Industrielle Automation 6/2018

industrielleautomation.net

Industrielle Automation 6/2018

19239

6

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November 2018

Bestens integriert: Mit Safety

over IO-Link sind Ihre Prozesse

14auf der sicheren Seite

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12Messe SPS IPC Drives 2018:

Flexibles

Mehr als smarte Automation

54

Transportsystem

Special

erlaubt ‚Bottling on Demand‘

Digitalisierung:

72Informationen effizient nutzen


TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE

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19239

5

Oktober 2016

6 Print-Ausgaben im Jahr

+

Ausfallsichere Leitungen

gewährleisten zuverlässige

44 Energie- und Datenübertragung

Präzise Durchfluss-Messtechnik

behält in der industriellen

14 Gipsproduktion alles im Blick 46 Schaltanlagenbau

Digitalisierung erhöht die

Effizienz im Steuerungs- und

Industrielle Bildverarbeitung:

Vision-basierte Robotik,

53 Objektive, Kameras & Co.

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Ja, ich möchte die Zeitschrift „INDUSTRIELLE AUTOMATION“ abonnieren

Das Jahresabonnement umfasst 6 Ausgaben und kostet € 62,- (Ausland € 68,- netto) inkl. Versandkosten. Als Begrüßungsgeschenk

erhalte ich den Bluetooth-Lautsprecher. Das Abonnement verlängert sich jeweils um ein weiteres Jahr, wenn es nicht spätestens

4 Wochen zum Ende des Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird.

Unser Dienstleister, die Vertriebsunion Meynen, Eltville, erhebt Ihre Daten im Auftrag der Vereinigte Fachverlage (VFV) zum Zweck der Vertragsdurchführung, zur Erfüllung der

vertraglichen und vorvertraglichen Pflichten. Die Datenerhebung und Datenverarbeitung ist für die Durchführung des Vertrags erforderlich und beruht auf Artikel 6 Abs. 1 b) DSGVO.

Zudem verwenden wir Ihre Angaben zur Werbung für eigene und VFV verwandte Produkte. Falls Sie keine Werbung mehr auf dieser Grundlage erhalten wollen, können Sie jederzeit

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E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.engineering-news.net

„INDUSTRIELLE AUTOMATION“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz


EDITORIAL

Auslaufmodelle

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

düstere Prognosen zur Zukunft unserer Arbeit hat es in den vergangenen

Jahren zuhauf gegeben. Demnach sollen Roboter, künstliche Intelligenz

und komplexe Algorithmen uns Menschen die Arbeit schon bald zu

großen Teilen oder ganz abnehmen. Aber ist die digitale Transformation

wirklich eine gigantische Jobvernichtungsmaschine?

Jedem dürfte klar sein, dass bestimmte Aufgaben in Zukunft von

intelligenten Maschinen besser und schneller verrichtet werden

können. Diese nehmen uns stupide Arbeitsvorgänge ab oder können

gar Komplexitäten darstellen, die wir mit unserem menschlichen

Gehirn nicht abdecken können – der Computer ist einfach schneller und

ausdauernder. Die so entstehenden Freiräume müssen wir dann

sinnvoll nutzen, um DInge zu verrichten, die keine Maschine kann oder

die wir einer solchen erst gar nicht anvertrauen wollen. Auf der anderen

Seite müssen wir die Chancen nutzen, die sich durch die Kollaboration

und die Symbiose von Mensch und Maschine ergeben.

Einhergehend wird sich zwangsläufig auch unser gesamtes Arbeitsumfeld

stark verändern und uns vor enorme Herausforderungen stellen: Häufiger

wechselnde Arbeitsorte oder wechselnde Teams erfordern ein hohes Maß

an Bereitschaft zur Veränderung und Kommunikationsfähigkeit. Wer dem

rasanten Wandel Schritt halten will, muss sich daher ständig weiterentwickeln

und auf die veränderte Anforderungen reagieren. Hier sind Arbeitnehmer

und Arbeitgeber gleichermaßen gefordert.

Auch wenn das Schlagwort „Arbeit 4.0“ noch

längst nicht gänzlich mit Leben gefüllt ist und

viele ungeklärte, u. a. arbeitsrechtliche Fragen,

im Raum stehen, ist eines klar: Der klassische

Betrieb und das Büro von heute sind

Auslaufmodelle!

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INHALT

EDITORIAL

03 Auslaufmodelle

SZENE

05 News, Aktuelles und Termine

06 Fachmesse ‚elektrotechnik‘ baut Industrie-Schwerpunkt weiter aus

Energieketten-Konzept –

18dynamisch, kurvig, robust

MESSE SPS IPC DRIVES 2018

12 Messe zeigt komplettes Spektrum der smarten und digitalen Automation

14 TITEL Integrierte Safety-Lösung über IO-Link bringt Transparenz in die

Metallbearbeitung

17 Individualisierbare Kabelschutz-Lösungen für den Anlagen- und Maschinenbau

18 Automatisierungslösung mit Energieketten-Anordnung sorgt für das gewisse

Etwas in Bearbeitungszentren

20 Neues Schaltschranksystem setzt auf optimiertes Engineering und

Durchgängigkeit der Daten

22 RFID-System reduziert die Einlesedauer für Werkzeugrevolver einer CNC-Maschine

24 High-Speed-Kamera bietet hohe 3D-Performance

26 Neue Verdrahtungslösungen auf Basis elektronischer Schutzschalter machen

Reihenklemmen überflüssig

SENSORIK UND MESSTECHNIK

38 Operations- und Informations-Technologie wachsen zusammen

40 Wirtschaftliches Testverfahren zur Bestimmung der Wasserdampf-

Durchlässigkeit von Kunststoff-Folien

42 Aus Forschung und Entwicklung: Zerstörungsfreie Schadensfrüherkennung

an Autoreifen mittels Thermografie

44 Vibrationsmessungen in der Zustands- und Strukturüberwachung an

Gebäuden und Maschinen

Effizienz im Steuerungs-

20und Schaltanlagenbau

STEUERN UND ANTREIBEN

50 Glasprodukte mithilfe eines Massendurchflussreglers formen und feuerpolieren

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

54 Konzeptstudie: Lassen sich Getränke ganz nach persönlichen Wünschen

produzieren?

56 Den Echtzeit-Anforderungen von Steuerungs-zu-Steuerungskommunikation

gerecht werden

58 Mit HTML5 zu zukunftsweisenden Bedien- und Visualisierungslösungen

60 Wie Sie sporadische Ausfälle von Bussystemen vermeiden

Durchgängig vom Engineering

68bis zur Automation

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

64 Sicherheit 4.0 in der Industrie: Quadratur des Kreises?

66 Kamerabasierte Sensor-Software verleiht Robotern neue Fähigkeiten

68 Fehlerfreie und schnelle Übertragung vom Engineering zur Automation

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TITELBILD

Balluff GmbH,

Neuhausen

SPECIAL: DIGITALISIERUNG

72 INTERVIEW Geistiges Eigentum vor Spionage und Cyber-Angriffen schützen

74 Assests erfassen, verwalten und verbinden für Transparenz in der Anlage

78 INTERVIEW Digitaler Wandel erfordert Umdenken von Unternehmen

und Gesellschaft

RUBRIKEN

80 Inserentenverzeichnis

81 Impressum

82 SERIE StartINGup – Ein Unternehmen ermöglicht Robotern die Wahrnehmung

83 Heftvorschau 1/2019


SZENE

AMA übernimmt Plattform messweb.de

Der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik hat die

Kommunikationsplattform messweb.de gekauft. Die Plattform

ist seit 20 Jahren am Markt als Portal für Produktneuheiten

und Herausgeber von Newslettern zu den Themen

Sensorik, Messtechnik und Automotiv Testing bekannt. Nach

eigenen Angaben

besitzt die Seite

30 000 Newsletter-

Abonnenten und

mehr als 500 000

Seitenaufrufe pro

Monat. „Mit dem

Kauf erweitern wir den Dialog der Sensorik und Messtechnik

zwischen Mitgliedern und Anwenderindustrien. Wir gewinnen

ein etabliertes Instrument, um unseren strategischen Auftrag

umzusetzen: Branche vernetzen, Brancheninformationen verbreiten

und Kontakte zwischen Anbietern und Kunden zu befördern“,

so der AMAVorstandsvorsitzende Peter Krause und

AMA-Geschäftsführer Thomas Simmons. Geschäftsführer der

Plattform messweb.de bleibt Walter Naujoks.

www.ama-sensorik.de

IAMD 2019: Alle Lösungen für die

smarte Fabrik

MESSWERTE

SICHER ERFASSEN

• Vielseitige Messwerterfassung mit hoher

Datensicherheit passend für alle Sensortypen

• Einfache Einbindung ins Intranet oder Remote in

die Cloud

• Verschiedenste Feldbusanbindungen auch über

OPC UA

• Erhöhung der Prüfeffizienz durch automatische

Reporterstellung aller Prüfergebnisse

In 14 Hallen der Hannover Messe dreht sich vom 1. bis 5. April

alles um Integrated Automation, Motion & Drives (IAMD).

Die Integration, Digitalisierung und Vernetzung industrieller

Technologien wird in 2019 mehr denn je die internationale

Industrie bewegen. Die IAMD präsentiert alle Bausteine und

Lösungen für die Fabrik der Zukunft: Fertigungs- und Prozessautomation,

Industrial IT, Robotik, smarte Antriebstechnik,

intelligente Hydraulik und Pneumatik. Ein Aspekt steht

dabei im Vordergrund: Industrial Intelligence – das Leitthema

der Messe 2019. Künstliche Intelligenz und maschinelles

Lernen sorgen dafür, dass Stillstände vermieden, Produktionsanlagen

effizienter genutzt werden und das Zusammenspiel

in der Smart Factory noch besser funktioniert. Ein

Großteil der mehr als 200 000 Fachbesucher wird im kommenden

April in Hannover ein klares Ziel vor Augen haben:

die eigene Fertigung mit der neuesten Automationstechnik

auszurüsten und intelligent zu vernetzen. Das gilt für sämtliche

Abnehmerindustrien. Schließlich eröffnet die Digitalisierung

ganz neue Möglichkeiten, um im Wettbewerb vorne

dabei zu sein.

www.hannovermesse.de

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2014 5


SZENE I MESSE

Branchen zusammenbringen

Fachmesse elektrotechnik baut Industrie-Schwerpunkt weiter aus

Austausch über

Ländergrenzen hinweg

Die ‚elektrotechnik‘ adressiert traditionell

neben dem deutschen auch die Märkte in den

BeNeLux-Staaten. Niederländische Unternehmen

nutzen die Fachmesse, um sich zu den

neuesten Technologie-Trends zu informieren

und mit den deutschen Pendants auszutauschen.

Durch die räumliche und sprachliche

Nähe entstehen auch viele grenzüberschreitende

Projekte, die von vergleichbaren

Standards profitieren. Austeller

und Besucher aus den Anrainern

Belgien, Luxemburg und den

Niederlanden sind ein fester

Bestandteil der deutschen

Fachmesse. So kamen

bspw. 2017 62,5 % der

ausländischen Gäste

auf der ‚elektrotechnik‘

aus den Niederlanden.

Vom 13. bis 15.02.2019 findet

die Fachmesse ‚elektrotechnik‘ in

der Messe Dortmund zum 42. Mal

statt und widmet sich verstärkt

dem Schwerpunkt der Industrie-

Anwendungen. In den fünf

Messehallen lädt eine Vielzahl

an Fachforen zum Austausch ein.

Die im zweijährlichen Rhythmus in der

Messe Dortmund stattfindende elektrotechnik

gehört zu den zukunftsweisenden

Fachmessen der Branche und schafft einen

attraktiven Marktplatz für Hersteller, Handel,

Dienstleister und Anwender sowie für Forschung

und Entwicklung. Rund 400 Aussteller

werden in fünf Messehallen das

komplette Branchenangebot den etwa

21 000 Fachleuten aus Industrie und Handwerk

präsentieren.

Während sich Besucher der Halle 3B

über Gebäudetechnik informieren können,

stehen in den Hallen 4 und 5 Industrieund

Energietechnik im Mittelpunkt. Zu

den Themen des Fachforums „industry.

Gleich zwei Hallen widmen sich den aktuellen

Industrie- und Energiethemen

automation.maintenance.“ in Halle 5 zählen

u. a. Predictive Maintenance, Monitoring

und Industrial Analytics sowie Fertigungsund

Prozessautomation. Ein ebenfalls in

Halle 5 verortetes Forum trägt den Titel

„energy.solution.control.“ und beschäftigt

sich u. a. mit Themen der Energieverteilung,

mit Smart Grid, Netz- und Prüftechnik

und dem Schaltschrankbau. Das

Forum in Halle 4 steht unter der Überschrift

„building.trends.technologies.“ und

gibt Ausblick auf neue Technologien, Digitalisierung

sowie Entwicklungen bei den

technischen Anschlussregeln und -bedingungen.

„Nach den Erfolgen 2015 und 2017 haben

wir uns entschlossen, den Industrieschwerpunkt

weiter zu stärken“, erklärt Sabine

Loos, Hauptgeschäftsführerin der Westfalenhallen

Dortmund GmbH. „Unter anderem

wird es dazu eine Vielzahl an interessanten

Fachvorträgen geben. Dieses soll

dazu beitragen, einen noch intensiveren

Austausch zu ermöglichen, die aktuellen

Trendthemen der Branche verstärkt aufzugreifen

sowie Handwerk und Industrievertreter

näher zusammenzubringen.“

Besonders interessant für innovative Aussteller

aus der Industrie: Der „Touchpoint

Digitale Werkbank“ in Halle 4 besetzt Zukunftsthemen,

die längst nicht mehr an

Branchengrenzen halt machen. Das neue

Format versteht sich als Präsentation praktisch

relevanter Lösungen der Digitalen

Transformation. Innovative Möglichkeiten

für die Inbetriebnahme, Inspektion & Instandhaltung

von Komponenten und Anlagen

sowie verbesserte Steuerung und

Risiko-minimierung in der Planung & Erstellung/Fertigung

durch intelligente Integration

aller Beteiligten stehen hier im

Mittelpunkt.

Bilder: Westfalenhallen Dortmund GmbH, Fotolia

www.messe-elektrotechnik.de

6 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


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SZENE

Partner für

Embedded-Vision-Entwicklung

Framos erweitert sein Bildverarbeitungsportfolio

durch eine weltweite Partnerschaft

mit Rhonda Software. Rhonda ist Spezialist

für Ambarella-basierte ISPs, SoCs

und SoMs. Das Unternehmen aus

Chicago entwickelt Software und

Hardware und hat sich auf Embedded-Lösungen für die Bildverarbeitung,

Multimedia und Konnektivität spezialisiert. Seine

auf dem Ambarella Low-Level-SSP basierenden Lösungen

haben viele vorkonfigurierte Funktionen wie UVC-Streaming,

Bluetooth- und BLE-Konnektivität, verschiedene Kamerasteuerungsoptionen,

Dual-Imager-Unterstützung und Raspberry

Pi-Integration. Framos unterstützt Industrie kunden,

OEMs, Systemintegratoren und auch Forscher bei Herausforderungen

in der Bildverarbeitung und bringt Maschinen

das Sehen bei. Das Unternehmen bietet auch eigene Sensormodule

mit integrierter Optik, Treiber für High-End- und

Low-Cost-Hardwareplattformen sowie Referenzdesigns vom

Sensor bis zum System, einschließlich Schaltplänen und

Lizenzangeboten.

www.framos.com

MSR-Spezialmessen 2019

Die Meorga veranstaltet 2019 für die Wirtschaftsregionen

Mittel-, Nord-, Südwest- und Südostdeutschland je eine regionale

Spezialmesse für Messtechnik, Steuerungstechnik, Regeltechnik,

Prozessleittechnik und Automatisierungstechnik:

n MSR-Spezialmesse Chemiedreieck am 10.04.2019 in der

Halle Messe in Halle an der Saale

n MSR-Spezialmesse Nord am 19.06.2019 in der Messehalle in

Hamburg-Schnelsen

n MSR-Spezialmesse Südwest am 18.09.2019 in der Friedrich-

Ebert-Halle in Ludwigshafen

n MSR-Spezialmesse Südost am 23.10.2019 in der Sparkassen-

Arena in Landshut

Der Veranstalter ist spezialisiert auf technologisch orientierte

Fachmessen und adressiert Fachleute und Entscheidungsträger,

die in ihren Unternehmen für die Optimierung von

Geschäfts- und Produktionsprozessen entlang der gesamten

Wertschöpfungskette verantworten.

Der Eintritt zur

Messe und die Teilnahme

an den begleitenden Fachvorträgen

sind für die Besucher

kostenlos.

www.meorga.de

Niederlassung ersetzt Vertriebsbüro in Südkorea

IDS Imaging Development Systems hat im September eine eigene Niederlassung in

Südkorea eröffnet. Zuvor war der Hersteller von Industriekameras dort seit 2015

einem Vetriebsbüro vertreten. Der koreanische Markt berge hohes Potential für

Komplettlösungen mit industrieller Bildverarbeitung, erklärte das Unternehmen aus

Obersulm (Baden-Württemberg) zu der Verstärkung seiner Präsenz. In dem Land

seien viele namhafte internationale Anwender angesiedelt, vor allem in der Halbleiterindustrie,

der Automobilbranche, der Display-Herstellung und der Medizintechnik.

Geleitet wird die IDS Imaging Development Systems Korea Ltd. vom bisherigen

Vertriebsleiter Jake Choi (Bild). Für die Umwandlung des Vertriebsbüros in eine

Niederlassung wurden die Büroflächen verdoppelt und neue Mitarbeiter eingestellt.

Neben Südkorea hat IDS auch eigene Niederlassungen in den USA, Japan und Großbritannien

sowie zwei Vertriebsbüros in Frankreich und den Niederlanden.

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8 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


SZENE

Der Sensorhersteller TWK erfindet sich neu

Bereits das 50-jährige Jubiläum im Jahr 2012 hat bewiesen, dass TWK ein etabliertes und

krisenfestes Unternehmen auf dem Markt ist. Aufgrund der hohen Produkthomogenität

und des digitalen Wandels muss sich TWK jedoch der Herausforderung stellen. Nötig

sind eine klare Marktpositionierung und trennscharfe Wettbewerbsabgrenzung. Aus

diesem Grund legen die Geschäftsführer Dr. Felix und Dr. Hannwelm Steinebach den

Fokus nicht nur auf den Ausbau der Fertigungs- und Entwicklungsabteilung, sondern

auch auf den Ausbau der Marketingabteilung. Neben der Marktpositionierung und Wettbewerbsabgrenzung

zielt TWK mit dem Marken-Relaunch darauf ab, die Kommunikationskanäle

und -medien gemäß dem neuen Leitbild, das auf Basis einer gemeinsam mit den

Mitarbeitern entwickelten Unternehmenskultur entstand, neu zu definieren. Der neue

Markenclaim „Supreme Sensoring“ wurde aus den Unternehmenswerten abgeleitet.

www.twk.de

Auftakt im Januar: „all about automation“ Hamburg 2019

Am 16. und 17. Januar 2019 startet das „all about automation“ –

Messejahr 2019. Der Veranstalter Untitled Exhibitions erwartet

über 120 Aussteller in der Messehalle in Hamburg-Schnelsen. Die

Aussteller zeigen Systeme, Komponenten, Software und Engineering

für industrielle Automation und industrielle Kommunikation

im Kontext von Industrie 4.0. Aus dem breiten Angebotsspektrum

der industriellen Kommunikation setzt die Messe Spotlights auf

bestimmte Themen und Anwendungsfelder: Industrielle Kommunikation,

Industrial Internet of Things, Safety und Security sowie

Normen und Vorschriften. Im Mittelpunkt stehen darüber hinaus

der Bereich Handling, Robotik, MRK und der Schaltschrankbzw.

Schaltanlagenbau. Mit Leben gefüllt werden die Themen

durch Medien- und Kompetenzpartner, Aussteller und durch das

Vortragsprogramm auf der Talk-Lounge.

www.untitledexhibitions.com

#industrietechnik

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#maintenance

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#elektrotechnik2019

13. – 15. Februar 2019

Messe Dortmund

Die Fachmesse für Gebäude-, Industrie-, Energieund

Lichttechnik. Qualitativ hochwertige Fachbesucher

und internationale Aussteller – in Dortmund trifft sich

das Who-is-Who aus Elektrohandwerk und -Industrie.

www.messe-elektrotechnik.de

INDUSTRIELLE NeueAUTOMATION Impulse. 4/2014 9


SZENE

Phytec legt Grundstein für neue

Firmengebäude

Stemmer Imaging beteiligt sich

an Perception Park

Am 24. Oktober feierte Phytec die Grundsteinlegung für die

ersten beiden Gebäude des Phytec Technologie Campus. Im

Sommer 2019 will das Unternehmen in die neuen Räume ziehen,

die 10 000 m² Platz für das weitere Wachstum bieten. Wir

wünschen uns, dass die Menschen aus unserem Gebäude

glücklicher herausgehen, als sie hineingegangen sind“, sagt

Geschäftsführer Michael Mitezki bei der firmeninternen Feier.

„Während der gesamten Planungsphase der letzten drei Jahre

war uns das Wohlfühlklima in der neuen Betriebsstätte enorm

wichtig. Die Immobilien schaffen hervorragende Rahmenbedingungen

zum Wohlfühlen, zum gemeinsamen Arbeiten und

zum Kommunizieren als Grundlage für ein glückliches Miteinander.“

Ein Neubau war unumgänglich: Seit der Unternehmensgründung

1986 hat sich das Unternehmen stetig vergrößert

und zählt mittlerweile rund 270 Beschäftigte am Standort in

Mainz-Hechtsheim. Seit Anfang 2018 wurden 48 Mitarbeiter

und 12 Auszubildende eingestellt.

www.phytec.de

Die Stemmer Imaging AG setzt ihre Expansion fort und hat

eine strategische Beteiligung an dem Softwarespezialisten

Perception Park GmbH mit Sitz im österreichischen Graz erworben.

Die Gesellschaft wird rückwirkend zum 1. Oktober

2018 konsolidiert. Perception Park ist unter anderem mit der

Softwaretechnologie Chemical Color Imaging (CCI) ebenfalls

im Bereich der industriellen Bildverarbeitung tätig. Mittels der

von Perception Park entwickelten Datenverarbeitungsplattform

Perception System & Studio werden komplexe Hyperspektraldaten

auf molekularer Ebene für die industrielle

Bildverarbeitung nutzbar gemacht. Im Vergleich zu herkömmlichen

Bildverarbeitungslösungen sollen Hyperspektral-Systeme

pro Objektpixel ein gesamtes Spektrum anstatt eines Monochrom-

oder Farbwertes anbieten können. Aus den gewonnenen

Daten lassen sich präzise Farbkoordinaten, chemische

Materialeigenschaften und auch Schichtdickeninformationen

ableiten.

www.stemmer-imaging.de

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10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Shuttlewechsel im Betrieb

Neue GenICam-Version verfügbar

Vom GenICam Package ist die Version 2018.06 erschienen. Sie

beinhaltet die GenICam Referenzimplementierung v3.1.0,

das GenICam SFNC Release v2.4 und das aktualisierte GenI-

Cam License Document v1.6. Wichtige Neuerungen der GenI-

Cam SFNC 2.4 sind das Feature-Set zur Beleuchtungskontrolle,

Features zur Konfiguration des Precision Time Protocol (PTP)

sowie „FocalLength“-Features zur 3D-Rekonstruktion von

Disparitätsbildern. Zudem beinhaltet die GenICam Referenzimplementierung

3.1 nun eine schnellere Mathparser-Implementierung

und Transaction Support sowie die Berücksichtigung

der Sequencer-Einstellungen bei der Feature Persistence.

Ein besonderes Feature des Releases ist das Firmware

Update Modul (FWUpdate). Es standardisiert den Update-

Prozess der Firmware und ermöglicht somit, die Firmware

einer passenden Kamera zu aktualisieren, ohne dass dazu

proprietäre Treiber nötig sind. Das Release findet sich zum

Download über die folgende Website:

www.emva.org/standards-technology/genicam/

www.emva.org

Keba mit neuer Niederlassung in Indien

Der international tätige Automationsexperte Keba mit

Stammsitz in Linz/Österreich setzt seinen Internationalisierungskurs

fort und eröffnet eine Niederlassung in Pune nahe

der indischen Hafenstadt Mumbai. Bereits seit 2010 ist Keba

Absolute Gestaltungsfreiheit

Hochgeschwindigkeitsweiche

ACOPOStrak

Höchste Effektivität

in der Produktion

www.br-automation.com/ACOPOStrak

auf dem indischen Subkontinent mit seinen Steuerungslösungen

für Maschinen vertreten und seit 2015 verstärkt auch

im Bereich der Robotik tätig. „Indien ist einer der wachstumsstärksten

Schwellenmärkte Asiens. Mit unserer Niederlassung

in Pune schaffen wir ideale Voraussetzungen, unsere

bereits bestehenden Kunden aus dem Bereich der Maschinenund

Roboterhersteller optimal zu betreuen und unsere

Marktpräsenz weiter auszubauen“, so Gerhard Luftensteiner,

Vorstandsvorsitzender von Keba, zu den Beweggründen. Ende

August war das Unternehmen erstmals auf der Automation

Expo in Mumbai mit von der Partie und ist von den USA über

Europa bis Asien nun in 14 Ländern vor Ort präsent.

www.keba.com

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Antriebstechnik für die adaptive Maschine.

Flexibler. Schneller. Produktiver.


SPS IPC DRIVES 2018 I MESSE

Lösungen für die Herausforderungen

von morgen

SPS IPC Drives zeigt komplettes Spektrum der smarten und digitalen Automation

Fachbesucher haben die Möglichkeit, sich

in 17 Hallen über die neuesten Produkte

und Lösungen zu informieren

Vom einfachen Sensor bis hin zu intelligenten Lösungen,

vom heute Machbaren bis hin zur Vision einer umfassend

digitalisierten Industriewelt. Auf der 29. SPS IPC Drives,

die vom 27. bis 29.11.2018 in Nürnberg stattfindet,

stellen über 1 700 internationale Automatisierungsanbieter

ihre Produkte und Lösungen sowie richtungsweisende

Technologien der Zukunft vor.

Wie schon im vergangenen Jahr sind die Themen Industrie 4.0

und der digitale Wandel Schwerpunktthemen der SPS IPC

Drives 2018. Aussteller zeigen ihre Lösungsansätze, aber auch

diverse Produkte und Applikationsbeispiele zur Digitalen Transformation.

Begleitet wird dies durch themenbezogene Sonderschauflächen

und Vorträge auf den Messeforen.

Branchen verschmelzen

Das starke Engagement, das IT-Firmen wie SAP bei der Erarbeitung

industrieller Kommunikationsthemen – etwa bei OPC UA und

TSN – einbringen, zeigt, wie die beiden Branchen IT und

Automation zusehends verschmelzen. Ein Prozess, der sich auf

der SPS IPC Drives auch in der Hallenbelegung widerspiegelt: In

2018 ist das Thema Software und IT in der Fertigung in den

Hallen 5 und 6 zu finden. Hier werden industrielle Web Services,

virtuelle Produktentwicklung/-gestaltung, digitale Geschäftsplattformen,

IT/OT-Technologien, Fog-/Edge- und Cloud-Computing

und vieles mehr zu sehen sein. Cyber Security wird ebenfalls von

zahlreichen Anbietern aufgegriffen; sie demonstrieren auf ihren

Messeständen anschaulich, wie sich Unternehmen vor Cyberattacken

schützen können.

Umfassendes Rahmenprogramm

Erstmalig findet zur Messe ein Hackathon unter dem Motto „Digitale

Ideen für eine smarte Automation“ statt. Auf diese Weise

Das Zusammenwachsen von Automation

und IT ist einer der Themenschwerpunkte

sollen gemeinsam für die Automatisierungsbranche nützliche

und kreative Softwareprodukte entwickelt werden. Die Vorstellung

der Ergebnisse sowie die Siegerehrung finden am ersten Messe -

tag statt.

Nach dem Erfolg des letzten Jahres finden auch in 2018 Guided

Tours zu den Themen IT-Security in Automation, Smart Production

und Smart Connectivity statt. Fachbesucher können sich mittels

dieser geführten Touren gezielt und fokussiert zu wichtigen Innovationen

und Exponaten dieser speziellen Themenbereiche informieren.

Mehr Infos zur Messe finden Sie unter: www.sps-messe.de

Fotos: Mesago

www.mesago.de

12 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Besuchen Sie uns in Halle 3A, Stand 451

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Sind Sie sicher?

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Antriebsregler SD6

Der Antriebsregler SD6 bietet innovative, encoderunabhängige

Sicherheitsfunktionalität und sicheres Bremsenmanagement für

bis zu zwei Bremsen. Die umfangreichen Sicherheitsfunktionen

entsprechen den Anforderungen der EN 61800-5-2 und sind

zertifiziert nach SIL 3, PL e (Kat. 4).

Sie profitieren zusätzlich von:

• Regelung von linearen und rotativen Synchron-

Servomotoren und Asynchronmotoren

• Isochroner Systembus (IGB) für die Parametrierung und

für Multiachs-Anwendungen

• Flexible Zwischenkreiskopplung über Quick DC-Link bei

Multiachs-Anwendungen

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Auf Sicherheit

bedacht

Integrierte Safety-Lösung über IO-Link bringt Transparenz in die Metallbearbeitung

Hochleistungsfähige Bearbeitungszentren

zeichnen sich durch

Präzision, Kraft und eine hohe

Zerspanleistung für die Stahl-,

Guss- und Titanbearbeitung aus.

Ausgestattet mit modernster

Kommunikationstechnologie sind

sie auch bereit für die digitale

Vernetzung. Wesentliche Rolle

hierbei spielt eine integrierte

Safety-Lösung über IO-Link. Sie

ist flexibel, kommuniziert bis auf

den letzten Meter und liefert

sowohl Sensor-/Aktordetails als

auch sichere Informationen.

Es lässt sich erahnen, dass hinter den

kompakten Maßen der neuen Baureihe

MCC 630 Leistung, Präzision und Zuverlässigkeit

stecken. Nicht ersichtlich ist, dass

es sich um eine Serienfertigungsmaschine

neuen Typs mit einem breiten Set an Einsatzmöglichkeiten

handelt. Ebenso wenig

sieht man dem Bearbeitungszentrum an,

dass sich hinter der Fassade ein auf dem

digitalen IO-Link-Standard basierendes

Steuerungs- und Sicherheitskonzept von

Balluff verbirgt. Mit Safety over IO-Link

führt die Anlage das einfach installier- und

selbst in bestehende Anlagen problemlos

integrierbare IO-Link-Sicherheitssystem an

Bord. An das von Balluff entwickelte, sichere

E/A-Modul lassen sich sowohl Sicherheitskomponenten

als auch Safety-Devices

anderer Hersteller ganz einfach per M12-

Standardkabel anschließen. Selbst Standardkomponenten

wie binäre Sensoren lassen

sich über den Safety-Hub bündeln – dies

erspart gleichzeitig einen separaten Hub.

Damit sind die Voraussetzungen für durchgängige,

transparente Parametrier- u. Diagnose

lösungen, flexible und sichere Maschinenbedien-

sowie Industrie-4.0-Konzepte

geschaffen.

Up to date: Voll digitalisierte

5-Achs-Bearbeitungszentren

Burkhardt+Weber (BW) gehört seit 2012 zu

Indústrias Romi S.A., dem größten Werkzeugmaschinenhersteller

Brasiliens. Mit ca.

250 Mitarbeitern ist das Unternehmen heute

ein international ausgerichteter Hersteller

von Bearbeitungszentren zur Bearbeitung

komplexer Stahl-, Guss- und Titanteile. Zu

den Kunden zählen neben der Maschinenbaubranche

vor allem die Luftfahrt- und

Dieselmotorenindustrie. Allein oder verkettet

Wolfgang Zosel, freier Redakteur aus Reutlingen

14 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


TITEL I SPS IPC DRIVES 2018

Safety over IO-Link ist die konsequente

Weiterentwicklung der IO-Link-Philosophie,

ist Industrie-4.0-tauglich und nutzt

die Vorzüge von IO-Link und Profisafe für

sicherheitsgerichtete Signale. Genau wie

IO-Link steht die Automatisierungs- und

Sicherheitslösung für einen einfachen Systemsollen

die voll digitalisierten 5-Achs-Bearbeitungszentren

der MCC 630- und MCC

800-Baureihe Werkstücke mit nur wenigen

Aufspannungen einbaufertig bearbeiten. In

der Regel sind das große Motoren- oder

Getriebebauteile, die eine Vielzahl unterschiedlichster

Fräs-, Bohr-, Dreh- und Vermessungsvorgänge

verlangen.

Hohe Transparenz über das

Geschehen vor Ort

Seit über 20 Jahren ist Balluff als Technologieausstatter

und Berater bei BW präsent.

Benjamin Rother, Leiter der Elektrokonstruktion

erinnert sich noch gut, als Nico

Schmid, Vertriebsingenieur bei Balluff, vor

sechs Jahren erstmals die intelligente

Schnittstelle IO-Link präsentierte. „Damals

wollten wir noch abwarten, wie sich der

neue Standard entwickelt. Doch seit 2014

setzen wir IO-Link konsequent und aus

Überzeugung in unseren Bearbeitungszentren

ein“, ergänzt Rother. Bis dahin seien bei

IO-Link reduziert den Installationsaufwand und

vereinfacht Parametrierung, Diagnose und Service

Hohe Performance

Burkhardt+Weber zählt zu einem der

führenden Werkzeugmaschinenhersteller

weltweit und gilt als Pionier in

der Einführung der digitalen Steuerungstechnik.

130 Jahre Erfahrung im

Werkzeugmaschinenbau und über

60 Jahre Erfahrung im Bau von Bearbeitungszentren

für die anspruchsvolle

Bearbeitung von Stahl- und Gussteilen

zeichnen das Unternehmen aus.

zahlen bis zu 12 000 min -1 lassen erahnen,

dass die Sicherheit für Mensch und Maschine

ein zentrales Thema ist. So sind an jedem

Bearbeitungszentrum mehrere Zuhaltungen,

Lichtvorhänge, Antriebe, hängende Lasten,

z. B. die geöffnete Späneschutztür sowie die

obligaten Not-Aus-Taster zu überwachen.

Rother: „Safety over IO-Link war letztlich

konkurrenzlos. Effizienz ist bei verketteten

Fertigungsprozessen wichtig, wenn leistungsfähige

Anlagen mit einem optimalen

Preis-Leistungsverhältnis das Ergebnis sein

sollen.“

BW klassische, auf Feldbussystemen basierende

Verkabelungskonzepte Standard

gewesen. Systemisch getrennt von den

Standard-Signalen wurden die sicherheitsgerichteten

Signale via Profinet im Feld eingesammelt.

Aufwändige und komplizierte

Verdrahtung war an der Tagesordnung,

ebenso eine Vielzahl unterschiedlicher

Kabeltypen, Sensoren, Aktoren sowie langwierige

Einstellprozeduren. Über das eigentliche

Schaltsignal hinaus lagen nur wenige

verwend- bzw. verwertbare Informationen

von der Prozess- bzw. Sensorebene vor.

Mit der Konzeption der neuen MCC-Baureihe

verfolgten die Ingenieure von BW ein

klares Ziel: Neben charakteristischen Merkmalen

wie Kraft, Präzision und Verfügbarkeit

waren Leistungsmerkmale gefragt, die

dem Hersteller wie Betreiber gleichermaßen

nutzen sollten: Die Komplexität bei der Verkabelung

reduzieren, Kabel stecken anstatt

verdrahten, die Installations- und Inbetriebnahmephase

verkürzen, mehr Transparenz

und Information über das Geschehen

vor Ort und Unterstützung durch einfach

anzuwendende Parametrierungs-, Diagnoseund

Servicekonzepte. Anforderungen, die

sich auf einfache Weise mit der bidirektionalen

Kommunikationsschnittstelle IO-Link

realisieren lassen.

Die nach IEC 61131-9 zertifizierte, vielseitige

Punkt-zu-Punkt Verbindung unterhalb

der Busebene macht den Weg frei für

den ungehinderten Datenaustausch zwischen

dem Prozessort und der Bus- bzw.

Steuerungsebene und sorgt für einen hohen

Erkenntnisgewinn. Kontinuierliche Überwachung,

Erfassung und Visualisierung

aktueller Maschinenzustände, Warnwerte,

Qualitätssicherung etc. lassen sich mit IO-

Link unkompliziert realisieren und dokumentieren.

Die neuen MCC-Bearbeitungszentren sind

leistungsfähige Kraftpakete auf verwindungssteifer

Gussgrundlage. Mit zwei unabhängig

voneinander betriebenen Plattenwechslern

ist das Aufspannen eines neuen Werkstücks

möglich, während das andere hinter einer

sicheren Späneschutztür von einer Schwenkspindel

entlang von fünf Achsen bearbeitet

wird. Das angeschlossene Magazin umfasst

mehr als 100 Werkzeuge und lässt sich problemlos

auf bis zu 320 Werkzeugplätze erweitern.

Die Werkzeuge werden automatisch

zugeführt und sind mit Balluff Industrial

RFID-Systemen ausgestattet. Bearbeitungsgewichte

von bis zu 1,5 t (bei der MCC 800

bis 2,5 t), Achsantriebe mit 17,5 kN Vorschub

und getriebelose Spindeln mit Dreh-

01

Sicher – flexibel –

Industrie-4.0-tauglich

01 Die Baureihe vom Typ MCC 630:

Bearbeitungstisch und Spindel

02 IO-Link Safety-Hub (gelb) im Verbund

mit IO-Link Master und Sensor Hubs

03 Einheitlich, aufgeräumt, übersichtlich:

Die IO-Link-Steckerordnung

02 03

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 15


SPS IPC DRIVES 2018 I TITEL

04 Die Schwenkspindel eignet sich für

modernste Werkzeuge

05 Der Maschinentisch ist mit einem dynamisch direktbetriebenen

Motor mit Wasserkühlung ausgestattet

IO-Link kurz erklärt

Die digitale Schnittstelle IO-Link ist

eine feldbusunabhängige Punkt-zu-

Punkt-Verbindung und die erste weltweit

standardisierte IO-Techno logie, die

von der Steuerung bis in die unterste

Ebene der Automation kommuniziert

und Sensoren wie Aktoren in die

Feldbusebene integriert.

aufbau sowie für eine Zeit und Kosten sparende

Verkabelung für weniger Schaltschrankvolumen

und schlanke Anlagenkonzepte –

Applikationen lassen sich mit Safety over

IO-Link schnell und einfach an geänderte

Anforderungen anpassen.

In jedem Bearbeitungszentrum der MCC-

Baureihe kommt ein breites Spektrum an

Balluff-Produkten und Systemen zum Einsatz:

Zehn IO-Link-Sensorhubs mit jeweils

acht Ein-/Ausgängen sammeln die Signale

der verteilten Sensorik und Aktorik ein,

darunter zahlreiche induktive und optische

Sensoren von Balluff. Die Sensorhubs lassen

sich je nach Anforderung parametrieren,

d. h. es können 16 Signale frei zugeordnet

werden, ausnahmslos und IO-Link-typisch

angebunden über standardisierte Dreidrahtkabel

mit M12-Steckern. Die Sensorhubs

kanalisieren auf sechs installierte

Profinet IO-Link-Master. Als „Safety Gates“

fungieren bis zu drei Safety-Hubs von Balluff.

Neben den Industrial RFID-Systemen

kommen optional induktive Koppler des

Herstellers zum Einsatz: Diese übertragen

Energie und Signale berührungslos über

einen Luftspalt von bis zu 5 mm. In der

Regel werden sie dort eingesetzt, wo eine

feste Verdrahtung von Sensoren und Aktuatoren

stört, z. B. an Rundtischen und Wechselwerkzeugen.

So bei der MCC-Baureihe:

Werden Werkstücke direkt in die Maschine

eingelegt, gibt die Steuerung die Portalachsen

des Ladesystems erst dann frei, wenn die

Spannvorrichtungen den einwandfreien

Sitz des zu bearbeitenden Teils über die

sich gegenüber liegenden Kopplermodule

gemeldet haben.

Fazit

Die Übertragung sicherheitsgerichteter Signale

findet sicher und unkompliziert statt,

Safety over IO-Link nutzt dabei Elemente

von Profisafe. Der IO-Link-Master für sich

bleibt ein nicht sicherheitsgerichtetes Standardgerät

und zählt zum „Black Channel“:

Übermittelte Daten werden unangetastet

und sicher durch den Master zur Steuerungsebene

getunnelt und erst dort entpackt.

Die finale Programmierung geschieht per

Drag-and-drop zentral über die Programmieroberfläche

der Steuerung.

www.balluff.com


MESSE I SPS IPC DRIVES 2018

Schützen, führen, bündeln

Individualisierbare Kabelschutz-Lösungen für den Anlagen- und Maschinenbau

01

01 Der Wellrohranschluss FIPLock One zeichnet sich durch hohe Schlagund

Ausreißfestigkeit aus und ist prädestiniert für industrielle Einsätze

02 Das Wellrohr FIPHeat ist für Kabelschutz-Anwendungen bei extrem

tiefen oder hohen Temperaturen im Dauereinsatz geeignet

03 Die Geometrien könnten flexibler nicht sein: rund, oval, vier- oder

sechseckig

neben den marktüblichen Zulassungen nach EN 61386 (CE-Kennzeichnung)

unter anderem auch die mittlerweile sehr wichtige

UL1696, die für Exporte z. B. nach Nordamerika unabdinglich ist,

eine bedeutende Rolle. Außerdem sehen internationale Vorgaben

häufig kundenspezifische Prüfungen und entsprechende Zertifikate

für komplette Produktgruppen sowie einzelne Materialien und

Abmessungen vor.

Kabel und Leitungen kommen in der Industrie häufig

unter widrigen Bedingungen zum Einsatz. Sie müssen

hohen Temperaturen standhalten, Feuchtigkeit und

Nässe vertragen und unterliegen hohen Belastungen in

dynamischen Anwendungen. Damit es nicht zu einem

frühzeitigen Maschinenausfall durch Verschleiß kommt,

leisten Kabelschutz-Systeme wertvolle Dienste.

Um Maschinenausfällen vorzubeugen, sollten wichtige Kabel

und Leitungen rund um Anlagen und Geräte speziell geschützt

werden – auch wenn die örtliche Situation eigentlich nur wenig

Raum für effizienten Kabelschutz zulässt. Der Wellrohr-Experte

Fränkische Industrial Pipes hat sich auf Standard- und Spezialprodukte

in vielen Abmessungen, Materialqualitäten und Profilgeometrien

spezialisiert. Aber auch Sonderausführungen sind möglich,

die speziellen Anforderungen gerecht werden. „Für fast jeden

Anwendungsfall im Maschinen-, Anlagen- und Werkzeugbau findet

sich in unserem FIPSystems Kabelschutz-Sortiment ein passendes

Produkt. Dabei nutzen wir nicht ausschließlich unsere Standardkomponenten,

sondern entwickeln auch kundenspezifische Lösungen“,

sagt René Hofmann, Produktmanager Kabelschutz Industrieanwendungen

bei Fränkische Industrial Pipes. Dabei richtet der

Kabelschutz-Experte seine Aufmerksamkeit vor allem auf den

dauerhaften mechanischen Kabelschutz sowie eine möglichst

flexible Verlegung von Kabeln und Leitungen.

Internationale Vorgaben

02 03

Für den globalen Marktzugang ist die zertifizierte Reihe rund um

die Standardwellrohre FIPLock und die dazu passende Anschlussverschraubung

FIPLock One die richtige Wahl. Denn hier spielt

Eine Verschraubung – viele Anwendungen

Die für den industriellen Kabelschutz entwickelte Anschlussverschraubung

FIPLock One vereinfacht die Verbindungstechnik entscheidend:

Sie deckt alle Schutzklassen-Anforderungen im industriellen

Einsatz ab – IP66 bis IP68 ebenso wie die höchstmögliche

Schutzklasse IP69. Die vormontierten Verschraubungen sind aus

speziell formuliertem Polyamid 6 und ermöglichen eine zuverlässige

Verbindung der FIPLock-Wellrohre mit Fein- und Grobprofil.

Anwender benötigen somit nur noch eine Verschraubung für alle

denkbaren Anwendungen. Zudem zeichnen sie sich durch eine hohe

Witterungsbeständigkeit, hohe dynamische Belastung, Schlag- und

Ausreißfestigkeit aus und erfüllen höchste Brandschutzstandards.

Bis zu 300 °C hitzebeständig

FIPHeat kommt bei hohen Temperaturanforderungen zum Einsatz,

etwa in den Hochöfen der Stahlindustrie oder bei Maschinen, die

dauerhaftem Wärmedampf ausgesetzt sind. Die High-Tech-Werkstoffe

der Hochtemperaturwellrohre sind bis zu 300 °C hitzebeständig

und halten auch hohen Belastungen in der chemischen Industrie

stand. Neben einer breiten Range an Standardhochtemperaturmaterialien

fertigt Fränkische Industrial Pipes auch Produkte nach

individuellen Anforderungen an.

Alles außer gewöhnlich

Anspruchsvolle Sonderfälle lösen die Produkte aus dem FIPSpecials-

Programm, die je nach Bedarf maßgeschneidert entwickelt und

produziert werden. Zu der außergewöhnlichen Produktgruppe

gehören unter anderem Wellrohre mit integriertem Gewindeanschluss,

segmentierte Rohrsysteme oder auch Mehrschichtwellrohre.

Bei FIPSpecials sind Rohre auch nicht immer rund. Wenn

erforderlich, sind auch vier- oder sechseckige Varianten oder auch

ovale Kabelschutzrohre möglich, die sich in einer Vielzahl von

Anwendungsfällen besonders platzsparend verlegen lassen.

Bilder: Fränkische Industrial Pipes

www.fipsystems.com

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 17


SPS IPC DRIVES 2018 I MESSE

Ein kurviges Projekt

Automatisierungslösung mit innovativer Energieketten-Anordnung

sorgt für das gewisse Etwas in Bearbeitungszentren

Um Bearbeitungszentren optimal auszulasten ist es von großem Vorteil,

über eine automatische Beladung auch sogenannte „mannlose Schichten“

ohne Bediener fahren zu können. Eine vergleichsweise einfache und

trotzdem sehr leistungsfähige Lösung dafür hat ein österreichisches

Maschinenbau-Unternehmen realisiert. Eine Schlüsselrolle spielt dabei

eine Energiekettenlösung.

Lukas Czaja, Leiter

Branchenmanagement,

Werkzeugmaschinen,

igus GmbH, Köln

Sema baut Werkzeugmaschinen dort, wo

andere Urlaub machen. In ländlicher

Umgebung am idyllischen Traunsee nahe

Salzburg fertigt das Unternehmen auf rund

12 000 m² überwiegend Rundtaktmaschinen.

Aber auch Bearbeitungszentren, Komponenten

und Automatisierungslösungen

vor allem für Kunden aus dem Bereich der

Automobilzulieferung. Mit den Sema-Maschinen

werden etwa die Batteriegehäuse für

das Elektroauto BMW i3 gefertigt. Dabei hat

sich das 1988 von Adolf Schacherleitner gegründete

Unternehmen (Sema = Schacherleitner

Elektronik Maschinenbau) in nur drei

Jahrzehnten zum weltweit tätigen Unternehmen

mit rund 250 Mitarbeitern in Oberösterreich

und Wien gemausert. Ein Grund für

den Erfolg war die Bereitschaft, einerseits

pragmatisch zu denken, aber gleichzeitig immer

wieder auch neue Wege zu gehen. Der

jüngste Spross dieser Philosophie trägt den

schönen Namen MH Heidi (Höchste Effizienz

+ Intelligentes Disponieren‘ und gehört

zur Multi Handling (MH) Familie.

Ausgefeiltes Teleskoparm-System

Häufig werden für die automatisierte Beladung

von Bearbeitungszentren und Rundtaktmaschinen

Speichersysteme mit Knickarm-Robotern

und viel Platzbedarf verwendet

– eine zwar sehr leistungsfähige, aber in

der Regel auch aufwändige Lösung. Sema

hatte aufgrund von Kunden-Feedback bei

der Neuentwicklung etwas anderes im Sinn:

eine besonders ausgefeilte und leistungsfähige

Teleskoparm-Lösung für die Bestückung

von Standardmaschinen unterschiedlichster

Hersteller mit Paletten, Spannmitteln

und einzelnen Werkstücken. Das Besondere:

Der Teleskoparm kann nach zwei

Seiten auskragen und das System auf diese

Weise zwei Werkzeugmaschinen zugleich

versorgen. Dabei stellt das System eine platzsparende

Lösung dar. MH Heidi benötigt nur

6 m² Aufstellfläche und ist damit gut geeignet

für verschiedene Hallen-Layouts und Werkzeugmaschinen-Konzepte.

Hinzu kommt

die immense Tragkraft des Teleskoparms

von 400 kg bei einer Auskragung von bis zu

1 700 mm nach beiden Seiten – ein Alleinstellungsmerkmal

im Markt.

Um den nach beiden Seiten auskragenden

Teleskoparm realisieren zu können, wurden

zwei Energieketten um 180° versetzt

miteinander kombiniert


MESSE I SPS IPC DRIVES 2018

01 Freuen sich über das erfolgreich abgeschlossene Projekt (v.l.n.r.): Johannes Weiermair (Sema),

Markus Kogelmann und Siegfried Pötzelsberger (beide Igus)

02 Das Multi-Handlingsystem MH Heidi bei

den letzten Tests in der Produktion bei Sema

Die Energiekette kommt ins Spiel

Um das beidseitige Ausfahren des Teleskoparms

zu realisieren, waren allerdings einige

konstruktive Kniffe notwendig. Eine Schlüsselrolle

kommt dabei der verwendeten

Energiekette zu. Nach positiven Erfahrungen

mit Igus-Komponenten bei der Fertigung

der Bearbeitungszentren und Rundtaktmaschinen

von Sema war die Entscheidung

schnell klar, auch die Energieketten für MH

Heidi vom motion plastics Spezialisten aus

Köln zu beziehen. Johannes Weiermair:

„Uns war bewusst, dass es bei dieser Neuentwicklung

einige Herausforderungen in

Bezug auf Kompaktheit und Lebensdauer

gibt und wir wollten daher mit einem

bekannten und verlässlichen Partner zusammenarbeiten.“

Knifflige Einbausituation

Aufgrund der Anforderungen in Sachen Gewicht,

Verfahrgeschwindigkeit und Kompaktheit

fiel die Wahl schnell auf eine Energiekette

der Baureihe E4.38L. Deren geringes

Gewicht macht die geforderte hohe Dynamik

möglich. Der Innenraum der Kette ist für

eine leichte Befüllung schnell und einfach

zugänglich, da die Öffnungsstege beidseitig

aufschwenkbar sind. Je nach Kundenanforderung

lassen sie sich im Innen- oder Außenradius

öffnen. Trotz der kompakten Kette

stellte die Einbausituation die Konstrukteure

Tagsüber wird die Maschine mit komplizierten Teilen manuell

bedient, in der Nacht produziert sie automatisiert einfachere Teile

vor einige Herausforderungen. Denn das

Handlingsystem war sehr kompakt gebaut

und erlaubte nicht viel Spielraum. Es gab

anfänglich Lösungsansätze mit einzelnen

Ketten für jede Teleskopachse. Das war aber

aufgrund der baulichen Einschränkungen

nicht realisierbar.“ Die Lösung war eine

Kombination von zwei Ketten, die S-förmig

ohne untere Führung sowie mit sehr engen

Biegeradien eingesetzt wurde – eine Art besonders

scharfer S-Kurve.

Durch die beidseitig verfahrbare Teleskopachse

ergab sich eine zusätzliche Herausforderung

der scharfen S-Kurve. Die Energiekettenführung

muss nach jedem Beladezyklus

selbständig in die Grundposition zurückkehren,

um bei den Folgebewegungen

nicht zu kollidieren. Dazu wird das Linksystem

der scharfen S-Kurve über eine eigene

Präzisionsführung mit einem vorgespannten

Seilsystem geführt. Was sich einfach anhört,

birgt so einige Tücken. Dipl.-Ing. (FH)

Markus Kogelmann, bei Igus Branchenmanager

für Werkzeugmaschinenbau, erläutert

die Problematik: „Eine Kette hat nur in

einer Richtung Bewegungsfreiheit, in der

anderen Richtung hat sie einen Anschlag.

Das lässt sich zwar durch eine mechanische

Bearbeitung der Kette ändern – sie verliert

aber dabei ihre Stabilität.“ Die Lösung: Die

beiden Standardketten wurden um 180° gedreht

aneinander montiert. So wurde Beweglichkeit

erzielt und gleichzeitig die Stabilität

gewährleistet.

Mit System: Leitungen inklusive

Allerdings ergab sich durch die enge Einbausituation

noch ein Folgeproblem: „Für die

Kette selbst war der kleine Biegeradius kein

Problem“, so Kogelmann. Für die Leitungen

des Antriebstechnikherstellers, die bislang

von Sema verwendet wurden, aber sehr

wohl. Sema entschied sich daher, bei der MH

Heidi erstmals auch die Leitungen von Igus

zu beziehen und Kette und Leitungen als ein

fertig konfektioniertes Readychain Produkt

einzusetzen. Der Anwender erhält dadurch

eine Systemgarantie für das Produkt und

sparte Zeit bei der Entwicklung.

Automatisierungslösung mit

besonderen Eigenschaften

So entstand quasi in Rekordzeit eine Automatisierungslösung

mit besonderen Eigenschaften:

Durch die Kombination aus geringer

Aufstellfläche und langem Auskragen

kann MH-Heidi bis zu einem Meter entfernt

von den beiden zu bestückenden Maschine

aufgestellt werden. Johannes Weiermair erläutert

den Vorteil dieser Anordnung: „Nun

kann man durch den Freiraum in der Tagschicht

die Maschine manuell bedienen,

etwa wenn komplizierte Einzelteile gefertigt

werden. In der Nacht werden die Tore geschlossen

und die Maschine fährt im Automatikmodus

und produziert einfachere Teile.

Und während das bei vielen Wettbewerbern

nur in eine Richtung geht, kann MH Heidi

das in beide Richtungen bewerkstelligen.“

Bilder: igus

www.igus.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 19


SPS IPC DRIVES 2018 I MESSE

Auf Effizienz

ausgelegt

Neues Schaltschranksystem setzt

auf optimiertes Engineering und

Durchgängigkeit der Daten

Hans-Robert Koch,

Gruppenleiter Produktkommunikation,

Rittal

GmbH & Co. KG, Herborn

01

01 Das patentierte Spezialprofil sorgt mit

seiner ausgeklügelten Geometrie für hohe

Stabilität und Torsionsfähigkeit

02 Der neue Sockel vereint alle Funktionen

des TS Sockel und dem Sockelsystem Flex-Block

in einer Lösung

eigentliche Entwicklungsarbeit lieferten.

Diese ergänzte Rittal um die Erkenntnisse

des ebenfalls eingebundenen Kundenbeirats.

Manuelle Tätigkeiten sind im

Steuerungs- und Schaltanlagenbau

heute noch gängige Praxis. Eine

neue Schaltschranktechnik bringt

Zeitersparnis, einen Effizienzgewinn

und weißt zudem konstruktive

Stärken in puncto Stabilität und

Belastbarkeit aus.

Seit fast zwei Jahrzehnten gehört das

Schaltschranksystem TS 8 von Rittal

zu den weltweiten Standards im Steuerungs-

und Schaltanlagenbau. Bei der

Entwicklung eines neuen Großschranksystems

standen die Entwickler von

Rittal vor einer großen Herausforderung.

Das Ziel war einen Schaltschrank zu entwickeln,

der die Durchlaufzeiten in Engineering

und Montage verkürzt, die Komplexität

reduziert und dabei zu 100 % Industrie-4.0-fähig

ist.

Bei der Neuentwicklung spielte für Rittal

der intensive Dialog mit seinen Kunden die

entscheidende Rolle. Durch eine groß angelegte,

wissenschaftlich fundierte Usability-

Studie dokumentierten Entwickler und Analytiker

den Industriealltag bei Steuerungsund

Schaltanlagenbauern bei Unternehmen

in Deutschland, in den USA und in China –

darunter kleine, mittelständische und große

Unternehmen. Als Ergebnis kristallisierten

sich 150 systematisch erhobene und konkrete

Anforderungen an einen neuen Schaltschrank

heraus, die Entwicklern und Produktmanagern

eine belastbare Basis für die

Vorteile durch 25-mm-Maßraster

Das Ergebnis der Entwicklung ist das Großschranksystem

VX25, das mit einem komplett

neuen Rahmenprofil konstruiert wurde.

Dieses entscheidet über den Bauraum, die

Effizienz bei Engineering und Montage, die

Erweiterungsmöglichkeiten, die Stabi lität

und damit die Sicherheit und Flexibi lität in

der Werkstatt des Kunden. Mit dem neuen

Großschranksystem ist es Rittal gelungen,

alle wichtigen und auf dem Markt etablierten

Produkteigenschaften des bisherigen

Großschranksystems TS 8 zu er halten und sie

mit vielen neuen Funktionen zu erweitern.

Dabei lässt sich der Kundennutzen entlang

der gesamten Wertschöpfungskette des

Steuerungs- und Schaltanlagenbaus in drei

Kernpunkte zusammenfassen: max. Datenqualität

und Durchgängigkeit der Daten, reduzierte

Komplexität sowie Zeitersparnis und

Sicherheit in der Montage.

Die meisten verbesserten Funktionalitäten

basieren auf dem neuen VX25-Rahmenprofil,

das über ein durchgängiges 25-mm-Maßraster

verfügt und bei gleichem Gewicht wie

sein Vorgänger TS 8 deutlich stabiler ist. Bei

der Neuentwicklung ist es gelungen, durch

eine volle Symmetrie die Komplexität in der

Schaltschranktechnik deutlich zu reduzieren.

Die Anzahl der Gleichteile wurde signifikant

erhöht. So müssen weniger Teile und

damit weniger Lagerfläche für Zubehörartikel

20 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Bereit für die

digitale Automation

02

vorgehalten werden. Zum offiziellen Start

des neuen Systems lagen bereits erste

Erfahrungen vor. So hat die Woodward

Kempen GmbH schon mit den Prototypen

gearbeitet. Der langjährige Rittal-Kunde

entwickelt im Geschäftsbereich Renewable

Power Systems kundenspezifische Frequenzumrichter

zur Implementierung in Windenergieanlagen.

Mit dem Schaltschrank

VX25 hat Woodward Teilumrichter für eine

Gesamtleistung von 4,5 MW realisiert, die

Reduzierte Kom plexität und

zu 100 % Industrie-4.0-fähig

aus drei Schaltschränken bestehen und ein

Gesamtgewicht von ca. 2 000 kg auf die

Waage bringen.

„Für unsere Anwendungen ist es sehr

wichtig, dass das neue Rahmenprofil steifer

und damit deutlich belastbarer ist“, sagt

Holger Gehl, der als Product Line Manager

bei Woodward für Windenergie-Projekte

zuständig ist. Die Anforderungen, die bei

den Anwendungen in der Windenergietechnik

an das Schranksystem gestellt

werden, sind sehr hoch. So treten beispielsweise

häufig Vibrationen auf, wie Eric

Hartmann, Principal System Engineer bei

Woodward, berichtet: „Am neuen Schrank

haben wir deswegen die Vibrationsbeständigkeit

überprüft und dabei sowohl Finite-

Einfache Umstellung

Elemente-Analysen als auch Vibrationstests

im Labor durchgeführt. Mit Erfolg, der

neue Schaltschrank ist auch ohne konstruktiven

Zusatzaufwand stabiler als sein

Vorgänger.“

Freiheiten in der Entwicklung

Für die Anwendungen bei Woodward wird

der mechanische Aufbau der Schaltschränke

komplett in einem CAD-System

geplant. Auch hier haben die Ingenieure

von Woodward erste Erfahrungen machen

können, wie Gehl weiß: „In der Konstruktion

ist uns positiv aufgefallen, dass wir

mehr Freiheiten in der Entwicklung haben

und wir weniger Teile benötigen, da das

Rahmenprofil überall identisch ist.“ Hartmann

ergänzt: „Dass sämtliche Daten in

3-D zur Verfügung stehen, ist für uns

ex trem wichtig, da unsere mechanische

Konstruktion direkt mit diesen Daten weiterarbeiten

kann.“

Die Vorteile des Schaltschranksystems

machen sich auch bei der Montage innerhalb

der Produktion des Unternehmens

bemerkbar. „Die Türen lassen sich deutlich

schneller montieren, und auch der Umbau

auf eine Türöffnung von 180° sowie der

Wechsel des Türanschlags gehen viel

schneller“, so Gehl.

Bilder: Rittal

www.rittal.de

Damit Anlagenbauer schnell und einfach auf das neue Schranksystem umstellen

können, gibt es ab sofort webbasierte Software-Tools von Rittal. Mit der VX25-

Umstellhilfe für Stücklisten (www.rittal.de/vx25umstellhilfe), kostenlosen Daten

sowie einem intelligenten Selektor und Konfigurator vereinfacht der Hersteller den

Umstieg vom TS 8-Schaltschranksystem auf sein neues Großschranksystem VX25.

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SPS IPC DRIVES 2018 I MESSE

Schnelle Leser

RFID-System reduziert die Einlesedauer

für Werkzeugrevolver einer CNC-Maschine

Der Einsatz von funkbasierten RFID-Systemen

zur Identifikation von Schneidwerkzeugen in

CNC-Maschinen wird oft durch die geringe

Reichweite beschränkt. Eine Industrie-4.0-taugliche

Lösung zur Werkzeugverwaltung reduziert dank

hoher Schreib-Lese-Reichweite die Einlesedauer

für einen Werkzeugrevolver deutlich.

Forderungen nach einer zunehmend flexiblen

Produktion steigern die Nachfrage

nach automatisierten Lösungen zur Werkzeug

verwaltung. Schneidwerkzeuge werden

heute häufiger gewechselt als in der Vergangenheit.

Damit gerät die klassische visuelle

Identifikation über Seriennummern ebenso

wie die manuelle Datenpflege an ihre Grenzen.

Verständlich, dass immer mehr Verarbeitungsund

Fertigungsunternehmen versuchen, ihre

Werkzeugverwaltung zu verbessern. Durch

effizientes Werkzeugmanagement wollen sie

die Werkzeugleistung und -lebensdauer erhöhen,

die Produktionskosten senken und die

Bearbeitungsqualität steigern. Werkzeugmanagementsysteme

müssen unterschiedliche

Abläufe verarbeiten können, wie z. B. verschiedene

Lieferarten, hohe Stückzahlen

und häufige Ein- und Auscheckvorgänge.

Ohne eine zuverlässige Identifikationstechnologie

können solche Managementsysteme

leicht unübersichtlich werden. Auch eine

schlechte Umgebung oder ein fehlerhafter

Betrieb können zu Durcheinander und Datenverlust

führen. Wenn dies während des Werkzeugeinsatzes

geschieht, hat das Auswirkungen

auf die Produktionseffizienz und kann sogar

zu Qualitätsproblemen bis hin zum Produkt-

Ausschuss führen. Im Zug der zunehmenden

maschinellen Bearbeitung durch CNC-Werkzeugmaschinen

und -Bearbeitungszentren

ist auch das Zu behör der Maschinen komplexer

geworden, sodass bisherige Werkzeugverwaltungsmethoden

diesen Anforderungen

nicht mehr gerecht werden.

Bessere Lösungen sind gefragt

Konventionelle Werkzeugverwaltungssysteme

nutzen bislang im Wesentlichen optische

Identifikationstechnologien, um Werkzeugdaten

zu speichern, beispielsweise die Lasergravur.

Bei dieser werden werkzeugbezogene

Daten mit einem Laser auf die Oberfläche

des Schneidwerkzeugs eingraviert. Diese

Methode ermöglicht eine längerfristige

Datenaufzeichnung und eine effizientere

Werkzeugverwaltung, obwohl es offensichtliche

Nachteile gibt. Die Datenmenge, die

auf der Oberfläche eingraviert wird, ist begrenzt.

Im schlimmsten Fall kann die Lasergravur

zudem die Struktur des Schneidwerkzeugs

beschädigen und so die Produktlebensdauer

beeinträchtigen. Hinzu kommt,

dass die meisten Graviergeräte teuer in der

Anschaffung sind.

Eine andere Möglichkeit ist die Identifikation

mittels funkbasierter RFID-Technologie.

Die ersten Systeme dieser Art werden

bereits eingesetzt, arbeiten aber noch nicht

RFID-Tool-Management-Systeme, die Internet-Technologie

integrieren, werden zum bevorzugten Identifikationssystem

effizient. Bei den üblichen Systemen befindet

sich der Schreib-Lese-Kopf auf einem Zylinder,

der diesen vor und zurückbewegt,

um die Daten vom RFID-Tag am Werkzeug

auszulesen. Der Datenträger (Tag) ist im

Werkzeughalter eingebettet. Um ein Werkzeug

zu erfassen oder zu wechseln, muss

der Werkzeugrevolver mit dem betreffenden

Werkzeug zunächst die unterste Position

anfahren. Der Zylinder mit dem Schreib-

Lese-Kopf muss zudem einen kompletten

Weg zum Revolver und zurückfahren. Damit

steigt die Gesamtlesezeit für ein einziges

Schneidwerkzeug auf 6,5 Sekunden. Die

Zeitspanne, alle 20 Schneidwerkzeuge eines

Revolvers an einer einzigen CNC-Maschine

auszulesen, beträgt über zwei Minuten.

Das senkt die Produktionseffizienz der

CNC-Maschine erheblich. Außerdem führt

die häufige Bewegung zu Verschleiß an

der Maschine. Sollte darüber hinaus der

Schreib-Lese-Kopf aufgrund einer Fehlfunktion

am Zylinder oder aus einem anderen

Grund nicht sofort zurückgezogen werden

können, kann dieser mit dem Schneidwerkzeug

kollidieren, was die Bearbeitungsgenauigkeit

beeinträchtigen würde.

Werkzeugerkennung optimieren

Die RFID-Lösung BL ident von Turck setzt

genau an diesem Pro blem an: Schreib-

Lese-Köpfe mit einem erweiterten Erfassungsbereich

können direkt auf der Trägerplatte

des Werkzeugrevolvers montiert

werden. Somit sind die Daten der RFID-

Tags auf dem Werkzeughalter direkt durch

die nichtmetallische Rückplatte lesbar –

und zwar ohne einen Zylinder, der den

Kopf vor und zurückbewegt. Eine einfache

Drehung des Revolvers genügt, um alle

Schneidwerkzeuge auf einer CNC-Werkzeugmaschine

zu identifizieren. Alle Informationen

zu den Schneidwerkzeugen

können in nur zehn Sekunden eingelesen

werden. Turcks RFID-Schreib-Lese-Köpfe

haben die Schutzart IP69K, die RFID-Tags

sie Schutzart IP68. Damit ist das System

resistent gegen Feuchtigkeit und Wasser

und eignet sich auch für den Einsatz in

feuchter Umgebung. Die Tags besitzen

einen frei nutzbaren Speicher von 128 Byte.

Dies ermöglicht die Speicherung großer

Richard Lin, Senior Product Manager & Team

Supervisor RFID, Turck (Tianjin) Sensor Co. Ltd.,

Tianjin, China

22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


MESSE I SPS IPC DRIVES 2018

01 Links: Schneidwerkzeughalter

mit

eingelassenem

RFID-Tag

02 Der RFID-Schreib-

Lese-Kopf wird auf der

Rückseite des Werkzeugrevolvers

angebracht

und erkennt den Tag

im Werkzeughalter

durch die Verkleidung

hindurch

Datenmengen und verwandelt sie quasi in

eine mobile Datenbank.

„Turcks modulares Prinzip macht die

Auswahl des passenden RFID-Systems einfach

und bequem. Alles, was wir für verschiedene

Protokolle benötigen, ist ein anderes

Gateway. Und sollte das Protokoll

Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP sein,

reicht sogar ein einziges Multiprotokoll-

Gateway aus, das alle drei unterstützt“, sagt

Gao Xianghui, Projektleiter des chinesischen

Systemintegrators Qingdao Mesnac, über

Turcks BL-ident-System.

„Das einfache Design der RFID-Module

vereinfacht die Programmentwicklung und

macht die Verwendung von Funktionsblöcken

überflüssig. Schreib-Lese-Operationen

können direkt über die Ein- und Ausgänge

gesteuert werden.“ Der Erfassungsbereich

von 44 mm erfüllt die Installationsanforderungen

vor Ort und verhindert, dass

Schreib-Lese-Köpfe durch Kollisionen beschädigt

werden. Die In-Metal-Tags sind

dank Schutzarzt IP68 ideal für die Installation

in Werkzeug verwaltungssystemen.

Produktionseffizienz steigern

Im Werkzeugmanagement und der Werkzeugidentifikation

kann RFID im HF-Bereich all

seine Vorteile ausspielen: schnelle Identifikation,

Stabilität gegenüber Interferen zen

und Tags mit hoher Speicherkapazität. Das

Hinzufügen von RFID-Schreib-Lese-Köpfen

zu automatisierten Werkzeugwechselsystemen

ermöglicht ein schnelles Lesen von

Daten auf RFID-Tags an Werkzeughaltern,

wodurch Merkmale wie automatische Werkzeugidentifikation,

automatisierte Montage

und die Verfolgung über den gesamten

Lebenszyklus eines Werkzeugs hinweg realisiert

werden.

Dies wiederum erhöht die Produktionseffizienz

und die Werkzeugauslastung bei

gleichzeitiger Senkung der Produktionskosten

und der Ausschussquote. Da die RFID-

Technologie immer weiter perfektioniert und

weltweit immer populärer wird, werden

RFID-Tool-Management-Systeme, die zudem

Internet-Technologie integrieren, zum bevorzugten

Identifikationssystem für Verarbeitungs-

und Fertigungsunternehmen werden.

www.turck.com


SPS IPC DRIVES 2018 I MESSE

Der CMOS-Sensor mit Rapid On Chip Calculation-Technologie

ermöglicht eine hohe Bildauflösung und 3D-Präzision

Große Leistung in kleinem Gehäuse

High-Speed-Kamera bietet hohe 3D-Performance

Die Industrie verlangt nach präzisen

3D-Messungen bei steigenden

Geschwindigkeiten in flexiblen

Fertigungsprozessen. Die dafür

eingesetzte Technik soll dabei im

Hintergrund bleiben und darf nicht

zu viel Platz einnehmen. Vor diesem

Hintergrund hat Sick die Kamera

3D-Vision mit einem CMOS-Sensor

und ROCC-Technologie

weiterentwickelt und setzt somit

neue Maßstäbe im Bereich der

3D-Performance.

führt damit seine kontinuierliche Entwicklungsarbeit

auf die nächste Ebene.

CMOS-Sensor und ROCC-Technologie

sorgen für hohe Auflösung

Seit mehr als 30 Jahren setzt Sick parallelisierte

SIMD Sensorarchitekturen mit On-

Chip-Berechnung ein, um Bildgebungsverfahren

mit hoher Performance auf den

Markt zu bringen. Die Kamera vom Typ

Ranger RS2200 war 1994 das erste Produkt

mit Lasertriangulation – diesem folgten

mehrere Sensor-Generationen nach. Jetzt

präsentiert der Hersteller die Kamera vom

Typ Ranger3, die neue Generation der Ranger

Triangulation-Produktfamilie für die

anspruchsvollen Inspektionsaufgaben der

Zwar hat sich 3D-Vision längst als zuverlässige

Technologielösung in industriellen

Einsatzbereichen etabliert und die Weiterentwicklungen

der letzten Jahre sind beachtlich,

doch die industrielle Gegenwart

und Zukunft halten permanent neue Herausforderungen

bereit. Dazu gehören höhere

Durchsatzraten, eine verbesserte Produktqualität

und vor allem mehr Varianten auf

nur einer Produktionslinie bis hin zur Losgröße

1. Gerade diese individualisierten

Einheiten, die sich in Größe, Form und Material

unterscheiden können, sollen im

Kontext einer vollautomatischen Massenproduktion

zuverlässig herstellbar sein.

Diesem Anspruch will Sick mit der Kamera

vom Typ Ranger3 gerecht werden und überein

umfangreiches 3D-Post-Processing benötigen.

Auch übermäßige Wärmeentwicklung,

bzw. Energieintensivität gehören zu

den negativen Begleiterscheinungen dieser

Technologie.

Sick setzt bei der Laser-Triangulation auf

seinen eigen entwickelten CMOS-Sensor

und stattet ihn mit ROCC-Technologie aus:

Rapid-On-Chip-Calculations ermöglichen

eine optimale 3D-Performance bei einer

großen Bandbreite von Objekthöhen, eine

hohe Bildauflösung und exakte 3D-Präzision.

Der Berechnungsbereich des CMOS-Sensor

übernimmt dabei die Umrechnung von

einer Laserlinie in 2D in eine genaue 3D-

Darstellung. Das aufwendige Post-Processing

kann so entfallen und die Kameradimensionen

werden verkleinert. Kosten

Die Kamera liefert zuverlässige Messungen bei

Geschwindigkeiten, die zuvor nicht erreichbar waren

Zukunft. Diese bestehen vor allem darin,

absolut genaue 3D-Messungen von unterschiedlichsten

Objekthöhen in Bildwiederholraten

zu liefern, die mit den steigenden

Geschwindigkeiten der Produktionslinien

mithalten können. Beim derzeitigen Stand

der Entwicklungen auf dem Markt basieren

die meisten 3D-Systeme auf einer 2D-Bildverarbeitung

mit 3D-Berechnung in FPGA-

Prozessoren oder im externen Framegrabber.

Diese Systeme verfügen entweder über

zu geringe Frame-Raten für die großen Objekthöhenunterschiede

oder sie werden in

der Bauart zu groß oder zu komplex, da sie

und Komplexität des kompletten Vision-

Systems reduzieren sich durch die Lieferung

fertiger 3D-Koordinaten.

Der Sensor kann bis zu 15,4 GP pro Sekunde

verarbeiten und ermöglicht somit

ein Full–Frame-3D-Imaging (2 560 × 832 Pixel)

mit 7 kHz. Der neue 3D-Algorithmus

findet die Laserlinie sowohl in den dunklen

als auch in den hellen Partien eines Objekts.

Sogar unterschiedliche Materialien in der

Produktionslinie seien sie dunkel oder hell,

matt oder glänzend erfasst die Kamera in

3D-Messungen. Mühevolles Tuning von Parametern

entfällt aufgrund der hohen Licht-

24 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


empfindlichkeit des Sensors auch bei schwach reflektierenden

Oberflächen. Bei High-Speed-Applikationen

erlaubt die erhöhte Lichtempfindlichkeit

kürzere Belichtungszeiten bei gleichwohl präzisen

Ergebnissen. Um den Messbereich noch weiter zu

erhöhen, kann der Sensor in Situationen, wo

Überbelichtung unvermeidbar ist, auch im erweiterten

High-Dynamic-Range-Modus (HDR) arbeiten,

um bei geringen Reflexionsstärken trotzdem

eine gute Signal-Detektion zu erreichen.

Viele gängige 3D-Applikationen kommen nicht

ohne Kompromisslösungen aus, wenn es um das

Verhältnis von Höhenauflösung und der Auflösung

in der Bewegungsrichtung, also die 3D-Bildwiederholrate,

geht. Da große Höhenumfänge

eine kleinere Bildwiederholrate bei gleichbleibender

Auflösung zur Folge haben, nehmen diese

Kompromisse Einfluss auf die Qualität des Ergebnisses.

Mit der Performance auf einem neuen

Leistungslevel konnten solche Kompromisse bereits

bei einer Reihe bestehender Applikationen

komplett vermieden werden.

Einfache Integration in

Bildverarbeitungs-Pakete

Hersteller von Vision-Systemen wollen, dass ihre

Systeme einfach über Software-Schnittstellen in

bestehende Applikationen und Vision-Lösungen

mit Bildverarbeitungs-Bibliotheken integriert

werden können. Die Neuentwicklung der Kamera

vom Typ Ranger3 gibt über Gigabit-Ethernet

die Daten an einen externen PC weiter und nutzt

die etablierten Standards GenICam und GigE Vision.

Anwendern wird die Integration damit einfach

gemacht, denn das Gerät lässt sich direkt in

Bildverarbeitungs-Pakete einbinden, die GinI-

Cam unterstützen wie Halcon. Damit die Kamera

auch mechanisch problemlos zu integrieren ist,

legte der Hersteller bei der Entwicklung den Fokus

auf ein kompaktes und robustes Design. Mit

einer Größe von nur 55 × 55 × 77 mm ist die Kamera

nicht nur platzsparend, durch die vergleichsweise

geringere Wärmeentwicklung wird

das Gerät auch den steigenden Ansprüchen an

Energieeffizienz gerecht, da der Bedarf an aktiver

Kühlung entfällt.

Die ProFlex-Front der Kamera ist für den einfachen

Systemeinbau konzipiert. Das ProFlex-Konzept

beinhaltet austauschbare Module wie etwa

eine Vielzahl von Objektiven, eine Objektivhaube

gemäß Schutzklasse IP65/67, auswechselbare

Gewindefilter und mehrere Scheimpflugadapter.

Dadurch kann das Bildaufnahmegerät die Brennweite

für jedes spezifische Setup einstellen und

optimieren, um so stets die komplette Objekthöhe

optimal in den Fokus zu bekommen.

Von der Reifen-Inspektion bis zur

Holzprüfung

Die Bandbreite der Einsatzgebiete umfasst eine

Vielzahl von Industriezweigen und Applikationen.

Dazu zählen die Elektronik- und Halbleiterindustrie

im Bereich der Inspektion von Komponenten

und Leiterplatten, die Reifenherstellung

mit dem Ziel der Qualitätssicherung sowie die

Logistik. Hier liefert die Ranger3 präzise Volumen-

und Größenmessungen sowohl bei großformatigen

Packstücken, als auch bei flachen,

dünnen Gegenständen. In der Holzindustrie erkennt

die Kamera durch Laser-Streulichtauswertung

zuverlässig Defekte in organischem Material,

beispielsweise Astlöcher.

Fotos: Schmuckbild Fotolia, sonstige SICK AG

www.sick.com

TechnologyRobust.

Innovative Infrared

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

exakte, individuelle und günstige Infratot-Thermometer und Infrarotkameras

zur berührungslosen Temperaturmessung von –50 °C bis

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

Wie Sie es auch drehen und wenden: Wir

haben den kleinsten und zugleich robustesten

IR-Sensor entwickelt, weil er bis

250 ºC Umgebungstemperatur aushält.

27.–29.11.2018

Besuchen Sie uns auf

der SPS in Nürnberg

Halle 4A, Stand 126


SPS IPC DRIVES 2018 I MESSE

Trendsetter in Sicht?

Neue Verdrahtungslösungen auf Basis elektronischer Schutzschalter

machen Reihenklemmen überflüssig

Das ein- und zweikanalige,

Anreihsystem Rex 12 zeichnet

sich durch die integrierte

Verbindungsklammer

aus, die eine schnelle

und kostengünstige

Montage erlaubt

Aus dem Maschinen- und

Anlagenbau ist der elektronische

Überstromschutz nicht mehr

wegzudenken. Auf Basis der

elektronischen Schutzschalter

kommt nun mit kompletten

Verdrahtungslösungen der nächste

Trend auf. Sie machen den Einsatz

von gängigen Reihenklemmen in

Verbindung mit der Nutzung von

elektronischen Schutzschaltern

überflüssig.

Speziell im Maschinenbau ist der Einsatz

von DC 24-V-Netzteilen weit verbreitet.

Der elektronische Überstromschutz stellt

die Selektivität des Netzteiles im Fehlerfall

sicher. Das heißt, der Plus-Pol (Line) wird

über den Schutzschalter geführt und dann

weiter auf die Last (Load) verdrahtet. Die

Last ist zum Schließen des Stromkreises

dann mit dem GND-Leiter des Netzteiles zu

verbinden. Der Schutzschalter stellt die Line

zur Verfügung. Aus diesem Grund haben die

Verantwortlichen klassischerweise für die

Verbindung/Verdrahtung des GND-Leiters

vom Netzteil kommend einen Klemmenblock

aus Reihenklemmen aufgebaut. So

ließ sich die Rückverdrahtung sicherstellen.

Dies hat jedoch einen klaren Nachteil: Im

Design und der Ausführung der Verdrahtungslösung

ist dadurch immer in zwei

Systemen zu denken. Zum einen muss der

Hersteller des elektronischen Schutzschalters

den Aufbau dieser Geräte beachten. Zum

anderen dann Reihenklemmen eines – unter

Umständen anderen Herstellers – einbinden,

um den Stromkreis und die Lösung zu vervollständigen.

Neben dem Aufbau für die einpolige

Verwendung der Schutzschalter gibt es auch

noch den Ansatz, mehrere Lasten zu sammeln

und auf einem Schutzschalter als Sammellast

zu verdrahten. Auch in diesem Fall

erfolgt die Verwendung von klassischen

Reihenklemmen. Dies dient dazu, die Vervielfältigung

der Anschlüsse neben dem

Geräteaufbau mithilfe dieser Klemmen zu

realisieren. E-T-A aus Altdorf, etabliert nun

einen neuen Trend. Das Unternehmen ergänzt

Schutzschalter um Verdrahtungslösungen.

Ziel hierbei ist es, Reihenklemmen

zu ersetzen.

Anreihsystem mit ein- und

zweikanaligen Geräten

Die Entwickler haben den klassischen

Schutzschalter weitergedacht und im gleichen

Gehäuse-Formfaktor nun Klemmenlösungen

realisiert. Diese können als Anreihgeräte

einfach und gekonnt die Schutzschalter

ergänzen, so wie es beispielsweise

beim Typ Rex12T Anwendung findet. Damit

lässt sich eine mehrpolige Verdrahtung eines

Schutzschalters sehr einfach umsetzen. In

der Vergangenheit war der Schutzschalter,

da nur ein einpoliger Abgang möglich ist, auf

eine Reihenklemme zu verdrahten und von

dort aus mit mehrfachen Abgängen zu realisieren.

Mit der neuen Lösung lässt sich hier

Ralf Dietrich, Leitung Produkt- u. Marktentwicklung

und Mitglied der Geschäftsleitung bei der

E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, Altdorf

26 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Das Sockelsystem Modul 18plus ist ein

Kompakt-System für die Hutschienenmontage

Ideal für die Nutzung mit

steckbaren Schutzschaltern

Analog zum Maschinenbau etabliert sich

der Trend auch im Bereich des Anlagenbaus,

speziell bei dezentralen Energieverteilern.

Hier kommen Schutzschalter zum

Einsatz, die als steckbare Geräte über ein

entsprechendes Sockelsystem verfügen.

Dabei handelt es sich zum Beispiel um das

Sockelsystem 18plus. Es lässt sich mit unterschiedlichen

Schutzschaltern bestücken.

Bei diesem System zeigt sich der gleiche

Vorteil wie bei den Rex-Geräten. Durch ein

Einspeisemodul erfolgt die Versorgung des

Sockelsystems über das DC 24-V-Netzteil

mit Plus, Line, und GND. Innerhalb der Sockel

erfolgt die Durchbrückung auf Abgang.

Durch das Einstecken eines entsprechenden

Schutzschalters kommt es zur Verdrahtung

von Line auf die Abgangsklemme Load. Die

Sockel sind so ausgeführt, dass sich neben

dem Load-Abgang direkt am gleichen

Schutzschalter einen Abgang für GND anschließen

lässt. So kann die Verdrahtung

Durch Anreihung eines passenden Potentialverteilermoduls an

den Schutzschalter lassen sich bis zu neun Lasten auflegen

ein entsprechendes Potentialverteiler-Modul

(PM) direkt neben den Schutzschalter setzen.

Die Realisierung der Mehrpoligkeit wird

dadurch vereinfacht. Eine Reihen-klemme

ist somit überflüssig und eine direktere Verdrahtung

möglich. Es erfolgt eine Verbindung

des PM mit dem GND-Kontakt des

Netzteiles. Im gleichen Maße kommt es

dann zur Anreihung weiterer Potentialmodule.

Diese ermöglichen eine Rückverdrahtung

von der Last auf GND. Formfaktor,

Einbau und Verdrahtung von Schutzschalter

sowie Potentialverteilermodulen sind identisch

und einfach zu handhaben.

Da die Konzentration auf ein System möglich

ist, gestaltet sich die Verdrahtung unkompliziert.

Die Vervielfältigung von Anschlüssen

– bis auf ein Maximum von 40 A in

einem Block – sind ohne Probleme möglich.

Selbst der Aufbau von Sammellasten mit

Anschluss an einen Schutzschalter ist ohne

großen Aufwand realisierbar. Durch Anreihung

eines passenden Potentialverteilermoduls

an den Schutzschalter lassen sich bis zu

neun Lasten auflegen. Durch das patentierte

Bügelanreihsystem können weitere Schutzschalter

nach rechts fortgebaut werden. Das

System ist bis zu einem Maximalausbau von

einer Strombelastung von 40 A ausgelegt. Es

geht damit auch mit den marktüblichen

Netzteilgrößen im DC 24-V-Bereich konform.

So gestalten sich die Verdrahtungen

übersichtlicher und es ist möglich, innerhalb

eines Formfaktors zu bleiben. Die Einfachheit

in Aufbau und Anwendung stellt für

Kunden einen erheblichen Nutzen dar.

von zweiadrigen Leitungen einfach und

schnell erfolgen. Auch hier ist keine Splittung

der Leitungen nach Load/GND notwendig,

um zwischen den beiden Potentialen zu

separieren. Durch den direkten Anschluss

von Load und GND lassen sich die Reihenklemmen

sparen. So ist es möglich, innerhalb

eines Formfaktors zu bleiben.

Durch die Vervielfältigung der Potenziale

beinhaltet der Ansatz noch weitere Vorteile.

So besteht die Option eine Sammellast im

gleichen Formfaktor zu ermöglichen oder

auch das GND-Potential entsprechend zu

erweitern. Für den Anwender ergeben beide

Lösungsansätze einen hohen Nutzen. Dazu

zählen zum Beispiel die Komplexitätsreduktion

durch die Verwendung einheitlicher

Komponenten in der Elektrokonstruktion

sowie die dadurch entstehenden einfachen

Lösungsansätze in der Elektroplanung. In

der Praxis führt die komfortable und kostengünstige

Verdrahtung der Lasten zu einer

deutlichen Reduktion von Kosten und Zeit.

Bilder: Fotolia, E-T-A

www.e-t-a.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 27

Addi-Data.indd 1 26.10.2018 10:42:41


SPS IPC Drives 2018

TE Connectivity präsentiert Industrie-4.0-Lösungen

TE Connectivity (TE), Anbieter von Verbindungstechnologie- und Sensorlösungen, präsentiert seine

umfassenden Lösungen für die Industrieautomatisierung und den Maschinenbau. Es werden eine Reihe

von Displays gezeigt, die zwei Schwerpunktbereiche veranschaulichen: Automatisierung und Installation.

Zu den Highlights zählen sowohl Produkte für den Anschluss von Leiterplatten und Relais als auch Produkte

für die Identifizierung und Etikettierung, die Motorkonnektivität sowie die industrielle Kommunikation

und Energieversorgung. Ein weiterer Fokus des Messeauftritts liegt auf dem kürzlich erworbenen

Entrelec-Geschäft. TE kann jetzt ein breites Spektrum an Reihenklemmen für verschiedene Anwendungen

anbieten. Ein Highlight sind die Reihenklemmen der SNK-Serie, die als steckbare Version mit PI-Spring-

(Push-in-Feder) und Schraubklemmentechnik verfügbar sind. Diese Serie eignet sich für den weltweiten

Einsatz in Bedienfeldern für raue industrielle und gewerbliche Anwendungen, z. B. im Abwasserbereich,

dem Schienenverkehr, der Photovoltaik und der Schifffahrt.

www.te.com

Gigabit-Switches mit optischen Ports

EKS Engel zeigt die neue e-light 4G-Familie. Die vier robusten

Switches unterstützen Gigabit-Ethernet und sind nur 30 mm breit.

Neben einem Gerät mit acht elektrischen Ports (10/100/1 000 BASE-

TX) bietet der Hersteller drei

Ausführungen mit zusätzlichen

optischen Ports (1 000 BASE-FX)

an, die in den Kombinationen

8TX/2FX und 4TX/2FX sowie

6TX/2FX mit Steckplätzen für

SFP-Module bereitstehen. Singleund

Multimode-Transceiver

ermöglichen Übertragungsentfernungen

von bis zu 100 km.

Mit DIP-Schaltern lassen sich

für alle Ports Alarme aktivieren,

die via LEDs signalisiert und über einen Fehlerrelaiskontakt ab -

gefragt werden können. Switches mit weiteren Konfigurationsoder

Managementfunktionen, auf die über eine webbasierte

Bedienoberfläche zugegriffen werden kann, sind auf Anfrage

erhältlich. Die Switches sind in einem Temperaturbereich von

- 40 bis + 70 °C einsetzbar und erfüllen alle relevanten

EMV-Normen.

www.eks-engel.de

Kunststofftemperaturfühler –

perfekt in Form

Die plastoSens T-Sensoren von Jumo werden im Spritzgussverfahren

mit Kunststoff ummantelt und zeichnen sich durch die

völlige Formfreiheit sowie eine hohe Isolations- und Vibrationsfestigkeit

aus. Nun stellt Jumo seinen neuen anlegeoptimierten

Kunststofftemperaturfühler plastoSens T04 vor. Zur Temperaturmessung

kommen je nach Anforderung unterschiedliche Platindünnschichtsensoren

in Zweileiterschaltung zum Einsatz. Die

maximale Messtemperatur liegt bei 180 °C. Der T04 in Schutzart

IP65 ist komplett aus wärmeleitendem Kunststoff gefertigt. Das

Material gewährleistet gleichzeitig eine schnelle Ansprechzeit

und reproduzierbare Messungen. Zahlreiche Varianten mit

unterschiedlichem

Durchmesser ermöglichen

es, dass die Fühler perfekt

an den jeweiligen Rohrleitungsdurchmesser

angepasst werden können,

ganz egal, ob es sich um

Kupfer-, Stahl- oder

Kunststoffrohre handelt.

www.jumo.net

Bremsen intelligent überwachen und steuern

Die intelligenten Module Roba-brake-checker und Roba-torqcontrol von Mayr Antriebstechnik machen Bremsen fit

für die Herausforderungen der Industrie 4.0 und schaffen zudem die Voraussetzungen für vorbeugende Fehlererkennung

und Wartung. Der Roba-brake-checker ist jetzt auch in einer Ausführung für Wechselspannung erhältlich.

In einer weiteren Ausbaustufe übernimmt das Modul gleichzeitig auch die Ansteuerung der Bremse und

ersetzt damit einen Gleichrichter. Mit dem Modul Roba-torqcontrol sind anpassbare Bremsreaktionen möglich

und können Maschinen definiert zum Stillstand gebracht werden. Wird das Modul in einem geschlossenen

Regelkreissystem verwendet, ist es möglich, definierte Verzögerungsrampen zu fahren, d. h. die

Maschinen sanft und entsprechend der Anforderungen abzubremsen. Beide Module arbeiten ohne

Sensor und können neben dem Schaltzustand auch rückschließen auf Temperatur, Verschleiß und

Zugweg- oder Zugkraftreserve.

www.mayr.com

28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Alles unter Kontrolle –

MELSEC iQ-R für führende

Industrie-4.0-Konzepte

27.– 29.11.2018

Halle 7

Stand 391

Wer immer auf Ballhöhe sein möchte, sollte seinen Fertigungsprozess

zu jeder Zeit im Blick haben. Mit der MELSEC iQ-R

Steuerung ermöglicht Mitsubishi Electric die Überwachung und

Visualisierung in Echtzeit. Zudem reduziert die iQ-R Serie

Ihre Betriebskosten, erhöht die Zuverlässigkeit und maximiert

die Wiederverwendung bereits existierender Anlagengüter.

Diese fortschrittliche Anlagensteuerung und Plattform zur Erfassung

und Verarbeitung von Daten ist die Basis für die

einfache Realisierung von Industrie-4.0-Konzepten. Mit der

ausgereiften MELSEC Steuerungsqualität behalten Sie alles

unter Kontrolle und landen garantiert einen Volltreffer.

Detaillierte Infos: de3a.mitsubishielectric.com/fa/de/products


Das Ganze im Blick –

mit e-F@ctory und

unserem Partnernetzwerk

Gemeinsam mit Ihnen gehen wir die Herausforderung Industrie 4.0 an

und begleiten Sie als verlässlicher Partner bei der digitalen Transformation

Ihres Unternehmens. Als Mitglied der e-F@ctory Alliance, unseres

global aufgestellten Partnernetzwerks, beraten wir Sie ganzheitlich auf

Grundlage Ihrer spezifischen Anforderungen. Denn unser Netzwerk ist

spezialisiert auf maßgeschneiderte Hard- und Softwarelösungen innerhalb

der Fabrikautomation. Mit der nahtlosen Integration von Anlagenbetrieben

und Steuerungssystemen sorgen wir für ein Höchstmaß an

Transparenz und Produktivität. Damit Sie auch weiterhin den Blick aufs

Ganze nicht verlieren.

Detaillierte Infos: de3a.mitsubishielectric.com/fa/de/solutions/efactory


SPS IPC Drives 2018

Ex-Outdoor-Lösung zur Ventilstellungsüberwachung

Die Sensorlösung F31K2 von Pepperl+Fuchs für die Ventilstellungsüberwachung gibt es jetzt mit eigensicherer

IEC-Ex-/Atex-Zulassung für den Gas- und Staubbereich Zone 0/Zone 20. Die Doppelsensoren

überwachen mit berührungsloser, induktiver Sensortechnik die Ventilposition bei Schwenkantrieben.

Es ist kein mechanischer Kontakt erforderlich. Weiterhin ist der Sensor zugelassen für Anwendungen

bis SIL 2. Die Schutzart IP66/67/69, verbunden mit dem Temperaturbereich von - 40 bis

+ 100 °C machen ihn zu einer robusten Lösung für Anwendungen im Innen- und Außenbereich.

www.pepperl-fuchs.com

Plattenfedermanometer

mit Ex-Schutz

Wika hat die Anwendungsbreite

seiner hygienegerechten

Plattenfedermanometer der

Reihe PG43SA erweitert. Diese

sind ab sofort auch mit ATEX-

Zulassung lieferbar. Das Manometer

kann in explosionsgefährdeten

Bereichen der Zündschutzart

Ex h Zone 1 und

Zone 21 eingesetzt werden. Für

sicherheitskritische Prozesse in

Safety@work!

der Pharma- und Lebensmittelindustrie

eignet sich das

PG43SA-S Reihe aufgrund

seiner „trockenen Messzelle“,

einer robusten Feder und eines

hohen Überlastschutzes. Typ

PG43SA-D verfügt zudem über

eine integrierte Federüberwachung.

Ein Membranbruch wird

von einem Indikator auf dem

Zifferblatt angezeigt. In einem

solchen Schadensfall hält eine

zweite Barriere den Prozess

geschlossen. Alle Hygienic-

Manometer der PG43SA-Reihe

erfüllen den 3-A Sanitary-

Standard und sind nach EHEDG

zertifiziert. Sie sind CIP- und

SIP-tauglich sowie optional

komplett autoklavierbar.

www.wika.de

Einfache Sicherheitstechnik

für mehr Effizienz






Sicherheitstechnik mitAS-i Safety at Work: nurein Kabelfür Daten und

Energie –einfach, flexibel, system-und herstellerunabhängig, bewährt

SPS-Anschlussüber alle gängigenFeldbusse,alle Diagnosedateninder

Steuerung,Safety- und Standard-Signalegemischt

Safety Gateways fürden Einsatz als SafetySlave (in Kombinationmit einer

sicherenSteuerung) undals SafetyMaster (zursicheren Steuerungvon

Antrieben ohne zusätzlicheSafety SPS)

Safe Link über Ethernet: die einfachste Art, viele Signale sicher zu koppeln

Universell erweiterbar mit SafetyE/A Modulen +StandardE/A Modulen

in IP20 oderIP67sowie einer Vielzahlvon weiteren Modulen fürunterschiedlichste

Anwendungen

MehrInfos zur SicherheitIhrer Anwendung unter:

www.bihl-wiedemann.de

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Halle 7, Stand109

Halle 7, Stand200

27.11. –29.11.2018


SPS IPC Drives 2018

Anschlusstechnik für Industrie 4.0

Escha kündigt fünf Weltpremieren zur SPS IPC Drives an. Mit den

neuen und bereits erhältlichen Lösungen bietet der Anschlusstechnikspezialist

zukünftig eine vollständige Systemverkabelung

für verschiedenste Ethernet-Applikationen. Anwender, die ein

Komplettsystem aufbauen wollen, können aus einem umfassenden

Programm aus umspritzten und selbstkonfektionierbaren

Steckverbindern, Flanschen und Kabelqualitäten wählen. Sämtliche

Produkte wurden nach HF-Datenübertragungsgesichtspunkten

konstruiert. Vorgestellt werden zwei neue M8×1-

Steckverbinder-Familien und eine flexible Ethernet-Leitung

namens „Profinet Robotic“, die bis zu fünf Millionen Biegezyklen

und fünf Millionen Torsionszyklen standhalten soll.

Im Bereich der Flansche präsentiert Escha drei Neuheiten.

Neben durchgängig

geschirmten Varianten

und Ausführungen

in Edelstahl, werden

erstmals M12×1-

Flansche mit L-

und K-Codierung

zu sehen sein.

www.escha.net

Netzwerke von morgen bereits

heute gestalten

Belden zeigt, wie sich in

heutigen Anwendungen

Netzwerke von morgen

aufbauen lassen. Ihre

Eigenentwicklungen sollen

den sukzessiven Aufbau

eines umfassenden

Automatisierungsnetzwerkes

ebenso unterstützen,

wie Technologien aus dem Portfolio von Lumberg Automation und

Hirschmann. So hat Lumberg mit seinen Multiprotokoll IO-Link-

Mastern und E/A-Hubs des LioN-Power-IO-Link-Systems zwei

weitere E/A-Hub-Varianten hinzugefügt. Präsentiert werden ferner

der Bobcat-Switch von Hirschmann, der durch TSN-Technologie

(Time-Sensitive Networking) auf allen Ports Security-Funk tionen

und Echtzeitzeitkommunikation bietet sowie Dragon PTN (Packet

Transport Network) für den zuverlässigen Transport unternehmenskritischer

Daten. Diese MPLS-TP-basierte Backbone-Switch-

Familie deckt die Bandbreite in WANs (Wide Area Networks) ab.

www.beldensolutions.com

4-Port Funktions-Signalkonverter in 6 mm Baubreite

Der Funktions-Signalkonverter DN21400 von Drago bietet eine hohe Flexibilität durch applikationsspezifische

Programmierbarkeit, eine Entlastung der Steuerung durch die Übernahme von Rechenaufgaben und eine platzsparende

Installation. Der DN21400 stellt vier unabhängige I/O-Ports für alle gängigen Prozesssignale zur Verfügung.

Über die Software Dragoset werden Zeit-, Regler- und boolesche oder arithmetische Funktionen etc. programmiert.

www.drago-automation.de

Der neueste Temperaturkalibrator von SIKA

Integriertes Messinstrument

Automatische Kalibrierung

mehrerer Sensoren

Effizientes Arbeiten

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32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Modulare, voll konfigurierbare

Sicherheitsschaltungen

Im Gegensatz zu herkömmlichen, hart verdrahteten Sicherheitsschaltungen

ist das modulare S-Dias Safety-System von Sigmatek

voll konfigurierbar und flexibel einsetzbar. Es lässt sich nahtlos

in die Automatisierungssysteme des Herstellers integrieren,

jedoch ebenso gut stand-alone

mit Fremdsystemen nutzen.

Innerhalb von Sigmatek-

Systemen erfolgt die Übertragung

von Standard- und sicherheitsrelevanten

Daten über

denselben Bus, Echtzeit-

Ethernet Varan. Bei Einsatz als

Stand-alone-Lösung kann jede

beliebige Standardsteuerung

die Zustände freikonfigurierbar via Can-Bus empfangen. Dadurch

entfällt die kostenintensive Doppelverdrahtung wie bei einer

integrierten Lösung oder klassischen Sicherheitsschaltungen mit

Relais. Die breite Palette an modularen Safety-Komponenten im

S-Dias Pocketformat enthält Safety Controller, Safety I/Os und

Antriebe mit Sicherheitsfunktionen. Die schlanke Bauform

ermöglicht den Einsatz in Maschinen und Anlagen mit Optionsmodulen.

Auch für mobile Anwendungen ist S-Dias Safety

optimal geeignet, da die Übertragung der Safety-Daten kabelgebunden

oder wireless erfolgen kann.

www.sigmatek-automation.com

Branchenspezifische Lösungen und

Zukunftstechnologien für Industrie 4.0

Auf der SPS IPC Drives zeigt Siemens branchenspezifi sche

Anwendungen sowie Zukunftstechnologien für die digitale

Transformation der Fertigungs- und Prozessindustrie. Im

Mittelpunkt des über 4 000 m² großen Messestands stehen neue

Produkte, Lösungen und Services aus dem Digital-Enterprise-

Portfolio, die die Verschmelzung der realen und der virtuellen

Welt ermöglichen. Damit können Maschinen- und Anlagenbauer

sowie Endkunden jeder Größe ihre Flexibilität, Effizienz, Qualität,

Security und Geschwindigkeit erhöhen. Wie die digitale Transformation

für Unternehmen in der Praxis gelingt, veranschaulichen

eine Vielzahl von Innovationen sowie zahlreiche konkrete

Applikationen und Kundenbeispiele, unter anderem aus den

Bereichen Additive Manufacturing und Roboter-Integration.

Dazu gehören auch Chancen und Einsatzmöglichkeiten von

Künstlicher Intelligenz. Mit Industrial Edge zeigt Siemens ein

dezentrales Datenverarbeitungskonzept nahe an der Maschine

und am Fertigungsprozess als ideale Ergänzung zum Cloud

Computing mit MindSphere. Edge-Applikationen ermöglichen

es dem Anwender z. B., durch

die Analyse von Maschinendaten,

vorbeugend

Stillstände zu vermeiden

und so die Anlagenproduktivität

zu erhöhen.

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ermöglichen wir Ihnen noch mehr Flexibilität in Ihrer Projektplanung und Sie erreichen IhreZiele schneller.

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SPS IPC Drives 2018

Optische Kontrolle von komplexen Produkten

Ein virtuelles Bildverarbeitungssystem, das Inspektionsvorgänge komplett simuliert und

optimiert, haben die AG Computergrafik der TU Kaiserslautern und die Abteilung Bildverarbeitung

des Fraunhofer ITWM gemeinsam entwickelt. Die Revolving Product Inspection

EPI ermöglicht eine umlaufende Inspektion, bei der nicht nur die Rahmenbedingungen,

z. B. die Bauteilgeometrie und die Oberflächenbeschaffenheit, möglichst exakt berücksichtigt

werden. Das System hat auch gelernt, wo mögliche Problemstellen bei der Analyse

liegen können. Gefüttert wird es zunächst mit den CAD-Daten eines Werkstückes – so weiß

das Inspektionssystem, wie ein Gutteil aussehen soll. Die Software ist so konzipiert, dass

sie anhand des spezifischen Produkts individuelle Scanpfade für die auf einen Drehteller

platzierten Objekte berechnet. Sie nutzt dabei die Vorteile des Raytracing: Damit lassen sich

Vorhersagen berechnen, welche Bereiche eines Bauteils aus welcher Position sichtbar sind.

www.itwm.fraunhofer.de

Robuster M40-Steckverbinder mit Schnellverschluss

Robustheit und ein kompaktes Design kennzeichnen die Steckverbinderserie

M40 der Hummel AG. Der Hersteller präsentiert

nun einen Relaunch seiner bewährten M40-

Stecker, die ab sofort auch mit dem Schnellverschluss

Twilock-S verfügbar sind. Diese

Variante ist steckbar und eine minimale

Drehbewegung genügt, um die Verbindung

zuverlässig zu verriegeln. Von Vorteil ist dies

bei beengten Platzverhältnissen oder in

schwer zugänglichen Umgebungen. Dabei

sei jederzeit Vibrationssicherheit gewährleistet.

Parallel werden die Schutzklassen

IP67 und IP 69K im gesteckten Zustand bedient. Die robusten

Kraftpakete sind geeignet für Hochstromanwendungen und werden

bevorzugt auf leistungsstarken Motoren

eingesetzt. Zur Wahl stehen 6-polige und

8-polige Varianten. Das M40-Stecksystem

verfügt über zahlreiche Bauformen. Neben

den Kabel- und Kupplungssteckverbindern

sind das verschiedene Gerätesteckverbinder

als Winkel oder in gerader Ausführung mit

Innen- oder Außengewinde.

www.hummel.com

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PC- und Embedded-Anwendungen sicher geschützt mit CodeMeter

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Multifunktionale Gate-Box für Schutztüren

Mit der MGB2 Modular, einer Weiterentwicklung der

Multifunctional Gate Box MGB, präsentiert Euchner eine

neue, modular konzipierte Schutztürabsicherung. Dank des

Systemaufbaus, bestehend aus dem Modul zur Zuhaltung,

den dort einsteckbaren Sub-Modulen mit Bedien- und

Anzeigefunktionen sowie einem Bus-Modul zur Anbindung

an Profinet/Profisafe, soll sich die MGB2 Modular perfekt

an individuelle Anforderungen anpassen lassen. Mithilfe

von zwei Sub-Modulen sind bis zu sechs unterschiedliche

Bedienelemente im Zuhalte-Modul integrierbar. Ein Tausch

im laufenden Betrieb ist jederzeit möglich, da die MGB2

Modular hot-plug-fähig ist. Bei beengten Platzverhältnissen

kann das kompakte Bus-Modul MBM mit Profinet/Profisafe

separat an einer geeigneten Stelle montiert werden. Es können bis zu sechs MGB2

Modular-Zuhalte-Module an ein Bus-Modul MBM angeschlossen werden. Optional

stehen vier zusätzliche Sub-Module für nochmalige Erweiterungen zur Verfügung.

DIE NÄCHSTE

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IN 3D-SCANNING

UND INSPEKTION.

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Plattform & Terminals inklusive

NEUE

Produkte

ADS-Tec präsentiert neben seiner MMT8000-Serie

der 17"- und 24"-Machine-Mounted-Terminals neu

entwickelte Terminals VMT9000 sowie die Cloud-

Lösung Big-LinX. Die lüfterlosen MMT8000-Industrie-

PCs wurden für die Hygienebereiche Pharmazie,

Chemie, Lebensmittel und Getränke konzipiert. Kennzeichnend sind eine kompakte,

fugenlose Bauform und Multi-Touch-Technologie. Die Montage am Galgen (48-mm-

Rohr) soll einen komfortablen, Austausch des PCs ohne Demontage der Bedientasteneinheit

ermöglichen. Die neue VMT9000-Serie eignet sich speziell für Aufgaben, wie

MDE/BDE-Anwendungen, in Lager, Logistik und Fertigung. Diese Terminals sind in den

Formaten 4:3 und erstmalig auch im Widescreen-Format erhältlich. In Kombination mit

ADS-TEC-Firewalls und Routern der IRF2000-Serie sowie der lokal und global einsetzbaren

Bediensoftware X-Remote wird mit Big-LinX zudem ein Lösungsbaukasten für

komplexe IoT-Aufgaben angeboten.

www.ads-tec.de

Smarte3D-Laserprofilsensoren

Smart Vision Accelerator

Smarter 3D-Snapshot-Sensor

Lösungen für den Steuerungs- und Schaltanlagenbau

Rittal stellt u. a. das neue Großschranksystem VX25 vor. Dieses wurde vollständig

entlang den Anforderungen nach erhöhter Produktivität und denen von Industrie 4.0

entwickelt. Bei der Entwicklung spielte der intensive Dialog mit Kunden die entscheidende

Rolle. Mit dem Großschranksystem ist

es gelungen, alle wichtigen und auf dem Markt

etablierten Produkteigenschaften des bisheri -

gen, weltweiten TS 8-Standards zu erhalten

und zusätzlich eine Vielzahl an Funktionen zu

integrieren. Am Beispiel einer Schaltschrank-

Verdrahtung wird gezeigt, wie der Produktherstellungsprozess

im Steuerungs- und Schaltanlagenbau

durch Digitalisierung, Standardisierung

und Automatisierung zu industrialisieren ist. Anschaulich wird der Weg vom Schaltplan

über die Planung der Verdrahtung in 3D, die automatische Fertigung der Einzeldrähte

und schließlich der Installation und Prüfung präsentiert. Dabei stellen die Unternehmen

integrierte Lösungen entlang der Wertschöpfungskette vor. Ein Highlight ist die Vorstellung

des Wire Terminal WT, ein neuer Drahtkonfektionierautomat zur vollautomatischen

Drahtkonfektionierung von verschiedenen Aderquerschnitten.

www.rittal.de

Drei neue Gocator®-Produkte

machen IhreProduktionslinie

FactorySmart® und helfen

Ihnen, Ihreaktuellen

Herausforderung in der

Qualitätskontrolle zu meistern.

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SPS IPC Drives 2018

Aktiver Wissenstransfer zur Digitalisierung im Engineering

Eplan bietet seinen Kunden auf der SPS IPC Drives eine individuelle Prozessberatung rund

um die Frage „Ist Ihr Prozess bereits durchgängig digitalisiert?“ an. Zudem präsentiert das

Unternehmen gemeinsam mit der Schwestergesellschaft Cideon neue Entwicklungen im

Engineering – unter anderem die Eplan-Plattform Version 2.8 und die Cloud-Software Store

Share View, deren neuer Name auf der Messe gelüftet wird. Gemeinsam mit Rittal werden

darüber hinaus durchgängige Konzepte einer integrierten Wertschöpfungskette vorgestellt.

Anwender der überarbeiteten Eplan-Plattform sollen von Erweiterungen im Bereich Konfiguration,

Bus-Daten und Roundtrip-Engineering mit dem TIA-Portal von Siemens profitieren.

Darüber hinaus wurde die CAE-Lösung Eplan Electric mit einer neuen Bedienoberfläche

sowie einem integrierten Anwenderportal ausgestattet. Thematisiert wird ferner die automatisierte

Migration /S8-basierter Projekte auf das neue Großschranksystem VX25 von Rittal.

www.eplan.de

Kompakter 24-V-Permanentmagnet-Greifer

Der kompakte elektrisch aktivierbare 24-V-Permanentmagnetgreifer EMH von Schunk vereint die Stärken der

Magnettechnik mit den Vorteilen der 24-V-Technologie. Da die Elektronik komplett im Greifer verbaut ist und

die Ansteuerung denkbar einfach über digitale I/O erfolgt, benötigen die Komponenten weder Platz im Schaltschrank

noch eine externe Steuerungselektronik. Das spart Kosten und minimiert den Verkabelungs- und

Inbetriebnahmeaufwand. Um die Prozesssicherheit zu erhöhen, meldet der Greifer sowohl den Magnetisierungsstatus

als auch die Werkstückanwesenheit. Zugleich werden Fehler über eine LED-Anzeige am Gehäuse

signalisiert. Vorteile bietet der Permanentmagnetgreifer auch bei den Zykluszeiten: Im Gegensatz zu anderen

Magnetgreifern ist keine Wartezeit zwischen den Aktivierungen erforderlich, sodass hohe Taktraten realisiert

werden können. Den Greifer gibt es in vier Baugrößen mit einer Eigenmasse von 1 kg, 1,5 kg, 6,5 kg und 8 kg.

Abhängig vom Werkstoff, der Beschaffenheit der Werkstückoberfläche und der Werkstückgeometrie eignet

er sich für Werkstückgewichte bis 3,5 kg, 9 kg, 35 kg und 70 kg.

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36 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Teilbare Kabelverschraubung mit IP-Zertifizierung

Icotek bietet mit der Baureihe KVT-ER eine teilbare Kabelverschraubung

zur Einführung von Leitungen mit und ohne Stecker an. Die Verschraubungen

haben genormte Ausbrüche in den metrischen Standardgrößen

M32, M50 und M63. Sie erfüllen die Schutzarten IP65, IP66, IP67 und IP68

und sind nach DIN EN 60529:2014 zertifiziert. Die Schutzklassen werden

durch einen hohen Pressdruck und eine integrierte Dichtung erwirkt. Der

Pressdruck entsteht beim Verschrauben des Abschlussdeckels mit dem

Unterteil. Zur flexiblen Kabeldurchführung werden die geschlitzten Kabeltüllen

KT verwendet. Durch sie lassen sich Kabel mit einem Durchmesser

zwischen 1 und 35 mm durchführen. Die konsequente Teilbarkeit ermöglicht anschließende

Nachrüstungen und Servicearbeiten. Verschraubt wird die Baureihe rückseitig und ohne Werkzeug.

Die Kunststoffgegenmutter dafür wird mitgeliefert. Zur Einführung gängiger SUB-D- und DVI-

Stecker sind zusätzlich Gegenmuttern erhältlich.

© Andrey Armyagov/Fotolia.com

www.icotek.com

Busknoten mit Powerlink verkürzt Entwicklungszeit

Deutschmann bietet den Busknoten Unigate IC nun auch mit einer Powerlink-Schnittstelle an. Mit

dem vorzertifizierten Embedded-Modul können Gerätehersteller den Implementierungsaufwand

für das Industrial-Ethernet-Protokoll um bis zu 80 % reduzieren. Das Powerlink-Modul ist sofort

lauffähig und optimiert so die Entwicklungskosten und die Time-to-Market des Geräts. Die Firmware

muss nicht verändert werden. Das Modul verfügt über zwei Powerlink-Schnittstellen, einen

Mikrocontroller sowie Flash und RAM. Es kann über eine UART-Schnittstelle an den Mikrocontroller

des Endgeräts angebunden oder Stand-Alone betrieben werden. Das Modul lässt sich über

eine vom Hersteller selbst entwickelte, intelligente Script-Sprache

programmieren. Damit können auch komplexe Applikationen abgebildet

werden, die über eine reine Konfiguration nicht darstellbar sind.

Das Script wird mit dem auf die Buskommunikation optimierten

Protocol Developer Tool erstellt.

www.ethernet-powerlink.org

Halbleiterrelais für Ausgangsleiter bis 3 AWG

Sensata hat die NOVA22-Reihe um das Halbleiterrelais der DR45-Serie von Crydom erweitert. Diese

Relais zur DIN-Schienenmontage eignen sich für den Anschluss von Ausgangsleitern bis 3 AWG bei

Ausführung in Schutzart IP20. Ihre fingersicheren Käfigzugfedern ermöglichen den schnellen Anschluss

großer Ausgangsleiter. Die Eingangsanschlüsse sind als Schraub- oder Zugfederklemmen

ausführbar. Optional sind ein Überspannungsschutz, verschiedene Schaltschütz-Konfigurationen

und die Wahl zwischen AC- oder DC-Steuerspannung. Die Relais sind mit einem AC-Ausgangsspannungsbereich

von 48 bis 600 VAC erhältlich und gemäß C-UL-US, VDE, CE und RoHS zertifiziert.

www.sensata.com

Smarte Lösungen für das vernetzte Unternehmen

Die Kombination von intelligenten Technologien mit fortschrittlichen Entwicklungstools und aussagekräftigen

Maschinendaten ermöglicht es Herstellern, die Implementierung eines „Connected

Enterprise“ zu beschleunigen. Rockwell Automation präsentiert Entwicklungstools, mit deren Hilfe

Maschinen und Geräte entwickelt, getestet, gebaut, bereitgestellt und gewartet werden können.

Darunter die Independent Cart-Technologie, das MagneMotion Transport- und Positionierungssystem,

Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungssteuerungen

sowie E/A-Plattformen mit Fokus auf ControlLogix 5580 und

Compact Logix 5380 mit integrierten Sicherheitsoptionen sowie

die HMI-Lösung PanelView 5310. Vorgestellt werden zudem

Applikationen von PTC, einem Anbieter im Bereich IoT und

Augmented Reality, an dem Rockwell eine Beteiligung hält.

www.rockwellautomation.de

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

Das Rex-System

Ihre All-in-one

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Bestehend aus drei Komponenten

– Einspeisung,

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www.e-t-a.de/REX12-System

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Automatisierung 4.0

leicht gemacht

Operation- und Informations-Technologie wachsen zusammen

Innovative Automatisierungskonzepte

erfordern ein radikales

Umdenken. Im Mittelpunkt steht

nicht mehr die Anlage oder

Komponente, sondern der Mensch,

der bei seinen Automatisierungsaufgaben

effizient unterstützt

werden soll.

bereich und in der Produktentwicklung unterscheiden.

In Letzterem ist die genaue

Messwerterfassung mit hohen Aufzeichnungsraten

gefordert, im Automatisierungsbereich

hingegen müssen die Abläufe in

deterministischer Echtzeit durchgeführt

werden, um die Maschinen im optimalen

Betriebszustand laufen zu lassen. Hierbei

sind die Messdaten von eher geringer Bedeutung

und die Diagnosedaten von hoher

Priorität. Diese vormals getrennten Disziplinen

sind heute längst in mechatronischen

Systemen zusammengewachsen. Idealerweise

sind die Komponenten so flexibel,

dass sie in beiden Bereichen eingesetzt

werden können.

Grenzen waren gestern

Das gleiche gilt für die die Test- und Steuerungssoftware.

Die gemessenen Größen aus

dem Versuchsfeld müssen mit geeigneter

Software gespeichert und ausgewertet werden.

Diese Software ist aufgrund der hohen

Datenmengen PC-gestützt und wird über

eine Ethernet-Schnittstelle auf einen Messrechner

übertragen. Als nächster Schritt

sollen in der Produktionsumgebung Teile

und Methoden der Auswertungssoftware

stückweise wieder genutzt und mit Elementen

der Steuerungstechnik angereichert

werden. Hinzu kommt, dass in Produktions-

Das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten,

wie Messsensoren und Antriebe

einer Anlage, war in der Vergangenheit oft

nur über komplizierte Übertragungswege

und Schnittstellenwandler möglich. Um bei

diesen immer komplexer werdenden Systemen

den Überblick zu behalten, wurde im

Laufe der Zeit konsequent auf einheitliche

Schnittstellen und Komponenten gesetzt,

die auf eine Art Baukastensystem aufgebaut

sind.

Produktentwickler und Produktionsplaner

suchen gleichermaßen flexible Systeme, die

einerseits leicht in web-basierte Technologien

integrierbar sind und andererseits

die Einarbeitung von neuen Mitarbeitern

minimieren. Dabei lässt sich grundsätzlich

zwischen Aufgaben im Automatisierungsumgebungen

oftmals ein hohes Maß an

Echtzeitverhalten der mechatronischen

Systeme gefordert ist, die ein reibungs- und

fehlerfreies Zusammenspiel aller Komponenten

garantieren.

Zeit ist Geld – und Zeit sparen heißt Geld

sparen. Diese Formel ist Maschinen- und

Anlagenbauern immer mehr zur Maxime

geworden. Möglichst viele Arbeiten und

Abläufe schnell, einfach und fehlerfrei abarbeiten

– diese Funktionalitäten muss ein

Automatisierungsgerät beherrschen. Zwingend

erfolderlich dabei sind eine einfache

Bedienung, Visualisierung und Diagnose,

um effizient und kostensparend zu arbeiten

und Mitarbeitern aufwändige Schulungen

zu ersparen.

In Messdatensammlern werden Messdaten

schnell, präzise und störsicher gesammelt.

Die TEDS-Sensorerkennung vereinfacht

die Verstärkerkonfiguration und den Messbetrieb.

Sie ermöglicht nicht nur eine

schnelle Konfiguration, sondern eine einfache

Inbetriebnahme über das Netzwerk

und lässt Werkzeuge obsolet werden. Über

den Messwertstatus kann kanalweise eine

Diagnose erfolgen und bei Störungen gezielt

vor Ort oder ferngesteuert eingegri fen

werden.

Um ein Automatisierungssystem stabil zu

betreiben, dürfen die Übertragungskanäle

nicht „verstopft“ werden. Das bedeutet,

dass möglichst viele Messdaten schon dezentral

vorverarbeitet werden sollten. Dazu

muss die Komponente über interne Berechnungskanäle

verfügen. Diese erledigen in

Echtzeit Überwachungs- und Regelfunktionen.

Die Signale können intern weiterberechnet

sowie über Analogausgänge oder

schnelle, Ethernet-basierte Feldbusse an

das Automatisierungssystem ausgegeben

werden. Damit wird die Maschinen- und

Anlagensteuerung nicht überlastet und es

können kurze, schnelle Regelzyklen erreicht

werden. Messverstärker mit integrierten

Smart-Functions (zum Beispiel intelligenten

Berechnungskanälen) rechnen sich für viele

Maschinenbauer, da keine internen Soft-

38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


WENIGER IST

MEHR

01 In vernetzten, intelligenten und durch

untereinander kommunizierende Maschinen

geprägten Produktions- und Maschinensystemen

spielt der Einsatz intelligenter

Messsysteme wie ClipX oder PMX eine

Schlüsselrolle

wareentwickler mehr benötigt werden, die

aufwendigen Code selbst schreiben müssten.

Jeder Mechatroniker kann diese

Smart-Functions intuitiv bedienen.

IOT-Komponenten beinhalten mit

ihren internen Berechnungskanälen

bereits diese Smart-Funktionen. So

zählen sie zu den cyber-physischen

Systemen, die eine intelligente Fabrik

und Infrastruktur ermöglichen.

Durch die integrierten Diagnosemöglichkeiten

können Wartungsprozesse gesteuert

und Serviceeinsätze strukturiert geplant

werden. Basis dafür ist die Verfügbarkeit aller

relevanten Informationen in Echtzeit durch

Vernetzung. Durch die Verbindung von

Menschen und Systemen entstehen so

dynamische, echtzeitoptimierte und sich

selbst organisierende, unternehmensübergreifende

Wertschöpfungsnetzwerke. Diese

lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien,

wie zum Beispiel Kosten, Verfügbarkeit

und Ressourcenverbrauch optimieren.

Feldbusse im

Automatisierungsumfeld

Feldbusse garantieren Taktsynchronität, sodass

Mess- und Diagnosedaten immer im

gleichen Zeitraster übertragen werden. Um

dies zu garantieren, wird im Datenframe

der Datenübertragung immer ein fester

Bereich für Echtzeitdaten reserviert. Ein

Vorteil durch den Einzug der Ethernet-

Technologie als Übertragungsmedium in

der Fertigung ist die hohe Verfügbarkeit

von vorhandenen Netzwerkkomponenten.

Neue Möglichkeiten ergeben sich, wenn

Daten der Anlage zentral gespeichert und

genutzt werden können. Durch Cloud-

Lösungen lassen sich einerseits gezielt

Anforderungen, wie das Steuern der Produktion

mit Losgrößen und Materialbeschaffung,

eingeben. Andererseits werden

Störungen erkannt, signalisiert und dadurch

schneller behoben. Die Produktion wird

nachweisbar effizienter, kostengünstiger

und kann weitgehend automatisiert werden.

02 Neben der Bereitstellung geeigneter

Sensoren bildet die moderne Messelektronik

das Herz der Messkette für die Produktion

Die HBM-Cloud

bringt Automatisierung

in neue Spheren

Mit OPC Unified Architecture, kurz OPC

UA, einem industriellen M2M-Kommunikationsprotokoll,

gibt es ein Datenformat

zur effizienten Übertragung der Planungsund

Diagnosedaten der Fertigung in die

Cloud. Der bereits vorhandene Vorgänger

OPC wurde als weltweit gültiger Standard

normiert und festgelegt. Als neueste aller

OPC-Spezifikationen der OPC Foundation

unterscheidet sich OPC UA erheblich von

seinen Vorgängern, insbesondere durch die

Fähigkeit, Maschinendaten nicht nur zu

transportieren, sondern auch maschinenlesbar

semantisch zu beschreiben. Auch

diese Technologie arbeitet Ethernet-basiert

und bietet damit Sparpotentiale, die erfassten

Daten werden aber nicht in dem schnellen

Zyklus übertragen, den man bei den Feldbussystemen

vorfindet.

Die Zukunft der Messtechnik in der

Cloud liegt darin, dass die Daten nicht von

einem Speicherort zum anderen wandern.

Vielmehr können sie in vielen Fällen dank

künstlicher Intelligenz und Machine-Learning,

automatisch einen sofortigen Nutzwert

erreichen. Mit dem Einsatz moderner

Messtechniksysteme im Internet der Dinge,

können Herstellungskosten gesenkt sowie

Qualität und Geschwindigkeit von Fertigungs-

und Prüfprozessen signifikant gesteigert

werden. HBM arbeitet hier konsequent

an der Implementierung dieser

Technologien und hat sie im Mess-und

Steuerungssystem ClipX und PMX bereits

umgesetzt.

Bilder: HBM

www.hbm.com

MESSTECHNIK

MESSTECHNIK

MESSTECHNIK

WENIGER PLATZ. WENIGER GEWICHT.

WENIGER PLATZ. KOSTEN. WENIGER MEHR PRÄZISION. GEWICHT.

WENIGER

WENIGER KOSTEN.

PLATZ. WENIGER

MEHR PRÄZISION.

GEWICHT.

Die WENIGER kompakten KOSTEN. Ein-Chip-Strommesssysteme MEHR PRÄZISION. der

Die ICD-Serie kompakten tun das, Ein-Chip-Strommesssysteme was sie am besten können: der

ICD-Serie Die kompakten

sehr genau tun Strom das, Ein-Chip-Strommesssysteme was messen.

sie am besten können:

der

sehr ICD-Serie genau tun Strom das, messen.

was sie am besten können:

Das sehrICD-C genaugewährleistet Strom messen. die Strommessung in

Das industriellen ICD-C gewährleistet Applikationen die und Strommessung ist mit einemin

industriellen Das ICD-C gewährleistet

praktischen Platinenstecker Applikationen die und Strommessung

ausgestattet. ist mit einem

in

Das

praktischen industriellen ICD-A wurde Platinenstecker Applikationen

speziell für dieausgestattet. und ist mit einem

Automobilindustrie Das

ICD-A praktischen

entwickelt wurde Platinenstecker

und speziell verfügt für über die Automobilindustrie

ausgestattet.

einen Das

abgedichteten,

entwickelt ICD-A wurde

sechspoligen und speziell

MCOM-Stecker. verfügt für über dieeinen Automobilindustrie

Beide abgedichteten,

Geräte sind

sechspoligen entwickelt und

in den Varianten MCOM-Stecker. verfügt über einen

100A, 300A und Beide abgedichteten,

500A Geräte erhältlich sind

in sechspoligen

und den decken Varianten MCOM-Stecker.

verschiedenste 100A, 300A Anforderungsprofile

und Beide 500A Geräte erhältlich

sind

und in den

ab. decken Die Varianten

integrierte verschiedenste 100A, 300A

CANbusAnforderungsprofile

2.0 und 500A erhältlich

Schnittstelle

ab. und

gewährleistet Die decken integrierte verschiedenste

eineCANbus schnelle2.0 Anforderungsprofile

und Schnittstelle

zuverlässige

gewährleistet ab. Die integrierte

Kommunikation eine CANbus

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ICD-System und Schnittstelle zuverlässige

und

Kommunikation Steuergerät.

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Überzeugen Steuergerät. Sie sich von den herausragenden

Überzeugen Eigenschaften Sie hochpräziser sich von den herausragenden

Strommessung mit

Eigenschaften Überzeugen Sie

Systemen der hochpräziser ICD-Serie sich von den

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DIE FEATURES IM ÜBERBLICK:

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DIE Messung: FEATURES Strom IM ÜBERBLICK:

Messung: Strom

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Zusatzfunktionen: Eigenverbrauch-Messung Sleep mode,

Eigenverbrauch-Messung

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Kommunikation: CANbus 2.0

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Auf dem Prüfstand

Wirtschaftliches Testverfahren zur Bestimmung

der Wasserdampf-Durchlässigkeit von Kunststoff-Folien

Kunststoff-Folien die in Medizinprodukten zum Einsatz

kommen, müssen hohen gesetzlichen Anforderungen

gerecht werden. Neben der Bioverträglichkeit ist die

Wasserundurchlässigkeit ein wichtiges Kriterium. An

der Hochschule Furtwangen wurde im Rahmen einer

Projektarbeit [1] ein Teststand zur Messung von

Wasserdampf-Diffusionsbarrieren realisiert.

Zuverlässige Temperatur- und Feuchtesensoren eines

Schweizer Messtechnik-Spezialisten übernahmen

hierbei eine wichtige Rolle – präzise und wirtschaftlich.

Medizinprodukte umfassen eine große Bandbreite von Produkten

und Verfahren, die für eine Anwendung am Menschen bestimmt

sind. Im Gegensatz zu Arzneimitteln, die pharmakologisch,

immunologisch oder metabolisch wirken, erfolgt die Hauptwirkung

bei Medizinprodukten überwiegend auf physikalischem Wege. Dazu

zählen z. B. Implantate, Produkte zur Injektion oder Dentalprodukte.

Eine besondere Stellung nehmen die aktiven implantierbaren Medizinprodukte

ein. Sie werden einem Menschen in den Körper eingeführt

und verbleiben dort. Dies sind z. B. Herzschrittmacher, Infusionspumpen

oder Netzhaut-Implantate, die strengsten Sicherheitsanforderungen

unterliegen. Aus diesem Grund müssen aktive Medizinprodukte

mit bioverträglichen Materialien verkapselt werden, die zudem

möglichst wasserdampfundurchlässig sind, um Komplikationen mit

elektrischen Komponenten zu vermeiden. Der Beitrag beschreibt einen

validierten Teststand zur Messung von Wasserdiffusionsbarriereschichten

auf flexiblen Kunststoff-Folien, die unter anderem zur

äußeren Beschichtung von Medizinprodukten verwendet werden.

Michael Engel, Denis Horn, Dipl.-Phys. Felix Blendinger, Dipl.-Chem. Michael

Metzger, Dr. Markus Westerhausen, Prof. Dr. Volker Bucher, Hochschule

Furtwangen, Studienzentrum Rottweil, Kontakt: buv@hs-furtwangen.de

Im Fokus: Eigenschaften des Kunststoffs Parylen

hinsichtlich Wasserdampf-Durchlässigkeit

Das zu messende Material bestand u. a. aus eingekapselten Plasmaund

Parylenbeschichtungen, die das Produkt nach außen hin nicht

nur biokompatibel, sondern auch biostabil machen. Entsprechende

Folien dieses Materials waren zu testen. Der Kunststoff Parylen

ist vielseitig verwendbar, er besitzt gute mechanische und dielektrische

Eigenschaften, eine gleitfähige Oberfläche, ist temperaturstabil,

chemisch inert und lösemittelbeständig, stellt einen hervorragenden

Korrosionsschutz dar und ist eine ausgezeichnete Permeations-

Barriere. Um nun die Eigenschaften dieser Permeations-Barriere in

Bezug auf Wasserdampfdurchlässigkeit zu prüfen, gibt es zwar Geräte,

die jedoch in der Anschaffung teuer sind. Zudem gäbe es die

Möglichkeit, Folien separat und extern testen zu lassen, was jedoch

einen hohen Logistikaufwand, dauerhafte Kosten und Zeitaufwand

bedeuten würde. Dieses Dilemma löst nun der an der Hochschule

Furtwangen u. a. mit Elektronik-Komponenten der Schweizer Firma

MSR Electronics GmbH realisierte Teststand, mit dem die erwähnten

flexiblen Kunststoff-Folien untersucht werden können.

Konstruktiver Aufbau des Messplatzes

Der Teststand besteht aus zehn analogen Messeinheiten. Allgemein

wird, wie in Bild 02 rechts dargestellt, ein Messsensor mit integriertem

Temperatur- und Feuchtesensor in einer verschließbaren Box eingebaut.

Diese ist auf einer Seite offen, sodass die zu testende Folie darüber

gespannt werden kann. Anschließend wird die Box über mehrere

Stunden oder Tage bei einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit wie z. B.

85 % und einer definierten Temperatur in den Klimaschrank gelegt. Im

Inneren der Box werden einmal pro Minute Messdaten der aktuellen

relativen Luftfeuchte sowie der Temperatur vom Sensor aufgenommen.

Um den Testaufbau zu validieren, können spezielle Eichfolien

mit normierter Wasserdampf-Durchlässigkeit eingesetzt werden.

Als Sensoren im Inneren arbeiten Module des Typs MSR385SM

der Schweizer Firma MSR Electronics. Sie erfassen die Werte für

Temperatur, relative Feuchtigkeit und den Luftdruck (der in diesem

Fall nicht benötigt wird) und senden die gemessenen Werte im

lizenzfrei nutzbaren 868-MHz-ISM-Funkband an einen außen

40 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


SENSORIK UND MESSTECHNIK

01 Das Wireless-Messsystem erlaubt es Temperatur, Feuchte und

Druck an verschiedenen Messpunkten und Orten kontinuierlich

aufzuzeichnen und via Cloud standortunabhängig zu überwachen

angeordneten Datenlogger des Typs MSR385WD. Aufgrund ihrer

Wärmebeständigkeit erlauben die Sensor-Sendemodule, je nach

Gehäusetyp, messtechnische Anwendungen selbst bei hohen Arbeitstemperaturen

von bis zu + 125 °C. Dank ihres kompakten Gehäuses

können sie auch an schwer zugänglichen Stellen platziert

werden, im konkreten Fall in der Messbox mit der darüber angeordneten

Folie. Ein optimiertes Power-Management sorgt dafür, dass

die Energieversorgung der Mini-Sendemodule je nach Häufigkeit

der Messungen und Funkübertragungen für bis zu fünf Jahre gewährleistet

ist. Als Spannungsversorgung arbeitet ein Akku mit

260 mAh oder eine Lithium-Batterie mit 800 mAh.

Daten jederzeit standortunabhängig überwachen

In Bild 01 sind die MSR-Funktionskomponenten und ihre Datenübertragungswege

bildlich dargestellt. Über ein GSM-Terminal und

die „MSR Smart Cloud“ können aufgezeichnete Daten auch weltweit

standortunabhängig überwacht werden. Herzstück des Wireless-

Mess-Systems von MSR Electronics GmbH ist der mit einer Speicherkapazität

von über einer Million Messwerten ausgestattete Datenlogger

MSR385WD. Dieser Mehrkanal-Datenlogger besitzt ein integriertes

ISM-Band Empfangsmodul, über das er die Daten von bis zu

zehn MSR385SM- Sendemodulen entgegennimmt und speichert.

Die Spannungsversorgung des Datenloggers erfolgt über den USB-

Anschluss; ein autonomer Betrieb ist mit dem integrierten LiPo-Akku

mit 2 400 mAh für die Dauer von bis zu zwei Tagen möglich. Ein

Flash-Speicher sorgt für Datensicherheit bei Stromausfall.

Vorteile der Datenübertragung via Funk

Die Größe des Feuchtigkeitssensors gibt vor, welcher Durchmesser

des Vakuumrohrs verwendet werden kann. Und da die Sensor-Sendemodule

ohne externe Stromzufuhr sondern mit ihrem eingebauten

Akku arbeiten, kann auf Strom-Zuführungsleitungen verzichtet

werden, die eventuell die Dichtigkeit der Komponenten gefährden

würden. Zudem könnten Daten auch bei einem evtl. Stromausfall

weiter aufgezeichnet werden. Weiterer Vorteil ist die Datenübertragung

via Funk. Denn eine kabelgebundene Datenübertragung würde

die Gefahr bergen, dass die Flanschbauteile an den Kabel-Durchführungsstellen

undicht werden könnten und somit unerwünschter

Wasser (-dampf) in das Innere der Messanordnung gelangen könnte.

Ein weiterer Vorteil der verwendeten Sensormodule und Datenlogger

ist auch deren niedriger Preis, sodass die Kosten für diesen Messplatz

unter 5 000 Euro gehalten werden konnten.

02 Versuchsaufbau: links eine Testbox mit innenliegendem

Funk-Messdatensensor, darüber die zu prüfende Testfolie, deren

Wasserdampf-Diffusionseigenschaften getestet werden sollen

Zunächst wurde die Reichweite der Funkstrecke zwischen den

Mess-Sensormodulen und dem Empfangs-Datenlogger getestet. Im

freien Raum betrug die Reichweite zirka 8 m, mit einer Betonwand

dazwischen noch 5 m, und mit den Sensoren im Klimaschrank sowie

dem Datenlogger außerhalb des Klimaschranks ca. 0,5 m. Daher

wurde der Datenlogger auf dem Klimaschrank abgestellt, wenn

Messungen im Klimaschrank stattfanden. Zur ständigen Überwachung

wurde der Empfangs-Datenlogger mit einem PC nahe des

Klimaschranks verbunden. Via Remote-Zugriff konnte auf einen PC

auf den angeschlossenen Datenlogger zugegriffen und die Daten

überprüft werden.

Fazit

In dieser Forschungsarbeit wurde ein System entwickelt, mit dem

flexible Kunststoff-Folien bezüglich ihrer Wasserdampfdurchlässigkeit

getestet werden können. Das System ist im Vergleich zu industriellen

Testverfahren sehr kostengünstig. Die Testaufbauten sind in

der Konstruktion einfach gehalten, was zum einen Fehlerquellen

reduziert und zum anderen einen schnellen Aufbau ermöglicht.

Bilder: 01 MSR Electronics, 02 Hochschule Furtwangen

Literatur: [1] Denis Horn, Michael Engel: Aufbau eines Teststandes zur Messung von

Wasserdiffusionsbarrieren für flexible Leiterfolien. Hochschule Furtwangen, Juli 2018

www.msr.ch

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 41


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Hohes Detektionspotenzial

Aus Forschung und Entwicklung: Zerstörungsfreie Schadensfrüherkennung

an Autoreifen mittels Thermografie

Die Flir T500 mit lasergestütztem

Autofokus, MSX und UltraMax

Vulkani sation) sowie einer Kombination

von beiden (z. B. einer Beule – also einer

Trennung – zwischen Karkasse und innerer

Kautschuk-Schicht).

Forschungsansätze

Autoreifen sind die einzigen

Kontaktpunkte zwischen dem

Fahrzeug und der Straße und

stellen eine sicherheitsrelevante

Komponente dar. In einem

Forschungsprojekt werden nun

Wärmebildkameras zur Entwicklung

eines zerstörungs freien

Prüfverfahrens für Autoreifen

eingesetzt.

Gerold Klein, Ludwig Veith, Michael Immler,

Fabiano Indicatti, Daniela Nickel, Matthias

Oechsner, TU Darmstadt (MPA/IfW);

Thomas Jung, Flir Systems GmbH, Frankfurt a. M.

Autoreifen müssen hohe Anforderungen

an Robustheit, Fahrkomfort und Betriebssicherheit

erfüllen. Oft sind die Beschädigungen

nicht sofort erkennbar und

treten erst im Fahrbetrieb als Reifenpanne

auf. Präventive Inspektionen für ein Höchstmaß

an Fahrsicherheit und Reifenlebensdauer

können folgenschwere Unfälle vermeiden,

denn sie entlarven beschädigte

Reifen frühzeitig.

Neben Herstellungsfehlern und Montageverletzungen

sind nachlässige Wartung und

Fahrweise oft die Ursache für Reifenaus fälle.

Beispiele dafür sind das Überfahren von

Bordsteinen, Fahren mit falschem Reifendruck

und Einfahr- und Schnittverletzungen.

In solchen Fällen werden die Materialien

und Aufbauteile des Reifens thermisch und

mechanisch überbeansprucht, sodass es

zur Entstehung von Rissen, Beulen und

Abtrennungen zwischen Strukturschichten

kommen kann. Die Experten unterscheiden

zwischen Flächenfehlern (beispielsweise

einer Ablösung zwischen den Stahlgürtelschichten

mit nachträglicher Vulkanisation),

Volumenfehlern (z. B. Fremdmaterial zwischen

den Stahlgürteln mit nachträglicher

Seit 2016 testen die Forscher des Kompetenzbereiches

„Kunststoffe und Verbunde“

des Zentrums für Konstruktionswerkstoffe

in Darmstadt (MPA/IfW) verschiedene

Methoden zur frühzeitigen Erfassung von

Reifenschäden. Unterschiedliche zerstörungsfreie

Prüfverfahren liefern detaillierte

und zuverlässige Qualitätsinspektionen:

Shearografie (Prüfvorgang in einer Vakuumkammer)

und Röntgenstrahlung können

Fehlstellen im Mikrometerbereich auflösen.

3D-Laser-Scanner erfassen Oberflächenstrukturen

in Millimetergröße. Aber auch

Wärmebildkameras erschienen dafür gut

geeignet, weil sie mit vergleichsweise geringem

Aufwand prüfen. „Dieses Verfahren ist

bei Reifen bisher eher wenig erforscht und

schien damit ein lohnendes Forschungsziel.“

erklärt Laborleiter Gerold Klein, der

als zertifizierter Thermograf Teil des Forschungsteams

ist. Für Vergleichstests wurden

drei Reifenproben mit typischen Defekten

vorbereitet, die reale schadhafte Zustände

von Fahrzeugreifen darstellen sollten.

Die Reifenproben werden in einem Temperschrank

gleichmäßig auf übliche Reifen-

Betriebstemperaturen von etwa 80 bis

100 °C erwärmt. In einer speziellen Metallbox

werden sie dann mit einer Flir-Wärmebildkamera

der T-Serie analysiert. Dieser

Prüfaufbau sichert die Reproduzierbarkeit

und vermeidet äußere Störungen wie ungewünschte

Luftströmungen. Im zeitlichen

Abkühlverhalten der Probenoberflächen

werden fehlerhafte Änderungen der Material-

42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Das Darmstädter Forscherteam hat für die Tests eine Flir T425 mit einer Auflösung

von 320 × 268 Pixeln eingesetzt. Seit 2017 bietet Flir als Nachfolger die T500-Serie

an mit einer um 180° drehbaren Objektivplattform, einem hellen, 4" großen

LCD-Display und bereits in die Kamera integrierten Mess- und Analysefunktionen.

Ihr lasergestützter Autofokus gewährleistet, dass Anwender jedes anvisierte Objekt

rasch scharf stellen und absolut präzise Temperaturmessungen ausführen können.

Flir Vision Processing liefert mit den Bildverbesserungsfunktion MSX und UltraMax

und den adaptiven Filteralgorithmen gestochen scharfe Wärmebilder mit einer

echten nativen Auflösung von 464 × 348 (161 472) Pixeln. Die Kamera kann mit den

sich selbst kalibrierenden intelligenten AutoCal-Wechselobjektiven schnell an jede

Situation angepasst werden.

Schwingung

messen und

überwachen

eigenschaften (wie Dichte, Wärmeleitfähigkeit

und Wärmekapazität) deutlich.

Erfassung der Defektarten

In den Wärmebildern werden Defektzonen

durch vergleichsweise niedrigere Temperaturen

auffällig. Die kleinste identifizierbare

Unregelmäßigkeit liegt innerhalb von 0,5 bis

1 mm. Die Fehlstellen sind in den ersten

Sekunden nach der Erwärmung der Probekörper

eindeutig detektierbar. Daher wurde

das Abkühlverhalten detaillierter untersucht

und die durchschnittliche Temperatur an

der beschädigten Stelle mit der Temperatur

an einem fehlerfreien Bereich verglichen.

Nach zweijähriger Arbeit und diversen

Modifikationen zur Optimierung der Versuchsbedingungen

erreichte das Darmstädter

Forscherteam mit dem Prüfaufbau bereits

sehr gute Ergebnisse. Fehlerart und Größe

des Fehlers an Reifen werden zuverlässig

bei allen getesteten Probekörpern mit einer

Messgenauigkeit im Millimeterbereich erfasst.

Darüber hinaus wird mit einem Wärmeschrank

eine homogene Erwärmung der

Prüfkörper gewährleistet. Für ein höheres

Detektionspotential von Reifenschäden soll

die Analyse mit der Infrarotkamera während

der ersten Minute der Abkühlungsphase

erfolgen.

Automatisierte Prüfanlage

„Wir haben bereits die nächsten Ziele definiert.“

erklärt Fabiano Indicatti. „Als Alternative

zur hier präsentierten Probenanregung

wird ein induktives Verfahren erprobt.

Diese Variante bietet die Möglichkeit,

das Temperaturverhalten von Defektstellen

während der Erwärmungsphase zu analysieren.

Die induktive Anregung bietet sich

an, weil sich die Versuchsparameter (wie

Probetemperatur und Abstand zwischen

Reifen und Induktor) berührungslos variieren

lassen.“

Zusätzlich sind noch Untersuchungen

mit neuen Prüfkörpern vorgesehen, die weitere

gängige Reifendefekte aufweisen. Prüfungen

von fertigungsbedingten Fehlstellen

sowie Infrarotbildanalysen ohne Demontage

des Reifens zur präventiven Kontrolle könnten

dann auch in naher Zukunft stattfinden.

Nach allen noch vorgesehenen Versuchen

planen die Forscher des MPA/IfW sogar eine

standardisierte thermografische Prüfanlage

zur automatisierten Fehlererkennung und

Qualitätssicherung an Reifen – für mehr

Sicherheit auf unseren Straßen.

Bilder: Flir

www.flir.de

01 Versuchsanordnung zur zerstörungsfreie Schadensfrüherkennung

an Autoreifen (links)

02 Ablösung zwischen den Stahlgürtelschichten

mit nachträglicher Vulkanisation

Messgeräte mit USB

und Ethernet

Direktanschluss von IEPE-Sensoren

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Kabellos und robust

Vibrationsmessungen in der Zustands- und

Strukturüberwachung an Gebäuden und Maschinen

Der drahtlose

Hochleistungs-

Beschleunigungs

sensor verfügt über einen

integrierten Datenlogger, erweiterte

Sende- und Empfangsleistung sowie eine

erhöhte Speicherkapazität

Sensoren, die den heutigen

Anforderungen entsprechen,

sollten nicht nur kabellos sein,

sondern auch zuverlässig,

wartungsfreundlich und flexibel.

Wir stellen Ihnen eine Generation

Beschleunigungssensoren vor,

die ihre Stärken in der Zustandsüberwachung,

im schnellen Aufbau

von Testreihen sowie im Prozessmonitoring

unter Beweis stellt.

kommt der Betrieb unter anspruchsvollen

Witterungsbedingungen. Selbst unter teils

extremen klimatischen Verhältnissen wie in

Kanada muss ein Überwachungssystem in

der Lage sein, Veränderungen zu erfassen

und in Echtzeit zu verfolgen.

Hohe Anforderungen

Im Fall der kanadischen Brücken wurden

verschiedene physikalische Parameter definiert,

die gleichzeitig überwacht werden

Für die Vibrationsüberwachung an den Betonfundament

und Pfeilern kommen Bean-

Device AX-3D zum Einsatz. Die Ingenieure

messen hier mit 200 Hz. Des Weiteren sind

BeanDevice AX-3D XRange auf Metallkonstruktionen

montiert und kontrollieren die

Erschütterung mit 400 Hz – und zwar auch

bei - 20 °C. Von zentraler Bedeutung ist hier

auch das BeanGateway, das die Informationen

des BeanDevice AX-3D und HI-INC

aufnimmt und weitergibt. Mit einer Spezialantenne

verfügt es über eine Reichweite

von 500 - 600 m. Eine Stärke des BeanAir-

Systems liegt in der Art der Stromversorgung:

Sie kann sowohl über einen Akku gewähreistet

werden, als auch über ein Solar-

Panel mit max. 5 W Ausgangsleistung.

Offline-Analysen

Die Beschleunigungssensoren eignen sich u. a. zur Vibrationsanalyse,

Trägheitsmessung und Bewegungs- und Erschütterungserkennung

In Kanada hat die Firma Les Services EXP in

Montreal über 250 BeanDevice AX-3D und

HI-INC der Firma BeanAir (Vertrieb Additive

GmbH) in der Brückenüberwachung im

Einsatz. Sie leisten für Betreiber wie Nutzer

der Brücken einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung

der hohen Sicherheitsanforderungen.

Dabei ergeben sich für die Überwachung

von Brückenermüdung und -verhalten

alleine aus der Struktur und Komplexität

schon große Herausforderungen. Hinzu

müssen: Vibrationen, Abweichungen in der

Neigung, Risse, Erschütterungen und Verformung.

Die 250 BeanDevice-Sensoren wurden

an definierten Punkten der Großkonstruktion

zur Dauerüberwachung angebracht.

Im Fundament sind kabellose Neigungssensoren

im Einsatz. Über einen vom Kunden

gestellten Abstandssensor (4 - 20 mA)

können auftretende Risse erfasst werden.

Die Stromversorgung des Sensors erfolgt

dabei über ein BeanDevice AN-420, das

auch die Messdaten zur Basis schickt.

Für die Offline-Analysen aller BeanDevice-

Sensoren werden die Messdaten an einem

Leitrechnersystem mithilfe der Software

OriginPro analysiert. Hier lassen sich die

Massendaten einfach und schnell auswerten

und es können sowohl sehr langsame Strukturveränderungen

(Ermüdung) als auch

wiederkehrende Spitzenbelastungen zeitgenau

und rückwirkend betrachtet werden.

Fotos: Fotolia, Additive

www.additive-net.de

Andreas Heilemann, Geschäftsführer ADDITIVE

Soft- und Hardware für Technik und Wissenschaft

GmbH in Friedrichsdorf

44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Individuell anpassbare Drucksensoren

Die automatisiert bestückbaren SOIC-Drucksensoren von Amsys

sind direkt einsatzbereit durch ihre werksseitige Kalibrierung. Sie

sind im Druckbereich von ± 1,25 mbar bis ± 2 bar erhältlich und

können teilweise individuell angepasst werden. Als Ausgangssignale

stehen ein digitales Drucksignal im I²C- oder SPI-Format zu

Verfügung oder eine zum Druck proportionale Analogspannung.

Zudem kann in einigen Fällen das Brückensignal als analoges

Direktsignal abgegriffen werden. Mit einer ADC-Auflösung von 14

bis 24 Bit und einer Genauigkeit von typischerweise ± 0,5 %

FS sind die Sensoren für Industrie anwendungen ge eignet. Das

10,2 × 7,5 mm kleine Gehäuse der Niederdrucksensoren basiert

auf dem Standard SOIC16(w)-

Gehäuse. Zusätzlich zum IC ist

auch die Siliziummesszelle in

das Gehäuse integriert. Die

OEM-Sensoren eignen sich für

die automatische SMD-Montage.

Sie können wie ein IC im

Leiterplattenentwurf platziert

und per Reflow-Verfahren auf

normale PCBs montiert werden.

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Maschinenautomation und erleben Sie Innovationspartnerschaft auf Augenhöhe.

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Kompakte Kamerafamilie für

Embedded Vision

Die neue mvBlueFOX3-3M-Familie erfüllt den Bedarf vieler

Embedded Vision Projekte nach kostengünstigen und kompakten

Board-level-Kameras mit einem flexiblen Schnittstellenkonzept,

das individuelle Anpassungen an die unterschiedlichsten Einbausituationen

und Rechneranbindungen ermöglicht. Durch die

Verwendung der modernen Sony IMX-Sensoren, die sich durch

eine hohe Dynamik und Lichtempfindlichkeit auszeichnen,

werden auch höchste Ansprüche

an die Bildqualität erfüllt. Das erste

Produkt aus dieser Serie, die mv-

BlueFOX3-3M-064Z, bietet mit dem

Starvis IMX178 ein optimales

Preis-/Leistungsverhältnis. Der

6,4 MP Rolling Shutter Sensor

eignet sich durch seine hervorragende

Bildqualität und dank

seiner hohen Geschwindigkeit für

Industrieanwendungen. Trotz des

kompakten Formfaktors besitzen die USB3 Vision kompatiblen

Kameras einen großen Bildspeicher und ein leistungsstarkes

FPGA für on-board Vorverarbeitungen sowie digitale Schnittstellen

für eine flexible Integration in unterschiedlichste Umgebungen.

Das modulare Konzept ermöglicht über einen board-to-board

Stecker die direkte Anbindung des Sensorboards an kundenspezifische

Embedded-Lösungen. Neben einem erhältlichen Standard-

Interface Board mit USB- und I/O-Stecker sind auch individuelle

OEM-Lösungen mit verschiedensten Steckerausrichtungen und

Bauformen realisierbar.

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in der Verarbeitung sicherer und nicht-sicherer Signale

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

CX-Polarisationskameras erkennt

Fehler auch in Glas

Die neuen CMOS-basierten GigE und USB 3.0 Polarisationskameras

der CX-Serie von Baumer nutzen die Polarisationseigenschaften

des Lichts und ermöglichen damit vielfältige neue industrielle

Bildverarbeitungsanwendungen, z. B. bei der Qualitätskontrolle

von Glas, Kohlefasergewebe

(CFK) oder reflektierenden

Oberflächen.

Die Kameras setzen den

5 MP Global Shutter

Sensor IMX250MZR von

Sony ein, der über eine

zusätzliche Polarisationsschicht,

bestehend aus

vier Polarisationsfiltern

(0°, 90°, 45°, 135°), auf

Pixelebene verfügt. So reicht eine Aufnahme aus, um gleichzeitig

den Polarisationsgrad und Polarisationswinkel des polarisierten

Lichts ganz ohne Filterwechsel zu erfassen. Dank des effektiven

Zusammenspiels zwischen integriertem Auswertealgorithmus

und Baumer Gapi SDK werden nur die Polarisationsinformationen

ausgegeben. Applikationen lassen sich so inline lösen und

sehr flexibel, einfach und kostengünstig umsetzen. Großen

Mehrwert generieren die Kamera z. B. in der Glasindustrie bei

der Qualitätssicherung während der Produktion von Glasartikeln

wie Flaschen oder Ampullen.

www.baumer.com

Drahtloser Druck-Transmitter zum Regeln

Honeywell stellt den neuen SmartLine Wireless Druck-Transmitter

XYR 6000 vor. Hierbei handelt es sich um eine flexible, skalierbare

und sichere Lösung für die Drucküberwachung und auch für die

Druckregelung in Verbindung mit der drahtlosen Netzwerktechnologie

des Herstellers. Durch die Weiterentwicklung des Transmitters

können Nutzer, das für ihre spezifischen Anwendungen

am besten geeignete, drahtlose Protokoll auswählen. Mit der

Multiprotokoll-Fähigkeit in seiner OneWireless Netzwerk-Infrastruktur

ist Honeywell eigenen Angaben zufolge der erste Anbieter,

der ISA100 Wireless und WirelessHART unterstützt. Erhöhte Flexibilität

bei der Implementierung drahtloser Systeme ist die Folge.

www.honeywell.com

Plankonvexe Linsen (PCX) für präzise

Laseranwendungen

Edmund Optics stellt die Techspec plankonvexen

Linsen (PCX) für Laseranwendungen

vor. Zu dieser neuen Produktfamilie

aus Präzisionslinsen zählen zwanzig

Modelle, die für eine Vielzahl von

Nd:YAG-Laseranwendungen mit hoher

Leistung geeignet sind – einschließlich

der Laserbearbeitung, dem Laserschneiden

und -schweißen. Sie bestehen aus

einem UV-Quarzglas-Substrat, bieten eine Oberflächengenauigkeit

von λ/10 und eine Oberflächenqualität von 10 - 5 und sorgen

somit für geringe Streuverluste und eine hohe Qualität der transmittierten

Wellenfront. Die Linsen weisen eine absolute Reflektivität

< 0,25 % an den Beschichtungs-Designwellenlängen auf und

die garantierten Laserzerstörschwellen reichen von 3 J/cm 2 bei

266 nm bis 15 J/cm 2 bei 1 064 nm (20 ns, 20 Hz). Techspec plankonvexe

Linsen (PCX) für Laseranwendungen sind unbeschichtet

oder mit unterschiedlichen Anti-Reflex-(AR)-Beschichtungen mit

hoher Laserzerstörschwelle und einem Durchmesser von

25,4 mm erhältlich.

www.edmundoptics.de

Wärmebildkameras für mehr Effektivität

in der Glasproduktion

In der Glaswanne kann die Temperatur der Glasschmelze gemessen

werden. Hierfür hat DIAS Infrared das System Pyronic entwickelt,

das Temperaturen bis 1 800 °C messen kann und durch

ein gekühltes Sonden-Objektiv mit Rückzugsvorrichtung auch

den hohen Umgebungstemperaturen standhält. Die gewonnenen

Daten werden kontinuierlich in Echtzeit über eine Ethernet-Verbindung

an einen Rechner übertragen. So können Temperaturverläufe

schnell und sicher erfasst und Beschädigungen der Ausmauerung

und der Glaswanne vermieden

werden. Zudem lassen sich

mithilfe von IR-Kameras Überhitzungen

und Risse in und unter dem Tank

erkennen, sodass dem Produktionsstillstand

vorgebeugt werden kann.

www.dias-infrared.de

Messverfahren

Festelektrolyt-Potentiometrie

NDIR-Sensoren

Wärmeleitfähigkeit

Elektrochemische Sensoren

Keidel-Zellen

Gasanalytik für die Prozessmesstechnik

www.zirox.de

ZIROX Sensoren und Elektronik GmbH | Am Koppelberg 21 | 17489 Greifswald | Tel.: +49(0)3834-83 09 00 | Fax: +49(0)3834-83 09 29 | E-Mail: info@zirox.de

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46 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


SENSORIK UND MESSTECHNIK

Messuhren bis 30 mm wirtschaftlich kalibrieren

Der Spezialist für mechanische und elektronische Präzisionstechnik Feinmess Suhl hat sein

Portfolio im Bereich Kalibrierung von Messuhren um den manuellen Uhrenmessplatz UMP3

erweitert. Mit dem neuen Messplatz mit motorischem Stellgeber und Messsystem bietet das

Unternehmen eine wirtschaftliche Lösung zur Kalibrierung kleiner Mengen (max. 300 Stk p. a.)

an analogen und digitalen Messuhren bis 30 mm, Feinzeigern, Fühlhebelmessge räten und

Induktivtastern. Die Ablesung der Messuhr geschieht dabei visuell durch den Bediener. Der

motorische Stellgeber des neuen Uhrenmessplatzes wird über eine Steuerbox mit integrierter

Grob-Feinverstellung verfahren. Die Anzeigeeinheit PU26 dient gleichzeitig als Interface zum

PC, auf dem dann ein Prüfprotokoll erstellt werden kann. Der UMP3 ist kompatibel zu den

handelsüblichen CRQ Softwares wie QM Soft. Für den Messplatz steht ein reichhaltiges Zubehör

der MFP-Produktlinie zur Verfügung, darunter Sonder-Messuhrenaufnehmer, Adapter

und Signalkabel zum Prüfen spezieller Messuhren, Feinzeiger und elektronischer Taster.

www.feinmess-suhl.com

Tools vereinfachen

Systemintegration

Kalibrierservice

Zuverlässige Messergebnisse -professionell,

preisgünstig, herstellerunabhängig, schnell

National Instruments hat eine

neue Version seiner Plattformsoftware

für die Testentwicklung

Labview veröffentlicht.

Labview 2018 bietet

Tools, die die Systemintegration

weiter vereinfachen und Anwendern

durch einen besseren

Hardwarezugriff mehr Kontrolle

über die Entwicklung geben.

Mit der neuen Software-Version

können mehr Drittanbieter-

IP über Tools wie Python integriert

werden und so die unterschiedlichen

Softwarepakete

bzw. bereits vorhandenes IP

von Projektpartnern genutzt

werden. Die neue Version

sorgt zudem für einen zuverlässigeren

Programmcode, da

die Software dank der Integration

offener Schnittstellentools

wie Jenkins automatisch erstellt

und ausgeführt werden

kann, um einen kontinuierlichen

Bereitstellungsprozess

zu gewährleisten. Bei Verwendung

von FPGAs für Hochleistungsverarbeitungen

ermöglichen

neue Deep-Learning-

Funktionen und verbesserte

Fließkomma-Operationen

zudem schnellere Markteinführungen.

»Mein Messgerät – sicher kalibriert «

Auf Ihre Messergebnisse müssen Sie sich zu 100% verlassen

können, um IhreArbeit richtig zu interpretieren. Conrad bietet

in Zusammenarbeit mit dem Partner Testo Industrial Services

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

Highspeed-Kamera macht Fehleranalyse einfach

Digitalpassameter

3902

4 mm

Die kompakte, hochauflösende Highspeed-Kamera Phantom Miro LC von HS Vision ermöglicht per

extremer Zeitlupe die genaue Analyse von sehr schnell ablaufenden Vorgängen. Sporadische Störungen,

unerklärliche Ausschüsse und Anlagenstillstände können so verhindert werden. Alle Einstellungen

können direkt per Touchscreen an der Kamera vorgenommen werden. Ist die erste Aufnahme im

flüchtigen Ringspeicher festgehalten, kann die Sequenz geschnitten oder der komplette Speicher in

den nicht flüchtigen CineFlash-Speicher von 120 GB oder optional 240 GB geschrieben werden. Zum

Analysieren der Filme kann dieser Speicher entnommen

und am Computer ausgewertet werden. Neben der optischen

Auswertung bietet die im Lieferumfang enthaltene

Software Funktionen für die Messung von Zeit, Position,

Distanz, Geschwindigkeit, Winkel und Winkelgeschwindigkeit.

Die Aufnahmen können auch direkt auf dem

LCD-Display angesehen und zur Fehlerbehebung herangezogen

werden.

Bild: iStock

www.hsvision.de

4 mm Messhub

Mixed-Signal-Oszilloskope der neuen Generation

Auflösung 0,1 µm

Messhub 4 mm

Wiederholgenauigkeit


Taupunkt-Transmitter für raue

Anwendungen

Michell hat seinen 2-Leiter-Taupunkt-Transmitter Easidew überarbeitet.

Er verfügt nun über einen dualen Modus mit parallel

nutzbarem analogen und digitalen Modbus-RTU-Ausgang und ist

für anspruchsvolle Anwendungen in industriellen Trocknern mit

Dew Point Dependent Switching ausgelegt. Alle Varianten bieten

den vollen Messbereich (Taupunkt) von - 110 bis + 20 °C, sodass

ein Produkt für alle industriellen Trockner-Anwendungen der

Druckluftqualitätsklassen 1 bis 6 genutzt werden kann. Verschiedene

Anschlüsse ermöglichen die schnelle Einbindung in

Industrie prozesse und den sicheren Austausch von Taupunktsensoren

anderer Fabrikate. Neben dem elektrischen Anschluss 5-Pin

M12 ist auch ein Mini-DIN-43650-Form-C-Anschluss erhältlich.

Die Prozess-Anschlüsse 5/8" UNF, ¾" UNF und G 1/2" BSP erleichtern

eine Anpassung an

lokale industrielle Standards.

Bei der Teilnahme an dem

Sensor-Austausch-Programm

bietet das Unternehmen eine

lebenslange Garantie.

Neue Sensorlösung für eine

verbesserte Luftqualität

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Neben dem neuen dem CO 2

-,

Feuchte- und Temperatursensormodul

SCD30 sowie weiteren Entwicklungen

für die Messung von Gas und

Flüssigkeiten und Differenzdruck

stellt Sensirion einen neuen Feinstaubsensor

vor. Der PM-Sensor

SPS30 eignet sich für Applikationen im Bereich HLK und Luftqualität.

Um höchste Präzision zu erreichen, wird Laserlichtstreuung

in Verbindung mit neuster Technologie gegen Partikelverschmutzung

kombiniert. Diese Technologie soll über einen Zeitraum von

mehr als acht Jahren genaue Messungen ermöglichen. Darüber

hinaus bieten neueste Algorithmen hohe Genauigkeit für verschiedene

PM-Typen und ein hochauflösendes Partikelgrößen-

Binning. Mit 41 × 41 × 12 mm 3 unterstützt der SPS30 Anwendungen,

bei denen es auf eine kompakte Bauform ankommt, wie z. B.

Wandmontagegeräte oder Luftqualitätsindikatoren.

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HPP272 sowie die neue Sonde HPP271 für die Bio-Dekontamination

mit Wasserstoffperoxid. Beide Sondenmodelle nutzen den

Peroxcap-Sensor zur Messung von Wasserstoffperoxid, der Genauigkeit,

Wiederholbarkeit und Stabilität bietet. Die Messsonde

HPP271 ermöglicht stabile, wiederholbare und genaue H 2

O 2

-Dampfmessungen.

Die Spezifikationen der 3-in-1-Sonde HPP272 wurden

mit einer ppm-Messgenauigkeit in einem Temperaturbereich von

5 bis 50 °C verbessert. Die aktualisierte Sonde misst verdampftes

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STEUERN UND ANTREIBEN

Eine „heiße“

Angelegenheit

Glasprodukte mithilfe eines Massendurchflussreglers

formen und feuerpolieren

01 Vielfältiger Werkstoff Glas für Flaschen,

Ampullen, Spritzen etc.

Prozessschritte

in der Glasherstellung

Der Werkstoff Glas ist auch heute noch die Grundlage für zahlreiche

pharmazeutische Gefäße wie z. B. Ampullen, Injektionsfläschchen und

Spritzen. Mit der großen Bandbreite an Produkten steigt auch die Zahl

der Glasrezepturen, die wiederum individuelle Fertigungsprozesse

erfordern. An der Stelle kommt ein Hersteller von Mess-, Steuer- und

Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase ins Spiel. Lesen Sie mehr.

Glas als durchsichtiger, weitgehend inerter

und einfach formbarer Werkstoff

eignet sich optimal für eine große Anzahl

individuell geformter Produkte. Gerade für

die Pharmazeutik werden die je nach Anforderungen

durchsichtigen oder eingefärbten

Hohlkörper in hohen Stückzahlen

gefertigt. Diese müssen dabei alle den in

einschlägigen Vorschriften vorgegebenen

Eigenschaften entsprechen, wie z. B. konstante

Volumina und Wandstärken sowie

präzise Sollbruchstellen. Dazu ist eine exakte

Prozessführung unabdingbar.

Als Ausgangsprodukt dienen dabei hochwertige

Glasrohre. Je nach Materialzusammensetzung

haben diese klar festgelegte Schmelztemperaturen.

Durch präzise Oxyfuel-Gas-

brenner werden die Rohre lokal auf definierte

Temperaturen erhitzt. So lassen sich

Objekte leicht formen, Oberflächen von

Produkten gut feuerpolieren und kleine

Risse und Unebenheiten reparieren. Voraussetzung

dafür ist eine individuell einstellbare

Gasflamme, bei der Brenngas und Sauerstoff

optimal dosiert sind. Hier können

Massendurchflussregler mit einem druckund

temperaturunabhängigen Messprinzip

helfen, z. B. der kompakte MFC von Bürkert

Fluid Control Systems. Dieser Massendurchflussregler

ermöglicht eine reaktionsschnelle

Gasdosierung, die eine wirtschaftliche Prozessführung

auch bei Schwankungen der

Gaszufuhrqualität und häufigen Produktwechseln

ermöglicht.

Bei der Glasherstellung werden die je nach

Glasart vorgemischten Rohstoffe zuerst in

Schmelzöfen oder -wannen bei definierten

Temperaturen aufgeschmolzen und miteinander

vermischt. Dabei ist die Einhaltung

einer definierten Viskosität bzw. Temperaturspanne

essentiell für die Produktqualität.

Für pharmazeutische Gläser werden aufgrund

der hohen Qualitätsanforderungen

passende Glasrohre nicht geblasen, sondern

aus der Schmelze gezogen und als Halbzeug

für die weitere Produktion eingesetzt.

Die unterschiedlichen Formen aus den abgelängten

Rohrabschnitten ergeben sich

dann durch abschnittsweises Erhitzen und

weitere Bearbeitung.

Da das Glas im Prozess immer weiter abkühlt,

ist der Rohkörper weitgehend formstabil

und lässt sich weitertransportieren.

Nun folgen weitere Arbeitsschritte, bei denen

das Produkt endgültig ausgeformt wird. Darunter

fallen Arbeiten wie Hälse ausziehen

an Ampullen, Sicken und Einbuchtungen

anbringen oder eine spezielle Oberflächenbehandlung

wie die Feuerpolitur. Zu diesen

Zwecken muss der Glaskörper wieder, meist

nur stellenweise, definiert erhitzt werden

um die Viskosität im optimalen Bereich einzustellen

und damit das Glas formbar zu

machen. Dabei kommen vielfach kleine

Gasbrenner zum Einsatz, die exakt gesteuert

oft nur Millimeter dicke Glaswandung punktuell

erwärmen.

Messprinzip basiert auf

thermischen Verfahren

Da die Gaszusammensetzung die Flammtemperatur

entscheidend beeinflusst, müssen

die Brenner der Glasbearbeitungsanlagen

mit exakt eingestellter Gasmischung arbeiten.

Je nach Brenngas wie Wasserstoff, Erdgas

oder Propan variieren die Eigenschaften

Lukas Hammer, Produktmanager Massendurchflussregler,

Bürkert Fluid Control Systems, Ingelfingen

50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


SENSORIK UND MESSTECHNIK

02 Kompakte Massendurchflussregler ermöglichen

eine reaktionsschnelle Gasdosierung

der resultierenden Flamme. Nun ändern

sich im Praxisalltag allerdings vielfach sowohl

die Druckbedingungen wie auch die

Temperatur der Gase. Eine klassische volumetrische

Gasmengenmessung mithilfe

von Schwebekörpern kann das nicht berücksichtigen,

denn sobald sich Druck oder

Temperatur ändern, messen diese Volumendurchflussmesser

nicht mehr genau.

Für eine rückverfolgbare und dokumentationspflichtige

Produktion ist das nicht

akzeptabel. Als zuverlässige Alternative

bietet sich hier der Einsatz von Massendurchflussmessern

an.

Das Messprinzip der eingesetzten Massendurchflussregler

basiert auf dem thermischen

Verfahren. Aus dem Wärmetransport

des eingesetzten Gases kann hierbei direkt

auf den Massendurchfluss geschlossen

werden. Dieses Gasgewicht ist unabhängig

von Gasdruck und -temperatur. Der Wärmetransport

ist dabei sowohl von der Masse

der einzelnen Gasmoleküle als auch von

der absoluten, durchgeströmten Gasmenge

abhängig. Leichte Gase wie Wasserstoff

nehmen schnell viel Hitze auf, schweres

Propan dagegen weniger. Aus diesem

Grund lassen sich die Sensoren auf mehrere

Gasarten im Voraus justieren.

Bei den zumeist eingesetzten Massendurchflussreglern

findet diese Messwerterfassung

in einem Nebenkanal statt. Ein

Laminar-Flow-Element im Hauptkanal erzeugt

einen geringen Druckabfall, der einen

definierten, kleinen Teil des Gesamtdurchflusses

durch den Nebenkanal treibt. Gemessen

wird in einem speziell geformten

Strömungskanal, an dessen Wandung ein

Si-Chip mit einer freigeätzten Membran

sitzt. Auf dieser Membran ist ein Heizwiderstand

symmetrisch zwischen zwei Temperatursensoren

aufgebracht, die die

Gas-Temperatur vor und nach der

Erwärmung messen. Bei einer konstanten

Spannung am Heizwiderstand

ist die Differenzspannung der

Temperatursensoren ein Maß für

den Massendurchfluss des strömenden

Gases.

Unterstützung

verschiedener Bussysteme

Für die hohen Anforderungen der Glasindustrie

bietet Bürkert mit seinen Massendurchflussreglern

nicht nur eine kompakte

und exakt arbeitende Gasmassenbestimmung,

sondern erfüllt auch die Anforderungen

einer flexiblen Produktion. In einer

solchen Anlage kommen oft bis zu 60 Brenner

zum Einsatz, was bedeutet, dass bis zu

120 Massendurchflussregler über das Gasgemisch

wachen. Diese können zu einer

individuellen Systemlösung verbaut werden

und kommunizieren untereinander

über verschiedene Feldbus- oder Industrial

Ethernet-Standards. Dazu kommen vielfach

noch Sicherheits-Absperrventile für

jeden Gasstrang, die ebenfalls Teil des intelligenten

Brennersteuerungsblocks sein

können. Aufgrund des modularen Aufbaus

können diverse Bussysteme (Profinet, Profibus-DP,

Modbus-TCP, Ethernet/IP oder

EtherCAT) unterstützt werden – die Integration

in bestehende Anlagensteuerungen

PAM-199-P

mit Feldbusanbindung

Wahlweise mit:

• EtherCAT-Schnittstelle mit

Parametrierung über CoE

• Profibus-Schnittstelle

• ProfiNet-Schnittstelle

Der Massendurchflussregler erfüllt unter anderem

die Anforderungen einer flexiblen Produktion

wird dadurch erleichtert. Für schnelle,

marktangepasste Produktwechsel können

in der übergeordneten Steuerung die passenden

Rezepturen hinterlegt werden und

müssen in der Praxis dann nur noch per

Knopfdruck geladen werden. Dabei senden

die Feldgeräte rund um die Uhr Informationen

über den Gerätezustand und

den Prozess zur Anlagensteuerung. So ist

eine vorbeugende Wartung möglich und

sollte es doch einmal zu einer Störung

kommen, kann diese schnell lokalisiert

und behoben werden. Das Konzept ermöglicht

so eine flexible, aber dennoch robuste

und wirtschaftliche Prozessführung

im Sinne des Trends zur Digitalisierung

und Automatisierung von Produktionsprozessen.

Bilder: Aufmacher Piotr Piatrouski – stock.adobe.com;

01 Robert Gerhardt – stock.adobe.com; 02 Bürkert

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 51


STEUERN UND ANTREIBEN

Internetbasiertes Produktauswahl-Tool

für Servoantriebe

Panasonic bietet ein neues Tool um Planern oder Anwendern die

Suche nach dem richtigen Servoantrieb deutlich zu erleichtern.

Ein neuer internetbasierter Produktfinder, der speziell für die

Anforderungen der

Suche nach Antriebslösungen

entwickelt

wurde, nutzt als Basis die

wichtigsten Parameter

und Kriterien, die sonst

mühsam aus Datenblättern

entnommen

werden müssen. Durch

die Filterung ist es nun

leicht möglich eine grobe

Vorauswahl, unter anderem nach Leistung, Drehzahl, Encodertyp,

Drehmoment und weiteren Kriterien, vorzunehmen. Mit wenigen

Mausklicks kann der Anwender so die Auswahl der geeigneten

Antriebe eingrenzen und in der Folge eine weitergehende Detailauswahl

vornehmen. Als einer der weltweit größten Hersteller

von Servoantrieben, legt Panasonic besonderen Wert darauf, dass

nicht nur qualitativ hochwertige Produkte angeboten werden,

sondern auch der zugehörige Service den hohen Qualitätsanforderungen

entspricht.

www.panasonic-electric-works.de

I/O-Systeme schmaler und flexibler

planen

Für seine E°EXC 89 Controller-Serie stellt Eckelmann ein neues

I/O-System vor. Kennzeichnend für die E°UBM-Familie sind eine

schmale Bauform, erweiterte Funktionsmodule sowie als sicher

bezeichnete integrierte I/O-Module. Das feingranulare I/O-

System mit einreihigen Feldklemmen schafft die Voraussetzungen

für zentrale und dezentrale Automatisierungslösungen.

Für EtherCAT und CANopen stehen Buskoppler zur Verfügung,

an denen jeweils bis zu 64 E°UBM-Module betrieben werden

können. Über den integrierten Webserver in der E°EXC 89 oder

dem Buskoppler lassen sich

I/O-Systeme einfach und

schnell über das Netzwerk oder

die USB-Schnittstelle in Betrieb

nehmen und warten. Der kompakte

Aufbau der I/O-Module

(B×H×T = 11,5 × 120 × 76 mm)

sowie der Buskoppler

(B = 52 mm) sorgen für einen

verringerten Platzbedarf im

Schaltschrank. Dank der feinen

Granularität sollen die I/O-

Systeme zudem noch besser

skalierbar sein.

www.eckelmann.de

Intuitiv bedienbare Schraubersteuerung

Die neue Generation der Schraubersteuerung der Serie QCD von Mint bietet viele neue Features für eine

moderne Fertigungsumgebung. Die Bedienung über das 7"-Touch-Screen-Display ist intuitiv. Indessen bietet

die Steuerung alle Funktionen und Schraubstrategien, die für eine moderne Montagelinie benötigt werden.

Eine separate Software ist nicht erforderlich. Alle notwendigen Features sind auf dem Gerät installiert. Programmiert

wird entweder direkt am Gerät über den Touchscreen oder über einen Web-Browser.

www.mint-gmbh.de

EtherCAT-Drehgeber – hochkompakt und präzise

Wachendorff Automation hat die absolute Drehgeberserie WDGA

mit den Schnittstellen SSI, CAN, Profibus, nach Profibus um eine

weitere Industrial Ethernet Schnittstelle erweitert: das EtherCAT-

Protokoll. Angaben zufolge soll auch bei der Ether-

CAT-Schnittstelle mit der Bauform WDGA58F

die weltweit kompakteste Bauform eines Drehgebers

mit Bushaube verfügbar sein. Dies spare

Bauraum. Gleichzeitig gewährleisteten die

Lagerlasten eine lange Lebensdauer und höchste

Standzeiten. Die EtherCAT-Drehgeber sind als

Endhohlwellen sowie Klemm-/Synchro-Flansch-

Varianten verfügbar und im Bereich des Multiturn mit EnDra­

Technologie ausgestattet. Der Singleturn-Bereich mit Quattro-

Mag-Technologie liefert eine Auflösung bis 16 Bit und eine

Genauigkeit von ± 0,0878° (12 Bit). Damit

soll in Bereichen, in denen bisher nur empfindliche

optische Messtechnik eingesetzt

werden kann, ab sofort die langlebige magnetische

Technologie von Wachendorff

einsetzbar sein.

www.wachendorff.de

Hesch.indd 1 05.11.2018 08:35:01

52 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Platzsparende Kabeleinführung

Posital bietet seine IXARC-Inkrementalgeber nun auch mit

angeschrägtem Gehäuse an. Damit ist die Kabeleinführung

gegenüber der Geräteachse um 45 ° geneigt. Diese Bauweise

vereint die Eigenschaften von axialen und radialen

Kabeleinführungen und bietet mehr Flexibilität bei der

Verlegung des Anschlusskabels. Die Modelle haben eine

hochgenaue, robuste magnetische Messtechnik. Für sie sind viele Flansch- und Wellenkonfigurationen

verfügbar, was die Notwendigkeit von Adaptern oder Umrüstungen deutlich reduziert. Mit

einer wasser- und staubdichten Kabeldurchführung bzw. Tülle erfüllen die Geräte die Schutzart

IP65. Das Gehäuse hat einen Durchmesser von 36 mm und eine Länge von 32 mm. Über die Software

kann die Auflösung von bis zu 16 384 Impulsen pro Umdrehung eingestellt werden, ohne

dass die mechanischen Eigenschaften der Geräte geändert werden müssen. Ebenso können die

Pulsrichtung und der Ausgangstreiber über Software-Parameter definiert werden.

www.posital.de

Skyfall-Konstruktion ermöglicht 3D-Strecken-Layouts

Die von Ferag entwickelte Skyfall-Technologie transportiert nicht nur Waren und Werkstücke,

sondern verknüpft unterschiedliche Prozesse miteinander und stellt intelligent sortierte Güter

bzw. sequenzierte Teile bereit. Im Gegensatz zu vergleichbaren Hängefördersystemen, die

nach dem Prinzip des Innenläufers arbeiten,

setzt diese Technologie auf durchweg als Außenläufer

umgesetzte Fahrwerke. Dies erhöht die

Flexibilität in punkto Anwendungsvielfalt und

Layout-Planung in vielfacher Hinsicht. So

lassen sich ohne großen Aufwand Steigungen

und Gefällstrecken realisieren. Auch bei

Wartung und Reinigung bietet das System

entscheidende Vorteile.

Beide Konzepte besitzen Vor- und Nachteile.

Die nur schwer einsehbaren Führungsschienen

beim Innenläufer bieten mehreren Stellen verdeckte Flächen, die schnell verschmutzen und

sich nur sehr schwer säubern lassen. Besonders beim Transport von höheren Gewichten

entwickelt sich der schnelle Verschleiß der Aluminiumschienen zum Nachteil des Innenläufers.

Dessen größtes Manko entpuppt sich zugleich als der größte Vorzug des Außenläufers: Das

geschlossene Führungsprofil bei dieser Variante besitzt eine erheblich größere Torsionssteifigkeit

als die nach einer Seite hin offene Schiene des Innenläufers. Aus diesem Grund lassen sich

beim Außenläufer viel leichter dreidimensionale Linienführungen realisieren, also nicht nur

Richtungsänderungen nach links und rechts, sondern auch Steigungen und Gefällstrecken.

Selbst sehr enge Bögen sind beim Außenläufer kein Problem für die Stabilität der

Laufschienen.

www.ferag.com

Feldverteiler für dezentrale Antriebskonzepte

Auf der SPS IPC Drives 2018 thematisiert Nord Drivesystems dezentrale, intelligente Antriebskonzepte

und stellt auf Produktebene die Feldverteiler-Baureihen Nordac Link und Nordac Flex sowie

die Plug-and-Play-Lösung LogiDrive in den Mittelpunkt. Alle dezentralen Antriebskomponenten

von Nord lassen sich frei konfigurieren. Die Feldverteilerbaureihe Nordac Link ist als Frequenzumrichter

(bis 7,5 kW) sowie Motorstarter (bis 3 kW) verfügbar. Die Technik lässt sich einfach installieren

und der Inbetriebnahme- und Anlagenservice wird dank des integrierten Wartungsschalters

erleichtert. Der Umrichter Nordac Flex (bis 22 kW) bietet, wie der Nordac Link, eine integrierte

PLC und die Positionierfunktionalität Posicon. Die PLC in den Umrichtern soll die übergeordnete

Steuerung entlasten und ein modulares Automationskonzept ermöglichen. Sie kann die Daten

angeschlossener Sensoren sowie Aktoren verarbeiten und gegebenenfalls direkt eine Ablaufsteuerung

einleiten.

www.nord.com

Kabelverschraubung

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Individuell statt Massenware

Konzeptstudie: Lassen sich Getränke ganz nach persönlichen Wünschen produzieren?

Stefan Hensel, Unternehmensredakteur bei der

B&R Industrie-Elektronik GmbH, Bad Homburg

Das Internet und der Onlinehandel haben das

Verhalten der Konsumenten verändert. Besonders

die junge Generation der ‚Digital Natives‘ setzt auf

Individualität statt auf anonyme Massenprodukte.

Um der Forderung nach individuell zusammengestellten

Getränken nachzukommen, hat Krones die

Konzeptstudie ‚Bottling on Demand‘ entwickelt:

Eine Abfüllanlage auf Basis eines wegweisenden

Transportsystems.

Der Konsument von heute sucht seine Waren individuell aus –

mit dem Computer am Schreibtisch, mit dem Tablet auf der

Couch oder dem Smartphone in der U-Bahn. Er muss dazu weder

in ein Geschäft gehen, noch irgendwelche Öffnungszeiten beachten.

Das Internet hat Tag und Nacht geöffnet. Doch selbst die scheinbar

unendlichen Auswahlmöglichkeiten der Online-Marktplätze reicht

häufig nicht mehr aus. Sie wollen personalisierte Produkte, die speziell

auf sie zugeschnitten hergestellt werden. Dafür sind sie auch

bereit, mehr Geld auszugeben.

„Diesen Drang des Marktes nach mehr Individualisierung spüren

wir auch in der Getränkeindustrie“, sagt Andreas Gschrey, Head of

Digitalization and Data Technology bei der Krones AG. „Also haben

wir uns mit der Frage beschäftigt: Lassen sich Kleinstchargen bis

hin zur Losgröße 1 in einer Abfüllanlage wirtschaftlich realisieren?“

Um eine Antwort zu finden, hat Krones die Konzeptstudie ‚Bottling on

01 Mit der Konzeptstudie ‚Bottling on Demand‘ können individuelle

Getränke auf Bestellung produziert werden

02 Das flexible Transportsystem verfügt über elektronische Weichen,

die Produktströme bei voller Geschwindigkeit trennen und vereinen

01 02

54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Unser intelligentes

Transportsystem

ermöglicht völlig neue

Geschäftsmodelle im

Bereich E-Commerce.

Robert Kickinger, Manager

Mechatronic Technologies, B&R

Industrie-Elektronik GmbH

Demand‘ erstellt. Die Abfüllanlage erlaubt

es, individuelle Getränke auf Bestellung zu

produzieren. Damit werden Getränke entsprechend

dem persönlichen Wunsch des

Kunden produziert, egal ob Inhalt, Flaschentypus,

Aufdruck, Verschluss oder alles

zusammen.

Einzeln steuerbare Shuttles

Bottling on Demand wurde rund um das intelligente

Transportsystem AcopoStrak von

B&R gebaut. Individuell ansteuerbare Shuttles

bewegen die Flaschen von einer Bearbeitungsstation

zur nächsten – vom Befüllen

über das Verschrauben bis hin zum etikettenlosen

Direktdruck. Die Shuttles werden

servogeregelt bewegt und per Magnetkraft

am Track gehalten. Das Layout des Tracks

lässt sich nahezu beliebig gestalten und ausbauen.

Die intelligente Systemsoftware verhindert,

dass die Shuttles kollidieren.

„Das ist ein völlig neuer Ansatz gegenüber

der bisherigen, taktgetriebenen Produktion“,

erklärt Robert Kickinger, Manager Mechatronic

Technologies bei B&R. „Es ermöglicht

die Umsetzung der individuellen Produktion

ohne Umrüstzeiten. Ändert sich zum Beispiel

das Rezept des Getränks, werden die

Füllventile einfach anderes angesteuert.

Umrüstungen werden obsolet.“ AcopoStrak

ermöglicht Geschwindigkeiten von mehr als

4 m/s. Das System bietet damit das

Potenzial, auch Produktionen mit

hochvolumigen Stückzahlen kosteneffizient

zu individualisieren.

Automatisierung von

Abfüllanlagen

Krones ist einer der größten Kunden

von B&R. Beide Unternehmen sind

hochinnovativ. In den vergangenen

25 Jahren haben sie die Grenzen des

Machbaren bei der Automatisierung von

Abfüllanlagen bereits des Öfteren gemeinsam

verschoben. „Krones war einer der

allerersten Kunden, an die wir mit einem

Prototyp von AcopoStrak herangetreten

sind“, sagt Kickinger. „Acopo­

Strak eröffnet uns völlig neue Möglichkeiten

bei der Gestaltung von

Abfüllanlagen“, pflichtet Gschrey

bei. „Durch die Kombination aus

Weichen, individuell steuerbaren

Shuttles und nahezu unbegrenzten

Möglichkeiten beim Aufbau des

Tracks, können wir alles umsetzen,

was wir brauchen: parallele Bearbeitungsstationen,

Pufferzonen und

vieles mehr.“

Modulare Anlagen

„Unsere Kunden haben oft unterschiedliche

Bedürfnisse und Anforderungen an

die Abfüllanlagen, teilweise ändern sich

diese Anforderungen auch während der

Laufzeit“, sagt Gschrey. Durch die große

Flexibilität des flexiblen Transportsystems

lassen sich modulare Maschinen einfach

umsetzen, die jeder Kunde nach Bedarf individuell

zusammenstellen kann. Die Konzeptstudie

‚Bottling on Demand‘ verfügt über

zwei AcopoStrak-Ovale. Damit testet Krones

unterschiedliche Möglichkeiten, die Abfüllanlage

für die individualisierte Produktion

der Zukunft zu gestalten. Das Ziel ist klar:

„Natürlich möchten wir in Zukunft eine Abfüllanlage

für die intelligente Fabrik in

Großserie bauen“, sagt Gschrey.

Neue Geschäftsmodelle

„Die Revolution, die das flexible Transportsystem

auslöst, betrifft jedoch viel mehr als

die Produktion“, betont Kickinger. Das ganze

Konzept der Lagerhaltung wird neu gedacht.

In der Zukunft stellt sich der Konsument

sein Produkt individuell über das Internet

zusammen und bekommt es just in

time geliefert; entweder in ein Geschäft zur

Mit AcopoStrak lassen

sich Kleinstchargen bis

hin zur Losgröße 1 in einer

Abfüllanlage wirtschaftlich

realisieren.

Andreas Gschrey, Head of Digitalization

and Data Technology bei der Krones AG

Abholung oder direkt nach Hause. Damit

eröffnen sich völlig neue Geschäftsmodelle

im Bereich E-Commerce.

Noch ist ‚Bottling on Demand‘ nur eine

Konzeptstudie, doch die Umsetzung in eine

Serienanlage ist nicht auszuschließen. Gschrey

ist überzeugt: „Unsere Frage haben wir auf

jeden Fall schon beantwortet. Mit Acopo­

Strak lassen sich Kleinstchargen bis hin zur

Losgröße 1 in einer Abfüllanlage wirtschaftlich

realisieren.“

Bilder: Aufmacher, 01 Krones AG, 02 B&R

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Werden TSN plus OPC UA

bald zu Teamplayern?

Den Echtzeit-Anforderungen von Steuerungszu-Steuerungskommunikation

gerecht werden

Alle Anzeichen deuten darauf hin: Ethernet TSN könnte in den

Fabriken in der Breite Einzug halten und im Verbund mit OPC UA

eventuell gar als „der“ Kommunikationsstandard auch die etablierten

Feldbusse bis hinunter zu den Sensoren verdrängen. Maschinenbauer

setzen auf die Technologie und auch Automatisierer wie Bachmann

Electronic engagieren sich.

Time Sensitive Networking (TSN) steht

für eine Reihe von Echtzeiterweiterungen

des etablierten Ethernet-Standards,

welche durch eine IEEE-Arbeitsgruppe (innerhalb

IEEE 802.1) spezifiziert werden.

Dabei stellen die Erweiterungen weniger

eine Revolution dar, sie sind eher als ein

vereinheitlichter Werkzeugkasten für unterschiedliche

Probleme in der Echtzeitkommunikation

zu verstehen. Nüchtern betrachtet

sind diese Mechanismen für Feldbus-Spezialisten

altes Eisen. Längst sind garantierte

Echtzeit und eine Synchronisation von

Steuerungen, Antrieben oder I/Os mit einer

Genauigkeit von unter einer Mikrosekunde

üblich.

bandbreite alle 18 bis 24 Monate verdoppelt

– ist es zukünftig nicht mehr sinnvoll,

die einzelnen Aufgaben in komplexen, zentralen

Steuerungen mit mehreren Betriebssystemen

und Hypervisoren zu akkumulieren.

Vielmehr müssen die Aufgaben auf

kleine, einfach beherrschbare, vernetzte

Knoten verteilt und sogenannte holonische

Produktionssysteme gebildet werden. Dezentralisierung

„unten” auf dem Plant Floor

und Zentralisierung durch Web-Services

„oben” in der Cloud lautet die Devise in

Zeiten von Industrie 4.0.

Zweitens: Manche dieser Knoten werden

zukünftig nicht mehr fest installiert sein,

sondern sie werden sich mobil bewegen

industriellen Automation schon sehr bald

eine große Rolle spielen wird. Nur, wo werden

die Grenzen des Einsatzes liegen? In

diesem Punkt herrscht derzeit noch kein

Konsens in der Branche. Akteure – etwa die

Profibus Nutzerorganisation – vertreten

zwar die Überzeugung, dass der Kommunikations-Kombi

OPC UA plus TSN die Zukunft

gehört, allerdings begrenzt auf das

Einsatzfeld von der Cloud bis herunter in

die Steuerungsebene. Die klassische Feldebene

der Automatisierungs-Pyramide wird

deren Überzeugung nach auch in Zukunft

durch Lösungen wie Profinet IRT, EtherCAT

und Sercos abgedeckt. Anders die Vertreter

der sogenannten Shaper Group – einem

Warum sollten die Feldbusse

für TSN ihren Platz räumen?

Heinrich Munz ist bei Kuka für die Industrie-4.0-Visionen

verantwortlich. Er geht auf

die Anforderungen der künftigen industriellen

Kommunikation ein: „Für Maschinenbauer

ist deterministisches Echtzeit-Computing

sehr wichtig. Wir müssen unsere

Maschinen synchron zu deren Bewegungen

teilweise im Sub-Millisekundenbereich von

der kontrollierenden Software deterministisch

steuern und regeln.“ Durch Industrie

4.0 kommen dabei seiner Meinung

nach zwei neue Anforderungen auf die

Maschinenbauer zu, die mit herkömm lichen

Methoden nicht zu lösen sind.

Eine Frage der Besitzstandswahrung

Erstens: Durch Gesetze nach Moore und

Nielsen – nach denen sich die Computerleistung

beziehungsweise die Netzwerk-

Theo Weingärtner, freier Journalist in Stuttgart

Aktuell befassen sich bereits elf Fachverbände

im VDMA aktiv mit dem Thema OPC UA

und an den Haltestationen Echtzeitkommunikation

mit den immobilen Stationen

eingehen. Beispiel: Ein mobiler Roboter

befördert das halbfertige Produkt an eine

Bearbeitungsstation, wo ein fest installierter

Roboter eine Poliermaschine trägt. Mittels

synchronisierter Bewegungen polieren

sie zusammen das Produkt. Die für diese

geschilderten Anforderungen notwendige

Echtzeitkommunikation ist bisher nur über

Feldbusse möglich. Diese wurden jedoch –

wie der Name schon sagt – für die Kommunikation

von E/As in das Feld entwickelt

und sind mit ihren primitiven Bit und Byte-

Daten den modernen Anforderungen von

serviceorientierter Steuerungs-zu-Steuerungskommunikation

– Stichwort: Peer-to-

Peer – nicht gewachsen. In der Szene hat

sich deshalb in den letzten zwei Jahren die

Überzeugung durchgesetzt, dass TSN – als

unterer Layer – und OPC UA darauf aufsetzend,

als Kommunikationslösung in der

losen Firmenverbund von mittlerweile 17 Herstellern

der IT und Industrie Automation:

„Wir gehen davon aus, dass sich OPC UA

plus TSN schnell als ein Game Changer im

Bereich der Industrieautomation entpuppen

wird, der erste und einzige Kandidat für

den Aufbau einer ganzheitlichen Kommunikationsinfrastruktur

vom Sensor bis zur

Cloud“ – so ein Auszug aus dem jüngsten

Whitepaper „OPC UA TSN – A new Solution

for Industrial Communication” der Gruppe.

TSN-fähige Embedded-Systeme,

die Echtzeitdaten übertragen

Vermisst wird seitens OPC UA momentan

noch die dringend notwendige Pub/Sub-

Erweiterung. Zwar kam im Februar 2018 die

Freigabe der Pub/Sub-Spezifikation seitens

der OPC Foundation. Die Arbeiten sind

aber derart weit fortgeschritten, dass das

Open Source Automation Development

56 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Lab (OSADL) zur Embedded World ebenfalls

im Februar schon eine Open-Source-

Implementierung der Pub/Sub-Erweiterung

präsentierte. „Wir haben auf der

SPS IPC Drives im November eine

derart große Nachfrage nach einer

solchen Implementierung erfahren,

dass uns klar war: wir müssen sofort

ein solches Projekt auf den Weg

bringen“, begründet OSADL-Geschäftsführer

Carsten Emde. Und

dass die Open-Source-Implementierung

funktioniert, belegte das

OSADL auf der Messe mithilfe eines

Demonstrators: Er zeigt mehrere TSNfähige

Embedded- Systeme, die sowohl

Echtzeit- als auch Nichtechtzeitdaten

übertragen. Mittels verschiedener Messmethoden

wird belegt, dass es mit der aktuell

bereits vorliegenden OPC UA Pub/Sub-

Implementierung über TSN möglich ist,

Echtzeitdaten ohne Broker an mehrere

Empfänger zu übertragen, ohne dass diese

von Nichtechtzeitdaten in ihrem Determinismus

beeinträchtigt werden.

Die Companion Standards

Damit die unterschiedlichsten Maschinen

und Geräte im Verbund so reibungslos

kommunizieren können, wie von Heinrich

Munz gefordert, gilt es sogenannte Companion

Standards zu definieren. In Deutschland

forciert vor allem der VDMA mit seinen

38 Fachverbänden die Idee der OPC UA

Companion Standards: Galten die Spritzgießer

als Vorreiter, gefolgt von „Machine

Vision“ und der Robotik, so sind aktuell

nun bereits elf Fachverbände im VDMA mit

dem Thema OPC UA aktiv befasst. „Die

wirkliche Herausforderung der Zukunft ist,

diese verschiedenen Companion Specs

miteinander zu koordinieren, damit etwa

ein Roboter und eine Spritzgießmaschine

nicht komplett unterschiedliche MES oder

Energie-Interfaces bekommen – dies wird

vom VDMA synchronisiert“, lobt Stefan

Hoppe, Vice President der OPC Foundation,

die Aktivitäten.

Nur, mit der Definition der Standards

allein ist es nicht getan: Es braucht eine Institution,

die im Idealfall in

Form einer One-Stop-Shop-

Dienstleistung die Zertifizierung

der OPC UA over TSN-

Geräte anbietet.

Bachmann Electronic

forscht mit Hirschmann

Auch die Automatisierier entdecken

TSN für sich. Bachmann

electronic beobachtet genau

die Entwicklung und trägt diese

mit. Die Normungsgruppe IEEE

hat TSN als branchenunabhängige

Lösung ausgearbeitet, um

Ethernet weiter zu verbessern. „Somit ist absehbar,

dass Automatisierer keine speziellen

Komponenten entwickeln und einsetzen

müssen“, erklärt Helmut Ritter, Product-Line-

Manager bei Bachmann electronic. Die Vorarlberger

haben in Kooperation mit dem

schwäbischen Switch-Hersteller Hirschmann

Automation and Control Forschungsprojekte

durchgeführt, bei denen die Eignung

der neuen Technologie in Verbindung

mit der Steuerungstechnik untersucht wurden.

Hirschmann hat dafür Prototypen von

neuen, TSN-fähigen Switches zur Verfügung

gestellt, Bachmann stellt die Echtzeit-Steuerungen

für die Automatisierungssysteme.

Siemens: TSN bis zur Feldebene –

OPC UA bis zum Control Level

Und auch Siemens hat den Trend erkannt.

Die Münchner kündigten auf einer Presseveranstaltung

an, dass Profinet-Netzwerkinfrastrukturen

sukzessive in die TSN-Basistechnologie

integriert werden. Das deckt

sich mit der Meinung von Karsten Schneider

von Profibus & Profinet International: „Wir

Für Maschinenbauer ist

deterministisches Echtzeit-

Computing sehr wichtig. Wir

müssen unsere Maschinen

synchron zu deren Bewegungen

von der kontrollierenden

Software deterministisch

steuern und regeln.

Heinrich Munz,

Lead Architect 4.0,

Kuka Roboter GmbH

sehen bei Profibus & Profinet International

in TSN auch „nur“ einen weiteren Mechanismus,

den wir zukünftig für Profinet nutzen

werden.“ Etablierte Protokolle wie Profinet

werden nach seiner Meinung daher

auch weiterhin eine Rolle spielen. Sie seien

darauf spezialisiert, Daten im Feld einzusammeln

und an einen Controller zu übergeben.

Siemens wird TSN bis zur Feldebene

führen und OPC UA bis zum Control Level –

für manche ein Wermutstropfen.

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Schnelleres Engineering

Mit HTML5 zu zukunftsweisenden Bedien- und

Visualisierungslösungen

Umwelteinflüsse auftreten. Schwankende

Temperaturen, Feuchtigkeit, Seewasser und

nicht zuletzt aggressive Gase wirken sich

nachteilig auf die HMI-Hardware aus. Hinzu

kommt die mechanische Belastung. Als

Sonderfälle sind zudem die Öl-, Gas- und

Prozessindustrie sowie maritime Anwendungen

anzuführen. Hier schränken Sicherheitsvorschriften

und Zulassungen die Auswahl

der passenden Hardware deutlich ein.

Das Internet der Dinge und neue

Technologien verändern die Weise,

mit der sich Maschinen heute

bedienen und beobachten lassen.

Das hat erhebliche Auswirkungen

auf die entsprechende Hardware.

Aufgrund der aktuellen und

zukünftigen Ansprüche der

Anwendungen sowie der gestiegenen

Sicherheitsanforderungen vieler

industrieller Bereiche sind folglich

neue HMI-Geräte notwendig.

Für viele Maschinenbauer stellt sich heute

die Frage, welche Hardware sie in ihrer

Applikation verwenden, damit der Benutzer

diese einfach, komfortabel und fehlerfrei

handhaben sowie gemäß den jeweiligen

Umständen überwachen kann. Dabei spielt

es eine wichtige Rolle, ob es sich um den

Karosseriebau eines Automobilherstellers,

eine Windkraft- oder Wasseraufbereitungsanlage

oder etwa um eine Ölplattform handelt.

Jede dieser Anwendungen weist Besonderheiten

und spezielle Anforderungen auf, die

bei der Suche nach der geeigneten Visualisierungs-Hardware

zum Tragen kommen.

Kombination aus tragbaren

und fest installierten PCs

Bei den genannten Einsatzszenarien geht es

in der Regel um großräumig verteilte Anlagen.

Egal, an welcher Stelle der Applikation

sich der Mitarbeiter befindet, möchte er auf

alle zur Anwendung vorliegenden Daten

und Informationen zugreifen können – und

das auch von außerhalb der eigentlichen

Anlage. Zu diesem Zweck wird häufig ein

Tablet-PC genutzt. Die Erfahrung zeigt, dass

bei einem tragbaren PC nicht immer sichergestellt

werden kann, dass er bei jedem

Bedarf tatsächlich vor Ort verfügbar ist. Ist

das HMI jedoch in einen Schaltschrank eingebaut,

lässt sich die Applikation jederzeit

vor Ort bedienen und beobachten. Somit

ergibt sich bei größeren Anlagen die

Schlussfolgerung, dass nur eine Mischung

aus beiden Gerätetypen ein optimales und

sicheres Bedienen der Anwendung erlaubt.

Als erschwerende Faktoren für HMI-Lösungen

können zum Beispiel bei Wasseraufbereitungs-

oder Windkraftanlagen extreme

Plattformübergreifende

Visualisierung

Eine auf einer Plattform basierende Visualisierung

stellt daher keine Option für die genannten

Bereiche dar. In diesem Kontext

stellt die Webtechnologie und insbesondere

die Computersprache HTML5 die Möglichkeit

einer plattformübergreifenden Visualisierung

zur Verfügung. Natürlich erweist

sich HTML5 nicht als Universallösung. So

gibt es durchaus Inkompatibilitäten zwischen

den einzelnen Browsern, die auf den unterschiedlichen

Plattformen genutzt werden.

Meist handelt es sich aber nur um untergeordnete

optische Probleme, die sich einfach

beheben lassen. Dafür beseitigt der Ansatz

verschiedene Sicherheitsprobleme, die bei

älteren Browsern durch Plug-ins verursacht

werden. Verwendet der Anwender dann

noch Cascading Style Sheets (CSS), erhält er

auf einfache Weise ein adaptives System,

das sich automatisch an das jeweils eingesetzte

Endgerät anpasst.

Neben den offenen, HTML5-basierten

Systemen sind Lösungen verfügbar, mit denen

eine geschlossene Kette in der Produktion

aufgebaut werden kann. Dazu gehört die

Software PLCnext Engineer für die PLCnext

Gerrit Pape (B. Eng.), Produktmarketing HMI,

Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont;

Dipl.-Ing. (FH) Uwe Harasko, Produktmarketing

HMI/Industrie-PC bei der Phoenix Contact HMI-

IPC Technology GmbH in Filderstadt

58 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Technology von Phoenix Contact, die

ebenfalls HTML5 im Bereich der Visualisierung

nutzt. Auf diese Weise lässt sich

die HMI-Hardware sowohl für offene als

auch geschlossene Konzepte verwenden.

Der steigende Wettbewerbsdruck im Maschinen-

und Anlagenbau verlangt Differenzierungsmerkmale

– wie etwa eine optimal

gestaltete Bedienoberfläche. Deshalb

verfügt PLCnext Engineer über einen Visualisierungs-Editor,

der im geschlossenen,

sicheren System der Fertigung mit der

Steuerung von Phoenix Contact eine sichere

Verbindung zur Visualisierung initiieren

kann. Zu diesem Zweck wird in der Visualisierung

ebenfalls der offene Standard

HTML5 eingesetzt.

PLCnext Engineer dient nicht nur als

Programmier-Software, sondern erweist

sich zudem als optimales Tool für die Erstellung

moderner Visualisierungen. Ein

Begrenzung auf notwendige

Funktionen und Aktionen

Moderne Automatisierungssoftware bietet

eine stetig steigende Zahl von Funktionen,

weil sie immer komplexere Aufgabenstellungen

lösen muss. Gleichzeitig erwarten

Anwender eine möglichst einfache, intuitive

Bedienung. Komplizierte Strukturen

und unübersichtlich gestaltete Oberflächen

reduzieren die Produktivität und verlangsamen

den Engineering-Prozess. Daher wird

eine moderne Software verlangt, die alle

Aufgaben der vielschichtigen indus triellen

Automation umsetzt und gleich zeitig ein

schnelleres Engineering bis zur fertigen

Applikation ermöglicht. Vor diesem Hintergrund

hat Phoenix Contact die neue

Visualisierungsplattform in enger Zusammen

arbeit mit Usability-Experten entwickelt.

Typische Bedienprobleme werden

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IPC-Lösungen von Prime Cube ® .

Für Sie gemacht.

Die Computersprache HTML5 stellt die Möglichkeit einer

plattformübergreifenden Visualisierung zur Verfügung

solcher Plattformgedanke birgt zahlreiche

Vorteile: So erleichtern die bereits von der

Programmierung bekannten Bedienkonzepte

den Einstieg in die Generierung der

Visualisierung. Darüber hinaus entfallen

zusätzliche externe Software-Werkzeuge.

Ferner arbeiten Programmierung und Visualisierung

zuverlässig zusammen, da sie

bestens miteinander verzahnt sind. Zur

webbasierten Visualisierung unterstützt

PLCnext Engineer neben HTML5 weiterhin

JavaScript.

Insgesamt zeichnet sich die Lösung

durch hohe Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit

aus, denn jedes Gerät mit Webbrowser

lässt sich ohne weitere Software als

HMI-Client nutzen. Die Performance der

Steuerung steht außerdem für ihre Kernaufgaben

zur Verfügung. Nicht zu vergessen,

dass sich aufgrund der Wiederverwendbarkeit

von Visualisierungsvorlagen,

vorgefertigten Objekten sowie selbst erstellten

Symbolen die Entwicklungszeit

verkürzt.

durch den Einsatz kontextsensitiver Menüs

und aufgeräumter, klar strukturierter Oberflächen

vermieden.

Aufbau einer sicheren

Kommunikationskette

Je nach Anwendungsfall und Nutzungsbedingungen

umfasst das umfangreiche

Portfolio von Phoenix Contact stets die

passende Bedienhardware. Wegen der

neuen Prozessorgeneration zeichnen sich

die HMI-Geräte durch schnelle Reaktionsund

Bildwechselzeiten aus. Verschiedene

Touch-Technologien eröffnen für sämtliche

Anwendungsbereiche Vorteile. Die

anspruchsvolleren Web-Panel WP 4000

sind zukünftig mit einem TPM (Trusted

Platform Module) erhältlich. In Kombination

mit den PLCnext-Steuerungen – wie

dem AXC F 2152 – lässt sich so eine sichere

Kommunikationskette aufbauen.

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Web-Panels für jeden Anwendungsfall

Web-Panels mit offenem Browser für HTML5-Applikationen bieten die optimale

Hard-wareplattform für Anwendungen in jedem industriellen Umfeld. Touch-

Technologien wie analog-resistiver Folien-Touch, projektiv-kapazitiver Glas-Touch

oder der robuste GFG-Touch eröffnen in Kombination mit Displaydiagonalen von

4,3 bis 18,5 Zoll ein hohes Maß an Flexibilität bei der Applikationsplanung.

Gleiches gilt für den offenen Webstandard HTML5. In Verbindung mit der freien

Wahl des Webservers kann der Anwender seine Applikation unabhängig mit selbst

programmierten JavaScript-Anwendungen visualisieren und von überall auf die

Daten und Informationen zugreifen – unabhängig davon, ob es sich um eigene

Tools oder PC Worx Engineer handelt.

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Der Profibus-Quick Tester P-QT 10

signalisiert kritische Zustände akustisch

per Hupe oder Alarmkontakt, hier in

einem Hochregallager

Zuverlässige

Netzwerkkommunikation

Wie Sie sporadische Ausfälle von Bussystemen vermeiden

Auch sporadisch auftretende Fehler in der Bus- und Netzwerkkommunikation

können zum Anlagenstillstand führen. Sie aufzuspüren ist jedoch eine

technische Herausforderung, da sie nicht reproduzierbar sind und die

Messgeräte einwandfreie Signalpegel anzeigen. Der folgende Beitrag

erläutert, wie sich solche Fehler mit einem Diagnosemodul finden lassen.

Mit Aussagen wie „Im obersten Regalfach

geht das Regalbediengerät auf

Störung“, rufen die Instandhalter von Maschinen

und Produktionsanlagen bei IVG

Göhringer an, wenn sie an einer Anlage einen

Stillstand oder ein anderes unerklärbares

Verhalten haben. Der Spezialist für Feldbustechnik

hat sich über viele Jahre ein umfassendes

Know-how im Bereich der Fehlersuche

und Instandhaltung von industriellen

Netzwerk- und Feldbusinstallationen erarbeitet.

Das Unternehmen wird häufig als

Troubleshooter zu Anlagen gerufen, die

aufgrund von Bus- oder Netzwerkproblemen

Gerhard Bäurle ist Technikjournalist für das

Unternehmen I-V-G Göhringer in Holzgerlingen

ausgefallen sind. Zudem bietet das schwäbische

Unternehmen verschiedene Schulungen

zur Instandhaltung von Bussystemen

und industriellen Netzwerken an.

Den Verursacher einer

Fehlfunktion finden

Vor Ort angekommen, erläutert das Servicepersonal

den Experten von IVG die Situation

am Hochregallager: „Die Fehler treten nicht

immer auf. Aber wenn doch, dann nur auf

der linken Seite und nur im obersten Regalfach.

Unabhängig davon geht die Anlage in

seltenen Fällen auch an anderer Stelle auf

Störung“. Erste Untersuchungen mit dem

Profibus-Tester ergaben keine Auffälligkeiten.

Im nächsten Schritt wurde der Profi-

bus-Quick Tester P-QT 10 mit

dem Bussystem verbunden.

Mit einer Hupe kann das Diagnosemodul

Telegrammfehler

akustisch signalisieren, sodass

die Fehler dem laufenden Prozess

zugeordnet werden können.

„Damit haben wir relativ

schnell festgestellt, dass die Telegrammfehler

genau dann auftraten,

wenn das Regalbediengerät die Gabel ausgefahren

und die Palette leicht angehoben

hatte“, berichtet Hans- Ludwig Göhringer

von der Fehler suche und erläutert weiter:

„Bei genauerer Betrachtung stellten wir

fest, dass die Datenlichtschranke nicht

mehr richtig auf den Empfänger ausgerichtet

war“. Nach der Instandsetzung traten

die Störungen zwar seltener auf, aber das

Problem war nicht ganz gelöst. Dabei ist

aufgefallen, dass bei jedem per Hupe

signalisierten Telegrammfehler die LEDs

an der Datenlichtschranke dunkel wurden.

Als Ursache stellte sich ein Kabelbruch in

der 24 VDC-Versorgungs leitung im Kabelschlepp

heraus.

Stellen wir uns die Frage, ob ein Stillstand

hätte verhindert werden können, müssen

wir einen auf die zwei hauptsächlichen

Fehlerarten werfen: Verbaufehler und Alterungseffekte.

Zu den Verbaufehlern zählen

die Schwachstellen, die auf einer fehlerhaften

Planung oder Installation des Bussystems

beruhen. Dazu gehören beispielsweise zu

lange Busleitungen, Schirm nicht (beidseitig)

aufgelegt, mehr als 32 Geräte pro Segment

oder ein fehlender Potenzialausgleich. Die

meisten dieser Fehler lassen sich durch eine

visuelle Inspektion bzw. Sichtkontrolle feststellen.

Dafür hat IVG Göhringer ein softwaregestütztes

Verfahren konzipiert.

Systematische Vorgehensweise

einer visuellen Inspektion

Die sogenannte IVGNetApp gibt dem Anwender

einen strukturierten und fundierten

Prozess einer visuellen Inspektion vor und

unterstützt damit eine systematische Vorgehensweise.

Sie ist für Profibus, Profibus PA,

Interbus und AS-Interface verfügbar und

berücksichtigt die Besonderheiten der einzelnen

Bussysteme (über den Google Playstore

kostenfrei erhältlich). Per Tablet und

App kann das Anlagenpersonal die geführte

Sichtprüfung selbst erledigen und die erkannten

Fehler beheben. Optional bietet

60 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


You CAN get it...

Hardware und Software

für CAN-Bus-Anwendungen…

IVG Göhringer als Dienstleistung eine kostenpflichtige

Auswertung anhand der erfassten

Daten an. Diese umfasst eine detaillierte

Auswertung mit ausführlichen Hinweisen

und Expertentipps zur Fehlerbeseitigung.

Verschleiß und Alterung

im Blick behalten

Ab der Inbetriebnahme nagt der sprichwörtliche

Zahn der Zeit am Bussystem – Einflüsse

verschiedenster Art hinterlassen ihre Spuren

in Form von Verschleißeffekten an der Businstallation.

Neben der Alterung von Bauteilen

wie Kondensatoren wirken über den

gesamten Lebenszyklus immer wieder

Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen,

Kühlmittel, Lösungsmitteldämpfe, Vibrationen

und Wechselbiegebelastungen auf

die Feldbusinstallation. Mögliche Alterungseffekte

sind Oxidationen von Kontaktoberflächen,

Verschmutzung und damit Kontaktprobleme

durch Staub, Öl, Kleber, Metallstaub,

Kabelbrüche oder das Austrocknen

von Elektrolyt-Kondensatoren.

Permanente Zustandsüberwachung

Der Verschleiß eines Bussystems ist weder

durch Berechnung noch durch Erfahrungswerte

bestimmbar. Eine passende Antwort

auf die eingangs gestellten Fragen ist daher

eine permanente Zustandsüberwachung

(Condition Monitoring). Feldbussysteme

Mit dem Quick Tester P-QT

10 lassen sich Fehler in der

Profibus-Kommunikation

direkt dem Maschinen- oder

Prozessablauf zuordnen

sind prinzipbedingt zuverlässige und fehlertolerante

Systeme. Durch spezielle Mechanismen

wie die automatische Telegrammwiederholung

werden Fehler in einem gewissen

Umfang ausgeglichen, ohne dass der

Anwender etwas davon merkt. Diese Systematik

machen sich die Diagnose-Module

von IVG Göhringer zunutze. Sie werden an

einer beliebigen Stelle auf den Feldbus gesteckt

und arbeiten dort völlig rückwirkungsfrei.

Sie messen keine physikalischen

Größen wie Spannungspegel und Signallaufzeiten,

sondern zeichnen Fehler auf

Protokollebene auf. Konkret erkennen die

Module eine Verschlechterung der Buskommunikation

durch typische Profibus-Fehler

wie Fehltelegramme, Telegramm-Wiederholungen

und Diagnosemeldungen. Solche

Fehler werden per LED und über einen

potenzial freien Alarmkontakt signalisiert.

Darüber hinaus bietet IVG Göhringer das

Diagnose-Tool S7-QT Manager, das das Prozessabbild

auswertet und so den Verursacher

identifiziert. Das kompakte Diagnose-Modul

registriert kritische Zustände und signalisiert

diese als Trigger per Schaltausgang an die

SPS. Anhand der SPS-Signale ist erkennbar,

welche Schaltvorgänge und Bewegungen

zum fraglichen Zeitpunkt stattfanden, sodass

die Ursache für den kritischen Buszustand

ermittelt werden kann.

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Busse über LAN oder WLAN. Die

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud

Die Fabrik der Zukunft steuert sich dank intelligenter Vernetzung selbst und passt

sich flexibel neuen Anforderungen an. Mit dem Automatisierungs- und Digitalisierungsbaukasten

u-mation von Weidmüller wird diese Vision Realität, denn das

aufeinander abgestimmte u-mation Portfolio ebnet dem Anwender den Weg ins

IoT (Internet of Things) und darüber hinaus. Die Kombination modularer Automatisierungshardware

mit innovativen Engineering-Tools und durchdachten

Digitalisierungslösungen ermöglicht die intelligente Verbindung aller Prozessebenen

– vom Sensor bis in die Cloud. Machine-Learning-Modelle ermöglichen

die zukunftssichere Grundlage für effizientere Produktionskonzepte. Individuell

skalierbar je nach Komplexität der Maschine oder Anlage.

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Berührungslose Überwachung durch

magnetcodierte Sensoren

Die neuen magnetcodierten Sensoren von ifm sind für die

berührungslose Überwachung von beweglichen trennenden

Schutzeinrichtungen prädestiniert. Die Geräte aus der Baureihe

MN2 und MN5 können aus verschiedenen Richtungen betätigt

werden und bieten so genügend Freiheiten für eine einfache

Montage. Durch den verdeckten Einbau hinter Edelstahl oder

Aluminium ist zusätzlich

ein besserer Manipulationsschutz

möglich.

Angaben entsprechend

dem Positionspapier

CB24I des ZVEI zur

Klassifizierung von

sicheren elektronischen

24V-Schnittstellen stehen

zur Verfügung. Für das

kombinierte Teilsystem,

bestehend aus einem Magnetsensor und einer Auswerteinheit,

kann bis zu PL e nach ISO 13849-1, SILCL 3 nach IEC 62061

und SIL 3 nach IEC 61508 in Anspruch genommen werden.

Zur Vereinfachung der Konformitätsbewertung einer Sicherheits

funktion nach Maschinenrichtlinie wurde das verknüpfte

Teilsystem zertifiziert. Verschiedene Anschlussvarianten mit

Kabel, M8-Stecker (4-Pin) sowie M12-Stecker (4-Pin) bieten eine

standardisierte Verbindung. Außerdem sind sie reihenschaltbar

und bei den Typen mit Meldekontakt leicht identifizierbar.

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Präzise und

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Maßnahmen zur Predictive Maintenance

Das Konzept der „vorausschauenden Wartung“ erlaubt es

Anwendern einerseits die maximale Lebensdauer einer Komponente

zu nutzen und andererseits ungeplante Maschinenstillstände

zu vermeiden. Ein Beispiel aus der Praxis ist das

Schaltnetzteil Emparro67 Hybrid für den Einsatz im industriellen

Feld (Schutzart IP67). Das Gerät bietet umfangreiche Diagnosedaten,

die über eine IO-Link-Schnittstelle auf unproblematische

Weise ausgelesen werden können. Das Gerät überwacht Strom

und Spannung, Überlast, Temperatur, Kurzschlüsse sowie die

Anzahl der Startvorgänge. Es trifft auf dieser Basis eine Prognose

über seine Restlaufzeit. Das intelligente Stromüberwachungssystem

Mico Pro (Bild) kontrolliert die Verbraucher in einer

Maschinen- und Anlageninstallation. Mico Pro überwacht

einzelne Kanäle und zeigt

durch eine LED an, wenn

mehr als 90 % der für diesen

Kanal festgelegten Last

beansprucht werden. So

kann in Prozesse eingegriffen

werden, ehe ein Stillstand

durch Auslösen der Sicherung

entsteht.

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Flexibles Tragarmsystem

Mit dem höhenverstellbaren

Tragarmsystem GTV von Rose

Systemtechnik lassen sich Anlagen-

Panels bis zu einem Gewicht von

60 kg an die Bedürfnisse des Bedieners

anpassen. Die kleinere Ausführung GTV

light eignet sicht für Gehäuse bis 25 kg. Das

System ist flexibel und verfügt über Optionen wie die individuelle

Festlegung des Endanschlags und des Lastbereichs. Typische

Anwendungsgebiete sind Werkzeug-, Verpackungs- oder Druckereimaschinen

sowie Montageautomation, Automobilproduktion

oder Prozessindustrie. Der schnell zu öffnende Kabelkanal

ermöglicht die unkomplizierte Verlegung von Leitungen. Mit

einem Gewicht von nur 6 kg lässt sich das GTV light von einer

einzigen Person montieren. Das Höhenverstellsystem ist in

Ausführungen mit Hüben von 400, 600 und 800 mm lieferbar

und erlaubt sowohl die hängende als auch die stehende Montage

des Steuergehäuses.

www.rose-systemtechnik.com

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INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION

Frequenzumrichter und Servoverstärker

optimiert

Sieb+Meyer hat seine Frequenzumrichter und Servoverstärker

erweitert. Dazu gehört etwa eine Stand-Alone-Version des

Antriebssystems SD2S für Hochgeschwindigkeitsanwendungen.

Mit Schutzklasse IP54 lässt sie sich auch außerhalb eines Schaltschranks

einsetzen.

Der Frequenzumrichter

SD2M mit Drei-Level-

Technologie wurde

leistungsseitig erweitert.

So ist es nun möglich,

individuelle Lösungen

mit Motorströmen von

bis zu 650 A zu realisieren.

Der Servoverstärker SD3

ist um Optionsmodule

für eine ProfiNet- und eine EtherCAT-Master-Schnittstelle erweitert

worden. Diese eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten

im Werkzeugmaschinenbau oder in der Automobilfertigung. Bei

den SD2-Antriebsverstärkern sind geberlose Sicherheitsfunktionen

nach SIL3 dazugekommen: Mit der Funktion SFM kann

der Bediener sicher erkennen, ob eine geberlose Spindel nach

dem Ausschalten eine sichere Drehzahl unterschritten hat und

mit SLOF, ob eine kritische Drehzahl nicht überschritten wird.

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Managed Profinet-Switches einfach

online shoppen

Ab sofort bietet der

Online-Shop Automation24

Profinet-Switches

von Helmholz an, die

durch eine Priorisierung

von Profinet-Telegrammen

eine effiziente Datenübertragung

ohne Telegrammverlust

ermöglichen sollen.

Die Managed Profinet-

Switches von Helmholz

laufen mit dem Profinet-Protokoll IO nach IEC 61158-6-10 und

unterstützen Geschwindigkeiten von 10 und 100 Mbit/s. Kunden

haben die Wahl zwischen einer Variante mit vier und einer mit

acht Ports, wobei jeder Port einzeln aktiviert und deaktiviert

werden kann. Die Switches verfügen über eine Spannungsversorgung

von 24 V DC beziehungsweise 18 - 30 V DC sowie die

Schutzart IP20 und können bei Betriebstemperaturen von - 40

bis 65 °C eingesetzt werden. Die Managed Switches unterscheiden

zwischen Web-Anfrage, Medien-Stream und Profinet-Telegramm.

Auch Veränderungen am Netzwerk lassen sich schnell und

einfach vornehmen. Konfigurationen werden über den Gerätenamen

zugewiesen.

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Industrielle Panel PCs mit IP66-Schutz

Die langzeitverfügbaren Panelmaster von ICO widerstehen mit IP66-geschützter Front Staub und starkem Strahlwasser.

Mit einem PCAP-Touchscreen werden zusätzliche Peripheriegeräte überflüssig. Im Inneren kommt ein

Intel Core i5-6200U mit 2,30 GHz zum Einsatz. Die 4 GB Arbeitsspeicher können bis auf 32 GB erweitert werden.

Eine 500-GB-Festplatte bietet Platz für Betriebssystem, Applikationen und Daten. Zwei GigaBit-Schnittstellen

sorgen für Konnektivität ins Netzwerk, WLAN ist optional erhältlich. Weitere Monitore können über zwei Displayports

angesteuert werden. Abgerundet wird die Ausstattung durch vier USB-3.0-Schnittstellen.

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Funktionale Sicherheit meets Cyber Security

Sicherheit 4.0 in der Industrie: Quadratur des Kreises?

Im digitalen Zeitalter werden

Fertigungsprozesse, IT und Office-

Welt immer enger miteinander

verzahnt. Das macht Unternehmen

flexibler, aber auch angreifbar.

Funktionale Sicherheit und Cyber

Security müssen daher zum

integralen Bestandteil zukünftiger

Architekturen werden. Worin das

Sicherheits-Dilemma besteht und

welche Wege es für Betreiber,

Anbieter und Systemintegratoren

gibt – darüber berichten die

Sicherheits-Experten Nigel Stanley

und Jörg Krämer, beide TÜV

Rheinland.

Zahlreiche Hardware- und Software-Komponenten

sind integraler Bestandteil

industrieller Verarbeitungs-, Herstellungsund

Produktionssysteme. Ihre einwandfreie

Funktion sowie eine hohe Verfügbarkeit

sind für die zuverlässige Erzeugung und

Bereitstellung von Produkten oder Dienstleistungen

unerlässlich. Es ist daher wichtig,

mögliche Ursachen und Gefahrenquellen

frühzeitig zu erkennen und Maßnahmen zu

ergreifen, diese bestmöglich zu vermeiden.

Die Themen Safety (Funktionale Sicherheit)

und Cyber Security (Informationssicherheit)

gewinnen daher zunehmend an Bedeutung.

Denn selbst Anlagen mit rigorosen funktionalen

Sicherheitskonzepten sind nicht

automatisch gegen Cyber-Attacken gefeit.

Ein industrieller HMI (Human Machine

Interface)-PC mit ausgereiften und ordnungsgemäß

implementierten Steuer systemen

ist ohne Cyber-Security-Schutz anfällig

für Angriffe. Dazu ist nicht einmal die

Kompromittierung sicherer Verarbeitungssysteme

notwendig. Sinnlose Befehle an

die übergeordnete Steuerung von RTUs

(Real Time Units) sind ausreichend, um

den gesamten Prozess in der Produktion

lahm zulegen. Das bedeutet: Prozesse oder

Hardware-Komponenten, die auf irgendeine

Weise in Computer- oder Internettech nologie

integriert oder mit ihr verbunden sind,

können nicht mehr länger als „sicher“ im

herkömmlichen Sinn betrachtet werden,

sofern die Steuerungssysteme nicht auch in

punkto Cyber Security ab gesichert sind.

Funktionale Sicherheit und Cyber

Security – eine Frage der Priorität?

Problematisch für die integrierte Absi che -

rung der Industrie 4.0 ist, dass sich die

Schutzziele von Funktionaler Sicherheit

und Cyber Security stark voneinander

unterscheiden – und vielfach Funktionale

Sicherheit noch Priorität hat vor Cyber

Security. Die Lebensdauer von Steuerungssystemen

übersteigt die eines unternehmensinternen

IT-Systems nicht selten um

das Zehnfache. Software-Aktualisierungen

werden hier nur sehr unregelmäßig oder

gar nicht durchgeführt. Diese Praxis wiederum

steht im Gegensatz zur stetig steigenden

Patches-Anzahl für unternehmensinterne

IT-Systeme. Die Anwen dung unternehmensinterner

IT-Tools, -Techniken und

-Verfahren kann desas tröse Auswirkungen

auf betriebstechnische Sys teme haben.

Gleiches gilt aber auch umgekehrt.

Was bedeutet „Safety“, wofür

steht „Security“?

Noch einmal zur Begriffsklärung: Bei Funktionaler

Sicherheit geht es darum, Menschen

vor den Auswirkungen der Technik zu

schützen, z. B. durch Fehlfunk tionen von

Maschinen und Anlagen, hervorgerufen

durch ungewollte oder unberechtigte Eingriffe

in die IT-Komponenten. Funktionale

Sicherheit sichert gewünschte Abläufe wie

vorgesehen ab und gewährleistet, dass beim

Auftreten von Fehlern entsprechende Maßnahmen

greifen, beispiels weise die Einstellung

von Aktivitäten.

Cyber Security zielt darauf ab, Fabrikautomation

und Prozesssteuerungen abzusichern.

Hier geht es um Schutz und Verfügbarkeit

von Kontroll- und Steuerungssystemen

gegen absichtliche herbeigeführte

oder ungewollte Fehler – beispielsweise

durch Menschen wie etwa Hacker. Ziel muss

Angela Recino, IT-Journalistin bei Angela Recino –

Bewegte Kommunikation in Sankt Augustin

64 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Security befasst sich mit den Gefahren, die

von außen auf Systeme einwirken können,

zum Beispiel ein gezielter Hackerangriff

es sein, eine Störung oder gar einen Ausfall

der Produktion zu verhindern.

Vor diesem Hintergrund aktueller Sicherheitsvorfälle

wird klar: Kein Produktionsunternehmen

kann sich mehr leisten,

Cyber Security zugunsten von Funktionale

Sicherheit zu vernachlässigen. Da Hacker

jeglicher Art mittlerweile ein gesteigertes

Interesse an industriellen Prozessen und

Steuersystemen demons trieren, müssen

diese Bedrohungen analysiert und auf eine

Weise gehandhabt werden, die die Identifizierung

der wichtigsten potenziellen

Schwachstellen und Risiken für ein Unternehmen

ermöglicht.

Normen verstehen und anwenden

Neu entwickelte Standards wie IEC 62443 –

ein Normenkatalog, der sich mit den Verfahren

zur Sicherung industrieller Steuersysteme

befasst – und IEC 61508 – ein Standard,

der vom Ausfall der Sicherheitsfunktionen

eines Geräts ausgeht – bieten eine

strukturierte Herangehensweise für die

gleichberechtigte Inte gration von Funktionaler

Sicherheit und Cyber Security. Betreiber,

Anbieter und Systemintegratoren

industrieller Automation

können die Problemstellung

nur auf effiziente und wirtschaftliche

Art und Weise

bewältigen, wenn sie diese

und ähnliche Normen verstehen

lernen bzw. annehmen.

Wichtig hierbei ist, die

relevanten Standards der

Funktionalen Sicherheit bzw.

Cyber Security über den

gesamten Produkt- oder

Prozess-Lebenszyklus hinweg

– von der Spezifizierung

über das Design bis

hin zu Betrieb und Wartung

– zu berücksich tigen. Dazu ist eine

effiziente Risiko- und Gefahrenanalyse und

eine Spezifizierung der geeigneten Safety

Integrity Level (SIL) und Security Level (SL)

erforderlich, die eine Reihe organisatorischer

und technischer Kontrollen erfordert:

n Systemintegratoren müssen die Funktionale

Sicherheit/Cyber Security über ihr

Systemdesign verwalten. Systembetreiber

sollten sicher sein, dass sie über die entsprechende

Sicherheitsdokumentation für

Systeme und Produkte verfügen und einen

sicheren Betrieb gewährleisten können.

n So sollten Produktanbieter genau prüfen,

wie – vom Design bis hin zur Installation

ihrer Produkte – Probleme der Funktio-

nalen Sicherheit/Cyber Security gehandhabt

werden und dabei nicht nur die Erfüllung

von Normen in Betracht ziehen.

Denn ein gutes Risikomanagement beginnt

schon bei einem sicheren Design.

Die Herausforderungen im

Rahmen von Industrie-4.0-

Projekten lassen sich nur sicher

realisieren, wenn Funktionale

Sicherheit und Cyber Security

für alle Elemente der industriellen

Automation kombiniert

werden können.

Nigel Stanley,

TÜV Rheinland

Zusammenfassung

Das Projekt Industrie 4.0 lässt sich nur realisieren,

wenn Funktionale Sicherheit und

Cyber Security für alle Elemente der industriellen

Automation kombiniert werden

können. Detaillierte Informationen über

die Anforderungen der Normen sowie eine

systematische Übersicht der Standards für

die wichtigsten Phasen industrieller Automation

bietet TÜV Rheinland in seinem

Whitepaper (Download: tuv.com/c2f).

Bilder: Fotolia, TÜV Rheinland

www.tuv.com

KS98-2

Prozesse im Handumdrehen

automatisieren

•Flexibel und anpassungsfähig -Modulares I/O +

Remote I/O, bis zu 30 Regelkanäle

•Schnell zum Ziel -Bewährte Bibliotheksfunktionen

werden einfach grafisch verschaltet

•Kommunikationsstark -USB, Ethernet und

Feldbusse für Online Daten, Parameter und

Datenaufzeichnungen

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PMA Prozeß- und Maschinen-Automation GmbH

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Ein Unternehmen der West Control Solutions Gruppe

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KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Optische

Intelligenz

Kamerabasierte

Sensor-Software verleiht

Robotern neue Fähigkeiten

Roboter übernehmen nicht nur

Handling-Aufgaben, sie sind mehr

und mehr in der Lage, haptische

Informationen aufzunehmen.

Möglich wird dies mithilfe von

Bildverarbeitungslösungen.

Einem Startup-Unternehmen ist

es gelungen, kostenintensive

elektronische Sensoren durch eine

neue Software und gängige Kameras

zu ersetzen. Und nun sind visionäre

Partner-Unternehmen gesucht.

fänger dient. Und dieses Konzept wurde auch

für die taktilen Sensoren an den Fingern der

Greifer angewandt. Treibende Kräfte in der

Weiterentwicklung dieser Techologie waren

Dr.-Ing. Nicolas Alt, Dr. Clemens Schuwerk

und M. Sc. Stefan Lochbrunner.

Das Prinzip der Sensorsoftware-

Technologie

Die Software misst diese Verformung ebenfalls

durch das Bildanalyseverfahren und

berechnet anhand eines Materialmodells

die anliegenden Kräfte und Momente.

Die Software ist anwendbar auf komplette

Robotersysteme, Roboterarme, Greifer oder

mobile Roboterplattformen und ermöglicht

die intelligente Steuerung dieser Systeme.

Vorteile in der Praxis

Die RoVi-Software ersetzt viele Sensoren in

Robotersystemen, wodurch sich u. a. der

Verkabelungsaufwand reduziert. Die aktuelle

Roboterkonfiguration wird über externe

Kameras und Software gemessen, sodass

Verbindungselemente nicht zwangsweise

möglichst steif konstruiert und hochpräzise

gefertigt werden müssen. Stattdessen können

nachgiebige Elemente und Materialien

sowie einfachere Fertigungsverfahren mit

geringerer Präzision eingesetzt werden. So

lassen sich Kosten sparen und komplexe

Schutzsysteme vermeiden. Mit flexiblen Elementen

kann jedoch die Position des Arms

nicht mehr mit wie herkömmlich über die

Gelenkstellungen und das starre Robotermodell

berechnet werden. Eine externe Kamera

in Verbindung mit der RoVi-Software

ermöglicht dagegen trotzdem die präzise

Berechnung der Position von Arm und

Endeffektor, da auch Verformungen über

die Kamera erfasst werden.

Kennwerte im Vergleich zur

traditionellen Robotik

Industrielle Roboterarme mit herkömmlichen

Hardware-Sensoren weisen sehr hohe absolute

Genauigkeiten von < 0,1 mm und hohe

Gelenkgeschwindigkeiten auf, da sie speziell

Die Idee für die kamerabasierte Sensorsoftware

für intelligente Roboter entstand

aus der Doktorarbeit zum Thema ‚Visuell-haptische

Umgebungswahrnehmung

für autonome Robotersysteme‘ von Mitgründer

Dr.-Ing. Nicolas Alt. Inspiriert von der

Beobachtung, wie Roboterstaubsauger absichtlich

und wiederholt auf Hindernisse

für die taktile Kartierung stoßen, entwickelte

er während seiner Promotion einen taktilen

Sensor für mobile Roboterplattformen.

Der Sensor bestand aus einem einfachen

Schaumstoffbalken, der von einer bereits

vorhandenen Kamera am Roboter beobachtet

wird und gleichzeitig als weicher Stoß-

Angela Struck, freie Journalistin & Geschäftsführerin,

Presse Service Büro GbR, Langenpreising

Wir fokussieren uns auf Roboterarme, die sensitiv agieren,

technisch vereinfacht und wirtschaftlich herstellbar sind

Grundlage der taktilen Fähigkeit bildet eine

Sensorsoftware, die komplexe hardwarebasierte

Sensorsysteme ersetzt und Robotern

quasi das Fühlen durch Sehen ermöglicht.

Die technische Innovation umfasst die robuste

Messung von Gelenkstellungen, Positionen,

Greifkräften, Kontaktprofilen und

anderen taktilen bzw. haptischen Kontaktinformationen

mithilfe von Bildverarbeitung

und extern um den Arm oder am Greifer

angebrachten Kameras.

Bildanalyse berechnet

Gelenkstellung und Verformung

Die Software berechnet die Gelenkstellungen

eines Roboterarms im dreidimensionalen

Raum mithilfe von Bildanalyse-Algorithmen.

Kraft-Momentensensoren und

taktile Sensoren werden durch einfache

passive flexible Elemente wie Schaumstoff

ersetzt. Kontaktkräfte führen zu charakteristischen

Verformungen dieser Elemente.

dafür konstruiert wurden. Hardware-Sensoren

können hier Abtastraten von > 1 kHz

liefern. „Es ist nicht das Ziel unserer Technologie,

mit diesen Werten zu konkurrieren“,

sagt Dr. Schuhwerk. „Ein relevantes

Maß für Roboter in unbekannten und veränderbaren

Umgebungen ist die relative

Der Link zum Video

Anschaulich: kamerabasierte

Steuerung eines

‚sensor losen‘ Roboterarms

www.rovi-robotics.de/video-arm

66 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Wir sind dabei,

wenn smarte Dinge

Standard werden.

Funktionsprinzip der kamerabasierten Sensorsoftware für das intelligente Greifsystem

Unsere hochgenauen Niedrigstdrucksensoren

überwachen

Volumenströme und Drücke

in Heizungs-, Lüftungs- und

Klimaanlagen und sorgen so für

deren energieeffizienten und

wirtschaftlichen Betrieb.

Genauigkeit zwischen Roboter und Zielobjekt.

Und hier sehen wir unser Terrain.

Genauso wie jeder Industriearm, der mit

einer Kamera ergänzt wird, sind wir dabei

durch die kamerabasierte Lageschätzung

des Zielobjekts begrenzt. In typischen Setups

mit einfachen Kameras erreichen wir ca.

1 mm. Ultra HD-Kameras erlauben < 0,3 mm.

Wir streben eine Geschwindigkeit von < 45°/s

an“ erläutert Clemens Schuwerk. Das sei für

Roboter ‚außerhalb des Käfigs‘ eine sichere

Wahl und wird ebenso von vielen existierenden

Robotern verwendet.

Die Genauigkeit der taktilen und Kraft-

Momenten-Sensoren hängt stark von der

Kameraeinstellung (Abstand, Auflösung)

ab. In typischen Fällen wird eine Genauigkeit

von unter 5 % erreicht, die mit der Genauigkeit

von Hardware-Sensoren im mittleren

Preissegment vergleichbar ist.

Greifsystem erlaubt die direkte

Ansteuerung des Motors

Für das intelligente Greifsystem mit integriertem

Stereo-Kamerasystem und kamerabasierter

Sensorik wurde der Zweibacken-

Greifer MPLM1630HAN von Gimatic eingesetzt.

Zum einen passt dieser gut zu den

Anwendungen der aktuellen Baugröße zur

Kommissionierung von Kleinteilen. „Vor

allem aber konnten wir keinen alternativen

Greifer am Markt finden, der uns eine direkte

Ansteuerung des Motors erlaubt“, erinnert

sich der Jungunternehmer. Diese Schnittstelle

ist wichtig, damit die Sensordaten aus

der Software dazu verwendet werden können,

den Greifprozess intelligent zu steuern und

zu überwachen. Der Gimatic Greifer erlaubt

durch die offene Schnittstelle zum Motor

die schnelle und einfache Entwicklung eines

Prototyps.

Erschließen neuer Einsatzfelder

Traditionelle Industrieroboter wie sie zu

Handhabung von Materialien, Montage

oder in der Logistik Einsatz finden, sind

heute zum Großteil auf bestimmte Anwendungen

vorprogrammierte Spezialisten.

„Mit unserer Technologie zielen wir

nicht auf traditionelle Anwendungen

ab, wo sehr geringe Zykluszeiten für fest

definierte Aufgaben benötigt werden.

Unsere Sensorsoftware ermöglicht neuartige

Roboterarme und -greifer, die sensitiv

und autonom agieren, dabei aber technisch

stark vereinfacht und wirtschaftlich

herstellbar sind“, erläutert der Mitbegründer

die Vision. Anwendungen finden sich

in sämtlichen Bereichen der Industrie,

aber bevorzugt dort, wo eine flexible und

sichere Handhabung von Objekten nötig

ist wie in Logistik, Landwirtschaft oder

Nahrungsmittelindustrie.

Blick in die Zukunft

Erstmals wurde die kamerabasierte Sensorsoftware

für einen Tischroboterarm auf

der Hannover Messe 2018 vorgestellt.

„Wir konnten mit wichtigen Entscheidungsträgern

sowie mit Anwendern aus

der Industrie sprechen und unser Produkt

präsentieren. Als junges Startup verfolgen

die drei Forscher das primäre Ziel, die

Technologie bei Pilotkunden zum Einsatz

zu bringen. Dabei sind sie auf der Suche

nach visionären Unternehmern, deren

Prozesse sie mit deratigen Robotersystemen

automatisieren können.

Bilder: RoVi Robot Vision

www.rovi-robotics.de

www.first-sensor.com


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Sind in EBs Anlagenmodell die nötigen Attribute an den

Sensoren und Aktoren hinterlegt, so ist das eigentliche

Programmieren der Automatisierung schnell erledigt

Ein Portal für alle

Fehlerfreie und schnelle Übertragung

vom Engineering zur Automation

Ein neues DCS-Portal überzeugt

bei gesicherter Datenqualität mit

seinem Zeitgewinn. Merkmale aus

dem Anlagen-Design werden automatisiert

an die Programmierung

der Kontrollsysteme übergeben

und lassen sich auch im laufenden

Projekt noch eintragen.

Die kooperative Plattform vereint die Kerndisziplinen

Basic Engineering inklu sive

FEED (Frontend Engineering Design), Process

Design, Instrumentation & Control

sowie Electrical Engineering in einem einzigen,

gemeinsamen Datenmodell. Dadurch

sind Änderungseingaben nur an

Durch ein gemeinsames Datenmodell sind Änderungen

nur an einer Stelle notwendig

Das neue DCS-Portal der Aucotec AG führt

zu jedem Automatisierungssystem, das

kommunikationsfähig ist, auch parallel zu

mehreren. Damit ist das Portal besonders

für Generalunternehmer (EPCs) hilfreich

oder für Betreiber, die aufgrund ihrer Historie

verschiedene Leitsysteme im Einsatz

haben. Jedes hat eigene Programmierungs-

Tools und verwendet unterschiedliche Software-Bausteine

(„Typicals“). Zu all diesen

Martin Imbusch, Produktmanager bei der Aucotec

AG in Hannover

Bausteinen kann Aucotecs Software Engineering

Base (EB) einen entsprechenden

Container in dem Portal bereitstellen.

Jeder Container dient dabei zur Übertragung

der Design-Informationen, die sich

damit gleichzeitig an verschiedene Leitsysteme

mit unterschiedlichen Konfigurationen

übergeben lassen. Davon profitieren

auch Hersteller, die ähnliche Anlagen

mehrfach bauen, nur mit anderen

Leitsystemen.

Automatisieren im Nu

Bei den vielen unvermeidlichen Änderungen

während Anlagen-Planung und -Betrieb ist

die neue Lösung zudem schnell und frei

von den üblichen Übertragungsfehlern.

Sollte eine Änderung, wann und wo im

Prozess auch immer, Auswirkungen auf die

Sensoren-/Aktoren-Logik haben, so erfährt

es das Leitsystem über das Portal im Nu.

Grundlage dafür ist die außergewöhnliche

Durchgängigkeit von EB.

einer Stelle erforderlich. Sie erscheinen

unmittelbar in jeder weiteren Repräsentanz

des geänderten Objekts, sodass alle

Beteiligten immer auf dem neuesten Stand

sind. Abstimmungen zwischen den Anlagendesignern,

fehleranfällige Datenübertragungen,

Doppelteingaben sowie

auf wendige Cross-Checks zwischen den

Diszi plinen entfallen durch diese zentrale

Datenhaltung. So verkürzt EB auch die

Wartezeit der Automatisierer auf alle relevanten

Informationen aus den verschiedenen

Bereichen.

Bilder: Aufmacher Fotolia, sonstige Aucotec

www.aucotec.com

68 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Elektronischer Not-Halt

ohne Fehlermaskierung

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Die Safety Emergency Unit (SEU) von

Bernstein ist eine elektronische Lösung,

die in eine vorhandene elektronische

SRF-Sicherheitskette integriert werden

kann. Die Anforderungen der Maschinenrichtlinie,

wonach jede Anlage mit einem

Not-Halt ausgerüstet sein muss, ist damit erfüllt. Und auch

das Problem einer Fehlermaskierung erübrigt sich durch die

elektronische Herangehensweise. Zusammen mit dem Smart

Safety Sensor SRF bildet die SEU ein Gesamtpaket für die

elektronische Überwachung von Schutztüren. Zunächst ist, trotz

Reihenschaltung, schnell erkennbar, welcher Not-Halt betätigt

wurde. Jedes Gerät dieses Smart Safety Systems stellt Daten im

Sinne einer intelligenten Produktion zur Verfügung, die eine

vorausschauende Wartung ermöglichen. Bereitgestellt werden

diese über das DCD-System, das die Daten per IO-Link aller

in Reihe geschalteten Sensoren und Not-Halt-Geräte in die

Steuerung übermittelt. So ist eine frühzeitige Fehlererkennung

möglich.

www.bernstein.eu

Smith card Vorlage: Wdwd, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Smith_chart_gen.svg|Messkurve:

ESCHA GmbH & Co. KG

escha.net

Die richtige Roboter-Energieführung

online finden

In nur wenigen Klicks zur individuellen und sicheren Energiezuführung

für Industrieroboter – das macht der Roboterausstattungskonfigurator

von Igus möglich. Damit lässt sich online

das passende System auf Basis der Triflex R Energiekette schnell

finden. Einfach montiert und leicht zu befüllen schützt diese

3D-Energiekette

bewegte Leitungen

am Roboter in jede

Richtung und erhöht

so ihre Lebensdauer.

Auf www.igus.de/

quickrobot wählt der

Nutzer den Roboterhersteller,

dann

entscheidet er sich

für Typ und Modell

sowie die Achsen,

die er ausstatten möchte. Im Bild erscheinen Visualisierungen

von Roboter und Bauteilen des Energieführungssystems. Der

nächste Schritt: die Wahl eines Rückzugssystems, das die Energiekette

auf Zugspannung hält, so Schlaufenbildung vermeidet

und vor Beschädigungen schützt. Danach konfiguriert der

Anwender die Triflex R E-Kette sowie die Baugröße. Optional

kann er zusätzliche Protektoren und Triflex R Kettenglieder

hinzufügen. Der Konfigurator erstellt automatisch eine Liste

mit allen Bauteilen des Energieführungssystems, die auch in

den Warenkorb übernommen werden kann. Einen weiteren

Klick entfernt sind zudem die CAD-Modelle der Komponenten

und ein PDF-Bericht der Konfiguration.

www.igus.de

www.engineering-news.net

Mehr als ein

neues Steckgesicht

Rundsteckverbinder M8x1

4-polig, P-codiert

Designed für hochperformante

Datenübertragung

Zukunftssicherheit für

hochverfügbare Netzwerke

Halle 10.0 | Stand 414

SPS IPC Drives Nürnberg, 27.-29.Nov.


KOMPONENTEN UND SOFTWARE

Teilbarer Kabeldurchlass mit

Bürstenleisten

Mit der KEL-BES-S 32 bietet Icotek eine weitere Größe seiner

Kabeldurchlässe mit Bürstendichtung an. Der Kabeldurchlass

ist für runde Ausbrüche mit einem Durchmesser von 32 mm

geeignet. Er wird direkt in den Ausbruch eingerastet bzw. mit

einer Gegenmutter verschraubt. Die Teilbarkeit des Systems

ermöglicht eine nachträgliche Montage. Hier wird der Rahmen

um die Leitungen herum installiert. Ein Abklemmen der

Leitungen ist nicht erforderlich. Die Bürstendichtungen eignen

sich zur Abschirmung gegen Staub und Zugluft, bieten Kantenschutz

und schließen Ausbrüche optisch ansprechend ab. Die

Serie findet ihren Einsatzort

bei der Leitungseinführung

in Schalt- und Netzwerkschränken,

Schaltkästen und

Maschinen. Neben den metrischen

Ausbruchsgrößen M32

und M50 sind auch eckige

Ausführungen erhältlich.

www.icotek.com

Energieketten sicher belegen

Mit den Energieführungsketten der Serie EasyTrax

hat Tsubaki Kabelschlepp eine Lösung entwickelt,

die eine besonders schnelle Leitungsbelegung

ermöglichen soll. Kabel und Schläuche werden

einfach in die flexiblen Lamellenbügel

eingedrückt. So soll sich in weniger als

einer Sekunde bis zu ein Meter Energieführungskette

befüllen lassen, sodass

Montagekosten eingespart werden.

Zum Einsatz kommen die Schnellöffner

u. a. an den 30 Check-in-Schaltern des Flughafens

Nürnberg. Mithilfe der Energieführungs-ketten werden die

Kabel zu den Computern und Druckern geführt, die jeweils in

einem Wagen untergebracht sind, der im Fußraum der Terminals

steht. Die EasyTrax-Energiekette mit einer lichten Innenbreite

von 38 mm führt die Kabel dabei sicher und ohne Bodenkontakt.

Kabelwirrwarr und sich lösende Stecker beim Verschieben des

Wagens sollen ausgeschlossen sein. Für eine zügige Kettenbelegung

werden darüber hinaus die Serien Quicktrax und Uniflex

Advanced angeboten.

www.kabelschlepp.de

Vielfältig kombinierbare Positionsschalter-Reihe nach Baukastenprinzip

Die aktualisierten Positionsschalter PS von Schmersal sind flexibel

und einfach in der Handhabung. Die Reihe ist nach dem Baukastenprinzip

angelegt: Es sind Komplettschalter mit Betätigungselement

oder nur Basisschalter ohne

Betätiger erhältlich. Der Basisschalter

kann mit dem notwendigen Betätigungselement

kombiniert werden. Die Positionsschalter

werden in industriellen Umgebungen

eingesetzt und dienen der

Positionserfassung und Überwachung

von beweglichen Teilen an Maschinen

und Anlagen sowie von seitlich verschieb-

baren oder drehbaren Schutzeinrichtungen. Sie verfügen über

zwangsöffnende Öffnerkontakte und können daher in sicherheitsgerichteten

Anwendungen, z. B. für die Stellungsabfrage

von Schutztüren bis Performance

Level (PL) d eingesetzt werden. Die

kompakten Positionsschalter können

auch in beengten Einbauräumen montiert

werden. Mit Schutzarten IP66 bzw.

IP67 eignen sie sich auch für ungünstige

Umgebungsbedingungen.

www.schmersal.com

Leise, stabile und schnell befüllbare E-Ketten

Mehr Bauraum, eine leichte Befüllung und Montage sowie eine lange Gebrauchsdauer verspricht die E-Ketten-

Serie E2.1 von Igus. Sie können schnell von der Seite oder von oben bestückt werden. Neben Innenhöhen

von 10,15 und 26 mm sind auch Höhen von 38 und 48 mm verfügbar. Eine linsenförmige Bremse am Anschlag

der Kettenglieder sorgt für einen leisen Kettenlauf mit wenigen Vibrationen.

www.igus.de

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Analysesoftware für komplexe Prozesse

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für die Bildverarbeitung

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Yokogawa hat die Software Process Data Analytics R1.02 entwickelt,

mit der sich Qualitäts- und Produktivitätsprobleme innerhalb eines

Herstellungsprozesses durch die Analyse von Prozessdaten, Anlagenstatus-Informationen

und der Betriebshistorie frühzeitig

erkennen lassen. Die Software enthält neue Funktionen für den

Import von Daten aus Prozess- und Informationsmanagement-

Systemen, für die Konfiguration von Daten-Anzeigeeinstellungen

und die Erfassung von Diagrammdaten, die die Datenanalyse

verbessern und den Trial- and Error-Zyklus verkürzen.

www.yokogawa.com

70 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018

Falcon.indd 1 06.02.2018 14:45:58


Ethernetleitung für die bewegte Applikation

Lütze erweitert das Leitungsprogramm im Bereich Industrial Ethernet mit der neuen

Lütze Superflex Ethernet Bus (C) PUR Cat.7 Leitung. Nachdem Anfang 2018 die torsionsfähige

Ethernet Leitung Cat.6a erfolgreich im Markt eingeführt wurde, bietet

die neue Leitung eine Übertragungsrate bis zu

600 MHz. Sie ist ebenfalls für den nordamerikanischen

Markt zugelassen. Die Leitung wurde

mit einer optimierten 4-paarigen Verseilung mit

Kreuzelement als Kern realisiert und besticht

mit ihren guten mechanischen Eigenschaften.

Dadurch kann ein Einsatz mit Torsion bis zu

± 180 ° auf 1 m realisiert werden. Der halogenfreie,

flammwidrige Pur-Außenmantel, rundet

die Einsatzfähigkeit in bewegten Maschinenund

Anlagenteilen ab.

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Beschleunigte HMI- und kamerabasierte Entwicklung

Renesas Electronics Corporation stellt eine neue Designumgebung für seine RZ/A1-

Mikroprozessoren (MPUs) vor. Ziel ist, die Entwicklung von differenzierten Human-

Machine-Interface-(HMI)- und kamerabasierten Anwendungen wie Industrie -

aus rüstung, Gebäudesteuerung,

Heim automation, medizinische Geräte,

Haushaltsgeräte und Videoüberwachung

sowie Zugangskontrolle per Video oder

Fingerabdruck zu vereinfachen und zu

beschleunigen. Mit dem neuen RZ/A1-

Softwarepaket bietet die integrierte

Designumgebung einen kompletten

Ausgangspunkt für das RZ/A1-basierte

HMI- und Kamera-GUI-Design. Damit

sollen sich die Komplexität und der

Ressourcenbedarf für die Entwicklung

dieser Anwendungen deutlich reduzieren

lassen. Das RZ/A1-Softwarepaket beinhaltet bekannte und einfach zu bedienende

Designmerkmale der Mikrocontroller-(MCU)-Designumgebung, um Entwicklern den

Übergang zu erleichtern, die auf eine reichhaltige und komplexere MPU-Designumgebung

migrieren.

www.renesas.com

Kompaktes, einfach zu montierendes

Hochspannungsmodul

Stäubli hat das bestehende Portfolio an Combitac-Lösungen um ein brandneues vierpoliges

Hochspannungsmodul für Spannungen bis 2 000 V AC und 2 500 V DC erweitert.

Das neue Hochspannungsmodul ermöglicht es dem Anwender, schnell und einfach vier

Hochspannungskontakte ohne Werkzeug in einen platzsparenden Träger einzusetzen

und so die Montagezeit auf ein Minimum zu reduzieren. Der Einsatz spezieller Multilam-Kontakttechnologie

in den Hochspannungskontakten mit Ø 1,5 mm garantiert eine

lange Lebensdauer der Steckverbinder sowie Vibrations- und Stoßfestigkeit der Gesamtlösung.

Das neue Hochspannungsmodul Combitac 2,5 kV eignet sich für Prüfgeräte und

Übertragungsanwendungen. Mit einer Lebensdauer von bis zu 100 000 Steckzyklen, der

schnellen Montage dank werkzeugfreiem Einsetzen

von Stecker- und Buchsenkontakten sowie den vierpoligen

Träger mit 8 mm Breite ist es für viele Anwendungen

in der Industrie, der Bahntechnik und der

Luft- und Raumfahrt geeignet.

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Expert-talk

Oliver Winzenried im Gespräch mit

Nicole Steinicke in Beijing, China

https://youtu.be/8Lbaw63V85A

Sicherheit für die vernetze Industrie

Interview: Wie Sie Ihr geistiges Eigentum vor Spionage und Cyber-Angriffen schützen

Das industrielle Internet der Dinge, Made in China

2025, Cyber-Physische Systeme – viele neue Begriffe

wurden geprägt, um etwas zu beschreiben, das unsere

Arbeitsweise beeinflussen wird. Was bedeutet das IoT

für Maschinenbauer oder Hersteller von Steuerungen

oder anderen Geräten? Chefredakteurin Nicole Steinicke

hat mit Oliver Winzenried, Vorstand der Wibu-Systems,

über die vor uns liegenden Chancen, Risiken und

Lösungen gesprochen.

In Automobilfabriken bringen fahrerlose Transportsysteme halbfertige

Erzeugnisse von Produktionslinie zu Produktionslinie, an

der Roboter die erforderlichen Werkzeuge entnehmen, um die

Produkte weiter zu bearbeiten. Roboter werden eingesetzt, um

Gefahrenstellen zu inspizieren, die für Menschen zu gefährlich

sind, und sie sorgen für die Pflege und Züchtung von Pflanzen. Die

Liste der Anwendungen, die sich für das Internet der Dinge eignen,

ist heute schon lang und wächst täglich. Die IoT-Systeme der Zukunft

sind in öffentliche Netzwerkstrukturen eingebunden, die jedoch keinen

sicheren Schutz vor Angriffen von außen bieten. Hacker sind

immer auf der Suche nach Hintertüren und Schlupflöchern, die sie

für ihre kriminellen Aktivitäten nutzen können. Das IoT hat also viele

ungeschützte Flanken, und das bedeutet, dass jede Komponente

über geeignete Sicherheitsvorkehrungen verfügen muss. Erforderlich

sind daher sichere und zuverlässige Kanäle, über die Komponenten

in Fabriken miteinander kommunizieren können.

Das Konzept von Wibu-Systems für Schutz,

Lizenzierung und Sicherheit

Wibu-Systems, ein privates Unternehmen, das 1989 von dem Ingenieur

Oliver Winzenried und dem Informatiker Marcellus Buchheit

gegründet wurde, zählt zu einem der innovativen Technologieführer

auf dem internationalen Markt für Hard- und Softwaretechnologie

in den Bereichen Softwareschutz, Lizenzierung und Sicherheit

für das digitale Know-how. Wibu-Systems bietet mit CodeMeter

ein Komplettpaket, das alle relevanten Normen und Anforderungen

erfüllt.

CodeMeter ist sein Kernprodukt, das entweder als Dongle (Cm-

Dongle), gerätegebundene Lizenz (CmActLicense) oder Cloud-

Lizenz (CmCloudLicense) erhältlich ist. Die Komponenten von

CodeMeter sind in Software und Backoffice-Systeme integriert, um

einen optimierten Prozess zu gewährleisten. Nicole Steinicke,

Chefredakteurin von INDUSTRIELLE AUTOMATION, traf Oliver

Winzenried auf der Messe IAMD Beijing, China und sprach mit ihm

über die Zukunft von Schutz, Lizenzierung und Sicherheit für das

Internet der Dinge.

Dipl.-Ing (FH) Nicole Steinicke, Chefredakteurin INDUSTRIELLE AUTOMATION

72 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


INTERVIEW I SPECIAL DIGITALISIERUNG

geliefert, das für größere Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen

ausgelegt ist und mit einem integrierten Sicherheitscontroller

ausgestattet ist. Hersteller intelligenter Geräte können

die Integrität ihrer technischen IP vor Piraterie, Reverse Engineering

und Manipulationen schützen und gleichzeitig ihre digitalen

Assets monetarisieren.

Digitalisierung und Industrie 4.0 sind in aller Munde. An welchen

Forschungsprojekten sind Sie in diesem Bereich beteiligt?

02 Oliver Winzenried,

Firmengründer und Vorstand der

Wibu-Systems AG in Karlsruhe

Im Industrial Internet of things (IIoT) muss Security-by-Design

der Maßstab für alle Komponenten sein. Dabei stehen Industrial

Grade Design, der Footprint von Hard- und Software, Entwicklungsunterstützung

und markenübergreifende Zusammenarbeit

sowie der vollständige Schutz von der ersten Softwareschicht an

im Vordergrund. IoT-fähige Schutzmaßnahmen müssen physikalisch

und funktional skalierbar sein. Wibu-Systems bietet Code-

Meter an, ein Komplettpaket für Schutz, Lizenzierung und Sicherheit.

Die konsistente und interoperable Lösung ist vollständig

skalierbar und passt sich jeder Aufgabe und Anwendung an. Aber

wie können sich Unternehmen für die vernetzte Zukunft rüsten?

Oliver Winzenried diskutiert die Anforderungen und Herausforderungen

und zeigt, wie Unternehmen sich auf einen nachhaltigen

Erfolg in der neuen Welt des Internet der Dinge einstellen können.

Welche Neuheiten und Besonderheiten stehen für Sie in diesem

Jahr im Mittelpunkt?

Auf der IAMD Beijing präsentierten wir die neuen Firmware-

Features für CmASIC und alle CmDongles, den neuen CmStick/B

und /BMC sowie einige zusätzliche Features in CodeMeter License

Central, Protection Suite und CmEmbedded. Unsere neuen Cm-

Stick/B und /BMC werden in einem einteiligen Metallgehäuse

IUNO, das nationale Referenzprojekt zur IT-Sicherheit in

Industrie 4.0, soll die Bedrohungen und Risiken für intelligente

Fabriken identifizieren und Schutzmaßnahmen entwickeln, die

Hersteller umsetzen können. Mit unserem interdisziplinären

F&E-Projekt wollen wir nachhaltige Konzepte und Methoden

anbieten, die den besonderen Anforderungen der IT-Sicherheit

in Bezug auf Betrieb, Skalierbarkeit, Robustheit und Effizienz

entsprechen, die für Industrie 4.0-Prozesse empfohlen werden.

In diesem Zusammenhang sind wir in zwei Use-cases aktiv:

Dies ist zum einen ein Prototyp eines sicheren Technologiedatenmarktplatzes,

beispielweise für 3D-Druckdaten und zum anderen

die Integration von sicheren Hardware-Elementen in OPC UA, die

RFID-Lesern den Schutz der M2M-Kommunikation bieten. Diese

beiden Demonstrationen sind das Ergebnis unserer Zusammenarbeit

mit Balluff, einem weltweit führenden Hersteller von

Sensorik, und Trumpf, einem globalen Technologieführer bei

Werkzeugmaschinen und Lasern. Zudem sind wir sind in mehreren

anderen europäischen Projekten aktiv und bauen unsere

Beziehungen zu China weiter aus, indem wir ein Mitglied der

Alliance Industrial Internet sind und mit der Tongji University

in Shanghai kooperieren.

Welchen Stellenwert hat das Thema Sicherheit inzwischen

in der Industrie. Was würden Sie Herstellern empfehlen?

Das Bewusstsein steigt definitiv. Dennoch verzögern die

zusätzlichen Kosten für Sicherheitsmechanismen und deren

komplexere Bedienung und Einrichtung die Implementierung.

Unternehmen sollten die besten Praktiken berücksichtigen

und zunächst eine Verbesserung um 80 % mit einem sofortigen

Aufwand von 20 % anstreben. Nichts zu unternehmen und auf

einen Vorfall zu warten, ist ein riskantes Unterfangen. Erfahren

Sie mehr über nachhaltige Lösungen in unserem Video unter

https://youtu.be/8Lbaw63V85A.

Sie reden von „4D-Integration“ mit Wibu-Systems-Lösungen,

was bedeutet das?

Die vierdimensionale Integration ist die zentrale Grundlage von

CodeMeter, um eine maximale Interoperabilität zu gewährleisten.

Lizenzcontainer: Unser CmDongles mit und ohne zusätzlichen

Flash-Speicher in vielen Formfaktoren, darunter CmASIC,

CmActLicenses, CmCloud, Unterstützung für TPM und TEE wie

Intel SGX oder ARM Trustzone. Geräte: Unterstützung für kleine

Mikrocontroller mit CmMicroEmbedded, Embedded-Systeme,

PLCs, PCs, Server in der Cloud. Plattformen: Breite Unterstützung

von Betriebssystem und Architektur, z. B. für VxWorks, QNX,

RTOS, Linux, Android, .... und x86, PPC, ARM Prozessoren. Und

nicht zuletzt die Geschäftsprozessintegration mit CodeMeter

License Central in Verbindung mit ERP-(SAP), CRM-(Salesforce)

und E-Commerce-(Digital River) Lösungen.

Bilder: Piktogramme Fotolia, sonstige WIBU-SYSTEMS AG

www.wibu.com

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 73


DIGITALISIERUNG I SPECIAL

Ökosystem für die digitale Welt

Assests erfassen, verwalten und verbinden und somit Transparenz in die Anlage bringen

Auch wenn die Themen rund um Industrie 4.0 schon viel diskutiert wurden,

ist die Verunsicherung bei Unternehmen immer noch groß. Welche

Veränderungen erwarten uns, welche Voraussetzungen müssen geschaffen

werden und wie erhalte ich Unterstützung? Endress+Hauser zeigt mit

neuen digitalen Dienstleistungen, wie sich das Potenzial der Industrie 4.0

nutzen und in der Prozessindustrie gewinnbringend einsetzen lässt.

Komfortabler Zugang

Der Endress+Hauser Hub bietet

Zugriff auf alle relevanten Daten

der eingesetzten Messgeräte –

direkt vom Schreibtisch aus. Mit

der Anwendung Endress+Hauser

Asset Health lässt sich der Zustand

der Geräte überwachen; künftig

wird sogar vorausschauende

Wartung möglich sein.

Digitale Bestandsaufnahme

Die Endress+Hauser Scanner-App

erkennt das Typenschild und

generiert daraus Geräte daten

direkt im Hub. Noch einfacher geht

es mit dem Edge Device, einem

Schnittstellenbaustein, der direkt

in das Prozess-Netzwerk integriert

wird und die Informationen

vollautomatisch ausliest.

Zertifizierte Sicherheit

Um einen sicheren und vertrauensvollen

Rahmen zu gewährleisten,

wurde die Endress+Hauser

IIoT-Plattform von der unabhängigen

Organisation EuroCloud zertifiziert,

mit vier Sternen für besonders

schützenswerte Daten. Die Daten

liegen in europäischen Rechenzentren.


SPECIAL I DIGITALISIERUNG

Ein Blick aufs Smartphone genügt, und

wir sind über viele Dinge des täglichen

Lebens sofort im Bilde. Während die digitale

Vernetzung für Millionen Menschen im

privaten Bereich längst selbstverständlich

ist, bedeutet sie für große Teile der Industrie

noch Zukunftsmusik. Wer mehr über ein

bestimmtes Feldgerät in seiner Anlage wissen

will, muss sich oft selbst vor Ort begeben

und nachschauen. Wenn es nach Steffen

Ochsenreither geht, soll der digitale Komfort

auch in der Prozessindustrie weiter fortschreiten.

Der Business Development Manager

bei Endress+Hauser arbeitet am industriellen

Internet der Dinge (IIoT). Sein Ziel

ist, die Daten sämtlicher Sensoren eines

Industriebetriebs ohne Aufwand von überall

her zugänglich zu machen.

Überall und jederzeit alle

Feldgeräte im Blick

Flexible Reaktion

Von mobilen Endgeräten können Anwender jederzeit

und überall auf die Daten im Hub zugreifen und tätig

werden. Die Anwendung Endress+Hauser Analytics

erkennt kritische Messstellen, meldet veraltete Geräte

und gibt Empfehlungen zur Optimierung der

Messtechnik.

Einen revolutionären Umsturz hat Steffen

Ochsenreither allerdings nicht im Sinn,

Schnelle Übersicht

Ein übersichtliches Dashboard

bildet das virtuelle Tor zum

Endress+Hauser Hub, in dem

alle gerätebezogenen Daten

und Dokumente sicher verwahrt

werden. Er ist als offene

Plattform konzipiert, sodass

auch die Daten von Fremdgeräten

eingebunden und aufbereitet

werden können.

vielmehr ein evolutionäres Vorgehen

Schritt für Schritt. „Im Rahmen unserer

IIoT-Strategie entwickeln wir ganz konkrete

Anwendungen, die sich nahtlos in die bestehende

Anlagentechnik einfügen und

dem Anwender sofort einen Zusatznutzen

bieten.“ Die erste, bereits realisierte Anwendung

nennt sich Endress+Hauser Analytics

und ermöglicht eine digitale Bestandsaufnahme

der installierten Basis. Nach einem

ersten erfolgreichen Feldtest bei einem

Stahlhersteller steht sie nun Kunden von

Endress+Hauser aller Anwendungsbereiche

zur Verfügung.

Mit Endress+Hauser Analytics lassen sich

sämtliche Feldgeräte einer Anlage – auch

solche von Fremdherstellern – einfach katalogisieren

und analysieren. Ein im Netzwerk

installierter Schnittstellenbaustein (ein sogenanntes

Edge Device) erkennt die verschiedenen

Gerätetypen selbstständig und

legt digitale Zwillinge in einem cloud-basierten

Hub an. Alternativ lassen sich die Typenschilder

der Geräte mit einer Scanner App

erfassen und die Informationen automatisch

in den Hub hochladen. Dort werden sie mit

der Gerätedatenbank des Messtechnik-Spezialisten

abgeglichen und ergänzt.

Der Zeitaufwand für eine Bestandsaufnahme

reduziert sich mit Endress+Hauser

Analytics auf einen Bruchteil der bisher für

die manuelle Erfassung benötigten Zeit.

Über die übersichtliche, von mobilen Endgeräten

ebenso wie vom Büro-PC aufrufbare

Oberfläche der Anwendung können Gerätedaten

und -dokumente wie Kalibrierzertifikate

oder Reparaturberichte eingesehen

werden. Darüber hinaus erhalten Anwender

Informationen darüber, ob kritische Zustände

an einer Messstelle vorliegen, zu

Möglichkeiten der Standardisierung oder –

falls ein Gerät ersetzt werden muss – zu

Nachfolgeprodukten. Wie bei Apps aus dem

privaten Umfeld üblich, ist das Basis-Paket

kostenlos; erst darüber hinaus fallen Nutzungsgebühren

an.

Das Potenzial intelligenter

Messtechnik nutzen

Damit sind die zentralen Elemente des

IIoT-Ökosystems von Endress+Hauser auch

schon genannt: der cloud-basierte Hub,

Schnittstellenbausteine für die Konnektivität

sowie die Gerätedatenbank. Mithilfe

dieser Elemente wird das Potenzial der intelligenten

Messgeräte ausgeschöpft und

die Grundlage geschaffen für Algorithmen,

welche die vorhandenen Geräte- und Prozessdaten

verknüpfen und so – in Form

digitaler Applikationen – einen Mehrwert

für die Anwender generieren.

An der Messtechnik selbst sind keine Anpassungen

nötig. Genutzt wird einfach die

vorhandene Gerätekommunikation über

Hart, WirelessHart, Profibus oder GSM;

künftig auch über weitere Schnittstellen.

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 75


DIGITALISIERUNG I SPECIAL

„Wir reden nicht nur über Industrie 4.0, wir gehen voran.“

Die Cloud-Daten liegen sicher verschlüsselt

in zertifizierten Rechenzentren.

Prozesse in Zukunft noch

effizienter gestalten

Weitere Applikationen auf Basis des IIoT-

Ökosystems von Endress+Hauser sollen bald

schon marktreif sein. Eine Anwendung für

das Asset Health Monitoring wird den Zustand

der installierten Basis überwachen

und soll später einmal vorausschauende

Wartung ermöglichen. In dieselbe Richtung

geht Endress+Hauser Smart Metrology: Mit

dieser noch in der Konzeptphase befindlichen

Applikation lassen sich künftig die

Kalibrierintervalle von pH-Sensoren optimieren.

Eine weitere Anwendung rund um

das Thema Wasserqualität wird ein einfaches

und kostengünstiges Fernmonitoring von

Wasserständen ermöglichen.

„Die Wasserqualitäts-Anwendung werden

wir als Komplettsystem mit GSM-Gateway

und Smartphone-App im Online-Vertrieb

anbieten, wahlweise auch mit Memosens-

Sensor und Liquiline-Messumformer“, kündigt

Herr Rueff, wie lässt sich die

IIoT-Strategie von Endress+ Hauser

mit wenigen Worten umreißen?

Unser Ziel ist, für die Anwender einen

echten Mehrwert zu schaffen. Das

möchten wir mit Wissen, Einfachheit

und Gemeinschaft erreichen: Wir

unterstützen die Anwender mit

unserem Geräte-Know-how,

ermöglichen ihnen eine einfache

Nutzung dieses Wissens und stellen

ihnen eine Community-Plattform

für den Austausch mit uns und

anderen Anwendern zur Verfügung.

Steffen Ochsenreither an. Damit werde neben

der Akzeptanz der digitalen Dienstleistung

auch der in der Prozessindustrie noch wenig

verbreitete Direktvertrieb getestet: „Das IIoT-

Ökosystem eröffnet uns die Möglichkeit, mit

unseren Kunden in eine neuartige Beziehung

zu treten, die über den Verkauf von

Produkten hinausgeht. Dabei wollen wir sie

Welche Produkte sollen aus dieser

Strategie entstehen?

Bei unseren IIoT-Lösungen handelt es

sich nicht um Produkte im üblichen Sinn.

Wir eröffnen unseren Kunden mit diesen

Lösungen auf Basis unseres Know-hows

einfach nutzbare Möglichkeiten zur

Optimierung ihrer Prozesse. Aktuelle

Internet-Technologien und die Elemente

des IIoT-Ökosystems sind dabei nur ein

Mittel zum Zweck.

In der Prozessindustrie steht die digitale

Revolution noch am Anfang. Welche Entwicklung

sehen Sie mittelfristig für das IIoT?

In den verfahrenstechnischen Industrien

ist es wie überall: Es rücken immer mehr

jüngere Menschen nach, die digitale

Dienstleistungen im privaten Bereich

intensiv nutzen und deren Möglichkeiten

und Komfort zu schätzen wissen. Deshalb

haben wir uns entschieden: Wir reden

nicht länger nur über Industrie 4.0,

sondern gehen mit konkreten Schritten

voran – und das auf all unseren

Arbeitsgebieten.

Kévin Rueff, Produktmanager Internet of

Things bei Endress+Hauser Process Solutions

(Die Fragen stellte Reinhard Huschke)

bei ihren Aktivitäten begleiten und ihnen

neue Wege aufzeigen, wie sie ihre Prozesse

effizienter gestalten können.“

Bilder: Aufmacher Ulrich Birtel, Porträt Christine

Schmalz, sonstiges Ahrens+Steinbach

www.de.endress.com

Datenanalyse- und Grafiksoftware

NEU!

Neuerungen in Origin 2019:

-Startmenü mit Origin-interner Suche

-Datenmarkierung

-Markieren von Zeichnungen

-Tooltipp für Datenpunkte

-BedingteFormatierung für Arbeitsblätter

-etc.

®

www.additive-origin.de/neu


Special Digitalisierung

5G-Toolbox für Modellierung, Simulation und

Verifikation

MathWorks präsentiert seine

5G-Toolbox, die standardkonforme

Wellenformen und

Referenzbeispiele für die

Modellierung, Simulation und

Verifikation der Bitübertragungsschicht

von Kommunikationssystemen

nach dem 3GPP-Standard

für neue 5G-Funktechnologien

(5G New Radio, NR) bietet. Mit der 5G-Toolbox lassen sich schnell wichtige

Algorithmen entwickeln und die Leistung von End-to-End-Verbindungen von

Systemen vorhersagen, die der 5G-Standardspezifikation von Release 15 entsprechen.

Die 5G-Toolbox reiht sich in das Wireless-Produktportfolio des Unternehmens ein,

das unter anderem auch Unterstützung für LTE- und WLAN-Standards, die

Simu lation von Massive-MIMO-Antennenarrays und HF-Front-End-Technologien,

Over-the-Air-Testing sowie Rapid Prototyping von HF-Hardware abdeckt.

„Beim Einsatz von 5G müssen Funkingenieure prüfen, ob ihre Produktdesigns

mit einem neuen, komplexen Standard, der sich noch weiterentwickeln wird,

kompatibel sein werden oder zumindest mit diesem koexistieren können. Nur

wenige Unternehmen verfügen über ausreichende Ressourcen oder internes

Know-how, um ein 5G-konformes Design zu implementieren“, sagt Ken Karnofsky,

Senior Strategist für Signalverarbeitungsanwendungen bei MathWorks. „Nachdem

wir beobachten konnten, wie die LTE Toolbox Teams bei der schnellen Bereitstellung

von Designs vor der 5G-Ära in HF-Testumgebungen unterstützt hat, erwarten

wir, dass die 5G Toolbox eine ähnliche Wirkung auf den Mainstream-Wireless-

Markt haben wird.“ Die 5G Toolbox hilft Entwicklern von Wireless-Designs bei der

Bewältigung der zunehmenden Komplexität ihrer Entwürfe und verringert gleichzeitig

die Entwicklungszeit. Sie sollen die Toolbox jetzt für die Simulation auf

Verbindungsebene, die Verifikation anhand der „goldenen Referenz“, Konformitätstests

und das Generieren von Wellenformen für Tests nutzen können ohne wieder

von vorn beginnen zu müssen.

www.mathworks.com

Prozessdaten auf mobile Endgeräte übertragen

Die neue Smart

Safety Solution

Besuchen Sie uns auf

der SPS IPC Drives 2018,

Halle 9, Stand 460.

n Safety-to-Cloud-Lösung

n Datenkommunikation vom

Safety-Sensor bis zur Cloud

n Standortunabhängige Kontrolle

der Safety-Sensorik

n Vorausschauende Wartung /

Vermeidung von Maschinenstillständen

www.schmersal.com

Cloud

®

Der TwinCAT IoT Communicator von Beckhoff ermöglicht die Kommunikation zwischen

der PLC und einem mobilen Gerät. Er verbindet die TwinCAT-Steuerung über eine sichere

TLS-Verschlüsselung direkt mit einem Messaging-Dienst. Mit der zugehörigen IoT

Communicator App werden die Prozessdaten auf dem mobilen Endgerät übersichtlich

dargestellt. Alarme werden per Push-Nachricht auf das Gerät gesendet. Für den

Austausch der Daten nutzt der TwinCAT 3 IoT Communicator das Publish-/Subscribe-

Verfahren. Es sind keine speziellen Firewall-Einstellungen notwendig, was die Integration

in ein bestehendes IT-Netzwerk vereinfacht. Der Informationsaustausch erfolgt

über einen Message Broker, der das standardisierte Protokoll MQTT nutzt und als

zentraler Messaging-Dienst in einer Cloud

oder in einem lokalen Netzwerk fungiert.

Die Sicherheit der Kommunikation

garantierrt eine TLS-Verschlüsselung.

Auf dem mobilen Endgerät werden die

übermittelten Prozessdaten über die IoT

Communicator App angezeigt, die sowohl

für iOS als auch für Android verfügbar ist.

www.beckhoff.de

INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2016 77


SPECIAL DIGITALISIERUNG I INTERVIEW

Potenziale für neue Geschäftsfelder

Digitaler Wandel erfordert Umdenken von Unternehmen und Gesellschaft

Wahrscheinlich gar nichts so Außergewöhnliches:

Eine breite Ausbildung,

kontinuierliches Lernen, Neugierde und

Offenheit für neue Entwicklungen und

Technologien. Sie müssen immer die

Augen offenhalten und über den Tellerrand

in andere, neue Bereiche schauen, in

Zeiten des digitalen Wandels mehr denn je.

Kuka war immer wieder Vorreiter in

innovativen Technologien. Welche

Entwicklungen werden Ihrer Meinung

nach in 10 Jahren unsere Industrie

beherrschen?

Dr. Stefan Müller

Industrie 4.0 bringt viele Herausforderungen

mit sich. Themen wie

die sensitive Robotik, einfache

Nutzbarkeit, aber auch künstliche

Intelligenz und maschinelles Lernen

stehen im Vordergrund. Dr. Müller,

Leiter Strategie und Unternehmensentwicklung

des Kuka-Konzerns,

berichtet über die Vorteile und

Herausforderungen des digitalen

Wandels.

Dr. Stefan Müller, Leiter Strategie und Unternehmensentwicklung

KUKA Konzern bei der KUKA

Aktiengesellschaft in Augsburg

Welche Veränderungen und Vorteile

sehen Sie durch die zunehmende

Digitalisierung in Bezug auf die

Komplexität des unternehmerischen

Handelns?

Zur Beherrschung der zunehmenden

Komplexität muss die Organisation

entsprechend befähigt und aufgestellt

werden. Im Fall von Kuka heißt das den

Aufbau von digitalen Domänen und

unserer Smart Platforms. Interdisziplinäres

Arbeiten ist wichtiger denn je,

Silodenken wird abgebaut. Auch auf

bestehende Hierarchien hat das

Einfluss. Selbstmanagement, Flexibilität

und die Fähigkeit, mit heterogenen

Teams zu arbeiten, spielen eine immer

größere Rolle.

Wie schätzen Sie den aktuellen Stand

des deutschen Maschinenbaus im Thema

Digitalisierung ein?

Mittlerweile arbeitet der Großteil der

deutschen Maschinenbauer aktiv an

Digitalisierungsstrategien. Das ist ein

gutes Zeichen, denn nur diejenigen

Unternehmen werden am Markt weiter

erfolgreich sein, die die Herausforderungen

der Digitalisierung annehmen.

Was raten Sie Ingenieuren, die sich neu

mit dem Thema beschäftigen?

Unsere Ambition ist es, neue Ideen und

Inventionen zu Markterfolg zu bringen.

Wir treiben das Thema Innovation unermüdlich

aus unserem eigenen Innovation

Office. Das beinhaltet die langfristige

Zusammenarbeit mit Partnern, Instituten

und Forschungseinrichtungen. Was ich

spannend finde ist, dass sich selbst die

Innovation wandelt. Der deutsche Maschinenbau

steht insbesondere für Technologieund

Produktinnovationen. Mit zunehmender

Ausrichtung von Unternehmen auf

Wertschöpfungssysteme ist jedoch ein

vermehrter Anteil Neuerungen im Bereich

Vertrieb, Services, Systemen und Prozessen,

aber auch Customer Experience zu sehen. Im

Kontext der Digitalisierung und der Ausprägung

von Eco-Systemen erhalten Geschäftsmodellinnovationen

einen neuen Stellenwert.

Damit ändern sich auch die Träger der

Innovation. Es braucht Partnerschaften

über das traditionelle Netzwerk hinaus.

An welche Partnerschaften denken Sie da?

Ein Beispiel: Mit unserer Smart Factory as a

Service sind wir den Geschäftsmodellen

der Zukunft ein ganzes Stück näher. Die

skalierbare Integration von Entwicklung,

Produktion und eingebettetem Risikosowie

Finanzmanagement ermöglicht die

Realisierung der Synergien entlang der

Wertschöpfungskette. Produzierende

Unternehmen profitieren dabei von

innovativen Nutzungsmodellen bei voller

Variabilisierung der Kosten. Das Zusammenspiel

mit unseren Partnern MHP und

Munich RE und die Kombination sich

ergänzender Expertisen ist dafür essentiell.

Bilder: Kuka AG

www.kuka.com

www.complexity-academy.com

78 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


Special Digitalisierung

Hilfestellung bei der Umsetzung IIoT-basierter Servicekonzepte

Coresystems, Spezialist für Field Service- und Workforce-Management,

kündigt an, Hersteller bei der Umsetzung smarter Servicekonzepte

im industriellen Umfeld unterstützen

zu wollen. „Das IIoT führt alle

relevanten Daten-Assets zusammen:

Sensordaten, Eingaben von Kunden,

Verfügbarkeit von Servicetechnikern,

vorhandenes Know-how und vieles

mehr“, so Manuel Grenacher, CEO der

Coresystems FSM AG. „Dadurch wird

es ermöglicht, in Echtzeit auf Problemstellungen

zu reagieren und der Industrie

effektive Lösungen zu liefern, die

ihre speziellen Anforderungen von Anfang an berücksichtigen.

Wer sich dafür entscheidet, IIoT konzeptionell im Unternehmen

zu verankern, und dabei frühzeitig alle

Schnittstellen zu anderen Disziplinen

berücksichtigt, wird somit zum Vorreiter

der nächsten Industriellen Revolution.“

Auf Basis rein digitaler Anforderungen

sollen Einzelprodukte oder Kleinserien

letztlich zu Preisen produziert werden,

die in der traditionellen Industrie nur

in Großserien möglich sind.

www.coresystems.net/de

Forscher machen Produktionsanlagen vor Cyberangriffen sicher

www.kcist.kit.edu

Die Anforderungen an moderne Produktionsanlagen steigen durch die Digitalisierung und

Vernetzung stetig. Mensch, Maschinen und Roboter arbeiten zunehmend eng und vernetzt

zusammen, sodass sich damit auch die Anforderungen an Safety and Security erhöhen.

Dabei sollen die Anlagen sowohl für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sicher sein als

auch vor Cyberangriffen von außen geschützt werden. Im Projekt „Roboshield“ arbeiten

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT),

des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und des

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB an Sicherheitskonzepten,

gerade für kleine und mittlere Unternehmen in Baden-Württemberg. Interessenten

bieten die Roboshield-Experten Schulungen zu Themen wie die Entwicklung sicherer

Software an. Beim „Open-Lab-Day“ am 21. Februar 2019 am Fraunhofer IPA in Stuttgart

besteht für Firmen die Möglichkeit, direkt mit den Experten ins Gespräch zu kommen und

weitere Fragen einzubringen (www.roboshield.de).

NEU

In ständigem Dialog –

Kommunikation auf

Industrie 4.0-Niveau

INDUSTRIE

u ESM-CB: Auswertegerät, Sicherheitsrelais

und IO-Link Device in einem

u CES-C07: Reihenschaltbarer Sensor

u Prozessrelevante Daten in Echtzeit

via IO-Link

u Informationen zur präventiven

Wartung

SPS IPC DRIVES Nürnberg

27. - 29.11.2018 · Halle 7/Stand 280

EUCHNER GMBH + CO. KG

70771 Leinfelden-Echterdingen

S I C H E R H E I T S T E C H N I K F Ü R M E N S C H U N D M A S C H I N E WWW.EUCHNER.DE


Special Digitalisierung

Redaktionssystem für technische

Dokumentation

Die Tekom-Jahrestagung vom 13.-15.11. 2018 in Stuttgart wird

begleitet von der Tekom-Messe und der Tcworld conference.

Etwa 4 500 Tagungsteilnehmer und Messebesucher werden

erwartet. Messebesucher können am Stand von Docufy das

Redaktionssystem für die Technische Dokumentation Cosima

und die Lösung für Mobile Dokumentation TopicPilot im Einsatz

sehen. Das aktuelle Release Cosima 7.5 bringt generelle Usability-

Verbesserungen

mit und zudem

eine komfortable

und kostengünstige

Übersetzung von

Klassifikationen

und Metadaten-

Domänen sowie

Sprachprüfungen

mit der neuen

Acrolinx-Sidebar,

die direkt in den

Cosima-Client integriert ist. Das Igel-Tool, mit dem Bilder einfach

und schnell ohne Grafikprogramm mit Positionsnummern

versehen werden können, wurde weiter verbessert. So sorgt ein

intelligenter Text-Bild-Bezug dafür, dass die Legende automatisch

aus Positionsnummern generiert wird. Zudem lassen sich

Bildgrößen vordefinieren oder verschiedene Linientypen konfigurieren.

Neu ist zudem die Möglichkeit, flexible Textfelder zu

erstellen.

www.docufy.de

Inserentenverzeichnis Heft 6/2018

Addi-Data, Rheinmünster27

Additive, Friedrichsdorf76

B&R Industrie-Elektronik,

Bad Homburg11

Bihl+Wiedemann, Mannheim31

Conrad, Hirschau47

Coroplast, Wuppertal7

Delphin, Bergisch Gladbach5

E-T-A, Altdorf37

Eckelmann, Wiesbaden45

eks Engel FOS, Wenden55

Escha, Halver69

Euchner, Leinfelden-Echterdingen79

Falcon Illumination MV,

Untereisesheim70

Feinmess Suhl, Suhl48

First Sensor, Puchheim67

FuehlerSysteme, Nürnberg41

Helukabel, Hemmingen71

Hesch Schröder, Neustadt52

Icotek, Eschach53

Igus, Köln36

ipf electronic, Lüdenscheid49

Isabellenhütte Heusler, Dillenburg39

Jumo, Fulda49

LMI Technologies, Teltow35

Mayr, Mauerstetten8

Measurement Computing,

Bietigheim-Bissingen43

Megatron, Putzbrunn62

Micro-Epsilon, Ortenburg3

Mitsubishi Electric Europe B.V,

Ratingen 29+30

Optris, Berlin25

Panasonic Electric Works, Ottobrunn21

PEAK-System Technik, Darmstadt61

Pepperl+Fuchs, Mannheim16

R3 - Reliable Realtime Radio

Communications, Berlin10

Schmersal, Wuppertal77

Schubert System Elektronik,

Neuhausen59

Sensitec, Lahnau23

Sika, Kaufungen32

Spektra, Dresden45

Stöber Antriebstechnik, Pforzheim13

STS, Sindelfingen48

Turck, Mülheim57

TWK, Düsseldorf63

W.E.St., Niederkrüchten51

Weidmüller, Detmold33

West Control System, GB-Brighton65

Westfalenhallen Dortmund,

Dortmund9

WIBU-Systems, Karlsruhe34

Zirox, Greifswald46

Beilagen:

PROFIBUS, Karlsruhe

WIKA, Klingenberg

Intelligentes Sensorkonzept für

Machine Learning

Mit dem DNP/AISS1 stellt SSV ein kompaktes Evaluierungsboard

samt Sensoren, Embedded System, Connectivity und AI-Software

vor (AI = Artificial Intelligence). Das DNP/AISS1 ist mit drei

Bosch-Sensorelementen ausgestattet: ein Sensor für Luftfeuchtigkeit,

Temperatur und

Luftdruck, ein

3-Achsen-Beschleunigungssensor

sowie ein 3-Achsen-

Magnetometer. Diese

Messgrößen ermöglichen

zum Beispiel

die Evaluierung von

Predictive Maintenance-Anwendungen

und das Erkennen von Anomalien. Die

Connectivity-Komponente bildet eine Ethernet-Schnittstelle,

die per Modbus, Profinet, MQTT, REST und OPC UA mit anderen

Systemen kommunizieren kann. Die Steuerung erfolgt über

DNP/9535. Dieses Embedded System enthält auch die Software-

Bausteine für die künstliche Intelligenz. So können auf dem

DNP/9535 direkt vor Ort und in Echtzeit die Sensordaten

mit einander verknüpft und per Klassifizierung oder Regression

in Informationen für eine SPS umgewandelt werden.

www.ssv-embedded.de

Wie der Mittelstand Cloud Computing

nutzen kann

Mit den technologischen, organisatorischen und rechtlichen

Aspekten des Cloud Computing für mittelständische Unternehmen

befasst sich das Buch „Cloud Computing im Mittelstand“,

herausgegeben von Christiana Köhler-Schute. Es richtet sich

sowohl an Anwender- als auch

an IT-Unternehmen. Im Zeitalter

der Digitalisierung nimmt auch

in mittelständischen Unternehmen

die Nutzung von Cloud

Computing zu, allerdings ist es

noch kein fester Bestandteil der

IT-Strategie. Viele mittelständische

Unternehmen befinden

sich in der Planungsphase oder

haben gerade erst die ersten

Projekte umgesetzt. Die Autoren

zeigen die Chancen und Herausforderungen

auf, erörtern die

Rahmenbedingungen zur

Umsetzung einer Mittelstands-

Cloud und lassen eigene

Erfahrungen mit Transformationsprojekten einfließen. Aus

juristischer Sicht werden Vertragsgestaltung, Service Level

Agreements und die DS-GVO aus Nutzer- und Anbietersicht

behandelt. Ergänzend gibt es Praxisbeispiele.

www.ks-energy-verlag.de

80 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


UHF-Handheld PD20 mit Smartphone-Anbindung

www.turck.com

Mit dem PD20 erweitert Turck sein RFID-Produkt-Portfolio um ein UHF-Handheld zur Anbindung an ein

Smartphone. Anwender steuern das Gerät über die kostenlose Turck App auf ihrem Android- oder iOS-

Smartphone oder Tablet. Abhängig vom einzulesenden RFID-Datenträger und der Umgebung hat das Gerät

eine Lesereichweite von zwei Metern und mehr. Beim Handheld steht die Smartphone-Nutzung im Vordergrund.

Der Kunde kann mittels App die Daten per Inventory- oder Lesebefehl erfassen und per Schreibbefehl

auf dem Datenträger ändern. Die ausgelesenen Daten kann der Anwender einfach per Mail vom Smartphone

weitersenden und sie auf diese Weise anderen Systemen oder Datenbanken zur Verfügung stellen. Die Anbindung

an das Endgerät erfolgt über die 3,5-mm-Klinkenbuchse des Smartphones oder mittels Lightning-

Adapter für die neuesten Apple-Geräte.

Industrie 4.0 praxisnah umsetzen

Die von Trebing & Himstedt Prozeßautomation und Ingenics

entwickelte Toolbox, die unter der Webseite mycpstoolbox.de

zu erreichen ist, richtet sich gezielt an kleine und mittelgroße

Unternehmen. Sie enthält verschiedene Werkzeuge zur Orientierung

und Anleitung bei der Einführung von Industrie-4.0-

Projekten. Mithilfe der Industrie-4.0-Toolbox lernt der Anwender

den Reifegrad seines Unternehmens für Industrie 4.0

einzuordnen. Mit weiteren Werkzeugen aus der Toolbox wird

er in die Lage versetzt, seine Industrie-4.0-Projekte strukturiert

und zielgerichtet zum Erfolg

zu führen. Eine Sammlung von

über 300 beispielhaften und

anonymisierten Anwendungsfällen

stehen dem Nutzer bei

Fragen zur Verfügung.

www.t-h.de

Updates für maschinelles Lernen und

Analysewerkzeuge

SAP hat die Funktionen von SAP Leonardo Machine Learning

erweitert und den Service SAP Conversational AI optimiert,

sodass Unternehmen mühelos immer komplexere Chatbots

entwickeln können. Zudem plant SAP Investitionen in die

inte lligente robotergesteuerte Prozessautomatisierung (RPA),

um Routineprozesse im gesamten SAP-Portfolio zu automatisieren.

„Mit SAP Intelligent Robotic Process Automation können

Anwender jenen hohen Automatisierungsgrad erreichen, mit

dem sie sich zu intelligenten Unternehmen entwickeln“, sagte

Jürgen Müller, Chief Innovation Officer bei SAP. Hinzu kommen

intelligente Funktionen für das Anwendungsdesign in der Lösung

SAP Analytics Cloud, zudem erhält die Business-Content-Bibliothek

neue Partnerinhalte.

www.sap.com

IMPRESSUM

erscheint 2018 im 31. Jahrgang, ISSN: 2194-1157

Redaktion

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

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

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

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

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)

Redakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de

Redaktionsassistenz: Ulla Winter,

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

Doris Buchenau, Angelina Haas,

Melanie Lerch, Petra Weidt

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Mario Wüst

Chef vom Dienst

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 81


Ein Unternehmen

rückt Daten ins

richtige Licht

Maschinen, Fertigungsprozesse und Produktionsanlagen

werden immer komplexer und gleichzeitig schreitet die

Digitalisierung voran. Informationstechnologie und

Produktionsanlagen verschmelzen, Überwachung und

Abläufe werden digital. Doch wie erreichen die

komplexen Daten Betreiber von Anlagen und Maschinen?

Ganz einfach: Mit Peakboard, einer Visualisierungs-

Technologie, die zu den leistungsfähigsten

Industrie-4.0-Lösungen zählt. Lesen Sie hier,

welches Unternehmen dahinter steht.

Das Andon-Board kommt u. a. in der Serienfertigung zum Einsatz

und visualisiert Funktionen, Abläufe und Fehler an einer Maschine

Intelligente Fabriken liefern eine Fülle an Daten von Sensoren,

Produktionsprozessen und Anlagen. Sie liefern aber nur dann

Optimierungspotenzial, wenn sie in Echtzeit sichtbar bereitgestellt

werden. Das Team des Stuttgarter Unternehmens Peakboard hat

sich bei seiner Gründung im Jahre 2016 diesem Ziel verpflichtet: Der

einfachen und effizienten Visualisierung komplexer Daten und

Prozesse in Echtzeit. Sie bietet Führungskräften, Mitarbeitern, Lieferanten

und Kunden mithilfe von Displays in Produktion, Logistik,

Verwaltung und am Point of Sale stets den Überblick.

Das gleichnamige Produkt “Peakboard” ist eine All-in-One-Lösung

aus Hard- und Software. Sie eignet sich ideal für die Aggregation

von Daten aus verschiedensten Quellen, zum Beispiel Maschinen,

Sensoren, ERP-Systemen wie SAP bis hin zu Excel und Cloud-

Lösungen. Ein zentraler Server ist dafür nicht erforderlich, da jedes

Peakboard die Daten selbstständig nach den jeweiligen

Unter nehmensvorgaben im passenden Corporate-Design

visualisiert. Peakboard passt damit bestens in das Zeitalter

von Digitalisierung, Industrie 4.0 und Lean Production

und unterstützt die Kommunikation zwischen

Mensch und Maschine auf einfache Weise.

Und wie sieht es in der Anwendung aus? Peakboard

lässt sich zum Beispiel als sogenanntes Andon-Board

konfigurieren. Andon-Systeme helfen dabei, die Produktion

in der Serienfertigung zu optimieren, indem

sie Übersichtlichkeit schaffen und Prozesse standardisieren.

Als Logistik-Board eignet sich die Visualisierungslösung

für eine übersichtliche Darstellung komplexer Daten

von Maschinen, Vorsystemen und Hochregallagern in Logistikbetrieben.

Auch als Corporate-Board kommt das System zum Einsatz:

Mit unternehmens internen Digital-Signage-Nachrichten optimieren

Anwender den Informationsstand ihrer Mitarbeiter. Weitere

Beispiele sind die Anwendung als Kanban-Board zur Entwicklung

und Planung von Produktionsprozessen sowie das Monitoring von

Vertriebskennzahlen im Sales-Bereich. Durch eine flexible Datenanbindung

können bestehende IT-Systeme und Maschinen per

plug & play an Peakboard angeschlossen werden.

Der Fokus von Peakboard liegt darauf, die Einfachheit und Flexibilität

einer Digital-Signage-Anwendung mit der Komplexität von

Prozessdaten und Kennzahlen zu vereinen. Aktuell besteht das

Team aus 14 Beratern, Programmierern und Designern. Mit mittlerweile

fünf Vertriebs- und OEM-Partnern strebt das Unternehmen

kontinuierlich nach effizienteren Technologien für Produktion und

Logistik. Junge Unternehmen haben natürlich Visionen…

„Die Vision des Startups ist es, mit Peakboard jeden Industriearbeitsplatz

mit einer eigenen Logik und einer eigenen Intelligenz

auszustatten“, wünscht sich Patrick Theobald, Gründer und CTO

von Peakboard für die Zukunft.

www.peakboard.com

82 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018


VORSCHAU

IM NÄCHSTEN HEFT: 1/2019

ERSCHEINUNGSTERMIN: 14. 02. 2019 • ANZEIGENSCHLUSS: 30. 01. 2019

01

02

03

04

01 Piezoelektrische Komponenten lassen sich vielfältig im Sensorikbereich

nutzen und durch ihre flexible Form hervorragend intergieren

02 Panel-PCs sind als Kontroll- und Bedienmöglichkeiten oft zentral

in der Produktion positioniert und müssen dort einiges aushalten

03 Ein Konzept zur automatischen Bewertung und Zertifizierung der

Maschinensicherheit in Smart Factories eröffnet neue Möglickeiten

Der direkte Weg

Internet:

www.industrielle-automation.net

E-Paper:

www.engineering-news.net

Redaktion:

redaktion@industrielle-automation.net

WORLD OF INDUSTRIES:

www.world-of-industries.com

04 IndustrialVISION: Aktuelles rund um die industrielle Bildvearbeitung,

unter anderem wie Qualitätssicherung von morgen aussehen kann

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)

INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2018 83


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Magazin

Neuheiten, Trends und Anwendungen aus Industrie 4.0

Ausgabe 2 | 2018

Bild: Adobe Stock

STÄRKEN

GEBÜNDELT

PROFINET und OPC UA

Bild: Fotolia

PROFINET: WASSER 4.0

LEICHT GEMACHT

IO-LINK: QUALITÄT,

AUF DIE VERLASS IST

SECURITY IN PROFINET-

NETZWERKEN


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EDITORIAL

von Dr. Hans Krattenmacher

INHALT

4 Titelthema: OPC UA und PROFINET

6 Die Zukunft von PROFINET

QUALITÄT WEITER

HOCHHALTEN

Die Durchdringung mit Netzwerken in industriellen

Anwendungen hat in den vergangenen

Jahren rasant zugenommen. Dies lässt

sich nicht zuletzt an der Tatsache festmachen,

dass in 2017 fast doppelt so viele PRO-

FINET- wie PROFIBUS-Geräte in den Markt

gebracht wurden. Diese Geschwindigkeit

wird sich weiter steigern. Der Treiber hierfür

wird zwar häufig bei Anwendungen für Industrie

4.0 oder Smart Factory gesehen. Aus

meiner Warte kommt ein zusätzlicher Treiber

jedoch von ganz anderer Stelle: Die derzeit

nachwachsende Generation an Ingenieuren

ist mit dem Thema Vernetzung aufgewachsen.

Sie wird nicht bereit sein, von einem vernetzten

Denken abzurücken. Mehr noch, sie

wird die komfortablen und gewohnten Funktionen

aus Anwendungen im Consumer-Bereich

auch von industriellen Anwendungen

erwarten.

Während die derzeitige Generation an Ingenieuren

einen grundsätzlichen Systemwechsel

erst zu einem bestimmten Zeitpunkt vollzieht,

z. B. wenn dieser in die Pläne des Unternehmens

passt, wird die zukünftige Generation

nicht so lange abwarten. Sie wird viel schneller

reagieren wollen, als wir es heute gewohnt

sind. Damit steigt der Grad der Vernetzung in

industriellen Anwendungen und dies in einer

höheren Geschwindigkeit, als wir es im Augenblick

für möglich halten.

Nun hat es einen guten Grund, weshalb die

Taktrate für industrielle Neuentwicklungen

oft langsamer ist als im Consumer-Bereich.

Wir brauchen stabile Kommunikations-Netzwerke,

die echtzeitfähig, hochperformant,

zuverlässig und hochverfügbar sind, und zwar

unabhängig davon, ob es sich um einfache

Maschinen oder komplexe Anlagenkonzepte

handelt. Nur so ist ein störungsfreier und sicherer

Produktionsbetrieb möglich. Die Konsequenz

daraus lautet, dass wir bei PROFINET

den Spagat schaffen müssen zwischen der

spielerischen Einfachheit einer Vernetzung

im Consumer-Bereich und höchster Qualität,

wie sie industrielle Kommunikationsnetzwerke

fordern. Dies ist keine einfache Aufgabe!

Mit vielen der dafür nötigen Grundlagen

hat sich PI bereits beschäftigt und diese

erfolgreich umgesetzt. Ein Beispiel ist das

umfangreiche Zertifizierungswesen und

die Working Groups, die sich mit Industrie

4.0-relevanten Themen beschäftigen. Hier

wurden bereits wichtige Hausaufgaben angegangen,

wie die Integration von TSN und

OPC UA oder Cyber-Security.

Ein verstärktes Augenmerk muss sich in Zukunft

auf Migrationsstrategien richten. Wie

können nachhaltige Konzepte für den Umstieg

entwickelt werden? Wie lassen sich

parallel existierende Systeme integrieren?

Wie gelingt es, die Qualität von PROFINET

hochzuhalten, damit die Basis für zukünftige

Industrie 4.0-Anwendungen vorhanden ist?

Hier wird PI eine führende und zukunftsweise

Rolle einnehmen, um den Anwender mit

diesen Herausforderungen nicht alleine zu

lassen. Angesichts der zunehmenden Geschwindigkeit

bei der Vernetzung von Kommunikationstechnologien

müssen wir diese

Aufgaben zügig angehen.

In meiner Funktion als neuer Beirat ist es mir

daher besonders wichtig, nicht nur die Sichtweise

eines Komponentenherstellers einzunehmen,

sondern die des Endanwenders

einzubringen. Schließlich steht dieser im Mittelpunkt

unserer Arbeit.

Ihr

Dr. Hans Krattenmacher, Geschäftsführer

Innovation Mechatronik bei SEW Eurodrive

und seit 4/2018 im Beirat der PNO e.V.

8 PA-Profil 4.0: Fit für Industrie 4.0

9 PI-Konferenz 2019

10 PROFINET: Wasser 4.0 leicht gemacht

12 Neues Encoderprofil Version 4.2

14 IO-Link: Qualität, auf die Verlass ist

15 IO-Link definiert JSON-Austauschformat

16 Smart Sensor Profil:

Gemeinsamkeiten standardisieren

18 PROFIsafe und PROFINET:

Frische Luft im Arlbergtunnel

20 Security in PROFINET-Netzwerken

21 Neue EMV-Richtlinie

22 Produktnews / Impressum

23 Messe: SPS IPC Drives in Nürnberg

PI-Magazin 2/2018

3


letztendlich auch kostengünstig. Allerdings

sind die Wege, um an die jeweilige Bedeutung

der Daten, d. h. an Informationen heranzukommen,

vorgegeben.

OPC UA ist eine objektorientierte und serviceorientierte

Architektur, die nicht nur

eine standardisierte Struktur für den Transport

von Daten bietet. Es unterstützt tatsächlich

eine maschinenlesbare Beschreibung

der Datenpakete. Über OPC UA ist es

daher möglich, auch während der Laufzeit

Informationen aus den Geräten abzugreifen,

ohne dass dies vorher speziell konfiguriert

werden musste. Gerade Maschinen-/Anlagenhersteller

profitieren davon, weil sie daraus

weitergehende Informationen für die

Diagnose herausziehen und diese anderen

Applikationen bereitstellen können.

Bild: Adobe Stock

OPC UA und PROFINET

STÄRKEN GEBÜNDELT

Die heute erzeugten Datenmengen sind riesig. Sie sind zwar über ein Industrial-Ethernet-System

wie PROFINET für die SPS oder das PLS zugänglich, aber

um diese sinnvoll darzustellen, etwa für MES, Asset- oder Condition-Management-Anwendungen,

ist der Aufwand immer noch beträchtlich. Dies wird

nun leichter durch die Kombination von PROFINET und OPC UA.

Im Produktionsalltag schätzen Anwender vor

allem Einfachheit, Zuverlässigkeit und Praxisnähe.

Aus Sicht der Kommunikationstechnologie

bedeutet dies u.a. verlässliche Übertragungen,

keine Verwechselungen bei den

Anschlüssen, einfache Fehlersuche. Gleichzeitig

wissen Anwender aber genau, dass für

detaillierte Informationen aus den Geräten

die bisherigen Wege in Zukunft allein nicht

mehr ausreichen. Um eine Maschine oder

eine Anlage zu optimieren, ist es beispielsweise

notwendig, im laufenden Betrieb auf

Diagnosedaten von außen zuzugreifen. Oder

es werden Daten benötigt, die im Augenblick

zwar noch durch die PLC, in Zukunft aber an

dieser vorbei und in eine Cloud zur weiteren

Verarbeitung geleitet werden, etwa beim

Condition Monitoring.

UNTERSCHIEDLICHE ANSÄTZE

KOMBINIEREN

Dabei stellt sich nicht die Frage, ob die eine

Technologie besser ist als die andere, sondern

vielmehr, wie sich diese zwei Welten miteinander

verbinden lassen. PROFINET und OPC UA

zeigen, wie sich diese zwei unterschiedlichen

Ansätze ergänzen. Auf der einen Seite steht

PROFINET, das sehr effizient und standardisiert

Daten überträgt oder auch auf Daten in

anderen Tools, etwa aus dem Engineering,

zugreifen kann. Dank jahrzehntelanger Weiterentwicklung

ist die Technologie ausgereift.

So ist beispielsweise sehr genau bekannt,

welches Bit welche Information transportiert.

Einen Overhead gibt es nicht, dadurch ist die

Übertragung sehr schnell und effizient und

Allerdings setzt dies voraus, dass man weiß,

wo diese Daten zu finden sind. Also welche

ID für die Temperatur steht, welche den Gerätenamen

bereitstellt etc. Um dies heute herauszulesen,

sind viel Konfigurationsaufwand,

manuelle Schritte wie die Handhabung langer

Excel-Diagramme und dergleichen nötig.

Fragen der Semantik, also wie sich Daten

eindeutig und herstellerneutral beschreiben

lassen, rücken hier vermehrt in den Vordergrund.

Zudem bedingt diese Vorgehensweise

einen verstärkten Einsatz zusätzlicher

Software, die unter Umständen aufwändig

in Hardware umgesetzt werden muss. Dies

verursacht zusätzliche Kosten. Seit geraumer

Zeit arbeiten daher die beiden Nutzerorganisationen

PI und OPC Foundation intensiv daran,

diese Technologien so zusammenzuführen,

dass der Anwender den größtmöglichen

Nutzen davon hat.

GEMEINSAME ARBEITEN

Die im vergangenen Jahr ins Leben gerufene

Joint Working Group von PI und OPC

Foundation erstellt derzeit eine OPC UA

Companion Spezifikation für PROFINET. Die

Zusammenarbeit von PROFINET- und OPC-

Experten von verschiedenen Firmen basiert

dabei auf der Umsetzung konkreter Use

Cases. Hier ist man bereits ein gutes Stück

weitergekommen. Über das Mapping erhält

der Anwender nun alle Informationen entsprechend

einer standardisierten Struktur

4 PI-Magazin 2/2018


im OPC UA-Objektbaum. Diese Informationen

können dann problemlos in überlagerten

Systemen weiterverarbeitet werden.

FUNKTIONAL SICHER

KOMMUNIZIEREN

Wo die technologischen Herausforderungen

(aber auch Chancen!) liegen, zeigt das

Beispiel der funktional sicheren Kommunikation.

Diese ist bisher über einen Feldbus

oder Industrial Ethernet auf reine Master-

Slave bzw. Controller-Device Architekturen

begrenzt. Für die sichere Übertragung zwischen

Maschinen – und damit zwischen

den in den Maschinen eingesetzten Steuerungen

– gibt es heute keinen herstellerübergreifenden

Standard. Controller verschiedener

Hersteller können daher heute

nicht ohne weiteres sicher miteinander

kommunizieren. Da für Verbindungen zwischen

den Steuerungen unterschiedlicher

Hersteller OPC UA eine zunehmend wichtige

Rolle spielt, ist es konsequent und sinnvoll,

die Mechanismen von PROFIsafe auch

auf OPC UA auszuweiten. In naher Zukunft

Mapping von PROFINET Objekten in OPC UA

sollen daher auf Grundlage der neuen Spezifikation

‚PROFIsafe over OPC UA‘ Controller

– und damit Maschinen – sicher miteinander

kommunizieren können.

AUSBLICK

Ziel der Aktivitäten ist es, eine OPC UA

PROFINET und eine OPC UA PROFIsafe

Companion Spezifikation bis Mitte 2019 zu

erstellen. Die Gerätehersteller können unverändert

die bewährten PROFINET-Dienste

integrieren. Eine Darstellung der Informationen

über OPC-UA-Dienste entsprechend

dem definierten Mapping kann dann je

nach Kundenanforderung in den entsprechenden

Geräten erfolgen. Dieser standardisierte

Zugriff auf Informationsmodelle

entspricht im Übrigen auch dem Konzept

der Verwaltungsschale, wie sie für Industrie

4.0-Konzepte vorgesehen ist. Für nähere Informationen

empfiehlt sich ein Besuch auf

dem PI-Stand auf der diesjährigen SPS/IPC/

Drives. Dort wird mit einer neuen Live-Demo

anhand zahlreicher Use Cases gezeigt,

wie die beiden Technologien OPC UA und

PROFINET miteinander verflochten werden,

so dass der Anwender weiterhin pragmatisch

seine bewährten Mechanismen einsetzen

kann, aber auch das Tor für zukünftige

Technologien weit offen hält.

Karsten Schneider,

Vorstandsvorsitzender

PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.

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PI-Magazin 2/2018

5


Wandel zum informationsorientierten Portfolio

MIT PROFINET

IN DIE ZUKUNFT

Im Industrie 4.0-Kontext wird die industrielle Kommunikation immer bedeutender.

Dabei wird sichtbar, dass sich die strategische Ausrichtung von PI von

einem kommunikationsbezogenen hin zum informationsorientierten Technologieportfolio

entwickeln muss. Im Zuge einer zielgerichteten Industrie 4.0 gerechten

Weiterentwicklung von PROFINET betrifft dies nicht nur Themen wie

Semantik, Informationsmodelle und Security.

Von Anfang an basiert PROFINET auf Ethernet,

was einer der Grundpfeiler für den Erfolg ist.

Die damit einhergehende Offenheit muss bestehen

bleiben, und dies kann nur gewährleitet

werden, wenn PROFINET der Entwicklung von

Ethernet folgt. Der feste Eckpfeiler der TSN-

Strategie ist, dass in der Feldebene PROFINET

auch mit unterlagertem TSN arbeiten wird. Die

Anwendersicht bleibt dabei unverändert, wozu

insbesondere Zugang zu Daten, Diagnose aber

zu auch Profilen wie PROFIsafe gehören. TSN

wird neben RT/IRT für PROFINET einen zusätzlich

möglichen Layer 2-Zugang zu einem konvergenten

Ethernet-TSN-Netzwerk bieten.

Ziele der Integration von TSN in PROFINET

sind zum einen die Details von den umfangreichen

Features von TSN auszuwählen, die

einen optimalen Nutzen bringen. Zum anderen

aber die Festlegung von skalierbaren auf

die jeweilige Anforderung zugeschnittenen

Gerätefunktionen.

2-LEITER ETHERNET

FÜR PROFINET

Während die IEEE eine Reihe von neuen

Standards für Ethernet ab Layer 2 bereitgestellt

hat, wurden mit den Arbeiten der IEEE

802.3cg Task Force ein Projekt für einen neuen

Ethernet Layer 1 Standard gestartet. Die heutigen

Ethernet Standards (z. B. 100/1000BA-

SE-T) erfüllen nicht alle Anforderungen zur

Anbindung der Prozesssensorik bzw. -aktorik

im Feld. Hierzu gehören insbesondere eine

2-Leiter basierte Kommunikation für größere

Distanzen für bis zu 1.000 m Segmentlänge

sowie eine Energie-Versorgung der Sensorik

bzw. Aktorik auf dem 2-Leiter parallel zur

Kommunikation gehören.

Damit zukünftig Lösungen verfügbar sind,

die auch diese Anforderungen erfüllen,

wurde in der IEEE die 802.3cg Task Force

eingerichtet. Ziel ist die Bereitstellung eines

Standards für eine Datenrate von 10Mbit/s

für Full Duplex Kommunikation über eine

2-Draht-Leitung mit optionaler Energieversorgung

der angeschlossenen Endgeräte

über die 2-Draht-Leitung (Power over Data

Line). Mit dem Ergebnis der IEEE-Arbeiten

können ASIC-Hersteller einen Ethernet PHY

entwickeln, der in den genannten und weiteren

Domänen eingesetzt werden kann.

Die Besonderheiten des Explosionsschutzes

in der Prozessautomatisierung werden

allerdings in der IEEE nicht ausreichend berücksichtigt.

Daher hat PI in Kooperation mit

den beiden Organisationen ODVA und Field-

Comm Group das Projekt Advanced Physical

Layer (APL) aufgesetzt, mit dem Ziel, eine

Lösung für solche entsprechende Erweite-

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Mechanismen können die Anwender die

Anforderungen in dieser Ebene einfacher und

schneller erfüllen. Das funktioniert in den meisten

Fällen bereits schon auf Basis des seit Jahren

verfügbaren TCP/IP-Protokolls, das koexistent

in PROFINET-Netzen betrieben werden

kann. Durch den Einsatz neuer Mechanismen

in OPC UA, wie Pub/Sub und TSN, erhalten

solche Netze zusätzliche leistungssteigernde

Eigenschaften, insbesondere das Echtzeitverhalten

betreffend.

Besuchen Sie uns auf der

Messe · 27.-29.11.2018

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5-7: Session/

Presentation/

Application Layer

4: Transport Layer

3: Network Layer

2: Data Link Layer

1: Physical Layer

PROFINET Architektur mit TSN und APL

rungen für IEEE 802.3cg unter Berücksichtigung

der Anforderungen der NAMUR zu erarbeiten.

Elf Industriepartner beteiligen sich

aktiv an dem Projekt. Auf der Basis von APL

kann das Industrial Internet of Things bis zu

den Feldgeräten im explosionsgefährdeten

Bereich ausgerollt werden.

HORIZONTALE M2M UND

VERTIKALE KOMMUNIKATION

Bezüglich der Kommunikation zwischen verschiedenen

Steuerungen (siehe Beitrag auf

S. 4) und vertikal nach oben hat sich OPC

UA als der geeignete Standard herauskristallisiert.

Dank Objektorientierung, einfacher

Darstellung aber auch integrierter Security-

Ethernet

PROFINET services

(IO, alarms, records, etc.)

Die Übergänge von PROFINET zu OPC UA

erfordern eine Standardisierung der Datenformate.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt

im Rahmen der Kooperation von PI mit der

OPC Foundation mit dem Ziel der Erarbeitung

einer OPC UA PROFINET Companion

Specification, in der ein OPC UA Information

Model zur Darstellung des standardisierten

Objektmodells (Object Dictionary) von

PROFINET definiert wird.

AUSBLICK

TCP

IP

RT/IRT

IEEE Ethernet PHY

APL Frontend

TSN

Die aktuellen Themen sind so ausgerichtet,

dass PROFINET auch in Zukunft auf Standards

der IT-Technologie setzt und gleichzeitig die

harten Echtzeitanforderungen der Automatisierung

erfüllt. Ziel von PI ist, PROFINET auf

ein zukunftsfähiges Fundament für Industrie

4.0 zu setzen und so zu innovieren, dass die

neu aufkommenden Geschäftsmodelle realisiert

werden können und damit Mehrwerte

für die Industrie generiert werden.

Dr. Peter Wenzel,

PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.

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Neues PA-Profil 4.0

FIT FÜR INDUSTRIE 4.0

Mit dem neuen PA Profil 4.0 ist ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie

4.0 gesetzt. Was früher PROFIBUS DP als Backbone mit angeschlossenen

Remote I/Os oder intelligenten Feldgeräten geleistet hat und noch heute

leistet, wird zukünftig PROFINET mit dem Profil 4.0 übernehmen.

Feldgeräte sind die eigentlichen Akteure

in einer verfahrenstechnischen Anlage. Allerdings

werden diese von den zahlreichen

Anbietern zwar mit gleichen Mess- und

Stellprinzipien, jedoch in unterschiedlichen

Ausführungen ausgestattet. Diese Vielfalt –

so willkommen sie für den Anwender ist –

erschwert den Umgang mit den Geräten

in der Anlage erheblich, besonders beim

Gerätetausch.

Schon früh gab es daher die Forderung

nach einer gemeinsamen Kernfunktionalität

je Geräteklasse wie Druck- oder

Durchflussmesser, Stellantriebe etc.. Diese

wurde in Form des weltweit bewährten

„PROFIBUS Profile for Process Control Devices“

umgesetzt, welches heute in Version

3.02 erfolgreich eingesetzt wird. Über dieses

PA-Profil lassen sich Geräte in ein Leitsystem

leichter anbinden und die – durch

das Profil vereinheitlichten – Gerätefunktionen

durch das Leitsystem einfacher ansprechen.

Neue Technologien, allen voran Industrial

Ethernet, sowie praktische Anwendererfahrungen,

vor allem seitens der Namur, haben

eine grundlegende Weiterentwicklung des

PA-Profils angestoßen. Diese Aufgabe wurde

im Profil-Arbeitskreis von PI durch Entwicklungsspezialisten

von zwölf Geräte- und

Steuerungsherstellern bzw. einschlägigen

Technologieprovidern und Instituten wahrgenommen

und mit Offenlegung der Spezifikation

unter dem Titel „Profile for Process

Control Devices, Version 4.0“ durch PI im Juni

2018 abgeschlossen.

IDEALES ZUSAMMENSPIEL

MIT PROFINET

Das PA-Profil 4.0 erfüllt sowohl die Grundforderung

nach Unabhängigkeit vom Kommunikationsprotokoll

als auch die Anwenderwünsche

nach vereinfachter Handhabung.

Zudem sollten die bewährten Profileigenschaften

auch im Zusammenspiel mit PROFI-

NET funktionieren.

Bei der Entwicklung der Profilspezifikation

wurde auf konsequente Trennung zwischen

Applikationsschicht bzw. Gerätefunktionen

und unterlagerten Kommunikationsprotokollen

geachtet. Zusätzlich wurden einige

vom Markt nicht genutzte Eigenschaften aus

dem Profil genommen, was zu dessen angestrebter

„Verschlankung“ geführt hat.

Dabei setzt es besondere Schwerpunkte auf

die Nutzung von Anlaufparametern sowie auf

Messverfahren-spezifische GSDs und speziell

auf Profil-GSDs mit den jeweils wichtigsten

Geräteeigenschaften. Dadurch werden für

den Großteil der Messstellen keine herstellerspezifischen

GSDs mehr benötigt. Ist das

Leitsystem einer Anlage bereits mit den Profil-

GSDs der eingesetzten Feldgeräte ausgestattet

und kann diese automatisch zuordnen, ist

damit kein Treiberhandling mehr notwendig!

Der Anlagenfahrer erhält sofort und ohne

zusätzliche Skalierung den Messwert mit

seinem Status angezeigt. Das bedeutet Einfachheit

wie bei dem noch immer beliebten

4-20mA-Verfahren bei zugleich wesentlich

höherem Leistungsvermögen.

Karl Büttner, Endress + Hauser,

Hartmut Flämig, Siemens AG, PI Working

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8 PI-Magazin 2/2018


Bild: HOLM

Bild: Paul Schmitz

PI-Konferenz 2019

Autor Frank Schätzing ist Keynote-Speaker auf der PI-Konferenz 2019.

MIT PI INS ZEITALTER

VON INDUSTRIE 4.0 IM FELD

Freuen Sie sich auf die nächste PI-Konferenz am 19. und 20. März 2019!

Im House of Logistics and Mobility (HOLM) in Frankfurt/Main diskutieren

Anwender und Hersteller, Einsteiger und Experten über Ideen und Konzepte,

wie sich Industrie 4.0 praxisnah ins Feld bringen lässt.

Unter dem Leitthema „Mit PI ins Zeitalter

von Industrie 4.0 im Feld“ werden die

Hauptthemen Semantik & Informationsmodelle,

Kommunikation und Security

konzeptionell, im technischen Detail und

mit konkreten Beispielen aus der Praxis

beleuchtet. Weiterhin werden die Technologietrends

und Zukunftsstrategien des

„Industrial Internet of Things“ in dem Community-Treff

diskutiert, wobei die Anwendung

der industriellen Kommunikation mit

PROFINET, PROFIBUS und IO-Link sowie

deren Applikationsprofile hier einen großen

Stellenwert einnimmt.

Im Umfeld der Konferenz wird die PNO ihr

„Big Picture“ zu den PI-Technologien erläutern

und dabei u. a. auf die Integration von

TSN und OPC UA in PROFINET, Security-Maßnahmen,

Semantik-Aspekten in Kooperation

mit anderen Organisationen (bspw. OPC

Foundation, eCl@ss, etc.) eingehen sowie

das Potenzial von IPv6 in PROFINET-Netzen

ausloten. In den Fachvorträgen und technologiespezifischen,

praxisnahen Workshops

werden der gesamte Lifecycle einer Produktionsanlage

von der Planung über die Konfiguration,

Engineering bis hin zum laufenden

Betrieb berücksichtigt.

Ein Programm-Highlight stellt der Vortrag

von Beststeller-Autor Frank Schätzing (Der

Schwarm, Limit, Die Tyrannei des Schmetterlings

uvm.) dar. Es erwartet die Teilnehmer

eine spannende Präsentation, in der die Zukunft

mit künstlicher Intelligenz im Zeitalter

der digitalen Revolution auf hochunterhaltsame

Weise erklärt wird.

Weitere Informationen und Anmeldung unter:

www.pi-konferenz.de

PI-Magazin 2/2018

9


PROFINET: Wegbereiter für die Digitalisierung

WASSER 4.0 LEICHT GEMACHT

PROFINET ist in der Wasserbranche zunehmend auf dem Vormarsch. Hier bewähren

sich die flexible Netzwerkstruktur, einfache Handhabung, Echtzeitfähigkeit

und hohe Konnektivität. Vor allem ebnet PROFINET den Weg zu mehr

Digitalisierung und Wasser 4.0.

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COMMUNICATION?

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Als in der Trinkwasseraufbereitungsanlage

(TWA) Wehebachtalsperre die Erneuerung

der Automatisierungstechnik für die zweite

Filterstufe anstand, entschied man sich dafür,

die elektrischen Stellantriebe erstmals

unter PROFINET anzusteuern – mit dem Ziel,

praktische Erfahrungen mit dieser zukunftsträchtigen

Kommunikationstechnologie zu

sammeln. Stellantriebe spielen eine wesentliche

Rolle bei der zunehmenden intelligenten

Vernetzung von Feldgeräten, insbesondere

im Hinblick auf Wasser 4.0. Zum einen

machen sie eine automatisierte Armaturensteuerung

erst möglich und zum anderen

ETHERNET TCP/IP

3964R

stellen sie eine Fülle von Prozessdaten und

gerätespezifischen Autodiagnosedaten zur

Verfügung, die zu Prozessvisualisierung, Analyse

und vorausschauender Wartung weiterverwendet

werden können.

Die TWA Wehebachtalsperre ist eine Anlage

der WAG Wassergewinnungs- und aufbereitungsgesellschaft

Nordeifel mbH; der Umbau

der Anlage erfolgte durch die Enwor (energie

und wasser vor ort GmbH) in Herzogenrath.

Die TWA ist seit Anfang der 1980er Jahre in

Betrieb und erzeugt etwa 9 Millionen m³

Trinkwasser pro Jahr für den Großraum Aachen.

„Wir erhoffen uns von PROFINET insbesondere

eine einfachere Inbetriebnahme

und einen zuverlässigen Betrieb“, erklärt Thomas

Hackenbroich, Sachgebietsleiter Steuerund

Regelungstechnik bei der Enwor.

Seit Sommer 2017 sind 42 Auma-Stellantriebe

mit PROFINET-Schnittstelle in der zweiten

Filterstufe im Einsatz. Diese Reinigungsstufe

besteht aus sieben Filterbecken, die mit einer

Schicht Quarzsand als Filtermaterial gefüllt

sind. Zur Reinigung des Filtersands werden

die Becken in regelmäßigen Abständen zunächst

durch Luftzufuhr aufgelockert und anschließend

mit Spülwasser gespült. An jedem

der sieben Filterbecken sind jeweils sechs

Stellantriebe installiert. Sie steuern die Klappen

für den Zulauf aus der ersten Filterstufe,

den Ablauf des Reinwassers, die Zufuhr für die

Spülluft, die Zufuhr und Abfuhr des Spülwassers

sowie die Filterbodenentleerung.

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10 PI-Magazin 2/2018

PROFINET

PROFIBUS

UND

ZERTIFIZIERT

Die Mitarbeiter der Enwor erhielten im Vorfeld

eine Schulung im Auma Service Center

Köln zur Installation und Inbetriebnahme

der Stellantriebe unter PROFINET. Die Stellantriebe

wurden in Sterntopologie installiert,

um so eine hohe Kommunikationssicherheit

und Verfügbarkeit zu gewährleisten. Dazu

wurden jeweils die sechs Stellantriebe eines

Filterbeckens über Punkt-zu-Punkt-Stichleitungen

mit einem zentralen Switch verbun-


damit welcher Antrieb, zu welchem Port

gehört. Wird ein Stellantrieb durch ein Austauschgerät

ersetzt, bekommt das neue Gerät

die gleiche Rolle im Netzwerk und somit

den gleichen Gerätenamen, die gleiche IP-

Adresse und übernimmt damit umgehend

die gleiche Aufgabe in der Applikation.

den. Dieser übernimmt die Kommunikation

mit den übergeordneten Steuerungen. Offensichtlicher

Vorteil: „Wir haben jetzt deutlich

mehr Platz im Schaltschrank“, berichtet

Hackenbroich. „Bauteile zur Terminierung, Repeater,

etc. sind bei PROFINET nicht notwendig.

Wir benötigen nur die Netzversorgung

für die Stellantriebe sowie einen intelligenten

Switch für die Ansteuerung via PROFINET.“

Die Stellantriebe wurden über geschirmte

CAT-6 Netzwerkkabel mit dem Switch verbunden.

Die Kabel wurden dazu in den Elektroanschluss

des Stellantriebs geführt und

dann über feldkonfektionierbare RJ-45 Stecker

an die Ethernet Ports auf der PROFINET

Platine angeschlossen. Die Auma-PROFINET-

Schnittstelle unterstützt die Funktionen Auto

Polarity Exchange und Auto Crossover, die

die Verkabelung deutlich vereinfachen.

ZEITERSPARNIS BEI DER

INBETRIEBNAHME

Zur Inbetriebnahme der Stellantriebe nutzte

der Betreiber die standardisierte Gerätebeschreibung

(GSDML Datei), die Auma auf der

Homepage zur Verfügung stellt, sowie die Engineeringsoftware

des Leitsystemherstellers.

Die Gerätekonfiguration erwies sich unter

PROFINET als denkbar einfach. Der erste

Schritt bestand in der „Gerätetaufe“. Dabei erhält

der Stellantrieb einen Gerätenamen sowie

eine IP-Adresse, anhand derer er jederzeit

innerhalb des PROFINET-Systems eindeutig

Über einen Quelltopf gelangt

das Rohwasser aus der Talsperre

in die Trinkwasseraufbereitung.

identifizierbar ist. Anschließend wurden die

für den Betrieb nötigen Parameter und Funktionsbausteine

konfiguriert.

„Die Inbetriebnahme der Stellantriebe unter

PROFINET war sehr einfach, sie verlief reibungslos“,

sagt Andreas Schwerz, Mitarbeiter

im Sachgebiet Regel- und Steuerungstechnik

bei der Enwor. „Für den ersten Filter brauchten

wir noch etwas mehr Zeit, bis wir zunächst

mal alles vorbereitet und konfiguriert

hatten. Aber dann konnten wir die Konfiguration

speichern und einfach auf die anderen

Filter übertragen.“

PLUG & PLAY BEIM

GERÄTETAUSCH

Große Vorteile sehen Thomas Hackenbroich

und sein Team auch in der einfachen Fehlerdiagnose

und dem komfortablen Gerätetausch

unter PROFINET. Durch die Nachbarschaftserkennung

im PROFINET-Netzwerk

weiß das System, welche IP-Adresse, und

AUMA Drehantriebe mit PROFINET Schnittstelle

sind in der zweiten Filterstufe der TWA

Wehebachtalsperre im Einsatz.

„Wir haben den Gerätetausch simuliert und

die Stecker in einen neuen Stellantrieb umgesteckt.

Das System hat dann das neue

Gerät einwandfrei erkannt und die Konfiguration

automatisch übernommen“, erklärt

Schwerz. „Unsere Erwartungen haben sich

voll erfüllt, PROFINET hat sich bei uns bewährt“,

resümiert Thomas Hackenbroich.

Auma-Stellantriebe mit Steuerung AC 01.2

und integrierter PROFINET-Schnittstelle erfüllen

die PROFINET Spezifikation V 2.3 und

unterstützen die Conformance Class B (CC-B).

Baudraten von bis zu 100 Mbit/s sind möglich.

Eine integrierte Switch-Funktion vereinfacht

die Integration in Linien- und Ringtopologien.

Die integrierte Medienredundanz

über MRP (Media Redundancy Protocol)

sorgt für zusätzliche Sicherheit in der Datenkommunikation.

Geräteintegration und Inbetriebnahme

erweisen sich dank einer standardisierten

Gerätebeschreibung (GSD) und

eines FDI (Field Device Integration) Package

als besonders einfach und komfortabel.

Die Stellantriebe verfügen zudem über einen

integrierten Webserver, der Verbindungstests,

Statusabfragen und Fehlerdiagnose schnell

und einfach ermöglicht. Es steht der volle

Funktionsumfang der Steuerung AC .2 aus

dem Profibus DP Protokoll zur Verfügung.

Fazit: Offene Industrial Ethernet Standards wie

PROFINET vereinen die Vorteile und den Funktionsumfang

weit verbreiteter Feldbusprotokolle

wie PROFIBUS DP mit der Schnelligkeit

und der Robustheit von Technologien, die

sich in Ethernet-basierten Netzwerken schon

lange durchgesetzt haben. Inbetriebnahme,

Umgang mit den Feldgeräten und Fehlerdiagnose

sind dank automatischer Adressenvergabe

und weiterer unterstützender Funktionen

besonders einfach und komfortabel.

Werner Längin, AUMA,

Mitglied im PI Arbeitskreis

Marketing Process Automation

PI-Magazin 2/2018

11


Neues Encoderprofil Version 4.2

STANDARDISIERTER DREH

Ein gutes Beispiel für eine gelungene Standardisierung auf Antriebsebene

ist das herstellerneutrale Antriebsprofil PROFIdrive. Der große Vorteil: PROFIdrive

deckt mit sechs Applikationsklassen für PROFIBUS- und PROFINET-

Topologien alle industriell relevanten Anwendungsfelder drehzahlveränderlicher

Antriebe ab.

Das PROFIdrive-Profil definiert dazu eine allgemeingültige

Antriebsschnittstelle sowie

die damit korrespondierende Funktionalität

des Antriebs. Damit der Anwender an dieser

Schnittstelle nur die für seinen konkreten

Anwendungsfall relevanten Daten und Signale

bedienen muss, sind die in der Praxis

auftretenden Antriebsaufgaben in sechs

Applikationsklassen untergliedert. Dadurch

bleibt das PROFIdrive-Profil trotz seines umfassenden

Ansatzes und trotz eines extrem

breiten Anwendungsgebietes in der praktischen

Anwendung gut überschaubar.

Zudem ist das dem PROFIdrive-Profil zugrundeliegende

Applikationsmodell unabhängig

vom Kommunikationsmedium

konzipiert und implementiert. Dadurch

profitiert der Anwender des PROFIdrive-

Profils von Weiterentwicklungen und Performancesteigerungen

der Kommunikationstechnologie

– ohne dafür bestehende

Anwenderprogramme ändern zu müssen.

So ist aus Sicht des Anwenderprogramms

der Datenaustausch mit den Antrieben unter

PROFIBUS und PROFINET identisch, Änderungen

in der Ansteuerung der Antriebe

sind beim Wechsel von PROFIBUS auf PROFI-

NET nicht nötig. Durch diesen generischen

Modellansatz profitieren PROFIdrive-Anwender

heutzutage von den Gigabit-Varianten

des Ethernets oder dem zunehmend

auch industriell genutzten drahtlosen Industrial

WLAN aber auch zukünftig von neuen

Kommunikationstechnologien wie TSN

(Time-Sensitive Networking) und parallel

laufenden OPC UA Anwendungen.

Für einen einheitlichen Standard bei Entwicklung

und Test PROFIdrive-kompatibler

Antriebe steht der „PROFIdrive Profile

Tester“ zur Verfügung. Dieses Werkzeug

verifiziert die Kompatibilität zur Profilspezifikation

und sichert damit die herstellerübergreifende

Interoperabilität aller für

das PROFIdrive-Profil relevanten Funktionen

eines Antriebs. Mit der neuen Version

V5.1 werden unter anderem PROFIdrive auf

PROFIsafe Tests (STO, SS1, SS2, SOS, SLS),

erweiterte Alarm Diagnose Tests, Encoder

V4.2 Testfälle und weitere Neuerungen mit

aktuellen Testskripts durchgeführt.

Zu den weiteren Entwicklungen äußert

sich Dr. Andreas Uhl, Leiter der WG PROFIdrive

bei PI (PROFIBUS & PROFINET International).

Wo liegen derzeit die wichtigsten Herausforderungen

für Anwender in der Antriebstechnik?

Dr. Uhl: Die größte Herausforderung ist immer

noch dieselbe wie früher, nämlich Geld

zu sparen! Allerdings sind die Methoden inzwischen

dedizierter. Für die Endanwender

wird der Gesamtlebenszyklus immer wichtiger.

Dabei spielen eine effektive Diagnose

und Austauschbarkeit eine große Rolle. Für

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1 18.09.2018 12:13:49


auch die Zertifizierung erweitert. So können

heute auch Encoder nach dem Encoderprofil

in allen Klassen zertifiziert werden. Zusätzlich

wurde das PROFIdrive Zertifikat um

den Test der Drive Based Safety-Funktionen

erweitert.

Wie geht’s bei PROFIdrive on PROFIsafe

weiter?

Die PROFIdrive Arbeitsgruppe hat gerade

eine neue Version des PROFIdrive on

PROFIsafe Amendments in Arbeit mit dem

Ziel, die neue Version Ende 2019 zu verabschieden.

Mit der Version 3.1 wird die Safety

Funktionalität auf dem Antrieb um die Funktionen

‚Sichere Beschleunigung (SLA)‘ und

‚Sichere Nocke (SCA)‘ erweitert und umfasst

damit alle in der IEC 61800-5 definierten

Drive Based Safety-Funktionen.

Anschluss

verpasst?!

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Dr. Andreas Uhl, Leiter der WG PROFIdrive bei

PI (PROFIBUS & PROFINET International).

Maschinen- und Anlagenbauer geht es darum,

die Engineering und Inbetriebnahmezeiten

zu reduzieren. Hier hilft eine standardisierte

Applikationsschnittstelle, da sie der

Schlüssel zu modularen Konzepten, Wiederverwertbarkeit

und Austauschbarkeit von

Komponenten ist.

Wie erleichtert das neue Encoderprofil

dem Anwender die tägliche Arbeit?

Mit dem neuen Encoderprofil 4.2. steht jetzt

ein einheitliches und umfassendes Dokument

für alle Encoderklassen für PROFINET

und PROFIBUS zur Verfügung. Vor der Veröffentlichung

der 4.2 waren die taktsynchronen

Klassen 3 und 4 im Profil 4.1 und die

nicht taktsynchronen Klassen 1 und 2, aber

nur für PROFIBUS, im Profile V1.1 definiert.

Zusätzlich zu dieser Harmonisierung ist die

Parametrierung und Diagnose von Encodern

erheblich erweitert und verbessert

worden.

Völlig neu im Encoderprofil ist die Einführung

einer interoperablen Schnittstelle für

Safety. In den neu definierten Klassen S1

und S2 steht jetzt ein sicherer Positions- und

Geschwindigkeitswert zur Verfügung. Mit

der Einführung des 4.2er Profils wurde bei PI

Vor Jahren wurde das PROFIdrive Community

Projekt ins Leben gerufen um

Anwender bei der Implementierung von

Antriebs- und Encodergeräten zu unterstützen.

Wie hat sich das entwickelt?

Das Community Projekt ist inzwischen ein

fester Begriff bei den Gerätebauern und

PROFINET-Technologieprovidern und die

erste Anlaufstelle für Implementierer, die Informationen

bis hin zum Sourcecode suchen.

Inzwischen enthält das Community Projekt

Beispielimplementierungen für PROFIdrive

und Encoder-Controller und Device bis hin

zum taktsynchronen Betrieb. Begleitend

bietet die PNO zweimal im Jahr den „PROFIdrive

und Encoder“ Workshop für Entwickler

und Anwender an, in dem alle wesentlichen

Grundlagen vermittelt werden.

Welche weiteren Aufgaben gilt es, in der

Zukunft zu lösen?

Die Standards und damit auch das PROFIdrive

und Encoderprofil müssen mit der

Entwicklung in den Märkten und Anwendungen

Schritt halten. Entsprechend beschäftigen

wir uns in der Arbeitsgruppe

aktuell mit funktionalen Erweiterungen der

Schnittstelle, um neue Anforderungen umzusetzen

und Mehrwertthemen im Antrieb

zu erschließen. Eine weitere Aufgabe ist die

Integration der Antriebe und Schnittstellen

in die I4.0 Welt und dabei vornehmlich die

Abbildung auf OPC UA. Auch hier sind wir

aktiv dabei.

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PI-Magazin 2/2018

13


IO-Link verbessert Prüfaufbau

QUALITÄT, AUF

DIE VERLASS IST

Bei qualitativ hochwertigen Elektrowerkzeugen spielt

die Funktionsprüfung eine wichtige Rolle – schließlich

erwarten die Handwerker Perfektion. Diese wird

in modularen Prüfkammern geprüft. Messgeräte mit

IO-Link-Kommunikation haben sich dafür als beste

Lösung erwiesen.

Dipl.-Ing. Klaus D. Hahn, Entwicklungsingenieur

im Betriebsmittelbau bei Bosch: „Die Funktion

unserer Power Tools mithilfe moderner Stromüberwachungsrelais

mit IO-Link-Kommunikation

zu dokumentieren, ist eine sehr elegante Lösung.“

Im Werk Murrhardt von Bosch Power Tools

werden besonders hochwertige Werkzeuge

hergestellt, wie die Schrauberlösung zum

automatisierten Anschrauben von Traktorenhinterachsen

– mit Lasermessgerät, Joystick,

Drehmomenterfassung und -dokumentation

– und das bei einem Schraubergewicht

von knapp einer Tonne. Nicht immer sind es

Schwergewichte, die hier gebaut werden.

Das Werk im schwäbisch-fränkischen Wald

unterstützt zudem das Hauptwerk in Leinfelden

bei der Entwicklung sowie dem Bau

besonderer Power-Tool-Lösungen.

Ein weiteres Beispiel, das zwar nicht bei Gewicht

und Komplexität besonders hervorsticht,

sondern beim übersichtlichen und

modernen Aufbau, sind neu entwickelte,

modular aufgebaute Prüfzellen für qualitativ

hochwertige Elektrowerkzeuge wie Geradschleifer,

Betonschleifer, Bohrmaschinen

etc. Eine Zelle verfügt über zwei Kammern

mit jeweils zwei Einschüben zum Einlegen

von kabelgebundenen Werkzeugen. Für die

Prüfzyklen stehen in jedem Einschub unterschiedliche

Anschlüsse zur Verfügung, die mit

vier Maximal-Wechselspannungen zwischen

50 V und 230 V sowie mit der halben Maximalspannung

beaufschlagt werden können. „Die

dafür erforderliche Flexibilität ließ sich am

besten durch den Einsatz moderner Elektround

Steuerungstechnik realisieren“, so Klaus

D. Hahn aus der Entwicklungsabteilung des

Betriebsmittelbaus.

Das steuerungstechnische Herz der Prüfkammern

bildet ein Simatic Distributed Controller

von Siemens aus dem feinmodularen Periphe-

14 PI-Magazin 2/2018

riesystem ET 200SP mit fehlersicherer F-CPU.

Der Bediener muss lediglich die Typ-Teilenummer

des Geräts eingeben bzw. auswählen und

die für die Prüfung vorgesehene Zelle benennen.

Anschließend kann die Prüfung beginnen:

drei Minuten mit der halben und sieben

Minuten mit der vollen Betriebsspannung.

QUALITÄTSMANAGEMENT

PROFITIERT VON DER

STROMÜBERWACHUNG

„Ein zentraler Aspekt der Gesamtkonstruktion

ist die Stromüberwachung, an der wir aus

Sicht des Qualitätsmanagements viel ablesen

können“, erläutert Klaus D. Hahn. Denn bisher

wurde während der Funktionsprüfung lediglich

ein Temperatursensor am Werkzeug angebracht,

der die Betriebstemperatur erfasst

hat. Heute dagegen steht die Stromüberwachung

im Mittelpunkt, weil sich daraus erheblich

mehr Informationen gewinnen lassen als

nur „funktionsfähig“ oder „nicht funktionsfähig“.

Die Strommessung übernehmen dabei

Stromüberwachungsrelais Sirius 3UG4 von

Siemens, die per IO-Link-Anschluss direkt mit

der dezentralen Peripherie verbunden sind.

Das vereinfacht das Engineering und spart

Verdrahtungsaufwand. Die Geräte sind je nach

Parametrierung in der Lage, Ströme von 0,05 A

bis 10 A auf Über- bzw. Unterschreitung sowie

ein definiertes Stromfenster zu überwachen.

Treten größere Ströme auf, kommen Stromwandler

zum Einsatz. Durch das am Gerät

einstellbare Übersetzungsverhältnis reicht die

Anzeige der gemessenen Primärströme dann

bis 750 A. Dabei wird stets der Effektivwert des

Stroms gemessen.

„In unseren Prüfkammern setzen wir solche

Wandler ein, weil die Betriebs- aber auch

die Anlaufströme der einzelnen Power Tools

sehr hoch sein können“, berichtet der Entwicklungsingenieur.

Die von dem Stromüberwachungsrelais

gemessenen Stromwerte

werden digitalisiert per IO-Link an

die Steuerung gemeldet und entsprechend

ausgewertet. Für den Entwicklungsingenieur

hat diese Art der Kommunikation mehrere

Vorteile:

Durch den Verzicht auf Einzelverdrahtung

wird viel Aufwand und Zeit gespart. Denn

in der Anlage befinden sich 16 Stromüberwachungsrelais.

Vier davon lassen sich über

eine gemeinsame Leitung jeweils an einen

IO-Link-Master der Peripheriegeräte anschließen.

Ein weiterer Vorteil dieser Strommessgeräte

in Verbindung mit IO-Link ist, dass die

Analogsignale binär übertragen werden, so

dass es keine Störeinflüsse in der Kommunikation

gibt und auf die Schirmung der Anschlussleitungen

verzichtet werden kann.

Dadurch beeinflussen sich die einzelnen

Messzellen nicht gegenseitig,

Durch die moderne Stromüberwachung

ergeben sich indes weitere Möglichkeiten,

wie die Aufzeichnung von Messkurven, aus

denen sich dann Qualitätsmerkmale und

Materialeigenschaften ableiten lassen. So

können Veränderungen erkannt werden,

noch bevor sie beim Endprodukt zu einem

Mangel führen.

Gerhard Sturm, Siemens AG


escha.net

IO-Link definiert JSON-

Austauschformat

Das Industrial Internet der Dinge (IIot) erfordert eine transparente

Kommunikation von der untersten Sensor/Aktor-Ebene

bis hin zu einer neuen Generation mobiler und cloudbasierter

Anwendungen. Einer der entscheidenden Faktoren für diese Zukunft

werden einfache, standardisierte und herstellerübergreifenden

Protokolle sein.

Für den nahtlosen Datentransport in die IT-Welt haben sich Standards

wie OPC UA oder JSON (Java Script Object Notation) etabliert.

Insbesondere JSON gilt dabei als sehr einfaches, in der IT-Welt akzeptiertes

Protokoll, welches über alle Systemgrenzen hinweg nutzbar

ist und von allen gängigen Programmiersprachen direkt unterstützt

wird. Zur Einfachheit einer Datenintegration im Sinne von Industrie

4.0 ist jedoch auch die Interpretierbarkeit der Daten durch eine

festgelegte und standardisierte Semantik gefordert. Es stehen dabei

sowohl die Anbindung der IO-Link Ebene an MES/ERP-Systeme im

Fokus als auch die Vernetzung und Darstellung der Daten in mobilen

Endgeräten. Zusätzlich sollen auch Applikationen außerhalb

der klassischen SPS-Automation mit cloudbasierten Diensten, wie

z. B. IFTTT, und IO-Link-Geräten realisiert werden können.

WAS TUT IO-LINK ?

Dieser Forderung nach der einheitlichen standardisierten Datendurchgängigkeit

von der untersten Feldebene bis zu cloudbasierten

Diensten hat sich die IO-Link Community angenommen und

definiert erstmalig in einer eigenen Arbeitsgruppe ein JSON-basiertes

Austauschformat und somit die einheitliche semantische

Einbindung von der IO-Link Feldebene an die IT-Welt. Mit diesem

standardisierten Austauschformat ergeben sich nun grundlegend

neue Möglichkeiten, wie ein herstellerübergreifendes

Engineering oder auch der globale Zugriff auf Messwerte oder

andere Monitoring-Daten. Beispielsweise können klassische Konfigurationstools

durch JSON via REST herstellerübergreifend angebunden

werden. Darüber hinaus werden auch schlanke „sensor

to cloud“ (IIoT)-Applikationen über das sehr weit verbreitete

MQTT-Protokoll mit dem Publisher/subscribe-Mechanismus einfach

möglich. Damit wird z. B. sogar die Umsetzung einer cloudbasierten

Automatisierungsaufgabe mit Hersteller unabhängigen

Komponenten möglich. Ziel der IO-Link-/JSON-Arbeitsgruppe ist

es, noch im Jahr 2018 einen finalen Vorschlag für die Abbildung

(Draft for Voting) abzuschließen.

Frank Moritz, Leiter der

IO-Link Working Groups „Technologie und Qualität“

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PI-Magazin 2/2018

15


Smart Sensor Profil

GEMEINSAMKEITEN

STANDARDISIEREN

Für die vielfältige Welt der Sensoren hat IO-Link die Smart Sensor Profile definiert,

die technologieübergreifend die gemeinsamen Funktionalitäten und

Datenstrukturen dieser Geräte einheitlich abbilden. Dies schafft Vorteile bei

der Integration in klassischen Automatisierungsanwendungen, aber auch im

zukünftigen Industrie 4.0-Umfeld.

Mit der Kommunikationsfähigkeit von Sensoren

geht einher, dass ein großes Maß an Mehrfunktion

oder Mehrinformation von den IO-

Link Geräten zur Verfügung steht – neben der

eigentlichen Messgröße oder dem Detektionsstatus.

Ein Teil dieser Daten sind Prozessdaten,

die direkt über ein Steuerungsprogramm

verarbeitet werden. Ein großer Teil der Mehrfunktion

jedoch bildet sich über sogenannte

azyklische Daten oder Bedarfsdaten ab, z. B.

Einstellparameter, zusätzliche Diagnoseinformationen

oder Identifikationsdaten. Diese

letzte Kategorie stand als Information bei

Geräten ohne Kommunikationsschnittstelle

nicht zur Verfügung, bzw. nur über Bedienelemente

oder Anzeigen am Gerät, ggfs. auch

über proprietäre Parametrierschnittstellen.

SMART SENSOR PROFIL (SSP)

Neben der eigentlichen Spezifikation der

Kommunikation sind zusätzliche Regeln für

die Übertragung und Abbildung von Daten

notwendig. Gerade bei den Sensoren ist die

Vielfalt an Technologien sehr groß, die Anzahl

an Geräten ebenso. Allerdings gibt es

viele Gemeinsamkeiten an Funktionalitäten.

Was liegt also näher als diese Gemeinsamkeiten

als Profil zu standardisieren und die

Anwenderfreundlichkeit der Sensoren damit

zu steigern?

Folgende Datenkategorien und Funktionen

haben die Potenziale zur Vereinheitlichung:

• Identifikation

• Diagnose

• Prozessdatenvariablen

• Schaltsignalkanal

• Teach-In

16 PI-Magazin 2/2018

In diesen Funktionsklassen sind Datenobjekte

fest definiert. So ist z. B. festgelegt, dass

die binären Informationen für Schaltsignale

immer von Bitposition 0 an aufsteigend im

Prozessdatum angeordnet sind. Und die

Identifikation umfasst immer Herstellername,

Produktbezeichnung, Produkt ID (Artikelnummer)

und Firmware-Version.

KLASSIFIZIERUNG VON

SENSORAUSPRÄGUNGEN

Dieser Grundstock an Funktionsklassen wird

als ‚Legacy Profile‘ (SSP-Typ 0) bezeichnet.

Diese Definition war als erste Spezifikation

vorhanden. Viele Sensoren folgen bereits

den Definitionen des ‚Legacy Profile‘ und

besitzen somit eine Basis an übereinstimmenden

Geräteverhalten.

Profile benötigen aber konkrete, fest umrissene

Definitionen des Funktionsumfangs, der

Datenstrukturen und -inhalte. Wichtig hierfür

ist eine Klassifizierung von Sensorausprägungen,

bevorzugt technologieübergreifend. So

sollte z. B. ein distanzmessender Ultraschallsensor

die gleiche Datenstruktur aufweisen

wie ein messender Drucksensor. Folgende

Ausprägungen stehen aufgrund des hohen

Verbreitungsgrades im Fokus:

• Binäre Sensoren mit festem Schaltpunkt

(Fixed Switching Sensors – FSS)

• Binäre Sensoren mit einstellbarem Schaltpunkt

(Adjustable Switching Sensors –

AdSS)

• Messende Sensoren (Digital Measuring

Sensors – DMS)

Die Definitionen für diese Geräteklassen sind

Inhalt des Smart Sensor Profils - Edition 2.

Alle Profilgeräte folgen den Vorgaben der

Profil-Basisspezifikation ‚Common Profile‘

und unterstützen grundsätzlich das dort

definierte Profil ‚Identifikation & Diagnose‘.

Dieses Profil enthält für Asset Management

relevante Identifikationsdaten und allgemeingültige

Diagnoseinformationen zum

aktuellen Gerätezustand.

Die Profile für schaltende Sensoren definieren

im Wesentlichen die Einstellparameter und

-funktionen. Das Einlernen eines Schaltpunktes

(Teach-In) wird durch drei kombinierbare

Standardmethoden unterstützt. Bei den

messenden Sensoren (DMS) liegt der Fokus

auf der Übertragung eines Messwertes und

der Struktur im Prozessdatum. Die Definition

umfasst Messwertebereich, aber auch Ersatzwerte

für Messbereichsüber- / unterschreitung

und nicht ermittelbarem Messwert. Der

wesentliche Unterschied und Vorteil zu einer

Übertragung von Messwerten über eine

Strom- oder Spannungsschnittstelle ist, dass

der Messwert direkt als physikalische Größe

interpretierbar ist. Die Messwerte werden in

SI-Einheiten – z. B. Meter, Pascal, usw. - mit

einem Skalierungsfaktor übertragen. Daher

entfällt die produktspezifische Umrechnung

und Skalierung von z. B. einem Stromwert in

einen Abstand oder Druck.

Alle drei Profilklassen sind mit der Funktion

‚Transducer Disable‘ kombinierbar. Damit

lässt sich die sensorische Funktion über Prozessdaten

gesteuert abschalten, etwa zur

Wartung.

Die Smart Sensor Profile beschreiben die

Gemeinsamkeiten der Sensorfunktionen


Bild: Pepperl+Fuchs

Flexibilität: In der Planungsphase ergibt sich

bei Verwendung von Profilgeräten Handlungsspielraum,

da diese Geräte bezgl. ihrer

Profilfunktionen leicht austauschbar sind.

Das schafft Flexibilität bei überschaubaren

Risiken.

Zeitersparnis: Bei Inbetriebnahme lassen

sich die Geräte nach einheitlichen Schema

konfigurieren und parametrieren. Die einheitliche

Namensgebung und Struktur der

Parameter in der Darstellung im Engineering

Tool unterstützen dies.

nach Klassen und Typen mit eindeutig zugeordneten

IDs. Neben diesen Funktionen

können Profilgeräte grundsätzlich noch erweiterte,

herstellerspezifische Funktionen

bereitstellen, die kein Bestandteil der Profildefinition

sind.

Die Profil-IDs lassen sich direkt aus dem Sensor

auslesen und sind in der Gerätebeschreibung

IODD referenziert. Online oder Offline ist so

die Profilfunktion eines Sensors bekannt.

SPEZIFIKATION VON

FUNKTIONSBAUSTEINEN

So viele unterschiedliche Sensoren und doch viele Gemeinsamkeiten –

das Smart Sensor Profil von IO-Link fasst diese zusammen.

Doch wie unterstützt das Smart Sensor Profil

nun die konkreten Anwendungen, bzw. die

Anwender, die IO-Link Technologie in ihren

Maschinen einsetzen wollen? Die Grundfunktionen

der Sensoren sind identisch. Einstellungen

erfolgen über gleiche Parameter,

Einstellwerte haben die gleiche Bedeutung,

Prozesswerte können einheitlich interpretiert

werden. Doch das Smart Sensor Profil

geht noch einen Schritt weiter: Für die einzelnen

Profilklassen sind Funktionsbausteine

spezifiziert. Die Namen der Parameter

und Einstellgrößen, sowie die Darstellung

in der Gerätebeschreibung IODD sind ebenfalls

einheitlich definiert.

Die Vorteile liegen auf der Hand. Die Gleichartigkeit

von Funktionen und Schnittstellen

erleichtern die Integration und die Handhabung.

Reduzierter Aufwand: Für den Anwendungsprogrammierer

ergibt sich die Vereinfachung

durch die Verfügbarkeit von

Referenzimplementierungen, bzw. standardisierten

Funktionsbausteinen.

ZUSAMMENFASSUNG

Für die vielfältige Welt der Sensoren hat IO-

Link die Smart Sensor Profile definiert, die

technologieübergreifend die gemeinsamen

Funktionalitäten und Datenstrukturen

dieser Geräte einheitlich abbilden. Sensoren,

die diese Profile unterstützen, sind

verfügbar. Referenzimplementierungen für

Funktionsbausteine stehen auch als Quellcode

zum freien Download zur Verfügung:

www.io-link.com

Hartmut Lindenthal,

Pepperl+Fuchs GmbH,

Mitglied im IO-Link Steering Committee

Smarte Sensoren

Service

Event

Logging

Druck

Smart

Service

Predictive

Maintenance

Betrieb

Diagnose

Verfügbarkeit

Temperatur

Mehrwerte schaffen

durch smarte Sensoren:

Zusätzliche Messgrößen

Überlasterkennung

Event

Betriebsstundenzähler

Nutzungsprofile

Bidirektionale

Kommunikation

Messwertspeicherung

www.hydac.com

sps ipc drives 2018

Halle 6 / Stand 248

PI-Magazin 2/2018

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PROFIsafe und PROFINET im Hochsicherheitstunnel

FRISCHE LUFT IM ARLBERGTUNNEL

Blick in den Schacht auf das Dach der Kabine

in der Schachtbefahrungsanlage.

Nach umfangreichen Sanierungsarbeiten ist der kürzlich für den Verkehr wieder

freigegebene Arlberg-Straßentunnel zu einem „Hochsicherheitstunnel“

geworden. Ein wichtiges Teilprojekt war die neue Automatisierung der Wartungslifte

in den viele hundert Meter tiefen Belüftungsschächten. Hier sorgt

nun ein leistungsstarkes Trio aus Funkmodulen, Bluetooth-Funktechnik und

PROFINET für Sicherheit.

Der im Jahr 1978 eröffnete Arlberg-Straßentunnel

ist mit seinen etwa 14 km der längste

Straßentunnel Österreichs und auch die einzige

„wintersichere“ Verbindung zwischen

Tirol und Vorarlberg. In den Jahren 2015

und 2017 wurde von dem Betreiberunternehmen

ASFINAG bzw. durch dessen beauftragten

Fachunternehmender PKE Verkehrstechnik

GmbH die erste Generalsanierung

des Tunnels mit dem zentralen Anliegen,

die Gesamtsicherheit im Tunnel zu verbessern,

vorgenommen. Dazu gehörten u. a.

zusätzliche und verkürzte Fluchtwege, neue

Beleuchtungskonzepte, Thermoscanner für

Lastkraftwagen ebenso wie eine umfassende

Modernisierung der bezüglich ihrer Steuerungstechnik

veralteten Lüftungsanlagen.

Der Luftaustausch im Tunnel erfolgt über

zwei Lüftungszentralen an den Tunnelportalen

sowie zwei vertikale Lüftungsschächte

mit zugehörigen Kopfstationen: Der

Schacht Maienwasen auf Tiroler Seite mit

einer Tiefe unter Erdoberfläche von 273 m

und der Lüftungsschacht Albona auf der

Vorarlberger Seite mit einer Tiefe von 736 m.

Beide Schächte haben einen Durchmesser

von etwa 8 m. In den Schächten befinden

sich die für Zu- und Ablauft benötigten Ventilatoren

zusammen mit den erforderlichen

betriebs- und sicherheitstechnischen Einrichtungen

einschließlich eines Personenliftes

für das Wartungspersonal. Im Rahmen

der Tunnelsanierung sollten auch die Steuerungen

der beiden Schachtbefahrungsanlagen

auf den neuesten technischen Stand

gebracht werden. Ausführendes Unternehmen

war hier die STB Steuerungstechnik

Beck GmbH in Egg, Vorarlberg.

WECHSEL AUF FUNK-

STEUERUNGSTECHNIK

Als neue Steuerung für die Schachtbefahrungsanlagen

der Belüftungsschächte

wurde von STB Steuerungstechnik Beck in

den Kopfstationen je eine S7 F eingesetzt.

Diese ist für den sicheren Betrieb der Liftanlage

für das Wartungspersonal mit ihren

Fahrkörben ausgerüstet. Alle Komponenten

sind angesichts der hohen Sicherheitsanforderungen

fehlersicher/failsafe ausgeführt

unter Verwendung von PROFIsafe über

PROFINET als Kommunikationstechnologie.

Für die Kommunikation zwischen Steuerung

und Fahrkorb der Liftanlage wurden

vor der Tunnelsanierung aufrollbare Kabel

verwendet. Bei den hier gegebenen Fahrstrecken

über viele hundert Meter ist dies

eine kostspielige und erfahrungsgemäß wartungsintensive

Lösung.

Mittlerweile steht für derartige Applikationen

in Form einer kabellosen Kommunikation

per Funkstrecken eine leistungsfähige

Alternative zu Verfügung. Sie bietet gegenüber

kabelgebundener Kommunikation

erhebliche Vorteile, muss jedoch hochverfügbar

sein, da sie oft zusammen mit fahrerlosem

Betrieb eingesetzt wird und eine

Unterbrechung der Kommunikation zu gefährlichen

Situationen führen würde. Daher

müssen die Funkstrecken in ihrer Auslegung

(Funkfrequenz, Funkleistung, Antennentechnik,

Montagepunkte u. ä.) spezifisch an

die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten wie

18 PI-Magazin 2/2018


Entfernungen, Staubbelastung, Reflexion

oder Dämpfung der Signale an Hindernissen

auf dem Übertragungsweg u. ä. angepasst

werden.

Das mit der Automatisierung der Schachtbefahrungsanlage

beauftragte Unternehmen

STB Steuerungstechnik Beck vertraute

bei Auswahl der Funktechnik auf die bereits

in vielen anderen Projekten bewährte Funkmodul-Serie

Dataeagle der Schildknecht

AG. Im aktuellen Projekt kamen Module

vom Typ DE 4712 zum Einsatz. Diese Modul-Version

„versteht und spricht“ PROFIsafe

über PROFINET und verwendet Bluetooth

2.1 als derzeit für industrielle Zwecke geeignetste

Funktechnologie. Die Reichweite

beträgt – je nach Umgebungseigenschaften

– viele hundert Meter; in der aktuellen

Applikation wird damit im Albona-Schacht

eine Entfernung von über 700 m sicher

überbrückt. Die Störempfindlichkeit ist

dank der Bluetooth-eigenen Funktion des

„Frequenz-Hoppings“ generell sehr gering.

Als Antennen wurden in der Kopfstation

und an der Kabine leistungsstarke Richtantennen

eingesetzt.

AUF SICHERHEIT GEPRÜFT

UND ZERTIFIZIERT

Das anspruchsvolle Sicherheitskonzept des

Tunnelbetreibers fordert die Prüfung und

Zertifizierung aller sicherheitsrelevanten

Einrichtungen durch ein entsprechendes

Prüfinstitut. Eine wichtige Kenngröße für die

Zuverlässigkeit von sicherheitsbezogenen

Funktionen ist der Performance Level (PL)

gemäß DIN EN ISO 13849-1. Über den PL-

Wert wird die Fähigkeit von sicherheitsbezogenen

Teilen einer Steuerung – und damit

im vorliegenden Fall auch der eingesetzten

Funkmodule – beschrieben, wie sie ihre Sicherheitsfunktion

unter vorhersehbaren Bedingungen

ausführen. Die PL-Abstufungen

reichen von A (geringste Stufe) bis E (höchste

Stufe) und geben die durchschnittliche

Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen

Ausfalls je Stunde an. Die vom TÜV Austria

durchgeführte sicherheitstechnische Abnahme

des Systems aus den Komponenten

S7 F, PROFINET, PROFIsafe und Dataeagle

4712 ergab ein Performance Level D entsprechend

SIL 2.

ERGEBNIS UND

FOLGERUNGEN FÜR IIoT

Kabine der Schachtbefahrungsanlage

in der Kopfstation.

Der Einsatz von Funktechnik als leistungsfähiger

Problemlöser der Automatisierungstechnik

zum Ersatz anfälliger Kabelverbindungen

zwischen bewegten Anlagenteilen

hat sich bei der Modernisierung des Arlbergtunnels

voll bestätigt. Die Anlagen entsprechen

nun wieder dem „Stand der Technik“

und damit verbunden wird die Sicherheit

der Mitarbeiter bei der Bedienung der Anlage

gewährleistet. Der Einsatz von Funkstrecken

über PROFINET hat eine über das

aktuelle Projekt weit hinausgehende Bedeutung

für Applikationen in Verbindung mit

IIoT-Anwendungen: Ethernet-Kommunikation

(PROFINET ist Ethernet!) lässt sich über

bestimmte Strecken kabellos realisieren,

wie etwa beim Datentransport von schwer

zugänglichen Sensoren einer Maschine zu

einer Device- oder Daten-Cloud. Voraussetzung

dafür sind leistungsfähige und konstruktiv

vielfältige Funkmodule, um derartige

Lösungen auch in bereits bestehende

Anlagen integrieren zu können.

Thomas Schildknecht, Schildknecht AG

PI-Magazin 2/2018

19


Bild: Adobe Stock

Echtzeitkommunikation anpassen lassen.

Wie verhalten sich diese in Echtzeit? Oder wie

lässt sich eine einfache Zertifikatsprüfung

vornehmen? Dabei steht die Working Group

immer im engen Kontakt zu den Anwendern,

um später auch eine praxistaugliche Vorgehensweise

zu entwickeln.

Security-Maßnahmen

in PROFINET-Netzwerken

VERANTWORTUNG

ÜBERNEHMEN

Die Vernetzung in Anlagen nimmt immer mehr zu und damit auch Bedrohungen,

z. B. durch unberechtigte Zugriffe oder Manipulation des Datenverkehrs.

Vor diesem Hintergrund ist es nur folgerichtig, Automatisierungsnetzwerke

immer wieder neu zu bewerten und entsprechende Security-Konzepte zu erarbeiten.

Daher hat die PI-Working Group Industrie 4.0 das Thema Security zu

einem Schwerpunkt erklärt – ein Statusbericht.

Das Thema Security ist für die Kommunikationsspezialisten

nichts Neues. So hat PI (PRO-

FIBUS & PROFINET International) bereits im

Jahr 2005 ein Security-Konzept veröffentlicht,

das in mehreren Schritten weiter detailliert

wurde. Aber Security ist ein Thema, das nie

abgeschlossen ist – im Gegenteil!

Bevor Konzepte und Maßnahmen erarbeitet

werden, muss erst einmal genau geschaut

werden, wo mögliche Angriffspunkte liegen.

Bei einer solchen Bedrohungsanalyse orientierte

sich PI an bewährten Konzepten aus

der Informationstechnologie. Eins davon ist

das STRIDE-Prinzip, das sich aus den sechs

Anfangsbuchstaben der Begriffe zusammensetzt:

Spoofing, Tampering, Repudiation,

Information disclosure, Denial of service,

Elevation of privilige. Darauf aufbauend

wurden die schützenswerten Assets eines

PROFINET-Systems identifiziert, mögliche

Bedrohungen aufgezeigt, und diese bewertet,

um anschließend Gegenmaßnahmen zu

entwickeln. Dabei zeigte sich, dass z. B. schon

heute die Durchführung von Netzlasttests,

die sog. Security Level1 Tests, wichtiger Bestandteil

bei der Zertifizierungsprüfung sind.

Diese schützen in einem gewissen Umfang

vor Denial of Service-Attacken. Auch das

schon früh von PI eingeführte Zellenschutzkonzept

hat immer noch Bestand.

AKTIVITÄTEN VON PI

Angesichts einer zukünftigen stärkeren Vernetzung

müssen weitere Maßnahmen ergriffen

werden. Allerdings hat die Working

Group in ihren Untersuchungen festgestellt,

dass sich Konzepte aus der Informationstechnologie

nicht ohne weiteres auf die Automatisierungswelt

übertragen lassen. Daher ist

ein Schwerpunkt der Working Group die Beurteilung,

wie sich gängige Schutzkonzepte

aus der IT-Welt auf die Automatisierung und

So wurde zum Beispiel bei Probeimplementierungen

evaluiert, welche Cipher Suites

echtzeitfähig sind. Cipher Suites sind eine

standardisierte Sammlung kryptographischer

Verfahren. Aus PI-Sicht wird es darum gehen,

aus diesen Cipher Suites diejenigen auszuwählen,

welche die erforderlichen Einsatzbereiche

abdecken, etwa einen zyklischen

Datentransfer ohne Unterbrechung durch

zusätzlichen Security-Traffic oder eine sichere

Erkennung von gefälschten Parametrierdaten.

Auch bei der Authentifizierung und Integritätssicherung,

also der Sicherstellung, dass

die Daten auch wirklich von einem vertrauenswürdigen

PROFINET-Gerät stammen

und unverfälscht sind, ist man inzwischen

einen Schritt weiter. Auf der SPS/IPC Drives in

Nürnberg wird in einer Live-Demonstration

ein Man-in-the-Middle-Angriff simuliert und

gezeigt, wie ein Prototyp eines PROFINET-

Gerätes reagiert, das bereits Security-Mechanismen

integriert hat, die das Verfälschen von

Daten erkennen. Ebenfalls extrem wichtig ist

das Schlüsselmanagement (Key Deployment).

Dabei geht es nicht nur um die Frage, wie der

Schlüssel ins Feldgerät, also in diesem Fall in

die PROFINET-Komponente, übertragen wird,

sondern wie man diese Technologie auch

ohne ausgebildete IT-Techniker anwendet.

Diese Beispiele zeigen nur einen kleinen Ausschnitt

aus der derzeitigen Themenbreite,

mit der sich das Security-Team innerhalb von

PI beschäftigt. Security verlangt vom Anwender,

dass er Verantwortung übernimmt und

ein Systemkonzept implementiert. Daher

reicht ein dem Anwender an die Hand gegebenes

einfaches Systemfeature nicht aus. PI

wird im Rahmen seiner Security-Spezifikation

Strategien empfehlen, mit denen eine Anlage

bestmöglich geschützt wird. Bei allen

Konzepten achtet PI darauf, dass die angebotenen

Lösungen praktikabel bleiben und sich

für zukünftige Anwendungen eignen.

Joachim Koppers, Leiter PI WG „Security“

20 PI-Magazin 2/2018


Neue EMV-Richtlinie

UNGESTÖRTES ZUSAMMENSPIEL

Anlagenprobleme liegen nach wie

vor häufig im Bereich der elektromagnetischen

(Un-)Verträglichkeit. Um

dem abzuhelfen, wurde eine neue

Richtlinie erarbeitet.

Kommunikationsnetzwerke wie zum Beispiel

PROFIBUS und PROFINET sind als robuste

und zuverlässige Übertragungssysteme

bekannt. Dennoch ist für deren Funktion

die Beachtung einiger grundlegender Prinzipien

wichtig, um einen störungsfreien

Betrieb über ein langes Anlagenleben zu

gewährleisten. Betrachtet man beispielsweise

den Stand der Technik zur elektromagnetischen

Verträglichkeit (EMV), sollte man

davon ausgehen, dass die zu Grunde liegenden

Fragestellungen seit den 1990er-Jahren

bearbeitet und gelöst sind. Schließlich müssen

alle Geräte und Systeme, die in der EU

in Verkehr gebracht werden, seit dieser Zeit,

im Rahmen der CE-Kennzeichnung entsprechenden

EMV-Prüfungen unterzogen

werden. Umso mehr erstaunt es, dass auch

heute noch eine signifikante Anzahl von

Problemen mit der EMV in Produktionsanlagen

auftreten. So sind Anlagenstörungen

laut Experten für Fehlersuche sehr häufig

auf die EMV zurückzuführen. Bei genauerer

Betrachtung lässt sich feststellen, dass

viele Probleme im Bereich der elektromagnetischen

Verträglichkeit aus dem Zusammenspiel

verschiedener Komponenten und

durch den Einfluss des Energieversorgungsund

Erdungssystems entstehen.

Aus diesem Grund hat sich die PI-Arbeitsgruppe

„CB / PG3 Installation Guides PB and PN“

in den letzten zwei Jahren mit dem Thema

Funktionspotentialausgleich und Schirmung

für PROFIBUS und PROFINET grundlegend

befasst. Dabei ging es insbesondere um

Fragestellungen, die in verteilten Produktionsanlagen

auftreten. Die Ergebnisse der

oben genannten Arbeitsgruppe liegen seit

dem Frühjahr 2018 in Form einer Richtlinie

in deutscher und englischer Sprache vor.

Die Richtlinie „Funktionspotentialausgleich

und Schirmung von PROFIBUS und PROFI-

NET“ soll Planern und Betreibern über sechs

Handlungsempfehlungen eine EMV-gerechte

Auslegung von Produktionsanlagen in der

Fertigungsindustrie unter Verwendung von

PROFIBUS oder PROFINET ermöglichen. Im

nächsten Schritt soll die Richtlinie nun für Anlagen

mit Explosionsgefährdungen im Bereich

der Prozessindustrie erweitert werden.

Prof. Dr. Karl-Heinz Niemann,

Hochschule Hannover, Leiter der

PI-Working Group Installation Guides

Durchgängige Connectivity und Industrie 4.0 in Perfektion

Festo bietet durchgängige Lösungen von der Mechanik bis in die Cloud

für elektrische und pneumatische Antriebe.

Unsere neue Automatisierungsplattform ermöglicht die einfachste Integration der

Servoantriebsregler CMMT an PPROFINET, und eröffnet Ihnen erstmals komplette

MC-Lösungen als Subsystem aus einer Hand.

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PI-Magazin 2/2018

21


PRODUKTNEWS

Smarter Drucksensor

Mit dem Drucksensor HPT 1000S erweitert HYDAC sein umfangreiches

Sensorprogramm. Die neue Generation smarter Sensoren

ist darauf ausgerichtet, zusätzlich zu den Betriebsdaten weitere relevante

Informationen zu generieren. Somit werden dynamische,

echtzeitoptimierte und sich selbst organisierende Prozesse unterstützt,

wodurch Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimiert

und Kosten gesenkt werden

können. Die Kommunikation

mit dem HPT 1000S erfolgt

über IO-Link. Dadurch ist eine

Vielzahl von zusätzlichen Messdaten,

Parameter und Diagnose-informationen

abrufbar.

www.hydac.com

Ohne Umwege direkt

integriert

Softing Industrial Automation hat das

pnGate PA entwickelt, über das sich eine

direkte PROFIBUS PA-Segment-Integration

in PROFINET-Steuerungssysteme

realisieren lässt. Das Gateway fungiert

als Schnittstelle zwischen Host-Ebene

und den Feldgeräten und übernimmt

PROFINET Device- und PROFIBUS PA

Master-Aufgaben. Zudem unterstützt

das pnGate PA bekannte Werkzeuge für

die Gerätekonfiguration, Parametrierung und Zustandsüberwachung.

Dazu zählen zum Beispiel Siemens PDM, PROFINET Engineering-Systeme

und DTM-Anwendungen. www.softing.com

PROFIsafe-Baugruppe für erweiterte

Sicherheit

Mit dem PROFIsafe-Schnittstellenmodul SK TU4-PNS bietet Nord

Drivesystems nun ein weiteres Plus an Sicherheit. Über Steckverbindungen

können sichere Ein- und Ausgänge etwa für Not-Aus-

Schalter und Lichtgitter mit der Applikation verbunden werden.

Für die Überwachung der sicheren Antriebsfunktion kann ein

Drehgeber angeschlossen werden. Das Modul verfügt über zwei

redundant arbeitende Mikroprozessoren und ist selbstüberwachend.

Zudem lassen sich

unterschiedliche ‚Sichere Bewegungsfunktionen‘

einfach

integrieren und erweitern

somit die Sicheren Stoppfunktionen

der Antriebe.

www.nord.com

Kommunikationslösung für PROFINET

mit OPC UA und MQTT

Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) erfordern,

dass Automatisierungsgeräte und Maschinen nicht nur verschiedene

industrielle Netzwerke der Fertigung wie PROFINET unterstützen,

sondern auch Geräte- und Maschinendaten an IT-Systeme

und IoT-Software übertragen. Daher unterstützt nun die

Kommunikationsschnittstelle Anybus CompactCom für PROFI-

NET von HMS Industrial Networks neben OPC UA künftig auch

MQTT. Damit haben Geräteherstellern und Maschinenbauern,

die Anybus CompactCom

einsetzen, eine einfache

Möglichkeit, Daten im Umfeld

von Industrie 4.0 / IIoT

sicher auszutauschen.

www.hms-networks.de

IO-Link Mastermodule für verbesserte

Parametrierung und Diagnostik

Weidmüller bietet IO-Link Mastermodule in Schutzart IP20 und

IP67, Steckverbinder und vorkonfektionierte Leitungen für den Busanschluss

sowie Sensor-/ Aktorverkabelungen. Die Parametrierung

und Konfiguration von IO-Link-Geräten geschieht via webbasiertem

Konfigurationstool. Dies besitzt eine Schnittstelle zur neuen,

zentralen, herstellerübergreifenden Datenbank für Beschreibungsdateien

von IO-Link Geräten (IODDs). www.weidmueller.de

IMPRESSUM

Das PI-Magazin ist eine Publi ka tion der PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.

Karl s ruhe und wird durch die Anzeigen folgender Mitglieder finanziert:

Balluff GmbH, Deutschmann Automation GmbH & Co. KG, ESCHA GmbH & Co. KG,

esd electronics gmbh, Festo AG & Co. KG, Hilscher Gesellschaft für Systemautomation

mbH, HMS Industrial Networks GmbH, Hydac Electronic GmbH,

Indu-Sol GmbH, Pepperl + Fuchs GmbH, profichip GmbH, Siemens AG,

TWK Elektronik GmbH, Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Herausgeber:

PROFIBUS Nutzerorganisation e.V., Haid-und-Neu-Straße 7, 76131 Karls ruhe

Fon +49 (0)721 9658590, Fax +49 (0)721 9658589

E-Mail: germany@profibus.com, www.profibus.com

Verantwortlich: Dr. Peter Wenzel

Realisierung: Barbara Weber

Redaktion: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp, www.muehlenkamp.net

Layout und Grafik: Michael Mayer, www.donner-mayer.com

Anzeigenberatung und -verkauf:

Frauke Lorenz Werbeberatung und Projektmanagement

Am Zellerbruch 32, D-63533 Mainhausen , Telefon: +49 157 85288280

E-Mail: info@fraukelorenz.de, www.fraukelorenz.de

Auflage: 114.500 Exemplare

22 PI-Magazin 2/2018


PI-Gemeinschaftsstand auf

der SPS IPC Drives

IM ZENTRUM VON

INDUSTRIE 4.0

Der PI (PROFIBUS & PROFINET International) Gemeinschaftsstand

auf der SPS IPC Drives in Nürnberg (27. – 29. November

2018) ist neu in Halle 5, Stand 210 und schlägt eindrucksvoll die

elementare Brücke zwischen Automatisierung und IT.

Die SPS IPC Drives ist für PI die ideale Plattform,

ihren neuen „Industrie 4.0 Demonstrator“

vorzustellen, der PROFINET im Umfeld von

Industrie 4.0 und die Verbindung zwischen

Automatisierung und IT in zahlreichen Anwendungsszenarien

zeigt. Use Cases sind u. a.

die Erhöhung der Flexibilität auf Basis einer

modularen und wandelbaren Fabrik, die Steigerung

der Produktivität mittels Analyse von

Daten in der Cloud und die Verkürzung der

Time-to-Market anhand virtueller Inbetriebnahme.

Der Demonstrator zeigt anschaulich

die Daten-/ Informationsflüsse zwischen den

unterschiedlichen Ebenen bis hin zu IoT.

Das Zusammenspiel der automatisierten

Produktion mit der Auftragsverwaltung wird

komplettiert durch eine Live-Demo zahlreicher

Drives-Hersteller, die die Anwendung

und die Vorteile des PROFIdrive-Antriebsprofils

in den jeweiligen Applikationsklassen zeigt.

Die Implementierung der industriellen

Kommunikation für Industrie 4.0 ist eines

der Kernthemen von PI. Eine weitere

neue Live-Demo zeigt die Zielrichtung und

Funktionsweise von OPC UA im PROFINET-

Kontext mit zahlreichen Use Cases. TSN

und Security werden ebenfalls in Demo-

Modellen präsentiert – hier können sich die

Besucher erstmalig von dem Zusammenwirken

verschiedener Hersteller überzeugen.

PROFIsafe setzt auf der SPS 2018 neue

Schwerpunkte mit einer aktualisierten Live-

Demo, die die Interoperabilität und Herstellerunabhängigkeit

durch fehlersichere

Peripherie, Controller, Antriebe sowie Sensoren

und Aktuatoren demonstriert. Darüber

hinaus wird das Thema PROFIsafe über

OPC UA durch die PI-Experten vorgestellt.

Im Bereich IO-Link stehen weiterhin die Gerätevielfalt

mit verschiedenen Mastern, Devices

und Dienstleistern, der IODDfinder sowie die

Themen IO-Link Safety sowie IO-Link Wireless

im Vordergrund.

PI und ihre über 110 internationalen Mitaussteller

freuen sich auf Ihren Besuch in Halle 5,

Stand 210 und bieten Ihnen viele Informationen

über PI im Zentrum von Industrie 4.0.

Weitere Informationen über den PI-Gemeinschaftsstand

und unsere Aussteller finden Sie

unter: www.profibus.com/sps

Der Switch mit Zukunft

INDUSTRIAL ETHERNET | PROFINET | ETHERNET/IP

27.-29.11.2018 | Nürnberg

Halle 5 | Stand 5-411

Indu-Sol GmbH – Spezialist für industrielle Netzwerke

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100

63

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40

mA (Logarithmische Darstellung)

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16

10

6

4

3

2

1

50

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überschritten

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digitalen Unternehmens

Stärken Sie Ihr industrielles Kommunikationsnetzwerk

Die zunehmende Digitalisierung von Unternehmen und die damit

einhergehende Vernetzung praktisch aller Bereiche eröffnet

große ökonomische Potenziale. PROFINET – der führende Industrial-

Ethernet-Standard für die Automatisierung – unterstützt Sie

dabei, durchgängige, integrierte Prozesse zu schaffen sowie

vernetzte Schnittstellen einzurichten. Ziel ist es, die Produktion

weiter über alle Ebenen zu automatisieren und die Ressourcen

bestmöglich zu nutzen.

Dank der Offenheit profitieren Sie von allen künftigen Innovationen.

Höchste Flexibilität eröffnet Ihnen mehr Freiheit für maßgeschneiderte

Maschinen- und Anlagenkonzepte. Die unerreichte Effizienz

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Performance sorgt für hohe Präzision und Produktqualität.

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