DER KONSTRUKTEUR 11/2017

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PRODUKTE UND ANWENDUNGEN AUTOMATISIERUNGSTECHNIK DER MESSFÜHLER WIRD ZUM DATENSERVER 72 DER KONSTRUKTEUR 11/2017
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Industrie 4.0 stellt große Herausforderungen an Maschinenbauer und Automatisier – auch an Sensorhersteller. Die Anforderungen an Sensorik und deren Konzeption werden neu definiert. Die Redaktion sprach hierüber mit Michael Bozek, Produkt- und Business Development Manager bei Pepperl+Fuchs in Mannheim. Wie definieren Sie für sich als Sensorhersteller Industrie 4.0? Was zeichnet einen Industrie- 4.0-fähigen Sensor aus? Können Sie uns ein Beispiel für einen bereits realisierten Sensor 4.0 geben? Industrie 4.0 ist in ihrer Komplexität für viele noch schwer greifbar. Wie begegnen Sie dieser Komplexität? Sie haben auch eine Tochtergesellschaft gegründet, die Ihre Kunden auf dem Weg in die Digitalisierung begleiten soll? Industrie 4.0 steht für die umfassende Nutzung von Daten und Informationen aus Maschinen und Anlagen. Dies geschieht aus den unterschiedlichsten Blickwinkeln und auf unterschiedlichen Organisationsebenen innerhalb und außerhalb des Unternehmens. Es entsteht das Bild der Transformation, von einer streng hierarchischen, zu einer netzwerkgleichen Informations- und Kommunikationsstruktur im Unternehmen. Für uns als Sensorhersteller bedeutet es, dass sich die ursprüngliche Funktion unserer Produkte verändert. Im klassischen Bild der Automatisierungspyramide waren Sensoren lediglich terminale „Messwertfühler“, die Ihre Daten unverändert und ungefiltert an die übergeordnete Maschinensteuerung auslieferten. Im neuen Bild der vernetzten Informationssysteme ist der Sensor eingebunden in ein Netz aus Informationen. Das bedeutet, er sendet seine Daten nicht nur unidirektional in Richtung Steuerung sondern kommuniziert bidirektional mit mehreren und oftmals auch unterschiedlichen Kommunikationspartnern auf unterschiedlichen Prozessebenen. Somit wird der Messfühler zum Datenserver, der selbst entscheiden muss, welchen Kommunikationspartner er mit welchen Zustandsinformationen über die Maschine versorgt und was die dafür geeignete Sprache ist. Um die oben genannten Anforderungen erfüllen zu können, muss ein Industrie-4.0- fähiger Sensor grundsätzlich „smart“ sein. Von smarten Sensoren sprechen wir immer dann, wenn sie einen Mikrokontroller mit einem Datenspeicher enthalten, um digital kommunizieren zu können. Außerdem muss ein smarter Sensor in der Lage sein, sich eigenständig oder auf Anfrage eindeutig identifizieren zu können. Ein Sensor 4.0 leistet aber noch deutlich mehr. An ihn wird die Forderung gestellt, nicht nur ein Protokoll „zu sprechen“, sondern gemäß der Anfragen seiner Kommunikationspartner die Sprache anpassen zu können. Außerdem wird er Sensordaten aus mehreren, vielleicht sogar physikalisch unterschiedlichen Datenquellen fusionieren, um sie fragestellungsgerecht aufzubereiten und auszuliefern zu können. Auch ist es denkbar, dass sich die Anforderungen über die Zeit verändern. Dann muss der Sensor selbst entscheiden können, welche geänderten Informationen er seinen Kommunikationspartnern bereitstellt. Das Verwaltungsschalenmodell hilft dabei, diesen Gedanken weiterzuentwickeln. I4.0-fägige Sensoren im weiteren Sinne sind für uns Industriesensoren mit IO-Link- Schnittstelle. Sie erfüllen alle Attribute eines smarten Sensors, indem sie sich eindeutig identifizieren können, Parameter speichern und standardisiert kommunizieren können. Pepperl+Fuchs bietet schon seit einigen Jahren ein stetig wachsendes Portfolio an IO- Link-Sensoren. Produkte, die im engeren Sinne als Sensor 4.0 bezeichnet werden können, befinden sich in der Konzeptphase. Das Konzept sieht vor, dass solche Sensoren mit Hilfe von neuronalen Netzen für ihren Einsatz in der Maschine oder Anlage auf bestimmte Fragestellungen hin trainiert werden können. Einen entsprechenden Prototyp haben wir in diesem Frühjahr auf der Hannover Industriemesse vorgestellt. Wie überall gilt es auch hier, die Komplexität durch gezielte Fragmentierung in Teilfragen zu überwinden. Im Sinne der Automatisierungs- oder Sensortechnik besteht eine Industrie- 4.0-Lösung technisch aus nur drei Systemkomponenten: smarter Sensorik, einem Datengateway für Übermittlung der Daten ins Internet sowie einer Datenplattform, die als Gegenstelle fungiert und die Speicherung bzw. Verwertung der Sensordaten vollzieht. So weit, so einfach. Natürlich stecken die ungelösten Fragen hinsichtlich Sensorfunktionen, Protokollstandards und Datensicherheit auf den tieferen Ebenen des Modells. Aber genau das macht für uns Techniker ja den Reiz aus. Die Neoception GmbH soll uns und unseren Kunden den Zugang zu den beiden letztgenannten Systemkomponenten „Datengateway“ und „Sensordatenplattform“ einer I4.0- Lösung erleichtern. Dabei konzentrieren sich die jungen Kollegen im Wesentlichen auf die Fragen rund um die notwenigen Softwarekomponenten. So werden z. B. bei einem Gateway, das primär in Hardware ausgeführt ist, auch Software-Konnektoren zum Anschluss an unterschiedlichste Datenplattformen benötigt. Neben diesem projektbezogenen Anpassungsengineering bietet Neoception aber auch eine Sensordatenplattform als eigenständiges Produkt an. Auch hier stellt das Unterneh- DER KONSTRUKTEUR 11/2017 73
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