewährter

Verfahren wie TLS. Die Sicherheit

ist vom Bundesamt für Sicherheit in der

Informationstechnik (BSI) geprüft und bestätigt.

In Verbindung mit einem separaten

Zertifikate-Management, welches es für die

Siemens-Steuerungen gibt, erreichen Anwender

ein Höchstmaß an Sicherheit für

ihre Maschinen und Anlagen, alle aktuel len

OPC UA Security Richtlinien sind in der

Simatic S7-1500 implementiert. Nicht zugelassene

Devices bleiben außen vor, nur

vertrauenswürdige Systemgeräte lassen

sich gezielt einbinden.

Datenverkehr systematisch

beschleunigen

Industrie 4.0 sowie die durchgängig digitale

Produktion leben von Netzwerken, Kommunikation

und Schnittstellen. Insofern

hat Siemens nun mit der Firmware V2

dafür gesorgt, dass bereits ab der CPU 1515

zwei Schnittstellen als Profinet I/O-Con -

troller genutzt werden können. So lassen

sich beispielsweise bei der CPU 1518 mehr

als 600 dezentrale Peripheriestationen

„Die Steuerungsgeneration Simatic S7-1500 ist ein

zentrales Element der digitalen Fabrik à la Industrie 4.0“

direkt mit einer Steuerung verbinden.

Auch die I-Device-Funktionalität für die

schnelle und deterministische Kommunikation

zwischen zwei Profinet I/O-Control -

lern funktioniert jetzt bei beiden Profinet-

Schnittstellen, so dass sich sehr flexibel

Master-Client-Topologien aufbauen lassen,

was den Datenaustausch untereinander

vereinfacht.

Um Sicherzustellen, dass Daten immer

bei den angeschlossenen Teilnehmern ankommen,

unterstützen alle S7-1500 Steuerungen

MRP, das Medienredundanz Protokoll.

Bei Störung im Ring wird dieser Fehler

erkannt und eine Erreichbarkeit durch

Richtungswechsel wieder hergestellt. Mit

der Firmware V2 sind alle CPUs in der Lage

den Datenverkehr in einer Ringtopologie

sogar verzögerungsfrei zu gewährleisten.

Diese stoßfreie Medienredundanz (MRPD:

Media Reduncancy for Planned Duplication)

erweist sich vor allem in High-End-Anwendungen

als vorteilhaft.

In High-End-Applikationen, z. B. in der

Windbranche, ist oft auch eine schnelle I/O-

Kommunikation gefordert. Mit Einführung

der FW V2 ermöglicht Siemens mit einer

CPU 1518 eine taktsynchrone Profinet- Aktualisierungsrate

von 125 µs.

Alarmtexte und Kommentare

ohne Sprachbarrieren

Sollte es dennoch zu einer Störung im Arbeitsablauf

der Maschine oder im Fertigungsprozess

kommen, hat auch hier die

Firmware V2 der Siemens Steuerungen S7-

1500 ein deutliches Plus. Jetzt ist es erstmals

möglich, alle Kommentare im Anwenderprogramm

und alle Diagnose- und Anwender-Meldungen

in bis zu drei Sprachen auf

der Steuerung abzulegen. Auf diese Weise

reduzieren sich Sprachbarrieren.

Alles in allem erweitert Siemens mit der

neuen Firmware V2 für die Steuerungsgeneration

Simatic S7-1500 die Möglichkeiten

der industriellen Automation. Die hier dargestellten

Features sind nur einige von

vielen bestehenden und neuen Möglichkeiten,

den Trend zur Digitalisierung industrieller

Automationsprozesse nachhaltig zu

untermauern und die vertikale Vernetzung

intensiv auszuweiten. Das Sortiment an

leistungs fähigen Steuerungen ist groß, die

Einsatzbreite skalierbar und die kommunikationstechnischen

Möglichkeiten erheblich.

Kurz gesagt: Simatic S7-1500 und TIA

Portal öffnen den Weg zu Industrie 4.0.

Fotos: Siemens AG

www.siemens.com

48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


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STEUERN UND ANTREIBEN

Herausforderungen der Compliance

Robotik-Unternehmen auf der Suche nach dem kleinsten gemeinsamen Nenner

01 Anwendungen mit Mensch-Roboter-

Kollaboration ohne Schutzumhausung

sind nur nach einer erfolgreichen Risikobeurteilung

möglich

Seit rund 40 Jahren findet die Robotik Anwendung im industriellen

Arbeitsumfeld. Damit ist die Technologie zwar ein relativ junger Sektor,

entwickelt sich aber schnell weiter. Deshalb muss auch Complianceanpassungsfähig

sein. So gilt es, Kunden und Partnern zu vermitteln,

wann ein Robotersystem wirklich regelkonform ist und welche

Anforderungen an den Roboter und das Robotersystem gestellt und

erfüllt werden müssen.

Zuerst müssen Compliance-Verantwortliche

klären, in welchem industriellen

Umfeld und für welchen Zweck das jeweilige

Robotersystem eingesetzt werden soll. Je

nach Anwendung ändern sich nämlich die

Anforderungen an die Compliance. Herrschen

zum Beispiel bestimmte EMV-Anforderungen

oder wird der Roboter im Freien

oder in geschlossenen Räumen eingesetzt?

Das Arbeitsumfeld des Roboters stellt also

einen entscheidenden Faktor für die Compliance

dar. Bei einer industriellen Anwendung

in einem Automobilwerk muss ein

Robotersystem andere Anforderungen erfüllen

als in einem medizinischen Umfeld.

Außerdem können zusätzliche Anforderungen

an das System entstehen wie eine Reinraumzertifizierung

für die Elektronik- und

Pharmabranche oder die Eignung im Umgang

mit Lebensmitteln, wofür der Roboter

auch leicht abwaschbar sein muss.

Auch beim Thema Sicherheit, insbesondere

im Kontext der Mensch-Roboter-Kollaboration

ohne Sicherheitsvorrichtungen,

gibt es, je nach Einsatzgebiet, sehr unterschiedliche

Anforderungen, mit denen der

Roboter konform gehen muss, zum Beispiel

geltende Richtlinien zur Maschinennutzung

oder hygienische Bestimmungen.

Herausforderungen an die

Compliance in der Robotik

Universal Robots stellt Leichtbauroboterarme

her, die entweder an einer Wand,

kopfüber sowie an einem Tisch oder einer

mobilen Plattform montiert werden können.

Die Arme lassen sich mit unterschiedlichsten

Endeffektoren versehen, sodass der Anwender

das gesamte Robotersystem, also auch

die verwendeten End effektoren und Werkstücke

bei der Frage berücksichtigen muss,

ob es für kollaborierende Anwendungen

ohne Schutzumhüllungen und zusätzliche

Sicherheitsvorkehrungen geeignet ist. „In

der Compliance muss der Anwender alle

Parameter des Robotersystems im Blick behalten

– darunter Nutzlast, Reichweite, bestimmte

EMV-Anforderungen, Durchsatz

und Umweltfaktoren“, erklärt Roberta Nelson

Shea, Chief Technical Compliance Officer

bei Universal Robots A/S. „Im nächsten

Schritt gilt es, den Blick auch auf die zum

Gesamtsystem zugehörigen Endeffektoren,

das Zubehör und mobile Plattformen zu

richten. Ein Roboterarm auf einer mobilen

Plattform muss vielleicht zwischen zwei

Gebäuden hin- und herfahren und darum

mit den Bedingungen im Außenbereich

zurechtkommen. Wir bewältigen diese Herausforderung

auf zwei Arten: Erstens garantieren

wir nur die Regelkonformität unserer

‚teilfertigen Maschine‘, um sie für kollaborierende

Anwendungen einsetzen zu

können. Die Roboterarme von Universal

Robots ohne jegliche Zusätze sind keine

vollständigen Systeme. Das sind sie erst,

wenn sie in eine komplette Anwendung implementiert

wurden. Zweitens weisen wir

unsere Partner und Endkunden darauf hin,

dass eine Risikobeurteilung der Roboteranwendung

(Roboter + Zusätze) erfolgen

muss, um sie konform werden zu lassen –

Helmut Schmid ist Geschäftsführer & General

Manager Western Europe, Universal Robots GmbH

in München

50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


escha.net

beispielsweise zu Sicherheitsstandards und technischen Spezifikationen

wie der ISO/TS 15066.“

Regelkonformität von Produkten gewährleisten

Wichtig ist auch, dass Roboterhersteller präzise mit ihren Kunden

und Partnern kommunizieren. Sie können nämlich nur die Konformität

ihrer „teilfertigen Produkte“ für den jeweils dafür vorgesehenen

Gebrauch gewährleisten – nicht für jede Anwendung in jeder

erdenklichen Umgebung mit jedem nur denkbaren Werkzeug. So

können bspw. Roboterhersteller eine Genauigkeit von einem Zehntel

Millimeter garantieren oder, dass der Roboter konform zur ISO/

TS 15066 inklusive dem Annex A ist. Dieser Zusatz beschreibt eine

Reihe von Kraftwerten, die der Roboter nicht überschreiten darf,

damit ein Mensch im Falle eines Kontakts keinen Schmerz verspürt.

Weltweit übernehmen Roboterhersteller die Verantwortung, die

Regelkonformität ihrer Produkte zu testen und sicherzustellen. In

erster Linie garantieren sie diese für den vorgesehenen Gebrauch

der Roboter und, falls sinnvoll, auch für alle möglichen Anwendungsfälle,

die sich die Hersteller vorstellen können. Findige Integratoren

und Endkunden werden jedoch immer wieder nie dagewesene

Einsatzmöglichkeiten für Roboter entwickeln. Also haben

die Partner und Integratoren ebenfalls sicherzustellen, dass die

spezifische Anwendung den geltenden Regeln entspricht.

Ein gemeinsamer Nenner ist notwendig

Der Annex A der ISO/TS 15066 ist eine optionale Ergänzung; d. h.,

die Roboterhersteller können die Konformität ihres Produkts dazu

erklären, zwingend erforderlich ist dies jedoch nicht. Außerdem gibt

es derzeit kein allgemein gültiges und anerkanntes Werkzeug, um

die Kraftwerte, die im Zusatz A aufgeführt werden, festzustellen.

Mehrere Endkunden, Partner und Integratoren haben ein eigenes

Messwerkzeug entwickelt, wodurch unterschiedliche Grenzwerte

gemessen werden können, die ein Roboter nicht überschreiten darf,

um einen schmerzlosen Kontakt zu garantieren. „Es wäre wunderbar,

wenn wir ein allgemein anerkanntes Werkzeug hätten, mit dem

die Grenzwerte ermittelt und verschiedene Anwendungen simuliert

werden können. Das ist wichtig, um Werte festzulegen, die weder zu

liberal noch zu konservativ sind“, postuliert Nelson Shea einige der

nächsten Herausforderungen, denen das Thema Compliance im

Kontext von kollaborierenden Leichtbaurobotern gegenübersteht.

Y-Verteiler mit Kabelabgang

Fotos: Aufmacher Broca, 01 Trelleborg, 02 Gentofte, 03 Mjólkursamsalan

www.universal-robots.de

02 Nicht nur im

medizinischen Sektor,

wie hier im Labor des

Gentofte Krankenhauses

in Dänemark,

müssen die Roboter

besondere Anforderungen

erfüllen …

03 ... auch im

Lebensmittelbereich

(Beispiel hier: isländische

Molkerei Mjólkursamsalan

Akureyri)

müssen Roboter

waschbar sein, um die

Lebensmittel nicht zu

verunreinigen


STEUERN UND ANTREIBEN

Industrie 4.0 auf allen Ebenen

der Fertigung

Eine IIot-fähige Systemarchitektur für industrielle Automatisierungslösungen

ist Ecostruxure Machine von Schneider Electric.

Sie ermöglicht die Umsetzung von Industrie-4.0-Fertigungsprozessen

auf allen Ebenen der Automatisierungshierarchie:

von der Digitalisierung über die vernetzte Produktion bis hin

zu Datenerfassung und Analyse. Die Architektur findet auf drei

Ebenen der Automatisierungshierarchie statt. Für Verpackungsprozesse

liefert Ecostruxure eine Architektur für Produktions- und

Verpackungsmaschinen. Auf Anwendungs-, Analyse- und Service-

Ebene sorgt sie für die Integration von Maschinen in die IT-Ebene.

Auf Edge-Control-Ebene ermöglicht sie die Verzahnung von

Informationstechnologie und Betriebstechnik auf den branchenüblichen

Plattformen. Maschinenbauer können so Web-Interfaces

und Cloud-Computing nutzen und erhalten gleichzeitig eine

vertikale Integration von Produktionslinien und einen schnellen

Zugriff auf Echtzeitdaten.

www.schneider-electric.de

Netzerfassung der nächsten Generation

Mit den Einsteckkarten der überarbeiteten Familie GMP232

stellt Bachmann ein modernes Konzept zur Messung und

Überwachung elektrischer Drehstromnetze vor. Die Lösung

vereint Anlagensteuerung und Netztechnik in einer modularen

Einheit. Dies ermöglicht z. B. die Korrelation der Netzdaten mit

den Daten der Betriebsführung oder die gemeinsame Nutzung

von Infrastruktur. Es stehen Schnittstellen für 690-V-Direktanschluss

und für den Betrieb mit Spannungswandlern bis 120 V

Nennwert zur

Verfügung. Mit

erweiterten Messbereichen

der

Nennspannung und

des Nennstroms

sowie deutlich

größeren Überlastbereichen

eignet es

sich für Anwendungen

direkt an

Erzeugungseinrichtungen

oder in

höheren Spannungsebenen.

Das Modul

bietet auch konfigurierbare Überwachungsfunktionen für den

Netz- und Anlagenschutz. Das Modul ist zwar als steuerungsintegrierte

Lösung konzipiert, kann aber auch in Kombination

mit einer kleinen M1-CPU als autonomes Netzerfassungsprodukt

eingesetzt werden.

www.bachmann.info

Visualisierung und Automatisierung

ohne Schaltschrank

Siemens erweitert seine rundum IP65-geschützten Geräte zum

Bedienen und Beobachten um die Simatic HMI Comfort Panels

Pro. Die Panels mit 12, 15, 19 und 22" Bildschirmdiagonale bieten

die gleichen Funktionen

wie die Einbaugeräte

und sind für die schaltschranklose

Visualisierung

und Automatisierung

konzipiert. Die

robusten Geräte eignen

sich vor allem für High-

End-Anwendungen im

maschinennahen

Bereich. Die Panels

verfügen über stufenlos

dimmbare Widescreen-

Displays mit 16 Mio.

Farben und bis zu

170 °-Blickwinkel. Die

entspiegelte Glasfront

mit kratzfester und

chemisch beständiger

Oberfläche ermöglicht

die Bedienung mit

Arbeitshandschuhen. Darüber hinaus sind die Panels mit

integrierter Systemkarte für automatische Backups ausgestattet

und kommen auch für das Energiemanagement direkt an der

Maschine zum Einsatz. Das Mechanikkonzept bietet Adapter für

die schaltschranklose Montage an gängigen Standfuß- oder

Tragarmsystemen.

www.siemens.com

Lüfterlose Box-PCs für den Schaltschrank

Die Prime Cube Box-PCs der Serie BSM von Schubert System

Elektronik sind für den Einbau im Schaltschrank optimiert. Sie

bieten eine Rechnerplattform für Anwendungen von rechenintensiven

Steuerungs- und Regelungsapplikationen

über Server-

Anwendungen, z. B. zur Web-

Visualisierung bis hin zur

Datenerfassung und Analyse.

Der Kühlkörper auf der Gehäusewanne

und eine optimierte

Konvektion führen Wärme sicher

ab. Wenn der Box-PC mit einem

Massenspeicher auf Basis von

CFast oder SSD ausgestattet wird,

sind keine beweglichen Teile

verbaut. Die Box-PCs sind mit

verschiedenen Intel-Prozessoren

der Atom-Serie und der Core-i-

Generation erhältlich. Diese

haben eine integrierte Grafik-

Engine, die alle Auflösungen bis

zu Full HD unterstützt. Bei der Konfiguration der Massenspeicher

kann zwischen kompakten CFast-Datenträgern, Solid State Drives

und Festplatten gewählt werden. Kombinationen verschiedener

Massenspeicher sind ebenfalls möglich.

www.schubert-system-elektronik.de

52 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


STEUERN UND ANTREIBEN

Maschinen- und Produktionsdaten

mithilfe von Software effektiv nutzen

Ungeplante Maschinenstillstände lassen sich durch die Auswahl

und Auswertung relevanter Daten mit Industrial Analytics aus

dem Hause Weidmüller

vermeiden. Die Ingenieure

des Unternehmens

starten dabei mit allen

vorhandenen Prozessund

Maschinendaten,

aus denen das Maschinenverhalten

gelernt wird.

Anschließend werden die

Daten reduziert und nur

jene betrachtet, die zum

eigentlichen Maschinenverständnis

erforderlich

sind. Abhängig vom Maschinentyp wird eine spezifische Analytics-

Engine konfiguriert. Dabei handelt es sich um eine Software, mit

der sich das Maschinenverhalten überwachen und prognostizieren

lässt. Weidmüller nennt das „Advanced Analytics“. Dabei können

aufgrund von mathematischen und statistischen Verfahren

Vorhersagen über das Maschinenverhalten getroffen werden.

Der Maschinenbauer kann auf diese Weise seinen Kunden

frühzeitig auf ein aktuelles Problem oder einen bevorstehenden

Fehler hinweisen.

www.weidmueller.com

Open Frame Panel PCs für den

Dauerbetrieb konzipiert

Die Open Frame Panel PCs von Distronik haben ein verzinktes

Stahl-Chassis und sind mit Display-Diagonalen von 15 bis 27"

verfügbar. Sie sind einbaukompatibel zu der bestehenden Einbaumonitor-Serie

des Herstellers, sodass mit ihnen Back-to-Back-

Lösungen – d. h. ein Monitor, ein Panel PC – realisierbar sind.

Die Geräte gibt es ohne Touchscreen oder mit einem berührungsempfindlichen

Sensor in resistiver oder PCAP-Multitouch-

Technologie. Dabei kann zusätzlich auf diverse Frontplatten aus

Alu zurückgegriffen werden. Kernstück der lüfterlosen Computer

ist ein integriertes Embedded Board mit einer Quad Core Intel

Celeron J1900 CPU.

Auf der Rückseite

des Gerätes befindet

sich eine Serviceklappe.

Hier wird

das Board mit

SSD-Festplatte via

mSata-Steckplatz

und zwei Steckplätzen

für jeweils

4 GB DDRL Arbeitsspeicher

bestückt.

So bestimmt der Anwender, wie viel Speicher eingesetzt wird.

Die Panel PCs sind auf den Dauerbetrieb ausgelegt.

www.distronik.de

Time-less

E4.1L: Energieführen noch leichter gemacht ...

Zeitsparende Konfektionierung und zeitloses Design.

80% Montage- und Konfektionierungszeit sparen*

Das am schnellsten zu konfektionierende e-kettensystem ®

E4.1L. Neue Trennstege

und Zugentlastungselemente ermöglichen blitzschnelle Montage und Zugentlastung

von umfangreichen, mehrstöckigen Leitungsbelegungen. igus.de/E4.1L

*gemessen in der igus ®

Konfektionierungsfabrik

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Tel. 02203 9649-800

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IGUS.indd 1 02.05.2017 16:02:15

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 53


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Smart vernetzt

Prinzipien und Vorteile einer gemanagten

Netzwerkinfrastruktur inklusive Absicherung

Die Digitalisierung und Netzwerke stellen die Grundvoraussetzungen für Industrie 4.0 dar.

Die Bereitstellung einer „smarten“ Netzwerkinfrastruktur ist hierbei die Basis für eine erfolgreiche

Kommunikation. Managed Switches ermöglichen, Netzwerke intelligent zu strukturieren und zu

analysieren. Durch die steigende Komplexität erhöhen sich die Anforderungen an Sicherheits-

Technologien. Eine Lösung bieten Industrial Firewalls, durch die sich die Kommunikation

zwischen Netzwerken klar definieren lässt.

Für die Kommunikation werden dynamisch Verbindungspaare

gebildet, die nach Beendigung der Kommunikation wieder gelöst

werden. Es können mehrere Verbindungen zeitgleich erfolgen, wobei

jede Verbindung den vollen Datendurchsatz und keine Kenntnis

über die Kommunikation anderer Paare hat. Die Adressierung erfolgt

durch Mac-Adressen. Jeder Teilnehmer bzw. die jeweilige Netzwerk-

Schnittstelle besitzt eine individuelle Mac-Adresse, die der Switch

inklusive Port speichert.

Anforderungen an Managed Switches

Historisch wurden – und werden noch immer – in der industriellen

Umgebung Unmanaged Switches eingesetzt. „Unmanaged“ kann

man auch mit „Plug & Play“ gleichsetzen. Eine Konfiguration ist

„Die digitale Vernetzung bietet große Chancen, birgt aber auch

Gefahren. Das Thema IT-Security gewinnt enorm an Bedeutung.“

Florian Raupach

In einer Anlage, einer Maschine und oder

einem Maschinenverbund findet sich eine

Vielzahl an industriellen Automatisierungskomponenten,

z. B. Steuerungen, Bediengeräte,

Regler oder IO-Systeme. Zusätzlich

sind immer mehr Maschinenelemente wie

Frequenzumrichter mit Kommunikationsschnittstellen

ausgestattet. Die Kommunikation

erfolgt hierbei in der Regel auf Basis der

Ethernet-Technologie.

Sind alle Komponenten arrangiert,

fehlt noch die Verbindung

untereinander. Hier kommen seit

über 20 Jahren industrielle Switches

zum Einsatz. Diese

„Verbindungsgeräte“ ermöglichen

eine paketbasierte Kommunikation.

Switches verfügen

über mehrere Anschluss-Schnittstellen,

die sogenannten Ports. Hierdurch

ist es möglich, eine große Anzahl

an Geräten an einem zentralen

Punkt miteinander zu verbinden.

Florian Raupach, Produktmanager

Industrial Ethernet & Security, Wachendorff

Prozesstechnik GmbH & Co. KG, Geisenheim

nicht möglich, der Preis ist in der Anschaffung meist günstig und der

Einbau sowie der Austausch sind schnell und einfach realisierbar.

Ist die Anwendung, der Prozess bzw. der Ausfall der Ethernet-

Kommunikation nicht kritisch, haben Unmanaged Switches ihre

Berechtigung. Sind dagegen die Anwendung und die dazugehörige

Verfügbarkeit geschäftskritisch, so ist eine Netzwerkbasis notwendig,

die diesem grundsätzlichen Anspruch nach höchster Verfügbarkeit

bestmöglich gerecht wird. In der Praxis leiten sich daraus weitere

Anforderungen ab. Dazu gehören bspw. Überwachungs- und Analysemöglichkeiten

(zu realisieren z. B. über das Simple Network

Management Protocol, kurz SNMP), die Erhöhung der Verfügbarkeit

durch Redundanzen oder die bewusst gesteuerte Ausgrenzung

individueller Teilnehmer. Gibt es diese Anforderungen, kommen

Managed Switches zum Einsatz.

54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


01 Die Unmanaged Switches wurden für

den Einsatz in anspruchsvollen Industrieumgebungen

entwickelt

02 Die Managed Switches gewährleisten

eine flexible, schnelle und sichere

Netzwerkkommunikation

Netzwerke gezielt strukturieren

Zu den grundlegenden Prinzipien von smarten,

gemanagten Netzwerken gehören somit

die volle Kontrolle und die Zugriffsmöglichkeit

auf die Infrastruktur. Weiterhin zählt

die Fähigkeit, individuelle Konfigurationen

vorzunehmen, dazu, um so ein maßgeschneidertes,

auf die individuellen Bedürfnisse

angepasstes Netzwerk als Kommunikationsbasis

bereitzustellen.

Zudem bieten sich individuelle Gestaltungsmöglichkeiten

hinsichtlich Performance

und Sicherheit (z. B. Kanal-Bündelung, auch

Port-Trunking genannt, oder VLANs zur logischen

Trennung von an dem Switch angeschlossenen

Geräten). Hierdurch ergeben sich

Vorteile in Bezug auf Analyse, Stand zeiten,

Vorhersagen, Strukturfähigkeit und Flexibilität.

Die individuelle Konfigu ra tionsfähigkeit

erhöht jedoch nicht nur die Verantwortung

für eine sinnvolle, professionelle Planung,

sondern bietet auch die Sicherheit, das Möglichste

getan zu haben.

Strukturieren lassen sich Netzwerke durch

das gezielte Bilden von Gerätegruppen, die

miteinander kommunizieren dürfen. Dabei

wird das physikalische Netzwerk in mehrere

logische Netzwerke unterteilt (VLAN).

Unterbindung von Kommunikation. Während

alle Netzwerkkomponenten grundsätzlich

eine Kommunikation aufrechterhalten

sollen, macht eine Firewall zunächst das

Gegenteil.

Erst durch ein individuelles Regelwerk

werden einzelne Kommunikationswege

geöffnet. Es erfolgt ein aktives, bewusstes

Zulassen von Kommunikation. Hierdurch

wird dem Prinzip der Abgrenzung und Absicherung

Rechnung getragen. Ein Gesichtspunkt,

der hierbei oft vernachlässigt wird,

ist die Protokollierung. Vor allem bei einer

standortübergreifenden Kommuni kation

ist die Aufzeichnung der Zugriffe und Teilnehmer

unabdingbar. Firewalls übernehmen

diese Aufgabe. Durch diese Prin zipien

ist es möglich, die Integrität und Sicherheit

zu wahren.

Der Anwender ist sehr flexibel bezüglich

des zugelassenen Kommunikationsverhaltens.

Ein wichtiger Aspekt ist der des Stellvertreters

(Netzwerk-Adress-Übersetzung,

NAT). Wird von extern eine Kommunikation

initiiert, antwortet die Firewall. Kenntnis

über das Innere eines lokalen Netzwerkes

erhält der Außenstehende nicht.

www.wachendorff-prozesstechnik.de

Mit Firewalls Integrität und

Sicherheit wahren

Wird eine Kommunikation über die Grenzen

eines lokalen Netzwerkes hinaus benötigt,

so kommen Firewalls zum Einsatz. Das

Grundprinzip von Firewalls ist zunächst die

03 Firewalls zeichnen bei einer standortübergreifenden

Kommunikation die Zugriffe

und Teilnehmer auf, sodass Integrität und

Sicherheit gewährleistet werden


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION I STATEMENT

Verändern Embedded Systeme die

Zukunft der industriellen Produktion?

Ein Kommentar von Philipp Wallner, Industrial Automation & Machinery

Industry Manager bei Mathworks

Im Bereich der Embedded Systeme hat sich in den letzten Jahren ein enormer Wandel hin

zur Smart Industry vollzogen. Produktionsmaschinen und Geräte von heute sind zu hoch

integrierten mechatronischen Systemen geworden. Der Anteil an Embedded Software ist

dabei groß. Und das wird den industriellen Fertigungsprozess maßgeblich verändern.

„Bei dem Stichwort «Smart Industry»

denken die meisten zu aller erst an Big

Data. Nicht zu Unrecht, denn die wachsende

Menge an Daten hat den Wandel zum

Industrial Internet of Things erst möglich

gemacht“, meint Philipp Wallner. „Optische

Sensoren, elektronische und hydraulische

Antriebe, Produktionsmaschinen,

Kraftwerke usw. Sie alle produzieren

während des Betriebs Daten. Diese zu

analysieren und sinnvolle, zielgerichtete

Erkenntnisse daraus zu ziehen, ist die

große Kunst.“ Produktqualität, Energieverbrauch,

Maschinenstatus und andere

relevante Parameter können durch eine

Optimierung große wirtschaftliche Vorteile

bringen. Einen Schritt weiter geht das

Prinzip der vorausschauenden Wartung

oder „Predictive Maintenance“. Dabei

werden mathematische Modelle verwendet,

um auf Basis der laufend eingelesenen

Maschinen- und Produktionsdaten

Voraussagen über den Zustand der

Anlage abzuleiten. Diese werden

dann in der Regel genutzt, um

Serviceintervalle optimal zu planen,

Produktionsausfälle zu vermeiden

oder zu minimieren und um den

Produktionsumsatz zu maximieren.

Die Rolle von

Embedded Software

Mit der Weiterentwicklung

der Smart Industry

nehmen Software-

Komponenten einen

immer höheren

Stellenwert in der

Wertschöpfungskette

von Maschinen und

Produktionsstätten

ein. Embedded

Software, die auf PLCs,

industriellen Computern oder FPGAs

läuft, verwendet Reglungsfunktionen,

die einerseits die Produktionsqualität

sicherstellen und andererseits mithilfe

von Algorithmen die Wartung vereinfachen

und für längere Produktionszeiten

ohne technischen Support sorgen. Sie

ermöglicht den Einsatz von Supervisory

Logic für das Behandeln von Fehlern und

die automatische Erstellung von optimierten

Maschinenbewegungsbahnen.

Embedded Software bietet auf diese

Weise immer mehr Möglichkeiten, um

die Produktion effizienter zu gestalten.

Komplexität als Herausforderung

sehen und meistern

Anhaltende Trends wie mehr Modularität,

mehr Unabhängigkeit von der Hardware

und mehr Abbildung von Funktionalität

in der Software, die den

Anteil und die Komplexität des

Codes in Produktionsmaschinen

erhöhen, sind eine

Herausforderung für

klassische Maschinenbauer.

So erklärt Philipp Wallner: „In

der Regel ist der Maschinenbau

es gewohnt, mit aufwendigen

Workflows und

Toolchains für

mechanische

Konstruktionen

zu arbeiten.

Wenn es jedoch

um Software geht,

verlassen sich

Maschinenbauer

oft auf traditionelle

Methoden für das

Programmieren und

Testen und nutzen

Verfahren wie Modell-

bildung, Simulation, Automatisches Testen

oder Code-Generierung noch deutlich

seltener als ihre Kollegen aus der Luftfahrt

oder der Automobilindustrie.“

Während es für Maschinenbau-Ingenieure

selbstverständlich ist, ein CAD-Tool

anzuwenden und Simulationen durchzuführen,

bevor sie die mechanische Struktur

der Maschine bauen, ist diese Selbstverständlichkeit

im Bereich der Software noch

nicht vorhanden. Der Großteil der Software

wird noch immer manuell programmiert

und erst dann umfangreich getestet, wenn

die Maschine schon bereitsteht.

Um jedoch den Anforderungen der Systeme

der neuesten Generation gewachsen zu sein,

ist ein anderer, besser integrierter Ansatz

nötig, wie Philipp Wallner betont: „In der

Smart Industry werden Ingenieure aus allen

drei mechatronischen Fachrichtungen

gebraucht – mechanisches, elek trisches und

Software-Ingenieurswesen. Erst wenn diese

drei Disziplinen ineinandergreifen, finden

sie neue Wege, um das Design, das Testen

und die Verifikation von Maschinensoftware

so zu entwickeln, dass neue Stufen von

Funktionalität und Qualität erreicht werden

können.

Auch wenn Maschinenbauer heute meist

keine Experten für Software Engineering

sind, können sie dennoch mit Tools für

Model-Based Design wie Matlab und

Simulink die Produktivität und Zuverlässigkeit

ihrer Systeme steigern. Diese Programme

erleichtern das modulare Entwickeln und

Testen von Automatisierungskomponenten

und die automatische Code-Generierung,

die mit einem Klick Algorithmen für

spezifische Hardware-Plattformen

implementiert.“

Fotos: Aufmacher Fotolia, sonstige MathWorks

www.mathworks.de

56 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Sensordaten schnell erfassen und auswerten

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Mit der C-Control Industrial IoT-Box 100 bietet Conrad Business Supplies in Zusammenarbeit mit

Linemetrics eine Gesamtlösung zur Überwachung relevanter Parameter für Unternehmen an, die

mithilfe von Sensorwerten Optimierungen, Effizienzsteigerungen oder Präventionen von Problemen

erzielen wollen. Die Lösung besteht aus leistungsstarker Hardware, Kommunikation und Cloud-Services.

Über acht Universaleingänge (0–10 V) und Modbus RTU 485 werden Sensordaten erfasst und über das

Mobilfunknetz an die C-Control Industrial IoT Cloud von Linemetrics übertragen. Hier können reale

Objekte digital abgebildet und mit Zusatzinformationen versehen werden. So würde man z. B. bei der

Erfassung des Füllstands eines Tanks dessen Standort,

Volumen, Seriennummer, Füllmaterial, Dokumente und

Anleitungen hinterlegen. Diese Informationen stehen

Anwendern genauso wie die erfassten Messwerte jederzeit

auf allen Geräten zur Verfügung. Zudem ermöglichen sie

eine umfangreichere Analyse, da Einflussfaktoren auf

Messwerte sichtbar werden. Aktive Alarme auf Basis frei

definierbarer Schwellwerte helfen, frühzeitig Probleme zu

erkennen und zu vermeiden.

MESS-, STEUER- UND REGELELEKTRONIK

Unsere

Kunden

haben das

Ziel, wir

bereiten

den Weg.

www.conrad.de

Node-RED-Knoten steht öffentlich zur Verfügung

Mit dem S7comm-Knoten sind Lese- und Schreibezugriffe von und zu Datenbausteinen, Merkern,

E/A-Speicher, Zählern und Zeitgebern nicht mehr nur ausschließlich auf Hilschers Edge Gateways

verfügbar, sondern können nun von der gesamten Node-RED Community genutzt werden. Node-RED

ist ein Werkzeug zur visuellen Programmierung. Damit können IoT-Datenverschaltungen, sogenannte

Flows, von Hardware in der Feldebene bis hin zu Cloud-Systemen wie IBM Watson IoT, Microsoft Azure

oder Amazon AWS hergestellt werden.

www.hilscher.com

PA-Profile 4.0: fehlendes Puzzelteil in der Ethernet-Strategie

In der Prozessautomatisierung ist die schnelle Installation und der einfache Betrieb von Feldgeräten

eine wichtige Forderung der Anwender; und dies einheitlich über Herstellergrenzen hinweg. Dies

erfüllt das PA-Profile für Profibus nun schon seit vielen Jahren und hat sich bestens bewährt sowie

eine breite Marktakzeptanz im Bereich der Prozessautomatisierung gefunden. Im Zuge des weiteren

Voranschreitens von Industrie 4.0 sowie IIOT wird sich die Ethernet-Technologie – und damit einhergehend

Profinet – in der Prozessautomatisierung etablieren. Aus diesem Grund hat PI mit dem

PA-Profile 4.0 eine Profil-Spezifikation entwickelt, die unabhängig vom

Kommunikationsprotokoll ist. Alle Parameter und Funktionen, die im

PA-Profile spezifiziert sind, sind sowohl über Profinet als auch über Profibus

verwendbar. Auf dem Weg zu einer vollständigen Ethernet-basierten

Lösungsplattform setzt PI damit einen weiteren Baustein in Profinet um.

www.profibus.com

ATR beweist seit über 40 Jahren

Know-how und Expertise in der

Mess-, Steuer- und Regelelektronik.

Damit Sie ans Ziel kommen,

bieten wir Ihnen leistungsstarke

Standardkomponenten

und individuelle Elektronik-

Entwicklungen. Wir beraten

Sie gern, Telefon: 02151 926 100.

Oder informieren Sie sich unter

www.msr-elektronik.com

Leistungsverstärker mit Profibus-Schnittstelle

Der universelle Leistungsverstärker PAM-199-P-PDP aus dem Hause W.E.St. wurde

jetzt um eine Profibus-DP-Schnittstelle erweitert. Die Ansteuerung erfolgt hierbei

über eine Profibus-DP-Schnittstelle. Weiterhin ist es möglich, einen Großteil der

Parameter über den Bus zu ändern. Das Gerät ersetzt die bisherigen Verstärker

PAM-195-P-PDP und PAM-196-P-PDP. Über einen Parameter kann zwischen den

beiden Funktionsmodi umgeschaltet werden. Dieses Modul wird für die Ansteuerung

von einem Wegeventil mit zwei Magneten oder bis zu zwei Drosselventilen mit

einem Magneten eingesetzt. Verschiedene digital einstellbare und reproduzierbare Parameter

ermöglichen eine optimale Anpassung an das jeweilige Ventil. Der integrierte Leistungsverstärker mit

einer Zykluszeit von 0,125 ms für den Magnetstromregler ist eine robuste und platzsparende Lösung.

www.w-e-st.de

ATR Industrie-Elektronik GmbH


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

frühzeitig den Austausch des verschlissenen

Teils in seinen Wartungsablauf integrieren

und plötzliche Stillstände vermeiden.

Anlagensicherheit durch

Conditioning-Monitoring

Wenn E-Ketten Sensoren tragen

Mit Smart Plastics vorausschauend warten

Intelligente Energieketten und

Chainflex-Leitungen melden

frühzeitig, wann sie ausgetauscht

werden müssen. Predictive

Maintenance ermöglicht so das

rechtzeitige Erkennen unerwartete

Maschinenausfälle und drohender

Stillstandzeiten. Eine entsprechende

Wartung kann eingeleitet werden

und verhindert auf diese Weise

teure Produktionsausfälle.

Die digitale Vernetzung von Maschinen

und Produkten macht es möglich, dass

Zustandsdaten von Maschinenkomponenten

laufend erfasst und mit weiteren Systemen

kombiniert werden können. Mit Predictive

Maintenance werden die Prozesse in der

Produktion einfacher und sicherer, denn

durch die permanente Beobachtung aller

Maschinen und Komponenten werden Störungen

erkannt und der Verschleiß prognostiziert,

bevor es zu einem Stillstand kommt.

Folglich können Maßnahmen zur Wartung

und Instandhaltung betroffener Teile frühzeitig

eingeleitet werden. Damit reduzieren

sich gegenüber periodischen Wartungen

teure Ausfallzeiten. Predictive Maintenance

ist daher ein wichtiges Element innerhalb

der Industrie 4.0.

Maschinenstillstände vermeiden

Unter dem Namen Isense Smart Plastics

stellte das Unternehmen Igus im vergangenen

Jahr intelligente Komponenten für die

Fabrik der Zukunft vor. Die Serie umfasst

verschiedene Sensoren und Überwachungsmodule

in oder an den Kunststoffkomponenten

der Energiekette. Diese und

die darin liegenden Chainflex-Leitungen

versorgen Maschinen und Anlagen mit

Energie sowie Daten. Fallen diese plötzlich

aus, wäre ein mit hohen Kosten verbundener

Stillstand der Anlage die Folge.

Eine Möglichkeit, einem eventuellen Ausfall

vorzubeugen, ist die Abriebüberwachung

Isense EC.W(ear) Ein im Öffnungssteg der

E-Kette verbauter Sensor-Chip misst fortlaufend

den Zustand der gleitenden E-Kette

während des Verfahrweges. Bei beträchtlichem

Abrieb der Komponente meldet der

Sensor ein Signal an eine in unmittelbarer

Nähe stehende Antennen-Einheit. Diese

empfängt die Daten per Funk und leitet sie

an ein Reader-Modul weiter. Dieses verarbeitet

das Antennensignal und meldet es

anschließend an die zentrale Kommunikationseinheit

Icom. Das Icom-Modul bereitet

die Daten auf und leitet sie an das Anlagensystem

weiter. So kann der Anlagenbetreiber

Bereits vor einigen Jahren führte Igus Produkte

für die vorausschauende Wartung ein:

Das Push-Pullforce-Detection-System PPDS

und das Diagnosetool EMA zur Identifizierung

eines Kettenglied-Bruchs. Seither wurden

diese Komponenten sukzessive weiterentwickelt

und in die neue Isense-Familie

integriert. Jetzt lässt sich die Einheit zur

Abriebüberwachung (EC.W) mit weiteren

Conditioning-Monitoring-Produkten, wie

dem Isense Bruchalarm EC.B (vormals EMA)

und der Zug- und Schubkraftüberwachung

EC.P (vormals PPDS), kombinieren. Im Falle

der Zug-/Schubkraftüberwachung wird eine

Wägezelle im Anschlusselement der E-Kette

installiert, welche die Verschiebekräfte kontrolliert.

Bei Verfahrwegen von über 100 m

ist der Kraftsensor im schwimmenden Mitnehmer,

der seitliche Toleranzen auf der

Mitnehmerfahrt ausgleicht, angebracht:

Blockiert ein Fremdkörper die Bewegung

der E-Kette, steigen die Verschiebekräfte

an. Ab einem definierten Schwellenwert

gibt der Sensor, vergleichbar der Abriebüberwachung,

ein Signal aus, das von einer

Auswertebox aufgenommen und an das

Icom-Kommunikations-Modul weitergeleitet

wird. Beim Überschreiten der zulässigen

Kräfte schaltet das System die Anlage ab

und verhindert so größere Schäden.

Doppelt sicher: Zug-/Schubkraftund

Bruchüberwachung

Doppelt ausfallsicher wird die Anlage mit

der Bruchüberwachung, dem Isense EC.B-

Modul: Durch mechanische Einwirkung

oder durch Überlast einer E-Kette kann es

zu einem Bruch des Seitenteils kommen.

Geschieht dies, meldet ein Polymer-Sensor,

der in Spezialtrennstegen eingebaut ist, die

Information des Bruchs an eine Sensoreinheit.

Durch das Wartungssignal ist der Anwender

gewarnt und kann den Schaden

beheben um größeren Folgeschäden vorzubeugen.

Der Ersatz eines einzelnen beschädigten

Kettengliedes ist in der Regel in

wenigen Minuten erledigt. Dadurch wird

verhindert, dass auch das zweite Seitenteil

bricht und die Anlage mit größeren Schäden

ungeplant zum Stillstand kommt. Beide

Signale lassen sich über ein Reader-Modul

auslesen, denn eine Ausleseeinheit kann

bis zu vier Antennen verarbeiten. Es wäre

folglich möglich, bis zu vier Energieketten

an ein Modul anzuschließen. Alle Daten

Harald Nehring, Prokurist, igus GmbH, Köln

58 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

werden in der Icom-Kommunikationseinheit

aufbereitet und an das System der Anlage

weitergeleitet.

Doch auch die sicherste E-Kette ist nur

halb so viel wert, wenn die darin liegenden

Leitungen nicht halten. Aus diesem Grund

entwickelt Igus seine Leitungen Chainflex

für bewegte Anwendungen. Im Rahmen

von Isense hat Igus auch hier noch einen

Schritt weitergedacht und ein Ausfallüberwachungs-Modul

für Leitungen entwickelt:

Isense CF.Q. (electrical conductor quality).

Intelligente Sensoren überprüfen kontinuierlich

die Messwerte der Leitungen und

zeigen an, wenn die Grenzwerte überschritten

werden.

Strategisches Mittel der Wartung

Seit dem ersten Einsatz von Polmyer-Energieketten

hat sich die Igus-E-Kette permanent

weiterentwickelt. Jetzt ist sie smart geworden:

Mithilfe intelligenter Sensoren

überwacht sie sich laufend selbst und warnt

rechtzeitig vor Ausfall. Zwar liegen schon

heute aufgrund vieler Testverfahren umfangreiche

Daten vor auf deren Grundlage

genaue Aussagen über die Haltbarkeit und

Lebensdauer der E-Ketten gemacht werden

und die in zahlreiche Online-Tools und

Apps münden. Doch durch den Einsatz von

Sensoren und IT-gestützter Datenanalyse

haben sich die bisherigen Wartungsstrategien

weiterentwickelt. Indem Smart Plastics

den tatsächlichen Zustand der E-Kette im

Realbetrieb messen, können Abnutzungserscheinungen

rechtzeitig erkannt und

Wartungen frühzeitig eingeleitet werden.

Das Entscheidende ist, nicht mehr auf Ausfälle

zu reagieren, sondern sie vorauszusehen

und entsprechend zu planen.

Mehr Smart Plastics Intelligenz

für höhere Anlagenverfügbarkeit

Aufgrund der hohen Nachfrage nach Produkten

für Anwendungen des Predictive

Maintenance präsentierte Igus auf der Hannover

Messe die neue Generation der Smart

Plastics. Dazu zählte unter anderem das

Isense EC.RC (E-chain Run Control), ein

System zur Überwachung des Betriebszustandes

von E-Ketten, insbesondere in Führungsrinnen

bei langen Verfahrwegen. Sensoren

messen und überprüfen dabei durchgehend

die Position der Energiekette. Auf

diese Weise wird bei mechanischen Störungen

ein Weiterlaufen der Anlage verhindert;

sodass Totalschäden der Kette, ein elektrisches

Abschalten (beispielsweise durch Leitungsschäden)

sowie ungeplante Maschinenstillstände

vermieden werden können.

Eine andere Weiterentwicklung aus der

Smart Plastics Familie ist das EC.M Modul,

das auf dem Mitnehmer der Kette montiert

wird und eigenständig dessen Zustand über

Beschleunigung, Geschwindigkeit, Temperatur

und zurückgelegte Zyklen aufnimmt.

Daraus können die zurückgelegte Strecke

sowie die verbleibende Standzeit des Systems

abgeleitet werden. Auch das Kommunikationsmodul

Icom weiterentwickelt. Es

sammelt alle Werte dieser Systeme, übermittelt

diese und kommuniziert jetzt weitgehend

kabellos. Weiterer Vorteil ist, dass

für mehrere Systeme nur noch ein einziges

Icom Modul benötigt wird und sich dadurch

die Integration in eine bestehende

Produktion vereinfacht. Darüber hinaus besteht

nun optional die Möglichkeit Datengenerierende

Einheiten anderer Hersteller,

die den Status überwachen, mit dem Icom

Modul zu verbinden. Fortlaufende Tests im

„Sensoren überprüfen kontinuierlich die Messwerte der

Leitungen und informieren über die restliche Lebensdauer“

Testlabor und in Kundenanwendungen helfen

Igus permanent dabei, die Analyse der

Messwerte noch präziser zu gestalten. Konkrete

Anwendungen, in denen die intelligenten

Produkte wie Chainflex-Leitungen

eingesetzt werden, sind beispielsweise Portale

zum Transport in Automobilfabriken.

Hierbei können selbst kurze ungeplante

Stillstandzeiten sehr große Produktionsausfälle

nach sich ziehen.

Bilder: igus

www.igus.de

01 Sensoren und Überwachungsmodule

in oder an den Kunstkomponenten sehen

Abnutzungserscheinungen und Ausfälle

voraus

02 Ein im Öffnungssteg der E-Kette

verbauter Sensor-Chip misst den Zustand

im realen Betrieb

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 59


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Effizienzsteigerung in der Holzverarbeitung

Lichtgitter ermöglichen exakte Positionierung und fehlerfreies Handling von Brettern

in automatisierter Möbelfertigung

In Sägewerken oder in der

Möbelindustrie stellen messende

Lichtgitter eine effiziente Lösung

für die Prozesssteuerung und

Qualitätsüberwachung bei

der Holzverarbeitung dar. Sie

übernehmen Aufgaben wie

die Volumenmessung von

Rundhölzern und die optische

Inspektion von Furnieroberflächen

sowie Beschichtungen. Dabei

erweisen sich die Lichtgitter als

wirtschaftlicher und robuster als

optische High-End-Lösungen.

Die messenden Lichtgitter der Produktfamilie

MLG-2 von Sick folgen einem

modularen Konzept, durch das sie sich an

vielfältige Aufgabenstellungen in der Holzund

Möbelindustrie anpassen lassen. Feldbusse

als Kommunikationsstandard sowie

das spezielle ASIC, das die bis zu 512 Strahlen

eines MLG-2 einzeln auswertet und so

verschiedene applikationsspezifische Aufgabenstellungen

der Holzverarbeitung löst,

sind standardmäßig integriert. Zudem können

Überwachungshöhen zwischen 150 und

3 200 mm in verschiedenen Strahlrastern

von 2,5 bis 50 mm, Reichweiten bis zu 8,5 m

und die I/O- und Feldbus-Schnittstellen

Michael Burger, Produkmanager Lichtgitter,

Mohamed Hassoun, Technical Industry Manager

Wood Industry; beide SICK AG, Waldkirch

passend zur Anwendung und den Automatisierungswünschen

konfiguriert werden.

Für komplexere Aufgabenstellungen

ist es möglich, ein oder mehrere Lichtgitter

gemeinsam mit wegmessenden Encodern

zu hochgenauen Volumenmesssystemen zu

erweitern.

Detektions- und Applikationssicherheit

gewährleisten

Ein entscheidendes Merkmal für den Einsatz

der MLG-2 in Sägewerken und der

Möbelfertigung ist ihre Robustheit: Der

Betriebstemperaturbereich liegt zwischen

- 30 und + 55 °C und sie bieten sowohl Schutzart

IP65 als auch IP67 in einem Gerät vereint.

Bei Bedarf sorgt eine Schutzröhre für

zusätzliche Standfestigkeit bei grobem

Schmutz und die absolute Gleichlichtfestigkeit

bis 150 000 Lux schützt das Lichtgitter

in allen Spektralbereichen gegen Blenden

durch direktes Sonnenlicht und Fremdlicht.

Zusammen mit der intelligenten Auswertung

und Ausblendung, bspw. von fliegenden

Spänen, sind jederzeitige Detektionsund

Applikationssicherheit sowie eine hohe

Verfügbarkeit gewährleistet.

Das intelligente Halterkonzept gewährleistet

eine sichere mechanische Montage.

Quickfix-Halterungen ermöglichen eine rasche

und stabile Befestigung, z. B. an einem

Maschinenrahmen. Sollte die Montage eine

besondere Ausrichtung des Lichtgitters erfordern,

stehen optional Flexfix-Ausrichthalter

zur Verfügung. Beide Haltersysteme

bieten mehr Montageflexibilität als bspw.

bei der Befestigung über eine Nut.

Zuverlässige Oberflächeninspektion

aus nächster Nähe

Wenn in Sägewerken Rundholz vor der Weiterverarbeitung

oder dem Weitertransport

sortiert werden soll, erfolgt dies in der Regel

anhand des Durchmessers und des Volumens

der Stämme. Je nach Baumart, Wachstum,

Feuchtigkeit oder sonstiger Umfeldbedingungen

können sich dabei für optische

2D- und 3D-Sensoren Einschränkungen in

der Detektionsleistung und der Genauigkeit

ergeben, die manchmal selbst mit hohem

Aufwand nur begrenzt behoben werden

können. Als technisch und wirtschaftlich

effiziente Lösung bewährt sich ein System

aus zwei MLG-2 in IPG2-Schutzröhren und

einem Inkremental-Encoder. Die Lichtgitter

sind an der Fördereinrichtung so montiert,

60 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

dass sie einen Rahmen bilden, durch den

der Baumstamm transportiert wird. Während

das Lichtgitter den Durchmesser ermittelt,

liefert der Encoder die Weginformation als

dritte Messdimension. Diese Volumenmessung

ist nicht nur unabhängig von der

Oberflächenbeschaffenheit des Baumstammes,

sondern bietet aufgrund der robusten

Gehäusetechnik der Lichtgitter auch unter

rauesten Umgebungsbedingungen eine hohe

Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Zudem

ist sie im Vergleich zu einem sonst erforderlichen

4-Kamera-System mit Industrie-PC

und Software wirtschaftlicher – zumal der

Anwender die MLG-2-Lösung in Eigenregie

umsetzen kann.

Auch bei der Inspektion von Furnieroberflächen

bietet die Lichtgitterlösung Vorteile.

Mithilfe der Locherkennungssoftware wird

die Auflösung so verfeinert, dass Löcher

oder Risse zuverlässig detektiert werden

können. Von Vorteil ist dabei, dass das

Lichtgitter direkt über der Oberfläche der

Materialbahn montiert werden kann. Das

Furnier wird so aus der Nähe wie durch eine

Lupe inspiziert – und nicht aus größerer

Entfernung durch ein Teleobjektiv. Sollen

die Position und die Breite der Endlosbahn

erkannt oder zur Bahnkantenregelung des

Furniers eingesetzt werden, ist das Lichtgitter

auch hier eine effizientere Lösung als teure

2D-oder 3D-Kameras.

Exakte Anzahl von Brettern

ermitteln

In der automatisierten Möbelfertigung sind

die exakte Positionierung und das fehlerfreie

Handling von Brettern und Verbundplatten

entscheidend für reibungslose Prozesse.

Eine typische Aufgabenstellung für

01 Die messenden Lichtgitter folgen einem

modularen Konzept, durch das sie sich an

vielfältige Aufgabenstellungen in der Holzund

Möbelindustrie anpassen lassen

02 Das MLG-2-ProNet verfügt über

einen Remotezugang zur automatischen

Formatumstellung oder zum Abruf von

Status- und Diagnoseinformationen

Lichtgitter ist die Volumenmessung gestapelter

Platten unabhängig von deren Oberflächenbeschaffenheit.

Mit den Informationen

der Anlagensteuerung zur aktuellen

Brettcharge kann das Lichtgitter basierend

auf dem gemessenen Volumen durch seine

hohe Auflösung die genaue Anzahl der Bretter

auf dem Stapel ermitteln. Der Schwund

von Platten wie auch eine Überhöhe des

Stapels kann so exakt quantifiziert und der

Fertigungs- sowie der Logistikprozess auf

diese Weise optimiert werden.

In einer Anwendung vor einem CNC-

Bearbeitungszentrum für Verbundplatten

wird ein MLG-2-ProNet in doppelter Funktion

eingesetzt. Zum einen erkennt es, wenn

beim Abstapeln eine Platte mit einem Vakuumgreifer

angehoben wird und dabei eine

weitere Platte als unerwünschte Doppellage

an ihrer Unterseite haften bleibt. Zum anderen

misst das Lichtgitter nach jedem

Greifen die verbleibende Höhe des Plattenstapels.

Die Kommunikation der Sensordaten

direkt an die Steuerung erfolgt über

die integrierte Feldbusschnittstelle.

In einer weiteren Applikation vor einer

Durchlaufbohrmaschine erfasst ein Lichtgitter

zusammen mit einem Inkremental-

Encoder millimetergenau die Breite, Länge

und Position der durchlaufenden Bretter.

Mithilfe der Messdaten können die Charge

und der Bretttyp identifiziert werden,

sodass im weiteren Prozess die Löcher an

der richtigen Stelle gebohrt werden. Die

gleiche Systemkonfiguration aus optoelektronischer

und rotativer Sensorik kommt

am Einlauf von Lackiermaschinen zum

Einsatz. Hier dient die Dimensions- und

Positionsmessung dazu, den Verfahrweg

der nachgelagerten Sprüheinheiten so

anzupassen, dass der Lackverbrauch optimiert

wird.

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KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Neue Codierungen für M12x1 Power-

Anschluss- und Verbindungsleitungen

Der Anschlusstechnik-

Spezialist Escha bietet nun

seine M12x1-Powerprodukte

mit S- und T-Codierung

auch in Varianten mit

L- bzw. K-Codierung an.

Die kompakten Produkte

eignen sich insbesondere

für die Stromversorgung im Automatisierungsbereich. Klassische

Applikationen sind u. a. feldbusgesteuerte I/O-Boxen, Netzgeräte

oder kleine Servomotoren. Zudem folgt Escha der gestiegenen

Nachfrage nach einer kompakten Stromversorgung über die

industriell bewährte M12x1-Schnittstelle (nach IEC 61076-2-111)

und hat sein Produktprogramm ‚M12x1 Power‘ um zwei neue

Codierungen erweitert. Neben den bereits verfügbaren vierpoligen

Komponenten mit S-Codierung und T-Codierung sind ab sofort

auch Komponenten mit L-Codierung (63 V, 16 A, 4-polig ohne FE

konform zur PNO-Rechtlinie) und K-Codierung (630 V, 12 A, 4+PE)

erhältlich. Alle Komponenten sind staub- sowie wasserdicht gemäß

der Schutzklassen IP65, IP67 und IP68. Durch einen Anschlussquerschnitt

bis 2,5 mm² ermöglichen die Produkte eine große

Ausdehnung der Powerverteilung.

www.escha.net

High-End-Netzqualitätsmessgerät zur

Montage auf der DIN-Hutschiene

Das UMD 710A von PQ Plus ist ein kompaktes High-End-Netzqualitätsmessgerät

zur Montage auf der DIN-Hutschiene. Es

misst vierphasig Strom und Spannung mit bis zu drei Tarifen

im 6-Quadranten-Betrieb in

Klasse 0,05 und damit die

Arbeit in Klasse 0,2s sowie alle

üblichen Netzgrößen, z. B.

Oberschwingungen bis zur

128sten Harmonischen. Mit

dem fünften Anschluss können

Fehlerströme kontinuierlich

gemessen werden. Das Gerät

bildet die Netzqualität nach

ISO 50160, Class A EN 61000-4-30*, EN 61557-12, EN 62053-22 ab

und ist nach Klasse A* zertifiziert. Es besitzt einen 512-MB-Speicher.

Über die Ethernet-Schnittstelle kann auf das Gerät zugegriffen

und über den dazugehörigen Webserver können Live-Messwerte

über den Webbrowser betrachtet werden. Damit sind auch

Internetprotokolle einlesbar und es lassen sich SPS-Systeme und

Gebäudeleitsysteme einfach anbinden. Digitale Ein-/Ausgänge und

eine serielle RS485-Schnittstelle sind integriert. Eine USB-Schnittstelle

befindet sich auf der Front.

www.pq-plus.de

Kontakte im Handumdrehen

Eine schnelle Methode, um Leitungen im Steuerungs- und Schaltanlagenbau an Sammelschienen

anzuschließen, bietet die neue Generation der wartungsfreien Leiteranschlussklemmen mit

Push-in-Technik von Rittal. Sie sind in zwei Klemmenbereichen mit 0,5 bis 4 mm 2 und 1,5 bis

16 mm 2 sowie je Klemmbereich für 5 und 10 mm dicke Kupfersammelschienen erhältlich. Die

Klemmen lassen sich einfach auf die Sammelschiene aufstecken. Das abisolierte Leiterende

wird durch Einschieben in den Klemmraum mit der Sammelschiene verbunden. Einsetzbar ist

sie z. B. beim Anschluss von Schutz- oder Neutralleiter an Sammelschienen, als kurzschlusssichere

Spannungsabgriffe an den Kupferschienen eines Hauptsammelschienensystems oder

beim Aufbau von Stringverteilern oder Verteilerblöcken mit vielen Anschlussklemmen für

abgehende Leitungen. Mit Zulassungen für UL und IEC gibt es weltweite Einsatzmöglichkeiten.

www.rittal.de

Lichtleiter zur Statusanzeige

Die IEC-Geräte-Einbausteckdosen der Serie 6600-5 aus dem Hause

Schurter sind nun mit integrierten Lichtleitern erhältlich. Sie

können frei konfigurierbar via LED zur Statusanzeige angesteuert

werden. Damit eignen sie sich für die Stromversorgung von Data

Centern. Mit bis zu zwei Lichtleitern im Gehäuse der Gerätesteckdose,

die über LEDs auf der Leiterplatte angebracht sind, erhält

der Techniker alle nötigen Informationen. Jeder Zustand ist klar

darstellbar, z. B. gesteckt, ungesteckt, normale Last sowie kritische

Last. Die 10-A-Steckdosen stehen auch ohne Lichtleiter zur

Verfügung. Eine 16-A-Version mit bis zu vier Lichtleitern soll bald

folgen. Die hohe Packungsdichte an Servern in Data Centern

verlangt nach einer ebensolchen auf den Steckerleisten. Um nicht

ungewollt ein falsches Kabel auszuziehen, bieten die Gerätedosen

eine Auszugsicherung. Je nach Anordnung der Dosen in der Leiste

bieten sich die V-Lock- oder Systeme mit seitlicher Verriegelung

des Herstellers an.

www.schurter.com

Günstige Roboter aus eigenen Produkten

Igus automatisiert seine Fabrik mit eigenen Produkten. Der Mehrachsgelenk-Roboter

Robolink und ein Drylin-Portalroboter sind

Bestandteile einer Maschine, die Energieketten konfektioniert. Zwei

Pendeltischeinheiten führen die Bauteile in die Montagezelle, der

Robolink-RL-DC-Arm bringt die Kettenglieder in die richtige

Orientierung. Die Schwenkgreifeinheit sorgt dafür, dass die E-Ketten

in die vollautomatisierte Montage gesetzt

werden. Am Ende kommt die E-Kette in eine

Lagerbox. Drylin-W-Linearsysteme kommen

für die Greifeinheit und Zahnriemenachsen

in der Pendeltischanlage zum Einsatz. Auch

Platten aus Iglidur und 3D-gedruckte Kunststoffteile

aus Tribo-Material werden eingesetzt.

Die Roboter ermöglichen es, mit einer

zugekauften Steuerung ab 5 000 EUR zu automatisieren,

mit Portalrobotern ab 3 000 EUR.

www.igus.de

62 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Hygienische

Verschraubung auch

aus Kunststoff

Für Branchen mit hohen Hygieneanforderungen

bietet Pflitsch eine

EHEDG-zertifizierte Komplett-Kabelverschraubung

an. Die Blueglobe

Clean Plus gibt es neben der Edelstahl-

Variante nun auch in einer Version aus

hochwertigem Kunststoff, zunächst in

den Größen M12 bis M40 für Kabeldurchmesser

von 5 bis 29 mm. Die

Kunststoff-Kabelverschraubung

erreicht die Schutzarten IP 66 bis

IP 68 (bis 15 bar) und IP 69K und ist

zugelassen für Temperaturbereiche

Teilbare Bürstendichtung schützt vor Staub und Zugluft

Die teilbaren Bürstenleisten KEL-BES-S von

Icotek bieten bei der Kabeleinführung

Schutz gegen das Eindringen von Staub

und Schmutz. Durch die Teilbarkeit des

Systems kann die Bürstenleiste nachträglich

und bei laufendem Betrieb der Installation

ohne Abklemmen der Leitungen um die

Kabel herum montiert werden. So verursacht

eine Umrüstung keinen Produktionsausfall.

Die Bürstenleisten passen auf Standardausbrüche

für 10-, 16- oder 24-polige schwere Steckverbinder. Für die Montage werden

Schrauben oder Spreiznieten verwendet. Eine Version für metrische Ausbrüche M50 ist

ebenfalls erhältlich. Montiert wird durch Einrasten oder Verschrauben mit einer mitgelieferten

Gegenmutter. Die Serie wird eingesetzt bei der Leitungseinführung in Schalt- und

Netzwerkschränken, Schaltkästen und Maschinen.

www.icotek.com

von - 40 bis + 85 °C mit TPU-Dichteinsatz

bzw. von - 40 bis + 150 °C mit

Silikon-Dichteinsatz. Die Dichteinsätze

werden aus lebensmittelechten

Kunststoffen gefertigt. Die passende

Kabelverschraubung kann man auf

www.pflitsch.de durch die Eingabe

von Parametern wie Werkstoff, Größe,

Schutzart, Kabeldurchmesser und

Einsatztemperatur finden.

Noch mehr Technik – ganz bequem erreichbar

Alle Bestellungen – unkompliziert auf Rechnung

Single Source – schnell und unkompliziert zum richtigen Produkt

Geprüfte Qualität – sicher richtig einkaufen

Direkter Kontakt zu den Sellern – bequem über eine Plattform

www.pflitsch.de

Inertial-Shaker mit

Miniatur-Verstärker

Mit dem Shaker 2002E von The Modal

Shop bietet Synotech einen kompakten

und leichten Schwingerreger an. Er

wird von dem Mini Class-D Verstärker

Smartamp 2000E ergänzt. Die Kombination

bietet Flexibilität im Labor und

im mobilen Einsatz. Anwendungen

für den Miniatur-Shaker finden sich

z. B. im Bereich der Geräusch- und

Schwingungsuntersuchung in der

Automobilentwicklung, wo an schwer

zugänglichen Messpunkten eine aktive

Anregung erforderlich ist. Der Shaker

erzeugt eine Sinuskraft von bis zu 18 N

im Frequenzbereich von 20 bis 3 000 Hz.

Der maximale Hub beträgt ca. 9 mm.

Das Gerät eignet sich zur direkten Montage

auf der Prüfstruktur und auf komplexen

und verwinkelten Prüflingen.

Durch die punktuelle Anbringung ist

eine exakte Anregung gewährleistet.

www.synotech.de

Der neue Conrad Marketplace

... zunächst in der Beta-Version.

conrad.biz/marketplace


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Kabelverschraubungen mit erhöhter

Zugentlastung

Nach der Einführung des

Brace Kabelschutzsystems

und des Kabeleinführungssystems

Conmaxx im vergangenen

Jahr präsentiert

Wiska zwei weitere Neuheiten aus eigener Fertigung. Die Kabelverschraubung

Marathon weist ein modernes Design und erhöhte

Zugentlastung auf. Sie trennt die Dicht- von der Zugentlastungsfunktion.

Dies führt zu einer erhöhten Zugentlastung gemäß

Kategorie B (EN 62444) sowie einer permanenten und kabelschonenden

Dichtigkeit. Der neue Multiclixx verbindet die Vorteile

der bereits bestehenden Membraneinführungen: Bis zu vier Kabel

können zeitsparend durch die weiche Kunststoff-Membran geführt

werden. Durch die Bauweise ist die Zugentlastung automatisch

gewährleistet. Beide Entwicklungen profitieren von der langjährigen

Erfahrung des Herstellers im Zwei-Komponenten-Spritzguss. Das

Produktportfolio von Wiska umfasst u. a. Scheinwerfer, Strahler,

Kühlcontainersteckdosen, Kabeleinführungen, Abzweigkästen sowie

Schalter und wird durch digitale CCTV-Technologie abgerundet.

www.wiska.com

Betriebsspannung sicher auf

die Platine bringen

W+P ergänzt sein Portfolio der LED-Anschlussklemmen um die

Serien 5256 und 5257. Sie wurden als Ergänzung der 4mm-Klemme

(Serie 5253) in den Rastermaßen 2, 4 und 3 mm entwickelt. Das neue

Gehäusedesign verringert die Schattenbildung und eröffnet so neue

Gestaltungsmöglichkeiten in der Lichtplanung und -umsetzung.

Ein trichterförmiger Öffnungsbereich führt den Leiter zur Klemmstelle

und bietet eine sichere Kontaktierung. Die Klemmen sind 1-,

2- und 3-polig erhältlich. Ausgestattet mit der schraubenlosen

Klemm-Anschlusstechnik sind sie für Zuleitungen mit Leiterquerschnitten

von 0,13 bis 0,33 mm 2 (AWG 26 bis AWG 22) ausgelegt.

Mittels integrierten Betätigungsschiebers können starre und mehrlitzige

Zuleitungen angeschlossen werden. Das Kontaktmaterial

besteht aus einer verzinnten Kupferlegierung über einer Nickelsperrschicht,

der Isolierkörper ist aus hochtemperaturbeständigem

Kunststoff gemäß UL 94 V-0. Ausgelegt sind die Klemmen für eine

Spannungsfestigkeit von

1 000 V, einen Nennstrom bis

zu 4 A sowie einen Temperaturbereich

von - 40 bis + 105 °C.

www.wppro.com

Installationshilfe vereinfacht Verdrahtung von Sicherheitsschaltgeräten

Für die Absicherung komplexer Maschinenanlagen bietet Schmersal

Installationshilfen zur Verdrahtung von Sicherheitsschaltgeräten

in Reihenschaltung. Mit den Safety Installationssystemen sind

elektronische Sicherheitsschaltgeräte wie Sensoren und Zuhaltungen

gemischt anschließbar. Zudem bietet das System Varianten für

Anwendungen mit ausschließlich elektronischen Sicherheitsschaltgeräten.

Hierbei gibt es Varianten mit einem passiven Verteilermodul

oder einer passiven Feldbox. Sie ermöglichen die gemischte

Reihenschaltung mit bis zu vier unterschiedlichen elektronischen

Sicherheitsschaltgeräten je Modul. Bei der sicheren Reihenschaltung

von elektromechanischen Sicherheitsschaltern mit Kontaktausgängen

oder von Sicherheitssensoren mit elektronischen OSSD-

Ausgängen übernimmt eine Sicherheitseingangserweiterung die

aktive elektronische Signalauswertung.

www.schmersal.com

IMPRESSUM

erscheint 2017 im 30. 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)

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke,

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

Redakteurin: Alexandra Pisek M.A.,

Tel.: 06131/992-266, E-Mail: a.pisek@vfmz.de

Redaktionsassistenz: Ulla Winter,

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

Angelina Haas, Gisela Kettenbach, Melanie Lerch,

Petra Weidt (Redaktionsadresse siehe Verlag)

Gestaltung

Sonja Schirmer, Doris Buchenau, Anette Fröder,

Mario Wüst

Chef vom Dienst

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer

Anzeigen

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64 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Bildverarbeitung, optische Messtechnik und Inspektion

www.engineering-news.net

Embedded-Vision -

Lösung mit USB-3.0-

Boardlevel-Kamera

Trend: Lernende

Bildverarbeitung in

der Produktion

Optoelektronische

Sensoren: Synergie

von LED und Laser

Was eine gute

Sensorintegration

ausmacht

CMOS-Sensoren –

schnell und flexibel

Infrarot-Technologie

Thermische Eigenschaften elektronischer Komponenten

effizient erfassen und analysieren


EDITORIAL

Alter Hut kommt in Fahrt

Eigentlich ist es ja ein alter Hut: Embedded Vision. Denn vor über zehn Jahren kamen bereits die

ersten Systeme auf den Markt. Was aber nun lange in der IBV-Branche geschlummert hat, kommt

nun so richtig in Fahrt. Wir kennen das alle von unseren Smartphones oder auch Autos mit Rückfahrkamera.

Dort sind mittlerweile kleinste Kamerasysteme verbaut, die die gesamte Bildverarbeitung –

also Hardware und Software, Rechner und Betriebssystem – bereits in einem Bauteil vereint haben.

Genau diese Embedded Vision Systems werden in Zukunft auch den Maschinenbau und die Automatisierungstechnik

beherrschen, weil hiermit die Chance besteht, immer mehr Funktionen in kleinste Bauteile zu integrieren. Und nicht nur

das: Die Kosten für immer mehr Möglichkeiten und in zahlreichen Einsatzgebieten werden deutlich sinken. So werden

z. B. die Roboterentwicklung, aber auch die Hersteller medizinischer Geräte, davon stark profitieren. Nutzen sollen

natürlich auch Sie haben. Werfen Sie daher einen Blick auf die nächsten Seiten – hier finden Sie wieder jede Menge Neues

rund um die industrielle Bildverarbeitung. Viel Spaß beim Lesen wünscht

Dirk Schaar

d.schaar@vfmz.de

Was ist eigentlich...

der Füllfaktor? Das Verhältnis der lichtempfindlichen Sensorfläche

zur gesamten Sensorfläche. Frame Transfer CCD-Sensoren besitzen

den größten Füllfaktor, gefolgt von Interline Transfer CCD-Sensoren.

CMOS-Sensoren weisen einen weitaus geringeren Füllfaktor auf.

Quelle: www.vision-academy.org z

English Corner:

Thermal imaging for a safe flight

Aircraft cockpit inspections consist of a wide range of control

routines that need to ensure the safety of its passengers during a

flight. Next to that, it is essential that inspections are carried out

as efficiently as possible. In that respect, a Dutch technical

inspection specialist found a way to speed up electrical

inspections inside the cockpit. Read this interesting article:

http://bit.ly/2qLsteB z

Das sollten Sie

nicht verpassen...

In jedem Jahr bringt die EMVA Experten und Führungskräfte

in der IBV-Branche zur EMVA Business Conferenz

zusammen. Die 15. Veranstaltung findet vom 22.–24. Juni

2017 in Prag statt. Ein Mix aus High-Level-Reden und

Networking-Möglichkeiten macht die Veranstaltung so

interessant. Mehr Infos: www.emva.org z

20

Zahl des Monats

Jahre IDS Imaging am

Markt. Glückwunsch!

Vision-Sprechstunde bietet kostenlose Basisberatung

www.matrix-vision.de

Matrix Vision will sein Wissen weitergeben und bietet daher seit dem 25. April 2017 die Vision-Sprechstunde

mit Dr. Ferrano an. Die Sprechstunde soll dazu dienen, Hilfestellung zu Themen wie der

optimalen Bildaufnahme mit Optik und Kamera sowie dem Messen oder Erkennen von Details zu

geben – und dies technisch neutral. Das gemeinsame Auffinden einer Lösung steht dabei im Vordergrund.

Viele Fragen wird das Team um Dr. Ferrano direkt beantworten können, andernfalls werden

Informationsquellen genannt oder es wird recherchiert. Hierfür stehen die richtigen Experten bei

Matrix Vision oder innerhalb der Universitäts- und Hochschulkontakte zur Verfügung. Die Vision-

Sprechstunde ist für die erste Basisberatung bei vertretbarem Zeitrahmen kostenlos und kann bei

Bedarf in eine bezahlte Untersuchung bis hin zur Verwirklichung mit der passenden Hardware und

Software übergehen. Sprechzeiten sind jeweils dienstags und donnerstags von 10 bis 12 Uhr und

mittwochs von 15 bis 17 Uhr. Die Telefonnummer lautet 07191/9432-333.

66 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Fraunhofer-Allianz Vision bietet Seminar zum Thema

Industrielle Röntgentechnik“

Mikroskopie-Kundenzentrum eröffnet

Zeiss hat im April das Microscopy Customer Center Europe am Standort Oberkochen

(Baden-Württemberg) eröffnet. Es ist das größte Kundenzentrum von Zeiss, das

Licht-, Elektronen- und Röntgenmikroskopie in einem Zentrum bietet: Anwender

aus Industrie und Wissenschaft können korrelative Workflows zwischen den unterschiedlichen

Mikroskopie-Technologien ausprobieren und moderne 3D-Mikroskopie

kennenlernen. Auf zwei Stockwerken wird nahezu das komplette Mikroskopie-

Technologieportfolio präsentiert. Zudem verfügt das Kundenzentrum über ein Labor

mit Schutzstufe 1 für Arbeiten mit lebenden biologischen Arbeitsstoffen. Bei Produktschulungen

können Kunden das Mikrokopie-Portfolio und die Bedienung sowie

Anwendungsmöglichkeiten testen. Für das neue Customer Center wurde das bisher

in München angesiedelte Kundenzentrum für Lichtmikroskopie umgezogen.

www.zeiss.com

IM FOKUS

Die Fraunhofer-Allianz Vision veranstaltet am 5. und 6. Juli 2017 in Fürth das Seminar

mit Praktikum „Industrielle Röntgentechnik als zerstörungsfreies Prüfverfahren

für die Qualitätssicherung in der Produktion“. Das Seminar setzt sich aus Theorie

und Praxis zusammen. Im ersten Teil werden theoretische Grundlagen und

Methoden der industriellen Röntgentechnik erläutert und die Möglichkeiten sowie

Grenzen verschiedener Verfahren dargestellt: Bildgebung mit Röntgen, Kameratechnik,

Röntgen-Verfahren (Radioskopie, Laminographie, Computertomographie),

Simulation und Datenauswertung. Die Referenten werfen einen Blick in die

Zukunft und stellen am Beispiel der Prüfung von Gussteilen vor, wie Konzepte zum

Produktionsmonitoring zukünftig

eine wichtige Rolle spielen können.

Zudem werden die Themenbereiche

Strahlenschutz und

Sicherheit behandelt. Im Praxisteil

werden realisierte Anwendungen

vorgestellt. Danach stehen in

Form eines Praktikums unterschiedliche

Systeme zur Verfügung,

an denen in kleinen Gruppen

Erfahrungen gewonnen werden

können. Die Teilnehmer können

hierfür eigene Proben zur

Untersuchung einreichen.

Bild: Fraunhofer EZRT

Dreidimensionale Darstellung eines Kurbelgehäuses

mit automatisch detektierten Fehlstellen www.vision.fraunhofer.de

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

Matrox

Iris GTR

Smartkameras

klein & schnell

n Leistungsstarke Plattform

Intel Celeron Dual-Core CPU

2 GB RAM, 32 GB eMMC Speicher

n Schnelle CMOS Sensoren

Onsemi Python mono und color

VGA bis 5 Megapixel

n Flexible Anschlüsse

GigE, RS-232, USB 2.0, VGA

8x Realtime I/Os mit

Support Rotary Encoder

n Autofocus und LED Controller

Varioptic Caspian Autofocus-Linse

LED-Intensität Beleuchtungsregelung

n Kompakt und robust

staub- und wasserdicht IP67

75 x 75 x 54 mm Gehäuse

n OEM und Systemintegration

Windows Embedded Standard 7, 64 Bit

Matrox Fedora Remix Linux, 64 Bit

oder interaktive Entwicklung mit

Matrox Design Assistant

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Perfektes Gespann

Embedded-Vision-Lösung mit USB-3.0-Boardlevel-Kamera

Autonome Transportsysteme,

Roboter im Industrie-4.0-Umfeld

oder autark agierende Drohnen

sind ohne Echtzeit-Bildverarbeitung

nicht denkbar. Klassische

Bildverarbeitungssysteme aber

scheiden hier aus Platz- oder

Kostengründen aus, Smart Cameras

sind in ihrer Funktionalität

eingeschränkt. Erst die Kombination

aus miniaturisierter Kamera,

kompaktem Prozessorboard und

flexibel programmierbarer

Software ermöglicht es, derartige

Applikationen direkt in Maschinen

oder in Fahrzeuge „einzubetten“.

Heiko Seitz, Technischer Redakteur, IDS Imaging

Development Systems GmbH

Wie kann eine Drohne in einer Katastrophensituation

helfen? Indem sie

beispielsweise Wasserproben nimmt, Rettungsringe

abwirft oder Geodaten und Bilder

aus Gebieten liefert, wo Menschen nicht

oder nur mit Mühe hingelangen. Für letztere

Aufgabenstellung hat das Team Akamav,

eine Arbeitsgruppe aus Studie renden und

Beschäftigten der Technischen Universität

Braunschweig, die durch das Institut für

Flugführung (IFF) der TU Braunschweig

unterstützt wird, einen speziell ausgestatteten

Multicopter gebaut. Dieses Micro Air

Vehicle (MAV) überfliegt Katastrophengebiete

– das können Erdbebengebiete oder

überflutete Städte sein, aber auch brennende

Fabrikanlagen – und liefert in Echtzeit

Karten, die Rettungskräfte sofort als Hilfestellung

zur Missionsplanung nutzen können.

Der Multicopter operiert autark. Sein

Einsatzgebiet wird anhand eines vorliegenden

georeferenzierten Satellitenbildes

abgesteckt. Daraus wird automatisch, in

Abhängigkeit von der Größe des Areals und

der gewünschten Bodenauflösung, eine

Wegpunktliste erzeugt. Diese wird dann mit

Hilfe von GNSS (Global Navigation Satellite

System) oder GPS abgeflogen. Der Start

und die Landung des Multicopters erfolgen

ebenfalls automatisiert.

Die Echtzeitanforderungen schließen

gängige Ansätze der Fernerkundung, wie

beispielsweise die Photogrammetrie aus.

Diese liefert erst Ergebnisse, nachdem alle

Bilder aufgenommen und auf Basis meist

01 Multicopter für die Echtzeit-Kartographierung von Katastrophengebieten

(TU Braunschweig): Die Karten werden von einem an Bord montierten Embedded-

Vision-System (Single-Board-Computer und USB 3.0 Platinenkamera von IDS) erstellt

sehr rechenintensiver Algorithmen zusammengesetzt

wurden. Entsprechend erstellte

Karten sind dann zwar sehr präzise, jedoch

ist die Genauigkeit für einen ersten Überblick

im Katastrophenfall zweitrangig. Die

von Akamav konzipierte Lösung basiert

dagegen auf dem Prinzip des Image Mosaicing

bzw. Stitching, ein Verfahren, um aus

vielen einzelnen Bildern sehr schnell ein

großes Gesamtbild zusammenzusetzen.

Um dieses Prinzip an Bord eines Multicopters

umzusetzen, müssen die von einer Kamera

gelieferten Bilder aber zeit- und ortsnah

von einem Rechner verarbeitet werden.

Embedded-Vision-Systeme auf

Basis von Einplatinencomputern

Das „klassische“ Vision-System besteht aus

einer Industriekamera, die via USB, GigE

oder Firewire an einen Desktop-PC oder

Box-PC angeschlossen ist – auf dem Rechner

erfolgt die eigentliche Bildverarbeitung

über eine Bildverarbeitungs-Software (BV)

und gegebenenfalls die Steuerung weiterer

Komponenten innerhalb der Applikation.

Eine solche Konfiguration braucht Platz, ist

vergleichsweise teuer und bietet viel Funktionalität,

die letztlich nicht benötigt wird.

Embedded-Vision-Systeme auf der Basis

von Einplatinencomputern und in Verbindung

mit Open-Source-Betriebssystemen

können sehr platzsparend ausgelegt werden,

sind flexibel programmierbar und meist

günstig zu realisieren. Ein dementsprechend

perfektes Gespann bilden Boardlevel-Kameras

mit USB-Interface und ARM-basierte

Single-Board-Rechner. Diese bieten eine

ausreichende Rechenleistung, weisen einen

geringen Energieverbrauch auf und sind in

verschiedenen, meist sehr kleinen Formfaktoren

erhältlich. Die Akamav setzt auf das

nur 83 × 60 mm kleine, aber sehr leistungsfähige

Odroid-XU4 Board mit OctaCore-

ARM-CPU und Linux-Betriebssystem. Der

Single-Board-Computer verfügt über alle

wichtigen Schnittstellen (u. a. GigE, USB 2.0

und USB 3.0) und ist mit dem Autopiloten

des Flugsystems via USB-Interface verbunden.

Über diesen Datenlink erhält der Rechner

neben Statusinformationen des Flugsystems

auch Infos zur aktuellen Position in

Längen- und Breitengraden sowie zur barometrischen

Höhe und zur Höhe über dem

Referenzellipsoiden.

Die Bilderfassung übernimmt eine Platinenkamera

aus der USB 3 uEye LE Serie von

IDS. Die Industriekamera mit USB-3.0­ Anschluss

misst in der Boardlevel-Variante

68 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


02 Multicopter mit

USB 3.0 Industriekamera

von IDS und ARMv7

Single-Board-Computer

03 Die Version der USB3 uEye LE Boardlevel-

Kamera mit USB 3.1 Type-C-Anschluss

nur 36 × 36 mm und bietet dennoch alle wesentlichen

Funktionen. Erhältlich ist sie mit

CMOS-Sensoren der neuesten Generation

von ON Semiconductor und e2v und mit

Auflösungen bis 18 Megapixel. Ein 8-Pin-

Konnektor mit 5 V Stromversorgung, Trigger

und Blitz, 2 GPIOs sowie ein I 2 C-Bus zur

Ansteuerung der Peripherie sorgen für nahezu

uneingeschränkte Konnektivität.

Volles Potenzial der Kamera nutzen

Die Einbindung der Kamera erfolgt über das

uEye-API. Insbesondere dem API kommt

bei allen Vision-Applikationen eine Schlüsselrolle

zu, denn es entscheidet erstens, wie

einfach es ist, die Kamerafunktionalität zu

nutzen und zweitens, wie gut das Potenzial

der Kamera ausgeschöpft werden kann. IDS

bietet hier mit seinem eigenen „Standard“

einen entscheidenden Vorteil, von dem

insbesondere auch die Entwickler von Embedded-Vision-Anwendungen

profitieren:

Denn egal, welche Kamera des Herstellers

eingesetzt wird, egal welche Schnittstellentechnologie

(USB 2.0, USB 3.0 oder GigE)

benötigt wird, und egal, ob eine Desktopoder

Embedded-Plattform zum Einsatz

kommt – das uEye API ist immer gleich. Sowohl

die Integration der Kamera als auch

die Adaption an eine Third-Party-Bildverarbeitungssoftware,

wie zum Beispiel Halcon,

ist auf der Embedded-Plattform absolut

identisch zur Desktop-Umgebung. Spezielle

Tools, wie das uEye-Cockpit, das ebenfalls

Teil des IDS-eigenen Software-Development-Kits

ist, reduzieren den Aufwand für

Programmierer darüber hinaus. Nach dem

Motto „Konfigurieren statt programmieren“

kann die Kamera am Desktop-PC mit wenigen

Mausklicks vorkonfiguriert werden. Die

Konfiguration lässt sich speichern und

später einfach in die Embedded-Vision-

Applikation laden. Gerade im Embedded-

Bereich ist die Programmierung durch die

Cross-Kompilierung in der Regel sehr aufwändig

und oft gibt es keine Möglichkeiten,

die angeschlossene Kamera direkt am Gerät

einzustellen. In so einer Situation ist eine

Vorkonfiguration der Kameraeinstellungen

im uEye-Cockpit Gold wert.

Ausblick

In naher Zukunft werden Micro Air Vehicles

wie der Akamav Multicopter in vielen Bereichen

eine immer größere Rolle spielen. Ob

auf dem Gebiet der Messdatenerfassung, in

der Katastrophenhilfe, der Verkehrsbeobachtung

oder bei der Überwachung von

weitreichenden Infrastrukturnetzen, wie

z. B. Gaspipelines, bringen sie Embedded-

Vision-Lösungen an Orte, die für Menschen

nur schwer oder gar nicht erreichbar sind.

Fotos: 01 iStockphoto, 02+03 IDS

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Mensch und Maschine Hand in Hand

Automatische Produktionsassistenten mit lernender Bildverarbeitung spüren Produktionsfehler

bereits während der Herstellung auf

Um Produktionsfehler sowie daraus resultierende Ausfälle und Schäden an

Maschinen zu vermeiden, setzt ein Unternehmen für die optische Prüfung

von Dichtringen automatisierte Prüfsysteme ein. Sie gewährleisten eine

frühzeitige Erkennung von Oberflächenabweichungen. Zugleich ermöglicht

die lernende Bildverarbeitung die automatische Optimierung der

Prüfparameter und verbessert die Prüfqualität.

Aus vielen Bereichen ist die Bildverarbeitung

nicht mehr wegzudenken. Ob bei

der Qualitätskontrolle in der industriellen

Produktion, in der medizinischen Diagnostik

und der Mikroskopie, der Verkehrsüberwachung

oder der Müllsortierung: Überall

kommt sie zum Einsatz. Highspeed-Kameras

Dipl.-Ing. Wolfgang Pomrehn ist Produktmanager

APAS Assistenzsysteme bei der Robert Bosch GmbH

in Stuttgart

mit immer höherer Auflösung und leistungsfähige

Schnittstellen haben sie in den

letzten Jahren schneller sowie benutzerfreundlicher

gemacht und sie an veränderte

Marktanforderungen angepasst. Denn die

wandeln sich rasant: Weil Kunden immer

individuellere Produkte nachfragen, verkürzen

sich Produkt-Lebenszyklen und Losgrößen

werden kleiner. Bei automatisierten

und sehr schnellen Produktionsprozessen

steigt der Zeitdruck, was wiederum zeitgleich

ablaufende Qualitätskontrollen

erfordert.

Erkennen von kleinsten

Oberflächenabweichungen

Für Qualitätskontrollen mit matten oder

glänzenden Oberflächen ist bei Bosch u. a.

ein optisches Assistenzsystem zuständig,

der Apas Inspector. In einem der Werke

prüft er als Teil einer Linie während der

Produktion die Funktionsfläche eines Dichtrings.

Äußerlich erscheint der Ring klein

und unbedeutend, doch er ist Teil einer

hydraulischen Stelleinheit eines Automatikgetriebes

für Pkw. Wenn die Oberfläche

dieses kleinen Rings nicht perfekt ist, schaltet

das Automatikgetriebe nicht, sondern geht

in den Notbetrieb – dann wird das kleine

Teil plötzlich zum großen Problem: Das

Auto fährt nicht mehr. Um das zu verhindern,

laufen die Dichtringe bei Bosch automatisch

an der Zeilenkamera des Assistenzsystems

vorbei und rotieren dabei. D as System

erstellt eine 3D-Abbildung der Oberfläche

und hebt kleinste Oberflächenabweichungen

hervor. Erkennt es dabei selbst kleinste

Späne oder Scharten, genügt der Ring nicht

den Anforderungen und wird aussortiert.

Neben der hochauflösenden Highspeed-

Kamera gehört auch eine flexible Plattform

mit Planartisch zu dem automatischen Inspektionssystem.

Ist der Apas Inspector

nicht Teil einer Linie, sondern wird als freistehendes

Einzelsystem betrieben, werden

die Prüflinge per Werkstückträger in das

Maschineninnere gefahren, wo die Kamera

je nach Anforderung Bilder aus unterschiedlichsten

Perspektiven aufnimmt. Ein

Touchpad ermöglicht eine intuitive Bedienung,

während die hochentwickelten 3Dbildgebenden

Verfahren auch unter rauen

Produktionsbedingungen präzise Ergebnisse

liefern.

Lernfähigkeit von Maschinen

immer bedeutender

„Sehende“ Maschinen, die dem Menschen

als künstliches Auge dienen, kommen in

Unternehmen immer häufiger zum Einsatz.

Sie sind Hauptgrund der zunehmenden

Nachfrage nach Bildverarbeitungssystemen,

die der Branche 2015 einen Umsatzrekord

von 2 Milliarden Euro bescherte. Der

Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau

(VDMA) meldete 2016, dass sich

der Umsatz in nur zehn Jahren verdoppelt

habe. Auch für das vergangene Jahr prognostiziert

der Verband mit 2,2 Milliarden

Euro steigende Umsatzzahlen.

70 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Neben dem „Sehen“ wird bei zunehmender

Automatisierung und sich stetig wandelnden

Marktanforderungen die Lernfähigkeit

von Maschinen immer wichtiger. Dabei ergänzen

Maschinen nicht nur das Wissen

und die einmalige Problemlösungskompetenz

des Menschen durch ihre Präzision

und Ausdauer, sondern beobachten ihre

Umgebung und kommunizieren mit ihr.

Dazu sind immer umfangreichere und präzisere

Daten nötig. Diese großen Datenmengen

effizient und zuverlässig auszuwerten,

leistet u. a. die „lernende Bildverarbeitung“.

Dabei analysieren Maschinen Bilder

und erkennen Muster mithilfe von Algorithmen,

die sich zudem kontinuierlich an neue

Aufgaben anpassen lassen.

Wissen weitergeben von

Mensch zu Maschine

Wie das in der Praxis aussieht, lässt sich erneut

am Beispiel des Dichtrings zeigen. Der

Apas Inspector erkennt zuverlässig Riefen,

Kratzer und Grate. Allerdings ist nicht jede

Oberflächenabweichung so gravierend, dass

sie eine Funktionsstörung nach sich zieht.

Wie unterscheidet das Prüfsystem qualitätsrelevante

Fehler von reinen Bearbeitungsspuren?

Dabei kommt die bereits

erwähnte lernende Bildverarbeitung zum

Tragen – und vor allem der Bediener der

Maschine.

Anhand von Trainingsbildern klassifiziert

der Mitarbeiter die geprüften Dichtringe in

Gutteile und Schlechtteile. Dazu nimmt er

Bilder mehrerer Prüflinge auf, in denen er

die zulässigen, regelmäßigen Bearbeitungsspuren

als „gut“, Kratzer oder Grate jedoch

als „schlecht“ markiert. Diese Informationen

analysiert und speichert das Prüfsystem

für kommende Prüfläufe. Es lässt sich

mit zusätzlichen Bildern aber auch jederzeit

nachtrainieren. Der Bediener kann so

die Erkennungsleistung des Systems kontinuierlich

verbessern oder es auf neue

Aufgaben vorbereiten. Auch die Anzahl

der Klassen und Merkmale, nach denen

die lernende Bildverarbeitung die Prüflinge

unterscheidet, lassen sich für jede

weitere Prüfaufgabe – z. B. Farbprüfungen

oder Oberflächenvermessungen – frei

wählen und nachträglich verändern. So

macht der Bediener einen Teil seines

Erfahrungsschatzes für die Maschine zugänglich

– und das ganz ohne aufwändige

Programmier kenntnisse.

Für die Prüfung der Dichtringe bedeutete

das: Mit nur wenigen Trainingsbildern

„lernte“ der Apas Inspector, 90 % aller De­

Lernende Bildverarbeitung: Ein Mitarbeiter

markiert auf Trainingsbildern Gut- und

Schlechtteile

fekte sicher zu erkennen. Vor Ort passten

die Bediener das Prüfsystem in kurzer Zeit

weiter an, indem sie es mithilfe der lernenden

Bildverarbeitung nachtrainierten. Mit

der so installierten 100-%-Kontrolle dient es

seitdem als Frühwarnmechanismus und

sorgt dafür, dass kleine Fehler entdeckt werden,

bevor sie große Auswirkungen haben.

Bilder: Aumfacher Robert Bosch, rechts Messe Stuttgart

www.bosch.de

Happy Birthday

Es ist ein 6 mm

Die Fujinon HF-XA Serie hat Zuwachs bekommen

Das neue HF6XA-5M bietet eine Brennweite von 6 mm, unterstützt ein Auflösungsvermögen

von 3.45 μm Pixel Pitch auf einem 2/3" Sensor (entspricht 5 MP) und liefert konstante

Schärfe über das gesamte Bild. Mit einem Durchmesser der Frontlinse von nur 39 mm

lässt sich das Weitwinkel-Objektiv problemlos auch in enge Industrieanlagen integrieren.

Ideal für Sony IMX250. Mehr auf www.fujifilm.eu/fujinon Fujinon. Mehr sehen. Mehr wissen.


Sebastian Pesch ist Produktmanager

im Geschäftsbereich

Fabrikautomation bei der

Pepperl+Fuchs GmbH in

Mannheim

Das Beste aus zwei Welten

Subminiatur-Sensoren mit Dura Beam-Technologie: Synergie von LED und Laser

Beim Zählen von Kleinteilen und

der Detektion dicht gestapelter,

eng gepackter oder flacher Objekte

stoßen die meisten Sensoren an

ihre Grenzen. Eine neue Generation

Laser-Subminiatursensoren wird

diesen Anforderungen gerecht.

Gleichzeitig sind sie für einen

erhöhten Temperaturbereich

einsetzbar und zählen weltweit zu

den kleinsten Lasersensoren ihrer Art.

Das Konzept der optoelektronischen

Subminiatur-Serien R2x und R3x von

Pepperl+Fuchs überzeugt bereits in ihren

Sensorvarianten mit LED durch besondere

Leistungsdaten beispielsweise in Form von

Arbeitsabständen, Funktionsreserven und

Fremdlichtsicherheit. Die Versionen mit der

sogenannten Dura Beam-Lasertechnologie

bietet nochmal ein zusätzliches Plus an Performance.

Sie vereint nicht nur das Beste aus

zwei Welten, sondern bietet den Anwendern

auch Vorteile, mit denen weder LED- noch

Lasersensoren alleine aufwarten können.

Während Sensoren mit LED-Sendern mit

ihrer hohen Lebensdauer und ihrer Einsatzfähigkeit

im erweiterten bzw. erhöhten Temperaturbereich

punkten, liegen die Stärken

bislang üblicher Laserdioden u. a. in ihren

großen Arbeitsabständen und Funktionsreserven

sowie der scharf konturierten, kleinen

Lichtfleckabbildung auf dem Objekt – wodurch

z. B. das optische Detektieren und Zählen

von Kleinteilen überhaupt erst möglich wird.

Dura Beam geht einen Weg, der all diese

Vorteile vereint. Die Technologie basiert auf

einem speziellen, nu r wenige Mikrometer

großer Halbleiterlaser, der nur einen relativ

niedrigen Treiberstrom benötigt und eine

augensichere Lichtemission von hoher

Strahlqualität erzeugt. Entscheidend dabei

ist die gegenüber herkömmlichen Kantenemittern

höhere Lebensdauer und der erweitere

Betriebstemperaturbereich. Hinzu kommt

ein deutlich geringerer Stromverbrauch,

wodurch die Serien R2x und R3x mit Dura

Beam auch eine neue Energieeffizienz-Klasse

bei dieser Art von Sensoren begründen.

Präzise Detektion filigraner Objekte

Aus detektionstechnischer Sicht ist das Profil

des Laserstrahls eine weitere, synergetische

Besonderheit dieser Technologie. Optoelektronische

Sensoren mit üblichen Laserdioden

emittieren einen ovalen Lichtfleck, der

trotz der Bündelung des Lichtes im Laserstrahl

abhängig vom Arbeitsabstand zum

Objekt sehr groß werden kann. In einem solchen

Fall gilt es, ein besonderes Augenmerk

auf die Ausrichtung des Sensors zu legen,

um eine zuverlässige Detektion zu erreichen

und Fehlschaltungen zu vermeiden. Der

Einsatz von Dura Beam-Lasersensoren

kennt solche Beeinträchtigungen nicht.

Die Technologie gesteht sowohl dem Konstrukteur

als auch dem Monteur oder Instandhalter

mehr Freiheitsgrade bei der Sensorintegration

zu – denn unabhängig von der

Ausrichtung bildet der Dura Beam-Laserstrahl

auf dem Objekt immer einen gut sichtbaren,

scharf konturierten und kreisrunden

Lichtfleck ab. Daher sind die Lasersensoren

R2x und R3x bestens für die sehr präzise Detektion

filigraner Objekte geeignet, z. B. die

Pindetektion und SMT-Komponentenerkennung

bei der Leiterplattenbestückung. Hierbei

werden kleinste Komponenten verbaut,

die in automatisierten Produktionsprozessen

einzeln zu detektieren sind. Während ein

großer LED-Lichtfleck die Bauteile nur erkennt,

wenn sie in einem bestimmten Mindestabstand

zueinander gepackt werden,

können beim Dura Beam-Laser diese Abstände

deutlich verringert werden. Parallel

dazu unterstützt die schnelle Ansprechzeit

der Sensoren die Optimierung der Packungsdichte

auf der Leiterplatten.

Weitere typische Aufgabenstellungen

sind die Kantendetektion von Magazin-gestapelten

Leiterplatten und beim Entladen

von Wafer-Carriern, die Vorderkantenerkennung

von Papieren und Pappen in den

unterschiedlichsten Prozessen, das Zählen

von Kleinteilen in der Montage- und Handhabungstechnik

sowie das Detektieren von

Behältern mit besonders engen Förderabständen

zueinander.

Vier Bauformen mit drei

Funktionsprinzipien

Die Serien R2 und R3 im kubischen Miniaturgehäuse

sowie die flachen Varianten

der Serien R2F und R3F stehen jeweils in

den Ausprägungen Einweg-Lichtschranke,

Reflexionslichtschranke und Reflexionslichttaster

mit Hintergrundausblendung

zur Verfügung. Jedes Funktionsprinzip bietet

dabei besondere Vorteile.

So eröffnen die Einweg-Lichtschranken die

Möglichkeit, die Schaltschwelle per Teach-

72 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


in an die jeweilige Erfassungssituation anzupassen.

Dies optimiert die Detektionssicherheit

und die Schaltpunktgenauigkeit, da es

das Schalten auf umstrahlte Objekte verhindert.

Bei beengtem Einbau mehrerer Einweg-

Lichtschranken kann die Schaltschwellenanpassung

dazu genutzt werden, eine gegenseitige

Beeinflussung zu vermeiden. Schließlich

ermöglicht es dieses Merkmal auch, das

Detektionsverhalten an schwierige Objekte

wie Kleinteile, semitransparente Objekte

oder Objektvorderkanten anzupassen.

Bei den miniaturisierten Reflexions-

Lichtschranken der Serien R2x und R3x

verhindert ein Polarisationsfilter einen störenden

Fremdlichteinfall auf das Empfangselement.

Dadurch gewährleisten sie hohe

Detektionssicherheit auch bei Spiegelungen

von Folien oder Leiterplattenoberflächen,

Glanzeffekten von Verpackungen oder sonstigen

Fremdlichteinflüssen – die Verfügbarkeit

von Verarbeitungs- oder Verpackungsprozessen

wird nicht beeinträchtigt. Die

Reflexions-Lichttastern überzeugen durch

eine hochpräzise und farbunabhängige

Hintergrundausblendung.Dadurch können

selbst im Nahbereich der Sensoren Flächen

hinter dem Objekt zuverlässig unterdrückt

und so falsche Schalt- oder Zählsignale vermieden

werden. Auf diese Weise ist es möglich,

auch besonders flache Verpackungen

auf einem Transportband sicher von der

Bandoberfläche unterscheiden.

Bei jedem Funktionsprinzip können die

Anwender sich – wie bereits thematisiert –

zwischen LED und Dura Beam-Laser als

Sendelichtquelle entscheiden. Ebenfalls

Wahlfreiheit herrscht bei der Anschlusstechnik:

neben M3 stehen nochmal kleinere Sensoren

mit M2-Montagemöglichkeit zur Verfügung.

Hilfreich bei der Integration ist der

Die optoelektronischen Sensoren sind jeweils als Einweg-Lichtschranke, Reflexionslichtschranke

und Reflexionslichttaster mit Hintergrundausblendung verfügbar

45°-Kabelabgang der Sensoren. Dadurch

kann das Kabel – unabhängig von der Ausrichtung

des Sensors – immer passend zur

Maschinenkonstruktion abgeführt werden.

Flexibilität für wirtschaftliches

Maschinen-Engineering

Die Subminiatursensoren der Serien R2x

und R3x sind als Lösungen für beengte Einbauverhältnisse

an oder in Maschinen konzipiert.

Interessant ist dies für Maschinenbauer

und Integratoren in der Halbleiter,

der Solar- und Elektronikindustrie oder

auch der Verpackungs-, Materialfluss- oder

Handhabungstechnik, denn insbesondere

hier werden die Maschinen immer kompakter

und leistungsdichter. Einen weiteren

Vorteil bieten sie durch ein einheitliches

Produktdesign: Abmessungen oder das

Montage- und Anschlusskonzept sind innerhalb

einer Serie identisch. Dadurch können

die unterschiedlichen Sensorausführungen

bei Bedarf mit einheitlichem Zubehör ohne

weitere Anpassung flexibel in identische

Befestigungssituationen integriert werden.

Mit der Kombinatorik aus vier Bauformen,

drei Funktionsprinzipien und zwei Technologien

bieten die Subminiatur-Serien R2x

und R3x also optimale Möglichkeiten für

unzählige Applikationen.

Fotos: Aufmacher Fotolia/INDUSTRIELLE

AUTOMATION, sonstiges Pepperl+Fuchs

www.pepperl-fuchs.com

Vorteile auf einen Blick:

n DuraBeam-Technologie: die Synergie

aus LED und Laser

n R2F-L und R3F-L zählen weltweit zu

den flachsten Lasersensoren ihrer Art

n augensicherer Betrieb dank Laserklasse

1

n besonderes Strahlprofil mit kreisrundem

Lichtfleck ermöglicht sichere

Detektion kleiner, flacher oder eng

positionierter Objekte

n robust – auch im erhöhten Einsatztemperaturbereich

bis 60 °C


App als Analysetool

Wie eine Vielzahl an Inhaltsstoffen auch ohne

Hyperspektralkamera gemessen werden kann

Nicht jedes Versprechen, das wir

auf einer Etikettierung zum Beispiel

auf Obst oder Gemüse finden,

entspricht auch den Tatsachen.

Doch wie kommt man der

Wahrheit auf die Spur? Eine neue

App für mobile Endgeräte soll

künftig einen analytischen Blick

auf die Oberfläche von Objekten

erlauben und erkennen, welche

Stoffe dort zu finden sind – es gibt

viele Anwendungsmöglichkeiten.

Die Äpfel sind mit „Bio“ etikettiert – doch

ob sie wirklich ungespritzt sind, weiß

der Kunde nicht. Und das Auto ist – wenn

man den Angaben des Verkäufers Glauben

schenkt – unfallfrei. In vielen Situationen

muss man sich auf Aussagen verlassen, ohne

diese überprüfen zu können. Mit der App

‚Hawk Spex mobile‘ des Fraunhofer-Instituts

für Fabrikbetrieb und -automatisierung

IFF in Magdeburg sollen Verbraucher künftig

die Möglichkeit bekommen, solche Angaben

zu überprüfen. Dazu öffnet man die

App auf seinem Smartphone, richtet sie auf

das zu prüfende Objekt – etwa den Apfel –

und schon erhält man die gewünschte Information,

beispielsweise auf dem Apfel Rückstände

von Pestiziden zu finden sind.

Zwar gibt es bereits Systeme, mit denen

sich solche Messungen durchführen lassen.

Allerdings muss der Nutzer hierfür üblicherweise

zusätzliche Teile, zum Beispiel ein

Prisma, vor die integrierte Kamera klemmen

– was teuer und unpraktisch ist und

zudem das Design des Smartphones stört.

„Das Besondere an unserer App: Der Anwender

braucht für die Messung nichts

weiter als die Kamera, die ohnehin in

seinem Smartphone integriert ist“, erklärt

Prof. Udo Seiffert, Kompetenzfeldleiter am

Fraunhofer IFF.

Der Clou liegt im Display,

nicht in der Kamera

Doch wie haben die Forscher um den Projektleiter

Dr. Andreas Herzog es geschafft,

ohne ein Prisma auszukommen? Üblicherweise

braucht man für solche Messungen

eine spezielle Hyperspektralkamera: Sie

justiert jeweils auf verschiedenfarbiges

Licht und ermittelt, wie viel Licht dieser

Farbe das Objekt zurückwirft. So erstellt sie

einen gesamten spektralen Fingerabdruck

des Gegenstands. Aus diesem können die

Forscher über ein mathematisches

Modell beinahe beliebige

Informationen über das Objekt

extrahieren, wie beispielsweise

die Inhaltstoffe.

„Da im Smartphone keine

Hyperspektralkamera integriert

ist, haben wir dieses

Prinzip einfach umgedreht“,

erläutert Seiffert. „Wir haben

mit der Kamera einen breitbandigen

dreikanaligen Sensor

– also einen, der alle

Wellenlängen misst – und beleuchten

den Gegenstand mit

Licht unterschiedlicher Farbe.“

Das heißt: Nicht die Kamera misst

die Lichtintensität in den verschiedenen

Farben, sondern das Display

beleuchtet das Objekt nacheinander in

Sekundenbruchteilen in einer Reihe von

unterschiedlichen Farben. Wirft das Display

also nur rotes Licht auf das Objekt,

kann das Objekt auch nur rotes Licht reflektieren

– und die Kamera nur rotes Licht

messen. Intelligente Auswertealgorithmen

sorgen dafür, dass die App mit der begrenzten

Rechenleistung eines Smartphones auskommt

und die eingeschränkten Leistungen

von Kamera und Display kompensiert.

Lernfähiges Anwendungsspektrum

Die erste Laborversion der auch zum Patent

angemeldeten App ist fertig. Bevor sie jedoch

veröffentlicht werden kann, entwickeln die

Forscher verschiedene erste Anwendungen.

Denn um analysieren zu können, ob sich

Pestizide im Apfel befinden, muss das System

zunächst über Vergleichsmessungen

angelernt werden. Etwa Ende 2017, hofft

Seiffert, könnte die App Hawk Spex mobile

auf den Markt kommen.

Vergleichsmessungen sind allerdings

nicht immer nötig. Denn bei einigen Fragen

geht es nicht um die Angabe einzelner Inhaltstoffe,

sondern nur um die Messung

unterschiedlicher Verteilungen von Stoffen

oder Materialien. Etwa beim Autokauf: Hier

vergleicht die App, ob der Lack an allen

Stellen exakt die gleiche Farbe hat – oder ob

nachlackiert wurde.

Prof. Dr.-Ing. Udo Seiffert ist Kompetenzfeldleiter

am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und

-automatisierung IFF in Magdeburg

74 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


CUSTOMAXI-

MIZED!

Sensor? Gehäuse? Objektivhalter?

Steckerausrichtung? Sie bestimmen!

Die uEye LE USB 3.1 Gen 1

Industriekameras

BOARDLEVEL

VERSIONEN

EINPLATINEN

KAMERA

OPTION: STECKER-

AUSRICHTUNG

MIC-OPTION

01 Per Smartphone eine Zitrone auf Pestizid-Rückstände

untersuchen – das ist bald möglich

USB TYPE-C

USB POWER

DELIVERY

OPTION: OB-

JEKTIVHALTER

SENSOREN-

VIELFALT

Blick in die Zukunft

Es sind so zahlreiche Einsatzbereiche denkbar und das Fraunhofer

IFF erwartet rege Resonanz. Daher setzen die Forscher auf einen

Ansatz, der dem Online-Lexikon Wikipedia nachempfunden ist.

„Wenn die App Ende 2017 auf den Markt kommt, können engagierte

Nutzer zum großen Ganzen beitragen und neue Anwendungen,

zum Beispiel die Beurteilung der Belastung von Salatköpfen mit

Pflanzenschutzmitteln, kreieren“, sagt Seiffert. Das heißt: Sie vermessen

etwa behandelte und unbehandelte Salatköpfe verschiedener

Sorten mit der App und schicken die Daten zum Fraunhofer

IFF. Forscher prüfen die Messungen und schalten die Anwendung

für alle Nutzer frei.

Auch im kommerziellen Bereich ist die App von großem Interesse.

So lassen sich mit ihr Bereiche erschließen, bei denen sich ein

Präzisionsmessgerät nicht lohnen würde. Beispiele sind die Qualitätskontrolle

von Lebensmitteln, die Wirksamkeit von Kosmetikprodukten

oder auch die Landwirtschaft: Der Landwirt kann so

zum Beispiel auf einfachem Weg Aussagen dazu erhalten, ob seine

Pflanzen ausreichend mit Nährstoffen versorgt sind oder ob er

zum Dünger greifen sollte.

Fotos: Fraunhofer IFF/Viktoria Kühne

www.iff.fraunhofer.de

02 Hier vergleicht die App, ob der Lack an allen Stellen exakt

die gleiche Farbe hat oder ob nachlackiert wurde

www.ids-imaging.de/usb3.1


01 CMOS-Sensor

Integrationskompetenz

Neue CMOS-Sensoren – worauf Kamerahersteller bei der Integration des Sensors achten sollten

Die neuen CMOS-Sensoren sind

im Vergleich zu ihren Vorgängern

deutlich besser in Hinblick auf

Geschwindigkeit, Bildqualität und

Preis-Leistungs-Verhältnis. Doch

um wirklich eine insgesamt

verbesserte Performance zu

profitieren, müssen Kamerahersteller

auf einige Besonderheiten achten.

Der Beitrag beschreibt, was eine

gute CMOS-Sensorintegration

ausmacht.

René von Fintel, Head of Product Market

Management, Basler AG, Ahrensburg

Seit 2014 gibt es immer mehr CMOS-Sensoren

und die Typenvielfalt und Qualität

dieses Sensortyps wurde stetig weiterentwickelt.

Dieser Trend hat auch im Bereich

der Industriekameras eine Entwicklung in

Gang gesetzt: Die neuen CMOS-Sensoren

sind besser als viele ihrer Vorgänger, was

Geschwindigkeit, Bildqualität und das Preis-

Leistungs-Verhältnis betrifft und ermöglichen

einen Performance-Schub. Für den

Anwender einer Kamera sind jedoch die

Eigenschaften des Sensors nicht allein entscheidend.

Die Hersteller einer Kamera müssen

jeden neuen Sensor nämlich zunächst in

eine neue Kamera integrieren. Diese Integration

eines Sensors birgt dabei Schwierigkeiten,

die nicht unterschätzt werden

sollten. Entsprechend unterschiedlich kann

das Ergebnis ausfallen. In vielen Fällen

werden komplett neue Kameradesigns um

die Sensoren herum entwickelt. Für den

Anwender gibt es gravierende Unterschiede,

die beim Testen von Kameras schnell

sichtbar werden. Es zeigt sich dabei, dass

es „gute“ und „schlechte“ Sensorintegrationen

gibt.

Auch wenn es bei neuen CMOS-Sensoren

vermeintlich einfachere Ansteuerungs- und

Verarbeitungsmöglichkeiten gibt als bei

CCD-Sensoren, so gilt es für eine wirklich

„gute“ Integration doch einiges für den

Kamerahersteller zu beachten.

Optimierung der Bildqualität

Das Fix Pattern Noise, das sich im Bild als

Schachbrett oder in Form von Streifen darstellt,

soll nicht sichtbar sein, ebenso wenig

wie Defektpixel, Defektpixelcluster oder

blinkende Pixel. Um solch lästige Störungen

02 Links im Bild: Pin out älterer 2-MP-CCD-

Sensor (20 Pins), rechts im Bild: Pin out neuer

2-MP-CMOS-Sensor

76 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


in den Bilddaten für den Anwender zu

vermeiden, sind Maßnahmen erforderlich,

die im Allgemeinen eine gewisse Rechenleistung

in der Kamerahardware voraussetzen.

Korrekturmechanismen, wie zum

Beispiel Shading-Algorithmen müssen in

der Firmware hinterlegt und mit hoher

Geschwindigkeit ausführbar sein. Ein Ziel

ist dabei, dass die Echtzeitfähigkeit des

Bildeinzugs erhalten bleibt. Um die nötige

Rechenleistung bereitzustellen, eignen sich

beispielsweise RAM- und FPGA-Kombinationen,

damit der Anwender keine unnötige

Rechenlast für Bildkorrektur auf seinem PC

oder seinen Embedded Komponenten vorsehen

muss. In den meisten Fällen wird

nämlich deren Rechenlast nahezu kom ­

plett für die eigentliche Bildverarbeitung

(das Analysieren) benötigt. Den Aufwand

für die Vorverarbeitung möchten die

Kunden, wenn irgend möglich, natürlich

nicht in Form von zusätzlicher Software

und Rechenpower bezahlen.

Sensor: robust & sicher eingebaut

Über die Lebenszeit der Kamera sollen stabil

Bilder geliefert werden. Für die oft recht

groß spezifizierten Betriebsbereiche ist das

häufig keine trivial zu erfüllende Eigenschaft.

Schon bei der Auswahl der Komponenten

in der Entwicklungsphase der Kamera und

schließlich auch beim Fertigungsprozess der

Kamerahardware müssen dazu Maßnahmen

ergriffen werden, die die Robustheit verbessern.

Schließlich soll die Kamera mehrere

Jahre „leben“ und muss dazu Stress wie

Temperaturzyklen oder mechanischen Belastungen

wie Vibration standhalten. Neue

CMOS-Sensoren erfordern hierbei eine

deutlich sorgfältigere Vorgehensweise.

Grund dafür sind gestiegene Sensorgrößen

(> 2/3") sowie höhere Auflösungen und Geschwindigkeiten.

Die neuen Sensoren haben

in der Regel auch eine größere Anzahl von zu

kontaktierenden Pins mit kleineren Abständen

und erfordern dadurch einen noch

anspruchsvolleren Produktionsprozess für

die Verlötung/Verklebung des Sensors auf

der Platine als ältere Sensoren.

Ansteuerung harmonisieren

Jeder Sensorhersteller und teilweise jeder

Sensortyp verwendet unterschiedliche Steuerregister-Sätze,

die angesteuert werden

müssen, um zum Beispiel Belichtungszeiten

einzustellen oder AOIs (Areas of Interest) zu

setzen. Die Anzahl der dazu nötigen Register-Settings

kann in die Hunderte oder

sogar Tausende gehen. Der Endanwender

einer Kamera möchte hingegen ein standardisiertes

Vorgehen zur Kamerakonfiguration,

das über Kameramodelle hinweg

gleich und so einfach wie möglich sein soll.

Dies erfordert für den Kamerahersteller viel

Integrationsarbeit, damit die Firmware auf

Qualitätsaspekt

sichtbare tote Pixel

Gut abgegrenzte dunkle

Flecken mit Bild*

Unschärfe zu den Ecken*

Schmierige dunkle Flecken

im Bild*

Aufgrund welches

Sensorproblems?

Defekte Pixel oder

Deftepixelcluster

Glasdefekte oder

Schmutz unter Deckglas

Tilt (Sensor-Chip relativ

zum Sensorgehäuse)

Festsitzender Schmutz

auf dem Sensor

Lösung durch

Kamerahersteller

Defekt-Pixelkorrektur

(Interpolation)

Aussortierung

Tilt-Korrektur

Sensorreinigen

Kostenauswirkung

höhere Fertigungszeit

höherer Ausschuss

höhere Fertigungszeit

und/oder Hardwarekosten

höhere Fertigungszeit

und/oder Ausschuss

*) Solche Erscheinungen können in der Endanwendung auch durch das Objektiv hervorgerufen werden

03 Tabelle: Qualitätsprobleme, die auftreten können und wie sie zu lösen sind

die jeweiligen Sensoren zugeschnitten werden

kann. Sehr wichtig ist dabei auch die

folgende Philosophie: „You get is what you

set“. Das heißt zum Beispiel, dass, wenn der

Endanwender in seiner Applikation eine

Belichtungszeit an der Kamera einstellt,

auch genau diese Belichtungszeit beim

Sensor wirksam werden soll und mit dieser

Zeit ein Bild aufgenommen werden soll.

Alles andere führt zu verfälschten Ergebnissen.

Lässt sich z. B. eine Zeit von 100 µs in

der Kamera API einstellen, dann sollte in

der Realität keine Belichtungszeit von

100 µs + X auf den Sensor angewendet werden.

Bei einigen „falschen“ Integrationen

im Markt ist aber genau das der Fall. Der

Endanwender bekommt dieses Verhalten

unter Umständen nur durch sehr viel

Testaufwand mit.

Ein zweiter Punkt ist auch wichtig: Wenn

die Einstellung in der Applikation wirksam

wird, soll sie sich auch auf das nächste zu

erzeugende Bild beziehen und nicht erst

nach mehreren Bildern wirksam werden.

Gerade günstige Rolling-Shutter-Sensoren

haben hier ein Verhalten, dass nur mit einigem

Aufwand in der Firmware der Kamera

verbessert werden kann.

Sicherstellung der Qualität

04 Basler Kamera und CMOS-Sensor

Eine weitere Integrationsaufgabe für den

Kamerahersteller ist es, aus der gelieferten

„Roh-Sensorqualität“ eine stabile Qualität

der Kamera sicherzustellen. Die Tabelle

gibt einen Überblick über die wichtigsten

Qualitätsprobleme, die auftreten können

und wie sie gelöst werden können. Da sich

diese Qualitätsprobleme zum Teil nur in

geringen Grauwertabweichungen oder im

kleinsten µm-Bereich auswirken, stellt die

Feststellung und Fehlervermeidung zum

Teil sehr hohe Anforderungen an die Testtools

des Kameraherstellers. Natürlich ist

der Endanwender nicht immer bereit Geld

für bessere Qualität

zu zahlen. Eine Separierung

der Fertigung

in verschie ­

dene Produkt-Linien

mit unterschiedlichen

Qualitätsstandards

ist deshalb eine Lösung, die größere

Kamerahersteller anbieten können.

Zusammenfassung

Zum perfekten Konzert gehören erstklassige

Instrumente und ein erstklassiger Interpret.

Ähnlich verhält es sich mit einer guten Kamera:

nicht allein der Sensor in der Kamera

bestimmt, wie gut die Bildqualität für den

Anwender ist, sondern auch die Erfahrung

und das Know-how, das der Hersteller der

Kamera bei der Integration des Sensors in

die Waagschale werfen konnte.

Moderne CMOS-Sensoren bieten viele

Vorzüge, aber auch einige Tücken, die nur

durch sorgfältiges Design der Steuer- und

Übertragungselektronik, durch eine überlegte

und sorgfältige Verarbeitung in der

Fertigung und durch ausgefeilte Fehlerkorrektur-

und Ansteuerungsalgorithmen

schon in der Kamerahardware gemeistert

werden können. Nicht zuletzt ist auch die

einfache Konfigurierbarkeit der Kamera

wichtig, wie auch das Prüfequipment des

Kameraherstellers, mit dem durch ständige

Kontrolle der Produkt- und Prozessqualität

stabile Qualität auch des Endproduktes

sichergestellt werden kann.

Fotos: Basler AG

www.baslerweb.com

info@falcon-illumination.de

+49 7132 99169-0

IR UV

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 77

Falcon-6.indd 1 15.02.2017 10:43:59


Eigenschaften von Elektronik

sichtbar gemacht

Eine Wärmebildkamera für das

Testen von Elektronik in Prüfständen

ist die ETS320 aus dem

Hause Flir. Sie kann dazu

beitragen, die Genauigkeit von

Testergebnissen und Diagnosen

in der Elektronikindustrie zu

verbessern. Laut Hersteller wurde

sie entwickelt, weil Elektronik

immer kleiner und leistungsstärker

wird und es daher

wichtiger werde, die thermischen

Eigenschaften der Systeme zu

erfassen und zu verstehen. Die

hochempfindliche Wärmebildkamera ist speziell entwickelt für

die Bildgebung bei Platinen und anderen elektronischen Bauteilen.

Ausgerüstet ist sie mit einer anpassbaren Tischhalterung, die

einheitliche kontaktlose und freihändige thermische Tests

während des gesamten Entwicklungszyklus ermöglicht – vom

Design über die Entwicklung bis zur Produktion. Mit mehr als

76 000 Temperaturmesspunkten überwacht die Kamera den

Energieverbrauch, erkennt Hotspots und identifiziert potenzielle

Schwachstellen während der Produktentwicklung.

www.flir.com

3-MP-Objektiv erhält Upgrade auf 5 MP

Das Unternehmen Fujifilm hat ein Upgrade der 3-MP-Objektiv-

Serie HF-XA auf offizielle 5 MP Auflösungsvermögen in der HF-5M-

Serie angekündigt, denn tatsächlich bieten die meisten Objektive

der HF-XA-Serie ein höheres Auflösungsvermögen und unterstützen

5-MP-Kameras ohne Einschränkungen. Das Objektivdesign

und die technischen Spezifikationen bleiben unverändert, während

die Namen der Modelle von HFxxXA-1 zu HFxxXA-5M wechseln.

Die Fujinon HF-5M-Serie

beinhaltet sechs hochauflösende

Festbrennweiten

zwischen 6 und 35 mm Brennweite.

Das Auflösungsvermögen

von 5 MP (3,45 μm) ist über die

gesamte Bildfläche konstant

hoch, sowohl bei offener Blende

unter schlechten Lichtbedingungen

als auch über unterschiedliche

Arbeitsabstände.

Die Objektive sind mit einem

Durchmesser von 29,5 mm sehr klein. Abhängig von der Brennweite

ist der Einsatz mit Sensoren bis zu 2/3" in den kürzeren Brennweiten

und mit Sensoren bis zu 1/1,2" und 1" in den längeren Brennweiten

möglich. Darüber hinaus bieten die Objektive je drei Positionen für

Feststellschrauben für Blende und Fokus zur einfachen Installation

auch bei begrenztem Platz.

www.fujifilm.eu

Visuelles Prozessmonitoring in Echtzeit

www.iba-ag.com

Mit dem Messsystem Ibavision von Iba können Informationen für die Prozessanalyse

und automatisierte Überwachung genutzt werden, die nicht oder nur schwer mit

der üblichen Sensorik erfasst werden können. Das System nutzt applikationsspezifische

Programme, die visuelle Prozessinformationen in numerische oder logische

Werte umsetzen. Damit lassen sich Abstände, Geometrie oder Position von

Produkten ermitteln und für Qualitätsprüfungen oder Identifizierung von Teilen

während des laufenden Prozesses nutzen. Auch Textinformationen wie Barcodes

und Nummern werden erkannt und interpretiert. Die gewonnenen visuellen

Signale werden online im Messwerterfassungstool Iba PDA erfasst und können

visualisiert sowie als Trend dargestellt werden. In einer späteren Analyse können

kausale Zusammenhänge untersucht und so Störungsursachen erkannt werden.

In Iba Analyzer werden visuelle Signale, Prozesssignale und die Bilder aller

Kameras synchron und messpunktgenau wiedergegeben.

MULTIFUNCTION TFT

5“ | 10“ uniTFT

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Hochleistungs-

Smart-Kameras für

OEM-Anwendungen

Die sehr kleinen Embedded-

Vision-Systeme der Serie VC Z

von Vision Components bieten

Bildverarbeitungsgeschwindigkeiten

in Echtzeit für anspruchsvolle

Applikationen. Alle

Modelle sind mit dem Zynq-

Modul von Xilinx, einem ARM

Dual-Core Cortex-A9 mit

866 MHz und integriertem FPGA

ausgestattet und eignen sich für

Anwendungen, die auch bei

beengten Einbauverhältnissen

High-Speed-Ergebnisse

erfordern. Basis der Z-Kameras

ist die Platinenkameraserie

VCSBC Nano Z. Mit weitreichenden

Anpassungsmöglichkeiten

hinsichtlich

Einbau und Anschlüssen bieten

die Kameras gute Voraussetzungen

zur flexiblen Integration

in industrielle oder andere

Anwendungen. Als Gehäusekameras

stehen zwei Varianten

zur Verfügung: die VC Nano Z

und die VC pro Z, die mit

Kompakte Industriekamera-Serie erweitert

Das Unternehmen JAI hat seine Go-Series von kleinen, robusten Industriekameras um zwei Modelle

erweitert. Beide gibt es in den Ausführungen Monochrom und Farbe. Die GO-2400-USB verfügt

über eine Auflösung von 2,35 MP und den Bildsensor Pregius IMX174 CMOS von Sony. Mit einer

USB3-Vision-Schnittstelle bietet sie Bildraten bis 159 Bilder/s bei voller Auflösung. Die GO-5101-

PMCL beinhaltet den Bildsensor Pregius IMX264 CMOS von Sony mit einer Auflösung von 5,1 MP

und einer Bildrate von 35,6 Bildern/s. Sie ist mit einer Power-Over-Mini-Camera-Schnittstelle

ausgestattet, kann aber auch über einen vierpoligen Anschluss mit Strom versorgt werden. Alle

Modelle haben Funktionen wie Einteilungsfunktionen, Region-Of-Interest, Zuordnungstabellen,

Sequenzer-Triggermodi und Auto Level Control. Die Industriekameras eignen sich für den Einsatz

in der Robotik oder in Anwendungen, die eine wiederholende Bewegung der Kamera erfordern.

Sie unterstützen standardmäßige C-Mount-Objektive.

www.jai.com

Vitamin C für

Ihre Anwendung.

Die leistungsstarke CX-Serie mit neuster CMOS-Sensortechnologie bis zu 12 MP.

Objektiv sowie integrierter

LED-Beleuchtung ausgestattet

werden kann. Für alle Z-Modelle

stehen mehrere CMOS-Sensoren

zur Verfügung. Bei den Platinenversionen

haben Kunden zudem

die Auswahl zwischen einem

Onboard-Sensor oder einem

bzw. zwei abgesetzten Sensoren

mit 30 oder 80 mm Kabellänge.

www.vision-components.com

Schnell und ganz kompakt:

Folgen Sie uns bei Twitter

twitter.com/inautomation

Mehr News rund um die

Automatisierung:

industrielle-automation.net

Die neuen CX-Kameras bringen mit den aktuellsten

Sony ® Pregius und ON Semiconductor ® PYTHON

CMOS-Sensoren Ihre Anwendung in Schwung.

Profitieren Sie von ausgezeichneter Bildqualität und

hohen Bildraten, um Applikationen flexibel und

zukunftssicher zu realisieren.

Mehr erfahren Sie unter:

www.baumer.com/cameras/CX

Baumer.indd 1 04.05.2017 13:17:06

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 79


CMOS-Sensoren schneller

und flexibler gemacht

Baumer hat die CX-Serie mit CMOS-Sensoren bis 12 MP weiterentwickelt

und die Bildaufnahme mit der Firmware Release 2 auf

über 1 000 fps bei Verwendung einer ROI beschleunigt. Mit den

On-Semiconductor-Python-Sensoren können die Pixel vertikal

und horizontal mit Geschwindigkeitserhöhung partiell ausgelesen

werden. Die CX-Kameras

mit kompaktem Gehäuse

und Python-Sensoren von

VGA bis 5 MP können so

schnelle Applikationen,

z. B. in den Bereichen

Verpackung, Getränke

oder Medizin, effizienter

lösen. Der neue Sequenzer

ermöglicht die Aufnahme

von Bildfolgen mit

wechselnden Kameraeinstellungen von Bild zu Bild – auch

bei maximaler Sensorgeschwindigkeit, unabhängig von der

Bandbreite der Schnittstelle dank Burst Mode und integriertem

Bildspeicher. Auch die Aufnahme einer ROI unterschiedlicher

Größe oder Position von Bild zu Bild ist möglich, z. B. bei sich

bewegenden Objekten.

www.baumer.com

Intelligente Kamera zur Inspektion

von Oberflächen

Die CVS-Trevista-Cam von Stemmer Imaging ergänzt die Trevista-

Reihe für die industrielle Oberflächeninspektion. Die intelligente

Stand-Alone-Kamera bietet eine Auflösung von 4 MP. Angewendet

werden kann sie z. B. in der Test- und Messtechnik oder in der

Automobil-, Pharma-, Druck- und Verpackungsindustrie. Die

Shape-from-Shading-Technologie

nutzt einen speziellen Beleuchtungsansatz,

um die dreidimensionalen

Oberflächeneigenschaften einer

Prüffläche darzustellen. Die

Anwendungen reichen vom Lesen

geprägter Codes auf glänzenden oder

diffus streuenden Oberflächen bis

zum Überprüfen von Bauteilen auf

kleinste Defekte im Mikrometerbereich.

Die Kamera ist sofort

einsatzfähig und lässt sich einfach

in Fertigungsprozesse integrieren.

Das System ist mit Softwarepaketen von Teledyne Dalsa vorkonfiguriert,

wahlweise mit Inspect Express oder Sherlock. Besonders

geeignet ist es für die Inspektion von gekrümmten Oberflächen,

Funktionsflächen und Bauteilen.

www.stemmer-imaging.de

Optimierte Kamera eröffnet neue Möglichkeiten

SVS-Vistek hat die Industriekamera Evo Tracer mit steuerbaren

Micro-Four-Thirds-Optiken mit der EXO304 Tracer weiterentwickelt

in Richtung höhere Auflösung und Bildqualität. Sie

verbindet die Eigenschaften eines Imaging Systems

mit komplett steuerbaren Objektiven und die erhöhte

Bildqualität von Sony-IMX-Sensoren. MFT-Objektive

sind vom Strahlengang auf die verwendete Sensorgröße

von 1,1" ausgerichtet. Die Machine-Vision-

Integration der Kamera gestaltet sich mit ihrer nativen

Objektivsteuerung, GigE-Vision-Schnitstelle und

GenTL-Layer reibungslos, da auch das Objektiv über die

GenICam-Properties ansteuerbar ist. So bietet die Kamera den

Komfort und die Flexibilität erstklassiger adaptiver

Optiken, eine 12-MP-Auflösung und eine Dynamic Range

von 72 dB. Der erweiterte Temperaturbereich bis + 60 °C

orientiert sich am harten industriellen Alltag. Mit dieser

Kombi-nation eröffnet die Kamera neue Anwendungsbereiche

der industriellen Bildverarbeitung.

www.svs-vistek.com

Full HD in Höchstgeschwindigkeit

Die 3D-Lasersensoren Ecco 95 von Smart Ray vereinen Bildverarbeitung

in Full-HD-Qualität mit Scangeschwindigkeiten größer

10 kHz, einer Informationsdichte von bis zu 20 Mio. 3D-Punkten/s

und einer echtzeitfähigen Datenübertragung. Sie eignen sich für

Anwendungen, bei denen kleinste Teile, Maße und Toleranzabweichungen

bei schnellsten Zykluszeiten gemessen und ausgewertet

werden müssen. Es gibt zunächst zwei Modelle: Den

95.100 mit einem Sichtfeld von 100 mm und speziell für anspruchsvolle

Anwendungen in der Produktronik den 95.010 mit einem

Sichtfeld von 10 mm. Die Full HD-Bildqualität ergibt sich aus

einer vertikalen Auflösung von 0,5 bis

0,6 µm und einer lateralen Auflösung

von weniger als 5,8 µm. Mit einer

Scanfrequenz von 8 kHz generieren die

Lasersensoren pro Sekunde 15 Mio.

Bildpunkte. Die Highspeed-Gigabit-

Ethernet-Schnittstelle stellt die

Datenübertragung in Echtzeit sicher.

www.smartray.de

Komplett auf Bildverarbeitung ausgelegt

Von Kopf bis Fuß auf Bildverarbeitung eingestellt ist der Embedded

Box PC Tank-870-Q170 von ICP. Hierzu tragen die kompakte Bauform,

die hohe Schreibgeschwindigkeit und die Redundanz zur

Absicherung von sensiblen Daten mittels Raid-Funktion der beiden

2,5" Sata 6 Gb/s-Anschlüsse bei. Der erweiterte Spannungseingang

von 9 bis 36 V DC, der Temperaturbereich von - 20 bis + 45/60 °C

sowie der Vibrationsschutz nach MIL-STD-810G ermöglichen eine

direkte Anbringung an der Maschine. Optional können über die

PoE-Ethernet-Erweiterungskarte IPCIE-4PoE bis zu vier IP-Kameras

mit bis zu 15,4 W je Port angeschlossen werden. Die an der Front

herausgeführten I/O-Schnittstellen umfassen vier USB 3.0/2.0,

vier RS-232, je zwei RS-232/422/485 und GbE LAN sowie eine

8-bit digitale I/O. Der Anschluss von drei unabhängigen Displays

wird durch einen HDMI+DP Combo Port, eine VGA-Schnittstelle

und einen optionalen internen Displayport ermöglicht. Zudem

bietet der TANK-870-Q170 gr Erweiterungsflexibilität, indem vier

Backplane-Varianten von 2- bis 4-Slot für PCIe x8, PCIe x16, PCI

und Half-/Full-size PCIe Mini Card zur Verfügung stehen.

www.icp-deutschland.de

80 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


Abmessungen einfach und präzise prüfen

Das Unternehmen Cognex Corporation präsentiert den In-Sight Laser-Profiler, ein

einfach zu bedienendes Messsystem zum Prüfen von Werkstückmaßen. Die Bildverarbeitungswerkzeuge,

die präzise Objekterkennung und die Easybuilder-Schnittstelle

machen den Profiler zu einem intuitiven und präzisen Werkzeug zum Messen

von Höhe, Abstand, Position sowie Winkeln und zum Erkennen von Oberflächendefekten.

Profilkontrollen finden in den verschiedensten Industriezweigen statt und

sorgen dafür, dass die Teile innerhalb festgelegter Toleranzen hergestellt werden.

Selbst geringfügige Maßabweichungen können die Produktqualität, die Verbrauchersicherheit

und die Markenintegrität beeinträchtigen. Der In-Sight Laser-Profiler

erkennt solche Probleme, bevor diese die Kunden erreichen. Anwender können

Inspektionsanwendungen in wenigen Schritten selbst einstellen, da komplexe

Einstellungen entfallen. Darüber hinaus erleichtert der In-Sight Laser-Profiler auch

die Überwachung der Aktivitäten an der Produktionsanlage von überall in der Fabrik

durch die Verwendung eines webfähigen Laptops, Tablets oder Smartphones.

www.cognex.com

Smartkamera-Paket mit Machine-Vision-Software für schnelles Arbeiten

Die Smartkamera Neon-1021-M von Adlink, basierend auf einem

Intel-Atom-E3845-Prozessor, gibt es in einem sofort einsatzfähigen

Kombipaket mit der Machine-Vision-Software Merlic von MVTec.

Mit ihm können Lösungen schnell und bei wenig Konfigurationsaufwand

entwickelt werden. Die Kamera zeichnet sich durch Intel-

Atom-Quad-Core-Prozessoren, schnellen Bildeinzug für multiple

Regions of Interest, einen Global-Shutter-Bildsensor mit 2 MP

und die Unterstützung der Beleuchtungssteuerung mit PWM aus.

Dabei verkürzt die Erfassung mehrerer Barcodes die Taktzeit für

Bildverarbeitung. Die optimierten I/Os enthalten eine zusätzliche

GigE-Vision-Kameraverbindung im Slave-Modus, vierfach

isolierte Ein- und Ausgänge sowie einen VGA-Ausgang, um eine

Integration mit möglichst vielen externen Geräten zu ermöglichen.

Mit einem IP67-Schutzklassen-Gehäuse und M12-Anschlussbuchsen

hält die Kamera auch schwierigsten industriellen

Bedingungen stand.

www.mvtec.de

Fluoreszenzfilter für hohe

Vergrößerungen

Edmund Optics präsentiert seine neuen dichroitischen Techspec-

Fluoreszenzfilter. Bei diesen vielseitigen Filtern wurde besonderer

Wert auf die Oberflächengenauigkeit, die transmittierte Wellenfront

und die Oberflächenqualität gelegt, um Filter mit sehr hoher

Präzision anzubieten. Diese Filter sollen laut Hersteller ideal für

die Fluoreszenzmikroskopie oder für Bildverarbeitungsanwendungen

mit hoher Vergrößerung sein. Sie sind in 26 Versionen

mit Grenzwellenlängen

von 409 bis 850 nm und

mit 12,5 × 17,6 mm und

25,2 × 35,6 mm Größe

erhältlich. Die RoHSkonformen

Filter bieten

eine transmittierte

Wellenfront von

λ/10 RMS, eine Oberflächenqualität

von

40 – 20, eine Oberflächengenauigkeit

(P-V) von λ/2 und einen

Einfallswinkel von 45 °. Die Filter werden aus einem UV Quarzglassubstrat

hergestellt. Sie bieten eine durchschnittliche Reflexion

von mehr als 98 % und eine Transmission von mehr als 90 %, sodass

sehr gute Höchsttransmission und Blockung von unerwünschtem

Licht geboten werden. Die Fluoreszenzfilter sind auf die gängigen

Fluorophore abgestimmt und verbessern so die Fluoreszenz-

Bildgebung in einer Vielzahl von Anwendungen.

www.edmundoptics.de

Telezentrische

Kondensoren

LED-Beleuchtung

(R, G, B, IR)

Dimmbar

High Power LED

Dauer- und

Blitzbetrieb

Telezentrische

Objektive

Objektgröße 50–300 mm

UV, NIR, SWIR Versionen

Feste und variable Blende

Kundenspezifische

Lösungen

SILL OPTICS GmbH & Co. KG

Johann-Höllfritsch-Straße 13 • 90530 Wendelstein

Tel. 09129 - 90 23-0 • Fax 09129 - 90 23-23

info@silloptics.de • silloptics.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 81

SILL-OPTICS.indd 1 03.05.2017 11:54:26


Ein Unternehmen

für die Zukunft der

Fertigungsindustrie

Die Software-Schmiede Axoom bietet eine ganzheitliche

Lösung für die horizontale und vertikale Vernetzung der

Produktion. Mit der gleichnamigen offenen Geschäftsplattform

und einer sehr sicheren Datenübertragung

bringt das Start-up Fertigungsbetriebe und Maschinenhersteller

auf einfache Weise ins digitale Zeitalter und

bildet damit die Basis für Industrie 4.0.

Die Performance Dashboards von Axoom zeigen die Leistungen der

angebundenen Anlagen unter realen Produktionsbedingungen.

Axoom wurde im Herbst 2015 vom Werkzeugmaschinen- und

Laserhersteller Trumpf im Software-Cluster Karlsruhe gegründet.

Und zwar explizit als offene Plattform, die auf Kollaboration mit

Partnern entlang der Wertschöpfungskette ausgelegt ist und sich an

fertigende Unternehmen mit und ohne Trumpf Maschinen richtet.

„Das Maschinen- und Prozess-Know-how, das Axoom dank der

Muttergesellschaft Trumpf mitbringt, ist dabei ein wichtiger Wettbewerbsvorteil,

der das Start-up von anderen Anbietern unterscheidet“,

erläutert Geschäftsführer Florian Weigmann. Mittlerweile hat

das Unternehmen knapp 100 Mitarbeiter und mit Axoom Solutions

eine eigene Gesellschaft für den Smart-Enterprise-Vertrieb und die

Umsetzung individueller Implementierungsprojekte.

Der Produktbereich „Axoom Smart Enterprise“ richtet sich an

fertigende Betriebe, die ihre Wertschöpfungskette vom Auftragseingang

bis zur Auslieferung optimieren und synchronisieren wollen –

inklusive der Anbindung von Lieferanten und anderen Dienstleistern.

Axoom stellt in einem durchgängigen Navigationskonzept alle digital

vernetzten Bereiche eines fertigenden Unternehmens dar. Basismodule

und erweiterbare Apps lassen sich individuell kombinieren

und dienen der Steuerung der Schritte entlang der Wertschöpfungskette.

Sie stammen zum Teil von dem Start-up selbst, zum Teil

von Partnern, die eigene Lösungen auf der offenen Plattform zugänglich

machen. Existierende Systeme können genauso integriert

werden wie der vorhandene Maschinenpark.

Der zweite Produktbereich „Axoom IoT Management“ ist der

direkte Weg ins Internet of Things (IoT) für Maschinenhersteller: Sie

erhalten damit eine einfache Möglichkeit, sich mit ihren Maschinen,

Komponenten und Sensoren im Feld zu vernetzen – und das weltweit.

So können sie bei Problemen schnell reagieren, die Verfügbarkeit

ihrer Anlagen steigern, Updates und Wartungsarbeiten aktiv

anstoßen und die Betriebskosten deutlich senken. Die Produkte

sind einfach zu bedienen, modular ausbaufähig, skalierbar für die

Analyse von Live-Daten aus dem Produktionsumfeld – und im Rahmen

eines Starter-Kits schnell einsetzbar. Beide Axoom Produktbereiche

können einzeln eingeführt werden und sind auf Wunsch miteinander

kombinierbar.

„An die digitale Geschäftsplattform Axoom lassen sich Maschinen

verschiedener Hersteller anbinden. Dadurch können einerseits

Maschinenhersteller mit allen Geräten im Feld kommunizieren und

bessere Services anbieten, andererseits erhalten Anwender in fertigenden

Unternehmen ein digitales Abbild ihrer kompletten Produktionshallen“,

so Weigmann. Weil die Prozessdaten dabei ein wichtiges

Gut sind, ist die sichere Übermittlung von zentraler Bedeutung.

Hierfür bietet das junge Unternehmen mit dem sogenannten Axoom

Factory Gate einen Baustein, der auf einem mehrstufigen Sicherheits-

und Verschlüsselungskonzept basiert und als einer der

sichersten Übertragungswege für Daten aus der Produktion gilt.

www.axoom.com

82 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017


VORSCHAU

IM NÄCHSTEN HEFT: 4/2017

ERSCHEINUNGSTERMIN: 05. 09. 2017 • ANZEIGENSCHLUSS: 21. 08. 2017

01

02

03

04

01 Datenerfassungs- und Analysewerkzeug erleichtert die

Transformation von Bestandsanlagen in eine Smart Factory

02 Die Welt der Automation: von der Produktions- und Montageautomatisierung

über Handhabungstechnik bis hin zu Industrial Handling

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

03 Kabel als echte Speziallösungen: für Anwendungen bis - 60 °C,

als wegweisende Variante, thermochrom und als Antisabotage-Kabel

04 Embedded GigE-Vision-Server: Wenn der Rechner zur Kamera wird

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017 83


ADwin

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84 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2015

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