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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2021

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19239<br />

SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />

06<br />

November <strong>2021</strong><br />

€ 12,50<br />

TITEL<br />

Ganz viel Industrie 4.0<br />

18 in einem Gerät<br />

Keine Scheu vor IoT:<br />

34 Sensoren, die mitdenken<br />

Hybrid-Cloud: Was bringt sie<br />

66 und worauf kommt es an<br />

industrielle-automation.net


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EDITORIAL<br />

FRISCHER WIND<br />

Nach langem Tüfteln, Brainstormen, gestalterischem Ausprobieren und<br />

natürlich mit ganz viel Herzblut präsentieren wir unser Magazin jetzt in<br />

einer optisch neuen Vielfalt, luftig, abwechslungsreich und klarer konzipiert.<br />

Entdecken Sie unser modernes Design und eine verbesserte Leserführung.<br />

Auch unseren Inhalt haben wir neu strukturiert, damit Sie alle wichtigen<br />

Informationen gleich im Blick haben!<br />

Aber nicht nur das. Wir stellen Ihnen relevante Themen rund um die<br />

industrielle Automatisierung in all ihren Facetten noch präziser, mit einem<br />

geschärften Auge vor. Wir berichten über das, was uns morgen erwartet und<br />

über Themen, die wir als spannend erachten. In welchem Style? Auch das<br />

war uns wichtig – die Entwicklung<br />

WISSEN. VERNETZEN.<br />

BEGEISTERN.<br />

neuer Formate: IM DIALOG stehen wir<br />

mit Experten, die uns mit in zukünftige<br />

Entwicklungen wie 5G (ab Seite 56)<br />

oder künstliche Intelligenz nehmen. In<br />

unserem DENKANSTOSS hinterfragen wir beispielsweise, ob eine Hybrid-<br />

Cloud wirklich ein echter Alleskönner ist (Seite 66). Bereichernd finden wir<br />

auch immer die Gegenüberstellung verschiedener Meinungen und Aspekte,<br />

wie in unserer neuen Serie denk:fabrik. Diesmal geht es um Connectivity<br />

(Seite 90). Dazwischen finden Sie zahlreiche interessante Applikationsstories<br />

und Neuvorstellungen, die sich mit dem Geschehen rund um Automatisierung<br />

in Prozess und Fertigung beschäftigen, aktuell und praxisnah, stets mit<br />

der Brille des Entwicklers und Systemintegrators.<br />

Neugierig? Dann wünsche ich Ihnen jetzt viel Spaß beim Stöbern, Entdecken<br />

und Lesen bis zur letzten Seite.<br />

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Geschwindigkeit und Genauigkeit<br />

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zur schnellen Messung auf<br />

wechselnden Oberflächen<br />

• Einfache Montage & Inbetriebnahme<br />

• Höchste Fremdlichtbeständigkeit<br />

seiner Klasse<br />

< 0,4 μm<br />

10 kHz<br />

Eine inspirierende Lektüre<br />

wünscht Ihnen<br />

Robotik<br />

Schweißprozesse<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

Elektronik-Produktion<br />

Besuchen Sie uns<br />

SPS / Nürnberg | Halle 7A / Stand 130<br />

Kontaktieren Sie unsere<br />

Applikationsingenieure:<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

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EDITORIAL<br />

03 Frischer Wind<br />

40<br />

TITEL<br />

18 Mit intelligenten Kunststoffkomponenten<br />

zu maximaler Anlagenverfügbarkeit<br />

SZENE<br />

06 News & Trends<br />

08 Estland – Partner in der digitalen<br />

Transformation<br />

10 INTERVIEW Taiwanesische Werkzeugmaschinenindustrie:<br />

Die Zukunft im Blick<br />

MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

16 Ein Stück Normalität: Die SPS <strong>2021</strong> als<br />

Präsenzmesse im hybriden Format<br />

22 Wiegand 2.0: Neue Anwendungsfelder für<br />

den ‚magischen Draht‘<br />

25 Deutsch-chinesisches Forschungs projekt<br />

zum Schutz von 3D-Druck- Daten und<br />

Vermögenswerten<br />

26 Präzise auf Abstand: Laser-Distanz-Sensoren<br />

in der Wegmessung<br />

TITEL<br />

18<br />

Florian Hermle,<br />

Geschäftsführer<br />

der Balluff GmbH<br />

SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

34 INTERVIEW Sensortechnik in IoT-Anwendungen:<br />

„Wir nehmen Sie mit in die Digitalisierung!“<br />

– Peter Rohrmann, Althen<br />

36 Zum Schutz von Mensch, Natur und Kultur:<br />

Zuverlässige Waldbrandfrüherkennung<br />

40 INTERVIEW „Agilität und Risikobereitschaft<br />

prägen 100 Jahre Erfolgsgeschichte“ – Balluff-<br />

Geschäftsführer Florian Hermle im Gespräch<br />

43 Modulares Prüfsystem: Faserverbundwerkstoffe<br />

unter Druck<br />

44 Industrielle Digitalisierung: „We Create Digital<br />

Transformation“<br />

STEUERN UND ANTREIBEN<br />

48 In drei Dimensionen: Wie Sie mithilfe von Lineartechnik<br />

die Reichweite Ihres Cobots erweitern<br />

52 Motion Controller für Antriebssysteme: Augen auf<br />

bei der Partnerwahl<br />

54 Regelungstechnik der neuen Generation: Fit für die<br />

digitale Zukunft<br />

Anzeige: igus® GmbH, Köln<br />

<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

56 INTERVIEW Die (R)Evolution des Mobilfunkstandards<br />

– Was Experten dazu sagen<br />

▲<br />

Lebensdauer und Zustand immer im Blick?<br />

Lesen Sie mehr dazu in unserem Titelbeitrag.<br />

4 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


BIHL-WIEDEMANN.DE n JAHRGANG 06 15 n AUSGABE 01.2012 02.<strong>2021</strong><br />

INTERVIEW<br />

ANWENDUNG<br />

60 Sichere Automatisierungsnetzwerke: Warum<br />

bei IP-Adressen weniger mehr ist<br />

62 Offen für alle gängigen Ethernet-Netzwerke:<br />

Ein Remote-I/O-System der neuen Klasse<br />

65 Ethernet kommt an: So nutzen Sie die Vorteile<br />

jetzt auch in verfahrenstechnischen Anlagen<br />

66 Die Hybrid-Cloud – ein echter „Alleskönner“?<br />

KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

68 Sicherheitszuhaltungen und -sensoren:<br />

Maschinensicherheit im Kompaktformat<br />

70 Pünktlich nach Plan: RFID-System sichert Hochspannungstests<br />

bei der Belgischen Eisenbahn<br />

74 Wie ein Radarsystem für effiziente Abläufe in<br />

einer Tiefziehanlage sorgt<br />

76 Edge-Computing: Direkte Bandbreite für<br />

Datenerfassung bis WiFi 6E<br />

78 Chancen und Risiken in der Digitalisierung von<br />

modularen Anlagen: Warum eine gemeinsame<br />

Sprache essentiell ist<br />

82 5 Fragen an Reinhard Knapp von Aucotec<br />

SPECIAL: CONNECTIVTY<br />

86 Leiterplatten-Endtest: Steuerungstechnik-<br />

Redesign bringt deutlich messbare Verbesserungen<br />

90 DENKFABRIK Das sind die Trends bei<br />

Connectivity<br />

92 AS-Interface-Technologie: Die Alternative zu<br />

Ethernet für eine smarte Vernetzung von<br />

Sensoren, Aktuatoren und Steuerungssystemen<br />

94 Single Pair Ethernet: Warum die Automation<br />

davon profitiert<br />

Neue ASi-5 Safety<br />

Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

„Easy ASi“:<br />

Planen, konfigurieren,<br />

betreiben und diagnostizieren<br />

leicht gemacht<br />

ASi-5 UND ASi-3:<br />

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Live-Daten, von der msec<br />

bis zur Jahresansicht<br />

Einfache Handhabung<br />

ohne Erlernen einer<br />

Programmier-Sprache<br />

Zentraler Datenpool<br />

für Vereinheitlichung,<br />

Archivierung und Überwachung<br />

von Messdaten<br />

Weltweiter, plattformunabhängiger<br />

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Ihr Partner für die industrielle<br />

Mess- und Prüftechnik<br />

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NEWS & TRENDS<br />

OFFENES ÖKOSYSTEM FÜR DIE<br />

DIGITALE TRANSFORMATION<br />

Schneider Electric Exchange, die branchenübergreifende<br />

Geschäftsplattform von<br />

Schneider Electric, wächst weiter. Das<br />

offene Ökosystem für Endkunden, Systemintegratoren,<br />

Maschinenhersteller,<br />

Technologiefirmen und Fachleute unterschiedlichster<br />

Couleur bietet ein riesiges<br />

Angebot an Fachwissen, Hilfestellungen<br />

und Geschäftsmöglichkeiten rund um die<br />

Umsetzung von Digitalisierungsprojekten.<br />

Dabei besonders im Fokus: industrielle<br />

Automatisierung und Energiemanagement.<br />

Die Plattform verzeichnet mittlerweile<br />

mehr als 70 000 Nutzer, über<br />

100 Communities und rund 550 digitale<br />

Produkte. Mit Exchange trägt Schneider<br />

Electric der wachsenden Bedeutung von<br />

digitalen Geschäftsplattformen Rechnung<br />

und bietet ein offenes Ökosystem, in dem<br />

Unternehmen Innovationen gemeinsam<br />

voranbringen können. Mehr zur All-in-<br />

One-Plattform für die digitale Transformation<br />

unter: https://exchange.se.com/<br />

www.se.com<br />

WARUM DIE SPE-TECHNOLOGIE EIN POTENZIELLER<br />

GAME CHANGER FÜR DIE INDUSTRIE 4.0 IST<br />

Das Single Pair Ethernet Consortium (SPEC) der TIA schließt sich mit der<br />

Single Pair Ethernet System Alliance zusammen, um den globalen Markt<br />

über die Vorteile der SPE-Technologie für verschiedenen Applikationen zu<br />

informieren. Von der Zusammenarbeit erhoffen sich die Verbände, die<br />

Marktakzeptanz der SPE-Technologie zu beschleunigen und durch die<br />

Harmonisierung von Kommunikation, Ausbildung und der Entwicklung<br />

globaler Standards Klarheit auf dem Markt zu schaffen. SPE findet große<br />

Beachtung u. a. in der Industrieautomation, da es eine Spannungs- und<br />

Datenübertragung über ein einfaches Kupferaderpaar über Entfernungen<br />

bis zu 1 000 m ermöglicht. Die geringe Größe und Gewicht und die große<br />

Reichweite machen sie zu einer idealen Technologie für die Milliarden von<br />

vernetzten Geräten im IoT.<br />

www.weidmueller.com<br />

ROIBOT AWARD 2022 GEHT IN DIE NÄCHSTE RUNDE<br />

Sie automatisieren die Verpackung, sortieren Waren und helfen bei gefährlichen<br />

Aufgaben im Arbeitsalltag: wirtschaftliche Robotik- und Automatisierungslösungen<br />

von igus. Die kreativsten Anwendungen zeichnet der motion<br />

plastics Spezialist auch 2022 wieder mit dem Roibot Award aus. Gesucht<br />

werden Projekte, die mithilfe von igus Low Cost Automation und drylin<br />

Antriebsachsen einen schnellen Return-on-Invest erzielen konnten. Die<br />

Gewinner erhalten ein frei wählbares Robotik-Paket von dem Marktplatz<br />

RBTX.com im Wert von bis zu 5 000 EUR. Einsendeschluss ist der 30. April<br />

2022. Interessiert? Dann bewerben Sie sich gleich mit Ihrem spannenden<br />

Automatisierungsprojekt unter www.igus.de/roibot-anmeldung<br />

www.igus.com<br />

MATERIALENGPÄSSE MACHEN DEM DEUTSCHEN MASCHINENBAU IMMER MEHR ZU SCHAFFEN<br />

Während sich die Auftragsbücher im<br />

Maschinen- und Anlagenbau gut<br />

gefüllt haben, ist eine Entspannung<br />

speziell bei der Zulieferung von Vorprodukten<br />

für die kommenden drei Monate<br />

nicht zu erwarten. Daher ist trotz der<br />

guten Auftragslage auch mit Blick auf<br />

2022 noch Vorsicht geboten. Die<br />

Dynamik in einigen Ländern lässt nach,<br />

und die Delta-Variante sowie mangelnde<br />

Impffortschritte belasten in vielen<br />

Ländern das Wirtschaftsgeschehen.<br />

Daher geht der VDMA für 2022 von<br />

einem etwas schwächeren Produktionszuwachs<br />

von real 5 % aus.<br />

www.vdma.org<br />

ENTWICKLUNG DER MASCHINENPRODUKTION<br />

6 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


NEWS & TRENDS<br />

EINE PARTNERSCHAFT FÜR INNOVATION<br />

BlueBotics und Dürr Systems haben<br />

einen exklusiven Vertrag unterzeichnet,<br />

um gemeinsam innovative AGVs zu<br />

entwickeln. Die Spezialisten im Bereich<br />

der autonomen Navigation und das<br />

renommierte Unternehmen für<br />

Automatisierung und Digitalisierung<br />

im Fahrzeugbau wollen damit Effizienz,<br />

Sicherheit und Flexibilität von Lackieranlagen nachhaltig verändern. Durch<br />

die dreijährige Zusammenarbeit werden künftige Generationen des Eco­<br />

ProFleets, dem ersten speziell für Lackieranlagen konzipierten AGV, auf der<br />

hochmodernen ANT-Navigationstechnologie von BlueBotics aufbauen. Diese<br />

bietet Dürrs Kunden in der Automobilindustrie eine äußerst flexible, präzise<br />

und flottenfähige AGV-Lösung.<br />

www.durr.com<br />

„Mit ebm-papst neo als Digitalisierungs-<br />

Start-up sowie mit unserer Internationalisierungsstrategie<br />

„local for local“ sind wir<br />

inmitten eines Transformationsprozesses.“<br />

Dr. Klaus Geißdörfer, Vorsitzender der Geschäftsführung der<br />

ebm-papst Gruppe in Mulfingen<br />

230 000<br />

Jeder dritte Industrie-Roboter<br />

in der EU wird in Deutschland<br />

installiert. Damit ist Deutschland<br />

mit rund 230 000 Industrie-<br />

Robotern die am stärksten automatisierte<br />

Volkswirtschaft in der<br />

Europäischen Union.<br />

Quelle: International Federation of Robotics<br />

58 %<br />

... der weltweit befragten<br />

749 Führungskräfte sind sich<br />

darüber bewusst, dass die nächste<br />

Welle der digitalen Disruption<br />

eine essenzielle Rolle spielen wird.<br />

Quelle: Autodesk-Studie „Convergence:<br />

Die nächste Stufe im digitalen Wandel“<br />

#B_IIoT<br />

INDUSTRIAL<br />

INTERNET<br />

OF THINGS<br />

Die Zukunft der Automation<br />

ist digital und vernetzt. Als<br />

Ihr Automatisierungspartner<br />

unterstützen wir Sie Schritt<br />

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ESTLAND – PARTNER IN DER DIGITALEN TRANSFORMATION<br />

AUF DEM WEG ZU EINER INDUSTRIE 4.0<br />

Das baltische Land gehört in der Digitalisierung zu den Pionieren und hat sich<br />

als Entwicklungspartner für deutsche und europäische Unternehmen längst<br />

etabliert. Speziell der Mittelstand profitiert von innovativen Lösungen auf<br />

dem Weg zur Industrie 4.0. Lesen Sie, wie sich Produktionsprozesse in Echtzeit<br />

steuern lassen und Virtual Reality in der Weiterbildung genutzt werden kann.<br />

Die Effizienz zu steigern, ist für die meisten Unternehmen<br />

der Hauptgrund, Digitalisierungsprojekte anzustoßen,<br />

so eine Studie der Marktforscher von PAC im Auftrag der<br />

Deutschen Telekom. Sie warfen 2019 einen Blick auf<br />

„das Internet der Dinge im deutschen Mittelstand“ und nahmen<br />

dabei die Bedeutung für Unternehmen, die Anwendungsfelder<br />

und den Stand der Umsetzung unter die Lupe. Daraus ergaben<br />

sich die Erkenntnisse, dass sich der Mittelstand primär darauf<br />

fokussiert, die gewonnen Daten für eine digitale Steuerung und<br />

Überwachung von Geräten und Prozessen zu nutzen. Des Weiteren<br />

steht die Automatisierung von Prozessen und digitalen Services<br />

ganz oben sowie die Entwicklung und Realisierung datenbasierter<br />

Geschäftsmodelle.<br />

Eine Sichtweise, die Anders Abel aus seiner Praxis bestätigt. Er<br />

ist Leiter Digital Commerce bei Net Group, ein Unternehmen aus<br />

dem estnischen Tallinn und spezialisiert auf digitale Transformation.<br />

„Oberste Priorität von Unternehmensmanagern sollte nicht<br />

die Anschaffung neuer teurer Produktionslinien oder Roboter<br />

sein. Sie sollten stattdessen versuchen, die gesamte Produktionskette<br />

zu verstehen und die bestehende Situation mithilfe digitaler<br />

Tools und relevanter Daten zu verbessern“, sagt Abel.<br />

Und genau hier setzt Net Group an und hat ein Produktionsmanagement-Dashboard<br />

entwickelt, das auf Lean-Fertigungs­<br />

prinzipien beruht und Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung aufzeigt.<br />

Darüber hinaus lassen sich Ausschüsse innerhalb eines<br />

Produktionszyklus reduzieren. Das estnische Unternehmen bietet<br />

hierbei nicht nur eine Analyse- und Beratungsleistung, sondern<br />

entwickelt auch die konkreten praktischen Software-Lösungen<br />

auf die jeweiligen Prozesse zugeschnitten. Das Kundenklientel<br />

der Net Group kommt u. a. aus der Automobilbranche, dem<br />

Maschinen- und Anlagenbau, aber auch aus Verwaltung und<br />

Fintech (technologiebasierte Finanzservices).<br />

MIT ECHTZEIT-DATEN DEN GESAMTEN<br />

PRODUKTIONSPROZESS STEUERN<br />

Ein aktuelles Projekt bei einem internationalen Fertigungsunternehmen<br />

zeigt, wie groß das Optimierungspotenzial sein kann.<br />

Bislang wurde hier mit veralteten Produktionsdaten gearbeitet<br />

und das führte innerhalb der Produktionsprozesse zu einer Verzögerung<br />

von bis zu zwei Wochen. Der Grund: Die Datenberichte<br />

wurden auf Papier erfasst und manuell in ein ERP-System eingegeben<br />

– das kostete Zeit und es kam zu Falscheingaben, sodass<br />

sich die nachgelagerten Schritte verzögerten.<br />

„Die Reaktionszeit auf neue Aufträge war langsam, und die zentrale<br />

Planung war schwierig“, sagt Anders Abel. Zusammen mit<br />

8 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


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dem Unternehmen, analysierte Net Group die gesamte Produktionskette,<br />

bildete alle Schritte ab und entwickelte konkrete Möglichkeiten,<br />

die Prozesse zu optimieren. Es folgten Änderungen an<br />

der Gestaltung der Produktionsflächen und damit konnte bereits<br />

eine erste Effektivitätssteigerung erreicht werden. „Die digitale<br />

Transformation gelingt nur, wenn man die Funktionsbereiche des<br />

gesamten Unternehmens und ihre Rollen einbindet“, sagt Abel.<br />

ECHTZEIT-TRACKING STEIGERT<br />

REAKTIONSZEIT UM BIS ZU 30 %<br />

Vor der Prozessoptimierung dauerte es bis zu drei Tage, bis Daten<br />

gelesen werden konnten. Jetzt kommt eine neue Echtzeit-Tracking-Lösung<br />

zum Einsatz, die die Reaktionszeit um weit über<br />

30 % steigert. Das war ein großer Erfolg. Schneller generierte und<br />

genauere Daten ermöglichen es dem Management heute, Muster<br />

zu erkennen und die zukünftige Produktion und Entwicklung<br />

entsprechend zu planen. „Die Ziel dabei ist nicht, die Zahl der<br />

Mitarbeiter zu reduzieren, sondern ihnen zu ermöglichen, intelligenter<br />

und effizienter zu arbeiten“, betont Abel.<br />

Alle Arbeitsplätze wurden mit Tablets ausgestattet und die Mitarbeiter<br />

erhielten elektronische Arbeitskarten mit genauen Angaben<br />

über den nächsten Arbeitsauftrag. „Wer als Hersteller den<br />

gesamten Produktionsprozess in Echtzeit überblickt, kann ihn<br />

auch in Echtzeit steuern. Mit weniger Verzögerungen, weniger<br />

Ausschuss und schnelleren Durchlaufzeiten,“ fügt Anders Abel<br />

hinzu.<br />

ÜBER DIE AKZEPTANZ DER DIGITALISIERUNG<br />

ENTSCHEIDET AUCH DER BEDIENKOMFORT<br />

Mitarbeiter eines Unternehmens auf dem Weg in die Digitalisierung<br />

mitzunehmen, ist eng mit der Akzeptanz neuer Methoden,<br />

Prozesse und Technologien verbunden, etwa ihrer Integration in<br />

den Workflow sowie der Nutzerfreundlichkeit. Für eine optimale<br />

Nutzererfahrung sorgt das sog. User-Experience-Design oder<br />

UX-Design. Sie beinhaltet den kompletten Umgang mit einem<br />

digi talen Produkt, analysiert und optimiert es, kreiert Lösungen<br />

hinsichtlich Emotionen und Bedürfnissen und schafft somit Bedienkomfort.<br />

„Je ausgeklügelter das Design, desto weniger wird<br />

es wahrgenommen, aber umso mehr geschätzt“, sagt Veiko Raime,<br />

der Geschäftsführer des UX/UI-Designunternehmens Mobi Lab<br />

aus Tallinn. „Der neue Wert ist das Design, und zwar nicht aus<br />

der Perspektive der Ästhetik, sondern mit Blick auf eine komfortable<br />

Bedienung“, so Raime weiter.<br />

Das Designunternehmen hat sich daher auf die Entwicklung<br />

praktischer digitaler Lösungen konzentriert. Dazu zählt Mobi<br />

Lab, ein System, das eine Ferninteraktion über mobile Anwendungen<br />

ermöglicht. Das schließt auch die digitale Vermarktung<br />

und Präsentation von B2B-Produkten ein. Und das ist aufgrund<br />

ausgefallener Messen und Präsenzmöglichkeiten gefragter denn<br />

je. Mobi Lab bietet neue Möglichkeiten der Darstellung und Interaktion,<br />

die auf Augmented-Reality (AR) zurückgreifen und<br />

folgt damit klar dem Trend einer Industrie 4.0.<br />

„AR kann vielen Bereichen der geschäftlichen Interaktion neue<br />

Impulse geben“, sagt Veiko Raime. „Mit ihr lassen sich komplizierte<br />

Produkte in Bewegtbild darstellen oder etwa große Maschinen<br />

virtuell begehen.“ „Auch die Aus- und Weiterbildung wird<br />

mit der Virtual-Reality-Technologie effizienter und produktiver<br />

werden“, betont Raime.<br />

DIE ZUKUNFT DER<br />

FERTIGUNGSINDUSTRIE WIRD<br />

ENTSCHEIDEND VON DIGITALEN<br />

LÖSUNGEN UND ENABLER-<br />

TECHNOLOGIEN GEPRÄGT SEIN.<br />

Doris Põld, Managerin des estnischen ICT-Clusters sowie des<br />

Subclusters Industry 4.0<br />

IKT-Lösungen (IKT = Informations- und Kommunikationstechnik)<br />

aus Estland. Der Fokus des Landes ist stark auf die IT-Branche<br />

ausgerichtet; jeder 10. Student entscheidet sich für Informatik.<br />

„Die Zukunft der Fertigungsindustrie wird entscheidend von digitalen<br />

Lösungen und Enabler-Technologien geprägt sein“, sagt<br />

Doris Põld, Managerin des estnischen ICT-Clusters sowie des<br />

Subclusters Industry 4.0. „Alle Aspekte der Fertigung werden mobiler,<br />

digitaler und vernetzter sein und das Produktionsmanagement<br />

verändern“.<br />

Deutsche Unternehmen erhalten in der Phase der digitalen<br />

Transformation weiterführende Informationen auf der deutschsprachigen<br />

Website am Ende des Artikels. Ebenso ist dort auch<br />

ein kurzer Überblick über IoT-Lösungen aus Estland mit Beispielen<br />

aus verschiedenen Branchen zu finden. Für die direkte Ansprache<br />

sind die Büros der estnischen Wirtschaftsförderung in Nürnberg<br />

und Berlin erreichbar.“<br />

Bilder: Aufmacher tuomaslehtinen – stock.adobe.com,<br />

Statementbild Estonian ICT Cluster<br />

www.tradewithestonia.com/de<br />

DER INFORMATIONSBEDARF ÜBER DIE DIGITALE<br />

TRANSFORMATION IST HOCH<br />

Estland, so groß wie Niedersachsen, zählt zu den führenden Ländern,<br />

die digitale Lösungen für Wirtschaft und Verwaltungen<br />

weltweit entwickeln und bereitstellen. Mehr als 120 Länder nutzen<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 9


TAIWANESISCHE WERKZEUGMASCHINENINDUSTRIE<br />

DIE ZUKUNFT IM BLICK<br />

Während die Folgen der Corona-Pandemie noch in vielen Märkten ihre Auswirkungen<br />

zeigen, wächst Taiwans Wirtschaft mit hoher Dynamik weiter. Eine der Branchen, die<br />

besonders optimistisch in die Zukunft blickt, ist die taiwanesische Werkzeugmaschinenindustrie.<br />

Ausgerichtet auf die Produktionsanforderungen einer Industrie 4.0 stellen wir<br />

Ihnen Marktführer vor, die sich international etabliert haben und die Sie kennen sollten.<br />

Integrität, Wachstum, Kundenzufriedenheit und die Sicherheit<br />

der Mitarbeiter – auf diesen vier Säulen basiert der Erfolg des<br />

Unternehmens CHMER. Aber nicht nur das. Auch ein hoher<br />

Qualitätsanspruch und stets den Blick nach vorne zu richten,<br />

machten das Unternehmen zu dem, was es heute ist. CHMER hat<br />

sich auf Erodiermaschinen (EDM) spezialisiert, die für hochpräzise<br />

und anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben konzipiert sind.<br />

Als Erodiermaschinen bezeichnet man Werkzeugmaschinen, die<br />

durch Funkenerosion elektrisch leitfähige Werkstoffe abtragen<br />

und somit Objekte in die gewünschte Endform bringen. CHMER<br />

blickt hierbei auf nahezu fünf Jahrzehnte Erfahrung in Forschung,<br />

Entwicklung und Herstellung von EDM-Produkten zurück.<br />

Die komplette Wertschöpfung liegt dabei im Unternehmen<br />

selbst, von der Maschine über die Steuerungstechnik und<br />

Software bis hin zu Netzteilen. Kurzum: Die in Taiwan<br />

hergestellten Erodiermaschinen von CHMER<br />

zählen zu den hochwertigsten und leistungsfähigsten<br />

auf dem internationalen Parkett. Wir sprachen<br />

mit Brad Wang über den Spirit im Unternehmen.<br />

10 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


NEWS & TRENDS XXX<br />

UNSERE IN TAIWAN<br />

HERGESTELLTEN<br />

ERODIERMASCHINEN<br />

ZÄHLEN WELTWEIT ZU<br />

DEN HOCHWERTIGSTEN<br />

IN IHREM SEGMENT.<br />

Brad Wang, General Manager, CHING<br />

HUNG Machinery & Electric Industrial<br />

Ching Hung genießt weltweit einen hervorragenden Ruf in der<br />

Erodiermaschinen-Industrie. Was zeichnet Ihre Maschinen aus<br />

und was macht sie so besonders im Vergleich zum Wettbewerb?<br />

Gegenüber unseren Mitbewerbern liegen unsere Stärken auf<br />

unserem internen Know-how, das uns bereits seit Jahren einen<br />

Technologie-Vorsprung verschafft. In unseren Maschinen setzen<br />

wir auf qualitativ hochwertigste Komponenten, von leistungsfähigen<br />

Linearmotoren über ein spezielles automatisiertes<br />

Drahteinfädelungssystem (AWT) bis hin zu einem eigens<br />

entwickelten Remote-Monitoring-System und einer intelligenten<br />

Arbeitshilfenfunktion (IWA). Wir legen besonderen Wert<br />

auf einwandfreie Teile und führen daher eine 100 %-Qualitätskontrolle<br />

durch. Denn jede noch so kleine Unstimmigkeit würde<br />

unserem Ruf schaden. Zudem bieten wir einen maßgeschneiderten<br />

Service. Unsere Vertriebsmitarbeiter, Techniker und<br />

F&E-Ingenieure gehen genau auf die Anforderungen und Fragen<br />

unserer Kunden ein und stehen rund um die Uhr, 24 Stunden<br />

zur Verfügung. Und last but not the least konstruieren wir<br />

flexibel je nach Anforderung unserer Kunden präzise und<br />

schnell.<br />

Sie richten ihre Entwicklungen auf smarte und hochintegrierte<br />

Maschinen aus. Welche Funktionen sind aus Ihrer Sicht<br />

„intelligent“ und welche Vorteile bringen sie in der Praxis?<br />

Beispielsweise liefert unser „Remote-Monitoring-System“ sämtliche<br />

relevanten Informationen direkt an mobile Endgeräte, sodass<br />

eine Überwachung der Maschine von jedem Ort aus möglich<br />

ist. Anwender können somit die Temperatur der Maschine,<br />

des Wassers und der Umgebung überprüfen, Fehlermeldungen<br />

diagnostizieren und sich einen Überblick über die Lebensdauer<br />

von Ersatzteilen verschaffen. Diese intelligente Funktion ermöglicht<br />

eine einfache und kontinuierliche Überwachung.<br />

Welche Rolle spielt für Sie die Digitalisierung,<br />

beispielweise mit Blick auf vernetzte Maschinen?<br />

Wir sehen uns als Anbieter von intelligenten<br />

Maschinen, mit denen wir mit Systemintegratoren<br />

eine intelligente Produktion aufbauen können.<br />

So kann der Werksleiter die Bearbeitungshistorie jeder Maschine<br />

in einem bestimmten Zeitraum sowie die Auslastungsrate aller<br />

Produktionslinien einsehen, um daraus die Effizienz des Betriebs<br />

zu verbessern.<br />

Wie gehen Sie mit dem zunehmend hohen Datenvolumen um,<br />

Stichwort Big Data? Können Anwender Ihrer Maschinen die<br />

Daten nutzen, beispielsweise für Predicitive Maintenance oder<br />

Condition-Monitoring-Analysen?<br />

Ja, das ist möglich. Unser CHMER Intelligent Information Center<br />

sammelt alle Maschinendaten und baut die Bearbeitungshistorie<br />

täglich, wöchentlich, monatlich zu einer großen Datenbank<br />

auf. Über unsere CHMER App können Anwender dann auf<br />

ihrem Mobilphone oder Tablet jederzeit und überall via Cloud<br />

auf sämtliche Maschineninformationen zugreifen, z. B. auf die<br />

Lebensdauer der Komponenten oder auf die Auslastungsrate.<br />

Im nächsten Schritt planen wir den Einsatz von KI-Methoden.<br />

Wo sehen Sie CHMER in den nächsten Jahren? Wohin möchten<br />

Sie sich noch entwickeln?<br />

Die Pandemie verlangsamt sich und die Weltwirtschaft erholt<br />

sich allmählich, sodass das Geschäft von CHMER wieder anzieht.<br />

In den nächsten drei Jahren erwarten wir daher einen<br />

deutlichen Aufschwung: Mit einem globalen Vertriebsnetz mit<br />

mehr als 90 Vertretungen weltweit gehen wir von rund 1 200 verkauften<br />

Sets und einem Umsatz von 100 Millionen USD aus.<br />

Darüber hinaus arbeiten wir hart und rund um die Uhr, um<br />

unsere Marke für High-End-Verarbeitungslösungen weltweit<br />

führend zu etablieren. So war und ist unsere Vision!<br />

UNTERNEHMEN<br />

CHING HUNG Machinery & Electric<br />

Industrial Co., Ltd.<br />

No.3 Jing Ke 1st Road, Nantun District<br />

Taichung City 408, Taiwan<br />

www.chmer.com<br />

A company that makes history:<br />

www.youtube.com/watch?v=11ogUOUTla0<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 11


NEWS & TRENDS<br />

Everising schreibt heute fast 40 Jahre Unternehmensgeschichte<br />

und hat sich in dieser Zeit mit seinen Metallbandsägen<br />

in über achtzig Ländern einen Namen gemacht.<br />

Dabei wurde der Blick stets auf die Bedürfnisse der<br />

Kunden gerichtet, nach der Devise: „Der Kunde soll den Weg<br />

weisen“. Und genau das hat bis heute zu nachhaltigem Wachstum<br />

geführt. Das Produktspektrum umfasst neben Kreis- und<br />

Bandsägemaschinen modernste Anlagen für die Profilstahlbearbeitung<br />

sowie komplette Blechbearbeitungszentren.<br />

Qualität und Innovationsführerschaft haben dem Unternehmen<br />

zahlreiche internationale Zertifizierungen und Auszeichnungen<br />

bestätigt, darunter „Taiwan Symbol of Excellence“, der<br />

„Certificate Of Potential Taiwan Mittelstand Award“ sowie die<br />

Auszeichnung „Taiwan Superior Brands“. Die Basis dafür schaffen<br />

ein hervorragendes Forschungs- und Entwicklungsteam sowie<br />

mehr als 60 000 m² Produktionsfläche und der Einsatz hochmoderner<br />

Fertigungstechnologien. Everising beliefert den Markt für<br />

Stahl-, Aluminium-, Stein-, Quarz- und Silizium-Sägen. Produziert<br />

werden über 2000 Anlagen pro Jahr, in Taichung, Taiwan sowie<br />

in Kunshan, China. Alleine in China gibt es mehr als zehn<br />

Niederlassungen und Servicezentren, die einen umfassenden<br />

Pre-Sales- und After-Sales-Service der kompletten Sägetechnologie<br />

anbieten. Mehr als vierzig Vertriebspartner weltweit machen<br />

Eversing in über sechzig Ländern zur etablierten Marke. Doch<br />

was macht den Erfolg des Unternehmens aus und was ist das<br />

Geheimnis hochwertiger Bandsägemaschinen?<br />

Herr Chen, worauf kommt es bei Sägemaschinen für die<br />

Bearbeitung von Metall, Stahl und Werkstücken an?<br />

Das Wichtigste bei Sägebandmaschinen ist die harmonische<br />

Abstimmung zwischen dem Material (Stahl, Nichteisenmetalle<br />

sowie hochfeste Werkstücke), das bearbeitet werden muss und<br />

der Schnittgeschwindigkeit. Die ideale Sägemaschine ist daher<br />

so konzipiert, dass sie aus Walzblöcken, Platten oder Flachmaterialien<br />

in unterschiedlichsten Maßen definierte Abschnitte mit<br />

einem möglichst geringen Materialverlust konfektionieren kann.<br />

Das heißt, der Sägeprozess muss unterbrechungsfrei und effizient<br />

durchgeführt werden.<br />

Was zeichnet Ihre Maschinen aus und wie haben Sie es<br />

geschafft zum drittgrößten Hersteller weltweit zu werden?<br />

Wir haben kontinuierlich die besten Schnittparameter und<br />

Materialtypen gesammelt und ein Metallmaterial-Datenbank-


NEWS & TRENDS<br />

system eingerichtet. Das hilft unseren Anwendern,<br />

beim Einsatz der Maschine schnell die passenden<br />

Sägeparameter zu finden. Somit lassen sich individuelle<br />

Spezifikationen bestmöglich umsetzen.<br />

Die Nachfrage nach halb- und vollautomatisierten<br />

Maschinen steigt zunehmend. Wie setzen<br />

Sie diese Anforderung in Ihren Anlagen um?<br />

WIR BEI EVERISING<br />

LEBEN SCHON IMMER<br />

DIE PHILOSOPHIE, DASS<br />

DER KUNDE DEN WEG<br />

WEIST UND WIR UNS<br />

DARAN ORIENTIEREN.<br />

James Chen, Vice General Manager<br />

Vollautomatische Bandsägemaschinen haben den Vorteil, dass<br />

sie eine hohe Verarbeitungsqualität sicherstellen, die keiner<br />

weiteren Einstellung bedarf. Dies spart Unternehmen Zeit und<br />

Ressourcen. Die Automatisierung des Sägeprozesses hat daher<br />

für uns eine hohe Bedeutung. Unsere vollautomatischen Bandsägemaschinen<br />

sind mit einem automatischen Stangenvorschub<br />

ausgestattet. Eine PLC Steuerung übernimmt sämtliche elektrischen<br />

und hydraulischen Funktionen. Die Zuführung des Werkstücks<br />

erfolgt über die Antriebsrollen eines hydraulisch gesteuerten<br />

dualen Schraubstockspannsystems. Auch die Arbeitshöhenkontrolle<br />

durch einen Schnellanlaufsensor erfolgt automatisch.<br />

Ein Bewegungsdetektor für das Umlenkrad sorgt für<br />

eine sichere Abschaltung bei Klingenstillstand und -bruch.<br />

Und natürlich dürfen auch Reinigungsutensilien wie ein Spülschlauch<br />

sowie entsprechende Werkzeuge nicht fehlen.<br />

Welche intelligenten Funktionen sind in Ihren Maschinen<br />

integriert? Das heißt, gibt es ein Human-Machine-Interface-<br />

System, Diagnose-Möglichkeiten und eine Visualisierung der<br />

Maschinenzustände auf mobilen Endgeräten wie Tablets oder<br />

Smartphones? Welche Vorteile bringen Ihre Maschinen mit<br />

Blick auf eine Smart Factory?<br />

Hierzu bringen wir die drei Kernthemen Digitalisierung, Customizing<br />

und Ressourcenmanagement in unsere Entwicklung ein,<br />

die ich Ihnen im folgenden gerne näher erläutern möchte.<br />

Beginnen wir mit der strategischen digitalen Transformation,<br />

die auf den strategischen Architekturen der Fertigung, einschließlich<br />

D (Data), I (Information), K (Knowledge) und<br />

W (Wisdom) basiert. Wir induzieren und integrieren enorme<br />

Mengen an vorhandenen Daten in nützliche Informationen.<br />

Wir haben 20 Jahre lang eine Datenbank mit Informationen über<br />

die Maschinenleistung sowie über Werkstoffe aufgebaut und<br />

mehr als 60 000 Materialinformationen gesammelt. Diese Exper-<br />

tise ist Grundlage für die Entwicklung innovativer Maschinen.<br />

Die umfangreichen Kenntnisse über die Bearbeitungsdaten der<br />

Sägeprozesse machen den Einstieg in eine intelligente Fertigung<br />

vollumfänglich sicher.<br />

Des Weiteren bieten wir Möglichkeiten für eine maßgeschneiderte<br />

intelligente Fertigung. Das von Everising entwickelte<br />

I-Tech-Kontrollsystem kann über eine Cloud-Service-Plattform<br />

zur Analyse von Schnittdaten und Sägeblattbedingungen verwendet<br />

werden. Mit unserem I-Tech-System können sich Anwender<br />

mit der Datenbank in der Cloud verbinden. Sie erhalten<br />

dann die optimalen Schnittparameter, die sich in das Steuerungssystem<br />

übertragen lassen. Das I-Tech-System ist einfach zu<br />

bedienen und erhöht die Produktivität bei gleichzeitiger Senkung<br />

der Überwachungskosten und kann zu einem interaktiven<br />

Service optimiert werden. Darüber hinaus lassen sich Produktionsdaten<br />

für Statistiken und Analysen in Kombination mit dem<br />

Maschinenverwaltungsdienst für eine umfassende Kontrolle der<br />

Maschinenbedingungen exportieren.<br />

Und der dritte Schritt ist unser umfassendes Ressourcenmanagement,<br />

mit dem sich die Vorteile der intelligenten Fertigung<br />

nutzen lassen. Das I-Tech-System ermöglicht die vollständige<br />

Digitalisierung z. B. von manuellen Ausdrucken, der Produktionsunsicherheiten<br />

sowie der Verwaltungs- und Wartungsschwierigkeiten.<br />

Darüber hinaus werden die Vorteile der intelligenten<br />

Fertigung durch die Verwaltung der Maschinenauslastung,<br />

der Maschinendiagnose, der Diagnose der Sägeblattlebensdauer<br />

und des Maschinendurchsatzes verbessert.<br />

Everising hat bereits mehrere Auszeichnungen erhalten wie<br />

„Taiwan Symbol of Excellence“ oder „Taiwan Superior Brands“.<br />

Für welche Leistung wurden diese an Sie verliehen?<br />

Everising stellt hochmoderne Bandsägemaschinen mit einer<br />

Reihe von intelligenten Funktionen her, die mit modernen technischen<br />

Konzepten bedienerfreundlich gestaltet sind. Hohe<br />

Produktivität resultiert aus den richtigen Schnittparametern,<br />

und so setzen wir unsere Technologien ein, um Ideen in die<br />

Praxis umzusetzen und neue Möglichkeiten der digitalen Transformation<br />

zu eröffnen. Das zeichnet uns aus.<br />

UNTERNEHMEN<br />

EVERISING<br />

No.1 Jingke 1st Road<br />

Nantun District<br />

Taichung 408, Taiwan<br />

www.everising.com<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 13


XXX<br />

Die Werkzeugmaschinenindustrie hat in Taiwan eine lange<br />

Tradition und viele der weltgrößten Hersteller haben<br />

hier ihre Wurzeln. Dazu zählt auch die TTGroup. Wir<br />

richten den Blick auf eine der Tochtergesellschaften: die<br />

Asia Pacific Elite Corp. (APEC). Sie hat sich zum Ziel gesetzt, Fertigungstechnologien<br />

und -prozesse für verschiedenste Aufgaben<br />

in der Luft- und Raumfahrt zu optimieren. Dabei sieht sich Apec<br />

als Systemintegrator, Lösungsanbieter und strategischer Partner.<br />

Dafür hat Apec einiges vorzuweisen, nämlich die umfassendsten<br />

Lösungen für die Bearbeitung mittlerer und großer Luft- und<br />

Raumfahrtstrukturen und Triebwerksteile weltweit. Hinzu kommen<br />

Dienstleistungen wie Fabrikplanung, Gestaltung einer intelligenten<br />

Fertigung, technische Schulungen, Prozess-Upgrades<br />

sowie schlüsselfertige Lösungen. Durch Know-how und stetiges<br />

Streben nach Verbesserungen stehen heute zahlreiche hochmoderne<br />

5-Achsen-Großbearbeitungszentren zur Verfügung, die<br />

die hohen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt sowie des<br />

Werkzeug- und Formenbaus erfüllen.<br />

Auch wird Apec dem Trend einer Industrie 4.0 gerecht und unterstützt<br />

seine Kunden auf dem Weg zur Smart Factory. Durch<br />

die Integration verschiedener Software-Konzepte und Technologien<br />

stehen zukunftsweisende Lösungen wie das sogenannte<br />

Line Monitoring System bereit. Apec kombiniert dabei seine Erkenntnisse<br />

aus Forschung & Entwicklung<br />

mit innovativem Design, modernsten<br />

Montage- und Testverfahren<br />

und einer durchgängigen Qualitätskontrolle.<br />

Das Ergebnis sind schlüsselfertige<br />

Lösungen, die direkt für die<br />

jeweilige Anwendung eingesetzt werden<br />

können. Ein Unternehmen, das<br />

in der oberen Liga der Werkzeugmaschinenindustrie<br />

mitspielt, ist für uns<br />

Grund genug, genauer hinzuschauen.<br />

Die Anforderungen an Maschinen und Anlagen für die Luftund<br />

Raumfahrtindustrie sind besonders hoch. Wie haben Sie<br />

es geschafft, sich in diesem anspruchsvollen Segment zu<br />

etablieren?<br />

In erster Linie zielt unser Design auf die in der Luft- und Raumfahrt<br />

üblichen zu verarbeitenden Materialien und Komponenten<br />

ab. Es ist uns ein wesentlichen Anliegen, zu verstehen, ob<br />

die Leistung unserer Produkte den Erwartungen der Kunden<br />

WIR ARBEITEN<br />

KONTINUIERLICH AN<br />

DER VERBESSERUNG<br />

UNSERER MASCHINEN,<br />

AUCH IM HINBLICK AUF<br />

INDUSTRIE 4.0.<br />

Matt, Asia Pacific Elite Corp.<br />

entspricht. Nur so können wir spezifische Anlagen entwickeln,<br />

die den Anforderungen des Marktes gerecht werden. Sobald wir<br />

Optimierungsbedarf sehen oder ein Kunde Verbesserungen<br />

wünscht, reagieren wir sofort. Darüber hinaus nehmen wir uns<br />

besonders viel Zeit für einen intensiven Austausch mit unseren<br />

Kunden. Wir sprechen ausführlich über die spezifischen Anforderungen,<br />

den Prüfstandard und möchten die Ideen unserer<br />

Kunden verstehen. Wir konzentrieren uns also auf die Menschen,<br />

mit denen wir arbeiten und auf die jeweilige Anwendung.<br />

14 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


NEWS & TRENDS<br />

Was macht Ihre Lösungen für den Werkzeug- und Formenbau,<br />

ihrem zweiten Geschäftsbereich, so besonders? Sie sprechen<br />

hier sogar von Spitzentechnologie.<br />

Der Schlüssel unseres Erfolges liegt darin, dass wir uns auf die<br />

Bedürfnisse und Anwendungen unserer Kunden fokussieren. Es<br />

geht also um Individualität. Nachdem wir wussten, dass wir uns<br />

auf diesen Markt konzentrieren wollten, haben wir die dafür<br />

erforderlichen Ressourcen bereitgestellt. Weitere Punkte sind<br />

unsere langjährige Expertise, unser Technologiewissen sowie<br />

die hohe Qualität unserer Maschinen und Anlagen. Bis heute<br />

wissen wir, dass wir damit auf dem richtigen Weg sind und hervorragende<br />

Ergebnisse erzielen.<br />

Sie bauen Anlagen, die dem Anwender einen echten Mehrwert<br />

bieten. Geht es dabei um schlüsselfertige Lösungen, die<br />

individuell auf eine Applikation bzw. für ihre Kunden<br />

konzipiert, entwickelt und gebaut werden?<br />

Richtig. Apec ist in der Lage, schlüsselfertige Lösungen zu liefern.<br />

Durch die optimale Kombination von perfekt aufeinander<br />

abgestimmten Technologiemodulen, z. B. für die Prozessanalyse,<br />

Maschinenempfehlung, Spannmittel, Werkzeuge und Software<br />

können wir die optimierte Turnkey-Lösung, die exakt den Produktionsanforderungen<br />

des Kunden entspricht, bereitstellen.<br />

Dabei beginnen wir zunächst mit einer Auftragsstudie, die eine<br />

Analyse von Zeichnung, Material, Abmessung und Produktionseinschränkungen<br />

beinhaltet. Des Weiteren erfolgt eine Zeit- und<br />

Kostenstudie, in der wir z. B. die Anforderungen an die Maschine<br />

sowie die spezifische Maschinenplanung ausführen. Es folgen<br />

Inbetriebnahme sowie nach der Maschineninstallation<br />

Schulung und Ausbildung ein erster Durchlauf einer Werkstückbearbeitung,<br />

Fehlersuche und natürlich die Unterstützung der<br />

Produktionsleitung. Abschließend erfolgt dann die Implementierung<br />

der Maschinen, Werkzeuge, Spannmittel, Vorrichtungen,<br />

CAD/CAM, Simulation und Verifizierung, Produktionsanlauf<br />

sowie die Endabnahme.<br />

Wie werden Sie dem Trend einer immer stärker werdenden<br />

Industrie 4.0 gerecht?<br />

Wo sehen Sie das größte Potenzial, Produktionsprozesse zu<br />

optimieren – Stichwort Digitalisierung und Automatisierung?<br />

Meiner Meinung nach liegt die größte Verbesserung in einer<br />

Erhöhung der Produktivität. Wir sammeln Daten und verstehen<br />

dadurch, an welchen Punkten wir eine Automatisierung sinnvoll<br />

vorantreiben können. Die richtigen Informationen sind auch<br />

essentiell, wenn es um optimiertes Design und eine Verbesserung<br />

der Anlagenfunktionen geht. Es ist also alles im Fluss und<br />

ein kontinuierlicher Kreislauf.<br />

DIE INTERVIEWS FÜHRTE DIPL.-ING. (FH) NICOLE STEINICKE,<br />

CHEFREDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

UNTERNEHMEN<br />

Asia Pacific Elite Corp.<br />

No.7, Jingke N. Rd. Nantun Dist.<br />

Taichung, City, 40852 Taiwan<br />

www.apeccnc.com<br />

TAIWAN WEITER IM AUFWIND<br />

Die taiwanesische Werkzeugmaschinenbranche blickt wieder<br />

optimistisch in die Zukunft. Nach einem schwierigen<br />

Vorjahr geht es <strong>2021</strong> wieder aufwärts. Der Fachverband<br />

Taiwan Machine Tool & Accessory Builders` Association<br />

(TMBA) rechnet damit, dass der Produktionswert dieses<br />

Jahr bei + 15 bis 20 % liegen wird. Impulsgeber sind die<br />

Entwicklungen bei Halbleitern, 5G-Ausrüstungen und<br />

Kraftfahrzeugen. Auch kehren viele Werkzeugmaschinen-<br />

Hersteller wieder nach Taiwan zurück und weiten ihre<br />

Investitionen im Heimatmarkt aus. Hinzu<br />

kommt die anziehende Nachfrage<br />

aus den Auslandsmärkten.<br />

Aus unserer Sicht kommen die Anforderungen einer Industrie<br />

4.0 von unseren Kunden. Wir stehen in engem Austausch, erfragen<br />

die aktuellen Hemmnisse und Hürden, sammeln Informationen<br />

und Daten und entwickeln daraufhin kundenspezifische<br />

Lösungen und Konzepte. Nur so ebnen wir den Weg einer<br />

Smart Factory mit der richtigen Hardware und Software.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 15


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

EIN STÜCK NORMALITÄT: DIE SPS <strong>2021</strong> ALS PRÄSENZMESSE IM HYBRIDEN FORMAT<br />

SEHEN WIR UNS?<br />

Alle Bundesländer lassen das Veranstalten von Messen wieder zu und so geht auch<br />

die SPS <strong>2021</strong> erneut an den Start. Ein umfassendes Schutz- und Hygienekonzept<br />

reduziert das gesundheitliche Risiko von Ausstellern und Besuchern auf ein<br />

Minimum. Wir dürfen uns also auf viele spannende Neuheiten aus der Welt der<br />

smarten und digitalen Automatisierung freuen – physisch, digital und hybrid.<br />

Unter den New Normal Bedingungen ist der Veranstalter<br />

Mesago Messe Frankfurt überzeugt, mit dem von der<br />

Bayerischen Staatsregierung genehmigten Schutz- und<br />

Hygienekonzept eine erfolgreiche und sichere SPS <strong>2021</strong><br />

für alle Beteiligten durchführen zu können: „In einer Zeit, in der<br />

alles anders ist, ist eines konstant geblieben: Der Bedarf an Innovationen<br />

und persönlichem Austausch in der Automatisierungsbranche.<br />

Diesen Bedarf werden wir in <strong>2021</strong> endlich wieder abdecken<br />

können, um einen Schritt in Richtung neuer Normalität mit<br />

Corona zu gehen. Das ist nicht nur das, was die Automatisierungsindustrie<br />

will, sondern auch das, was sie jetzt braucht“, so<br />

Martin Roschkowski, President der Mesago Messe Frankfurt. Viele<br />

namhafte Unternehmen, darunter auch der größte Aussteller<br />

der Messe, die Siemens AG, sowie Phoenix Contact, Beckhoff,<br />

Sick und Pepperl+Fuchs werden auf der SPS <strong>2021</strong> in Nürnberg<br />

vertreten sein.<br />

GEWOHNTE KOMPETENZ<br />

Neben zahlreichen Produktpräsentationen und intelligenten Lösungen<br />

profitieren die Besucher der SPS besonders in diesem<br />

Jahr, in dem die Kommunikation untereinander bislang stark von<br />

digitalen Medien geprägt wurde, von den direkten persönlichen<br />

Gesprächen und dem fachlichen Austausch mit Experten. Vorträge<br />

und Live-Demonstrationen runden den Messebesuch ab.<br />

Umfassende Einblicke in spezifische Themen und die Möglichkeit<br />

sich von Anbietern zu individuellen Anforderungen beraten<br />

zu lassen, erhalten Besucher auf dem „Automation meets IT“-<br />

Gemeinschaftsstand in Halle 6. Außerdem bespielen erstmalig<br />

die Verbände VDMA und ZVEI zusammen in Halle 3 das Messeforum<br />

und bieten qualitativ hochwertige und fachspezifische<br />

Vorträge sowie Podiumsdiskussionen an. Besucher können sich<br />

hier zu branchenaktuellen Themen informieren, intensiv mit den<br />

Spezialisten diskutieren und den Grundstein für innovative Lösungen<br />

für die Automation legen.<br />

VOR ORT ODER DIGITAL<br />

Der Schutz der Gesundheit aller Aussteller, Besucher, Servicepartner<br />

und Mitarbeiter hat für den Veranstalter oberste Priorität<br />

und so wurde zusammen mit der NürnbergMesse ein umfassendes<br />

Schutz- und Hygienekonzept entwickelt, das den Anforderungen<br />

der Bayerischen Staatsregierung entspricht. Das auf den<br />

drei Säulen Organisation, Abstandsregeln und Hygiene fußende<br />

Konzept stellt sicher, dass das gesundheitliche Risiko auf ein Minimum<br />

reduziert wird. Für die Besucher vorab wichtig zu wissen<br />

16 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


WIR BRAUCHEN<br />

ECHTE EVENTS<br />

Beim Networking sind<br />

digitale Tools zwar ein<br />

wichtiges Hilfsmittel.<br />

Doch eines können sie<br />

nicht: den Austausch von<br />

Erfahrungen und<br />

Stimmungen. Ich freue<br />

mich daher auf viele<br />

persönliche Begegnungen<br />

und natürlich auf die<br />

Neuheiten der Branche.<br />

NICOLE STEINICKE,<br />

Chefredakteurin<br />

ist, dass eine Registrierung nur im Vorfeld der Veranstaltung<br />

möglich, ein Zugang nur mit 3G-Nachweis gestattet und das Tragen<br />

einer medizinischen Maske gemäß der Bayerischen Infektionsschutzmaßnahmenverordnung<br />

Pflicht ist.<br />

Bereits seit vielen Wochen wird ergänzend zur physischen<br />

Veranstaltung an einem hybriden Messekonzept gearbeitet, um<br />

die SPS <strong>2021</strong> dem New Normal anzupassen und eine flexible<br />

Teilnahme für alle zu realisieren. Denn so hat jeder – unabhängig<br />

von Zeit, Budget oder Reiserestriktionen – die Möglichkeit an<br />

dem Event teilzunehmen. Auch über die Messetage hinaus werden<br />

die digitalen Inhalte verfügbar sein und ermöglichen somit<br />

einen flexiblen Messebesuch – physisch, digital oder hybrid.<br />

Die SPS bildet das komplette Spektrum der smarten und digitalen<br />

Automation ab – vom einfachen Sensor bis hin zu intelligenten<br />

Lösungen, vom heute Machbaren bis hin zur Vision einer<br />

umfassend digitalisierten Industriewelt. Im Fokus stehen dabei<br />

praxisnahe Lösungen für den spezifischen Arbeitsbereich. Die<br />

Teilnahme hochqualifizierter Aussteller und Besucher ermöglicht<br />

einen Austausch auf Augenhöhe und sorgt für eine erfolgreiche<br />

Messeteilnahme – vor Ort in Nürnberg sowie global über<br />

die ergänzende digitale Plattform.<br />

ROBOTER<br />

UND MASCHINE<br />

WERDEN EINS<br />

www.br-automation.com/robotics<br />

Bilder: Mesago – Malte Kirchner, Statement-Kasten Vereinigte Fachverlage<br />

www.sps-messe.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Mesago Messe Frankfurt GmbH,<br />

Rotebühlstr. 83-85, 70178 Stuttgart<br />

Tel.: +49 711 61946-0<br />

E-Mail: info@mesago.com,<br />

Web: www. mesago.com<br />

Maximale Präzision durch mikrosekundengenaue<br />

Synchronisierung<br />

Roboter und Maschinenautomatisierung<br />

aus einer Hand<br />

Einfache Umsetzung<br />

von Robotikapplikationen<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

http://bit.ly/MesseSPS<strong>2021</strong>


MIT INTELLIGENTEN KUNSTSTOFFLÖSUNGEN<br />

ZU MAXIMALER ANLAGENVERFÜGBARKEIT<br />

DAMIT KEIN<br />

BAND STILLSTEHT<br />

18 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

Ein Anlagenausfall ist für viele Unternehmen<br />

ein Worst-Case-Szenario. Lösungen für die<br />

kontinuierliche Zustandsüberwachung wie<br />

i.Sense sowie für vorausschauende Wartung<br />

sorgen dafür, dass es erst gar nicht so weit<br />

kommt. Wir zeigen Ihnen, wie ein umfassendes<br />

System einer intelligenten Industrie 4.0<br />

aussehen kann. Das Ziel dabei ist, die maximale<br />

Anlagen- und Nutzersicherheit sowie höchstmögliche<br />

Produktlebensdauer zu erreichen.<br />

Bei der klassischen vorausschauenden Wartung erfolgt ein<br />

Austausch von beweglichen Komponenten wie Energiekettensystemen<br />

oder Gleitlagern in einem regelmäßigen<br />

Abstand, der oft kürzer ist als die vermutete Lebensdauer.<br />

Das aber heißt: Die Komponenten werden ausgetauscht, wenn<br />

sie noch einsatzfähig sind. Werden sie jedoch erst kurz vor dem<br />

Erreichen des tatsächlichen Lebensendes ausgetauscht, lässt<br />

sich die Nutzungsdauer deutlich verlängern, häufig sogar verdoppeln.<br />

Das halbiert dann die Kosten und reduziert den Wartungsaufwand<br />

– ohne Einschränkung bei der Ausfallsicherheit.<br />

Hier lohnt es sich also, vorausschauende intelligente Wartungssysteme<br />

einzusetzen, die mit IoT arbeiten. Sie überwachen den<br />

Zustand der Komponenten und machen gleichzeitig eine Lebensdauervorhersage<br />

im Betrieb. Sollte es noch vor Erreichen<br />

des spezifischen Lebensendes zu Unregelmäßigkeiten kommen<br />

(z. B. durch eine Havarie oder den Eintrag von Verunreinigungen),<br />

NUR DIE INTELLIGENTE<br />

VERNETZUNG DER EINZELNEN<br />

KOMPONENTEN SCHAFFT EINE<br />

SOLIDE GRUNDLAGE FÜR<br />

PREDICTIVE MAINTENANCE<br />

kann das System diese Unregelmäßigkeiten erkennen und eine<br />

Warnmeldung ausgeben. Der Anwender ist dann in der Lage, den<br />

ungewöhnlichen Betriebszustand zu beseitigen, bevor größere<br />

Schäden auftreten.<br />

PREDICTIVE MAINTENANCE DIE MITDENKT<br />

Bei großen Energiekettensystemen ist die Einhaltung der Wartungsanweisungen<br />

essenziell für eine maximale Lebensdauer.<br />

Das sogenannte i.Cee System von igus erinnert den Kunden zum<br />

Beispiel an anstehende Inspektionen oder Wartungsarbeiten,<br />

ähnlich wie bei einem Auto. Diese Informationen erfolgen nutzungsabhängig,<br />

sodass bei geringerer Nutzung auch längere<br />

Wartungsintervalle möglich sind und Kosten eingespart werden<br />

können. Das gilt ebenso für Gleitlageranwendungen. Hier verhindert<br />

das Einhalten der Wartungsanweisungen kostenintensive<br />

Beschädigungen an Wellen oder am Lagersitz.<br />

Immer mehr Produktionsbetriebe erkennen die Einsparpotenziale<br />

durch die Vernetzung von Maschinen und Maschinenkom­<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 19


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

01 Das i.Cee Konzept:<br />

Bei der Nutzung von i.Cee:local<br />

verlassen die Daten zu keinem Zeitpunkt<br />

das Firmennetzwerk, da die i.Cee<br />

Software nur innerhalb der gewünschten<br />

Netzwerke kommuniziert. Bei der<br />

Internet-basierten i.Cee:cloud Lösung<br />

werden die Daten direkt an die Cloud<br />

übertragen und sind über ein Browser-<br />

Dashboard abrufbar. Die Daten machen<br />

dabei einen Zwischenstopp über das<br />

i.Cee:net, einen sogenannten<br />

Datenkonzentrator.<br />

ponenten auf der Daten- und IT-Ebene, bis hin zur unternehmensübergreifenden<br />

Vernetzung durch übergreifende Standards<br />

wie OPC UA. Hier ergeben sich weitere Vorteile bei der Nutzung<br />

von Energieketten- und Gleitlagersystemen mit „eingebauter“<br />

vorausschauender Wartung. Alle Sensordaten – z. B. die Berechnungen<br />

der individuellen Lebensdauer und die daraus resultierende<br />

Alarmierung – können an übergeordnete IT-Systeme weitergegeben<br />

und dort ausgewertet oder dokumentiert werden. Das<br />

betrifft z. B. Management Execution Systeme (MES), Zero-Downtime-Systeme<br />

(ZDT) und Software für die unternehmensweite<br />

Instandhaltung.<br />

02<br />

SENSORIK, HARDWARE UND DATENANALYSE –<br />

NAHTLOS IM PROZESS<br />

Als intelligentes „Preventive Maintenance“-System besteht i.Cee<br />

aus drei Ebenen: Sensorik, Hardware, Datensammlung und -auswertung.<br />

Im Zentrum des Systems steht die Software. Sie schafft<br />

die Voraussetzung für eine intelligente, zustandsbasierte und individuelle<br />

Lebensdauerberechnung und kontinuierliche Überwachung<br />

einer Energiekette oder auch eines Gleitlagersystems.<br />

Die i.Cee Software berechnet die Lebensdauer der Polymer-Komponente<br />

auf der Basis der tatsächlichen Beanspruchung. Das<br />

funktioniert wie folgt: Beim Start des Betriebs bzw. der Software<br />

wird die Lebensdauer mit den Algorithmen des aktuellen Online-<br />

Lebensdauerrechners abgeglichen. Die manuell erfassten Umwelt-<br />

04<br />

03<br />

20 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

02 Die i.Cee Software berechnet die Lebensdauer zum Beispiel von<br />

Energiekettensystemen auf Basis der tatsächlichen Beanspruchung<br />

03 Für einen weiteren Abgleich der Messdaten mit den realen<br />

Bedingungen sorgen Abrieb- und Verschleißsensoren, die zusätzlich<br />

ein- oder angebaut werden<br />

04 Sowohl die Sensoren zur Lebensdauerberechnung sowie die<br />

i.Sense Sensoreinheiten zu den Zustandsinformationen liefern Daten<br />

über die aktuelle Performance einer Anlage<br />

und Bewegungsdaten werden übernommen, die Doppelhübe<br />

und/oder Kilometerlaufleistungen werden an die Software übergeben.<br />

Sie rechnet die Angabe in Tagen um. Daraus ergibt sich die<br />

Lebensdauer bis zum empfohlenen Austausch bei Annahme der<br />

vorausgesetzten Bewegungsdaten mit 24/7-Nutzung und ständigem<br />

Einfluss der maximalen Umweltdaten.<br />

LERNFÄHIGE SOFTWARE<br />

Bei der Inbetriebnahme des i.Cee Systems geht man vom „worst<br />

case Szenario“ aus, welches sich mit der Nutzungsdauer und der<br />

Anzahl der gesammelten Echtdaten schnell relativiert. Während<br />

des Betriebs erfasst das System die tatsächlichen Belastungen der<br />

Anwendung in der realen Nutzung – z. B. Aussetzbetrieb und<br />

Pausen/Unterbrechungen sowie, je nach der eingesetzten Sensorik<br />

Temperaturschwankungen, Vibrationen, Querbeschleunigungen,<br />

Chemikalieneinflüsse, abrasive Medien etc. Auf dieser Basis<br />

wird die Restlebensdauer – unter Annahme des tatsächlichen Bewegungs-<br />

und Belastungsprofils für den weiter folgenden Betrieb<br />

– kontinuierlich neu berechnet. Bei bestehender Internetverbindung<br />

oder Nutzung von i.Cee:net (siehe Schaubild) erfolgt<br />

gleichzeitig eine regelmäßige Abfrage bei den Online-Lebensdauerrechnern<br />

der benutzten Komponenten und die Anzeige der<br />

Restlebensdauer wird entsprechend angepasst. Bei der Nutzung<br />

von i.Cee:local ohne Internetverbindung (siehe Schaubild) wird<br />

bei einer gravierenden Abweichung der Bewegungs- und Umweltdaten<br />

eine temporäre, manuelle Abfrage vom System des<br />

Kunden eingefordert, um den Lebensdauerrechner den tatsächlichen<br />

Gegebenheiten anzupassen.<br />

VOM WORST-CASE-SZENARIO IN EIN<br />

ANPASSENDES, LERNENDES SZENARIO<br />

Für einen weiteren Abgleich mit den realen Bedingungen, denen<br />

das jeweilige igus Produkt in der Anwendung ausgesetzt ist,<br />

sorgen Abrieb- und Verschleißsensoren, die<br />

in den verwendeten igus Produkten zusätzlich<br />

ein- oder angebaut werden<br />

(z. B. in den Gleitzugaben, am Bolzen-Bohrungsdurchmesser<br />

oder<br />

in den Wandstärken). Die Sensoren<br />

übermitteln Informationen<br />

über die prozentualen Lebens-<br />

dauerstatus der abriebbehafteten Polymerkomponenten. Diese<br />

Sensorinformationen „überschreiben“ die vorgegebenen Berechnungen,<br />

so dass die Prognosen mit fortschreitendem Betrieb immer<br />

genauer werden und sich das „Worst-case-Szenario“ in ein anpassendes,<br />

lernendes Szenario verändert.<br />

INSPEKTIONSVORSCHLÄGE UND<br />

ECHTZEITINFORMATION BEREITSTELLEN<br />

Basierend auf den oben gezeigten Berechnungen erhält der Kunde<br />

bei ausgewählten igus Produkten Informationen zur Inspektion<br />

und Wartungsplanung. Zugrunde gelegt werden die Wartungsempfehlungen<br />

der über die Jahre gesammelten Erfahrungswerte<br />

im Bereich Energieführung und Lagertechnik. Sowohl die Sensoren<br />

zur Lebensdauerberechnung sowie die i.Sense Sensoreinheiten<br />

zu den Zustandsinformationen liefern Daten, aus denen<br />

sich in vielen Fällen schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt Indikatoren<br />

für eine Alterung des Produkts oder das Risiko eines Produktausfalls<br />

ermitteln lassen. Basierend auf den Erfahrungen<br />

aus dem mit 3 800 m2 branchengrößtem igus Labor für Gleitlager<br />

und Energieführungen in Verbindung mit selbstentwickelten<br />

Algorithmen erfolgt durch das System eine frühzeitige Alarmierung<br />

und Informierung des Anwenders über mögliche<br />

Ausfallrisiken.<br />

Bilder: igus<br />

www.igus.net<br />

UNTERNEHMEN<br />

igus GmbH, Spicher Str. 1a, 51147 Köln,<br />

Tel.: +49 2203 9649-8201<br />

AUTOR<br />

Richard Habering, Geschäftsbereichsleiter<br />

smart plastics bei der igus GmbH, Köln<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/igus_dashboard<br />

DAS DASHBOARD BRINGT<br />

ALLES ANS LICHT<br />

Über vorausschauende Wartung oder<br />

Predictive Maintenance kann man viel<br />

lesen oder sich auch berichten lassen.<br />

Oftmals bleibt am Ende dann aber doch die<br />

Frage offen: „Und wie sieht das jetzt aus?<br />

Exakt hier setzt igus mit seinem i.Cee<br />

Dashboard an. Es visualisiert online und in<br />

Echtzeit alle Informations- und Bewegungsdaten<br />

einer smarten Messemaschine.<br />

Mehr dazu unter Zusatzinhalte im Netz.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 21


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

WIEGAND 2.0: NEUE ANWENDUNGSFELDER<br />

FÜR DEN ‚MAGISCHEN DRAHT‘<br />

INNOVATIONS-<br />

OFFENSIVE!<br />

Vor 16 Jahren war Pioniergeist gefordert, um<br />

Multiturn-Drehgeber per Wiegand-Technik<br />

von Batterien und Getrieben zu befreien.<br />

Eineinhalb Jahrzehnte später starten neue<br />

Aktivitäten in Sachen Wiegand, mit denen<br />

komplett neue Anwendungsfelder für den<br />

‚magischen Draht‘ ins Visier rücken – von<br />

eigensicheren Näherungsschaltern über<br />

funkende IIoT-Sensoren bis zu transkutaner<br />

Energieversorgung, die buchstäblich unter<br />

die Haut geht.<br />

Im Jahre 2005 fiel der Startschuss für die ersten magnetischen<br />

Multiturn-Encoder, deren energieautarke Zählelektronik die<br />

Bewegungen der drehenden Welle auch im stromlosen Zustand<br />

lückenlos erfasst. Wo klassisch Pufferbatterien oder optische<br />

Getriebe für die Multiturn-Erfassung in Drehgebern zum Einsatz<br />

kamen, sorgte Sensorhersteller Posital mit einem cleveren Energy<br />

Harvesting System – basierend auf dem Wiegand-Effekt – für<br />

eine nachhaltige Trendwende. Herzstück des Systems, das auf<br />

ein Patent des US-Erfinder John Wiegand zurückgeht, ist ein winziger,<br />

aufwändig konditionierter Draht aus Vicalloy. Dank der<br />

Kombination aus hart- bzw. weichmagnetischem Mantel und<br />

Kern verfügt der 15 mm kurze Wiegand-Draht über ungewöhnliche<br />

– fast magische – ferromagnetische Eigenschaften. Der in<br />

eine Kupferspule eingebettete haarfeine Draht reagiert auf das<br />

sich veränderte Feld eines externen Permanentmagneten. Jede<br />

Rotation quittiert der Wiegand Sensor, den Posital zur millionenfach<br />

gefertigten SMD-bestückbaren Energy Harvesting-Komponente<br />

weiterentwickelt hat und weltweit verkauft, mit einem<br />

durch Ummagnetisierung erzeugten elektrischen Puls. Mit 190 nJ<br />

liefert er genügend Energie, um die Zählelektronik der Multiturn-<br />

Encoder auch ohne externe Power aktiv zu halten.<br />

WIEGAND ALS MARKENKERN<br />

Über die Jahre hinweg hat sich die Wiegand-Technik – neben<br />

dem Kerngeschäft mit Drehgebern und Neigungssensoren – immer<br />

mehr zum Markenkern von Posital entwickelt. Anfang 2014<br />

ging im Aachener F&E-Zentrum des Unternehmens das Wiegand<br />

Technology Center ans Netz. „Hier fertigen wir den speziellen<br />

Draht auf Original-Maschinen und nach Rezepturen des US-Erfinders<br />

– und entwickeln die hochkomplexe Technik immer weiter,“<br />

unterstreicht Dr. Michael Löken, Leiter des F&E-Zentrums, das<br />

weltweit mit Forschungseinrichtungen und Universitäten vernetzt<br />

ist. „Wir sind längst zu einer Wiegand-Company geworden – und<br />

werden in dieser Rolle global wahrgenommen.“<br />

01<br />

02<br />

22 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


fsg-sensors.de<br />

In Aachen wird der spezielle Draht<br />

auf Original-Maschinen und nach<br />

Rezepturen des US-Erfinders gefertigt<br />

MIT UNSERER<br />

PRODUKTVIELFALT<br />

GIBT ES KEINE<br />

GRENZEN - NUR<br />

MÖGLICHKEITEN.<br />

Durch unsere 75 Jahre<br />

Erfahrung als Sensorhersteller<br />

für Winkel-, Längen- und<br />

Neigungsmesser mit<br />

90 Prozent Fertigungstiefe wird<br />

jedes unserer Geräte direkt auf<br />

den Einsatz für die Zukunft<br />

kundenspezifisch angepasst.<br />

NEUE APPLIKATIONEN IM VISIER<br />

Eine feste Größe sind die auf rotierende Magnetfelder reagierenden Wiegand Sensoren<br />

nicht nur im weltweiten Markt für Multiturn-Drehgeber, wo sich moderne Magnetik<br />

herstellerübergreifend längst auf breiter Front etabliert hat. Auch bei Gas-, Wasserund<br />

Öl-Durchflussmesser greifen Energy Harvesting und Wiegand-Effekt schon länger –<br />

mit den bekannten Vorteilen: Lästige und wartungsanfällige Batterien entfallen, während<br />

die Systeme weniger Energie verbrauchen und sich durch höhere Lebensdauer<br />

auszeichnen. Zu den absoluten Besonderheiten des Wiegand-Effekts zählt: Anders als<br />

bei einem Dynamo werden selbst bei langsamsten Umdrehungen zuver lässig Strompulse<br />

erzeugt.<br />

Mit Millionen weltweit verbauter Wiegand-Sensoren im Rücken hat Posital eine<br />

breit angelegte Initiative gestartet, um komplett neue und andere Applikationen für<br />

Besuchen Sie uns auf der<br />

01 Impulsenergie, die von den Wiegand-Sensoren<br />

als Reaktion auf sich ändernde externe Magnetfelder<br />

erzeugt wird, kann für die Leistungselektronik<br />

genutzt werden<br />

23. – 25.11.<strong>2021</strong><br />

HALLE 4A | STAND 341<br />

02 Der Wiegand Sensor liefert mit 190 nJ genügend<br />

Energie, um die Zählelektronik der Multiturn-Encoder<br />

auch ohne externe Power aktiv zu halten


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

Dr. Löken. „Unser Ziel ist es, konkrete Prototypen von autark funkenden<br />

IIoT-Sensoren zu präsentieren – wobei gezielt auch neueste<br />

Low Power-Ansätze bei Mikro-Controllern oder Wireless-Protokollen<br />

aktiv von uns verfolgt und genutzt werden.“<br />

GEBÜNDELTE AKTIVITÄTEN IM BEREICH<br />

WIEGAND-TECHNIK<br />

Beide F&E-Projekte sind verzahnt mit dem Launch der neuen<br />

Business Unit Ubito, die seit Mitte <strong>2021</strong> die ‚Wiegand 2.0‘-Aktivitäten<br />

von Posital weltweit bündelt und völlig neue Aktionsfelder,<br />

jenseits von Encodern, im Visier hat. Sehr konkret ist etwa die<br />

Nutzung von Wiegand Sensoren als eigensichere Näherungsschalter<br />

zur Überwachung von Objekten aus Eisen oder Stahl.<br />

Energy Harvesting ist bei diesem Ex-Schutz-Einsatz kein Thema.<br />

Es geht rein um den durch die Ummagnetisierung erzeugten<br />

Stromimpuls, der das Signal an die Steuerung auslöst, sobald sich<br />

die Objekte zu nahekommen. Genau hier punkten Wiegand Sensoren,<br />

die ohne externe Stromquelle funktionieren und Überspannungen<br />

bzw. Funkenflug ausschließen.<br />

DAS GROSSE ZIEL HINTER UNSERER<br />

WIEGAND 2.0-INITIATIVE SIND<br />

FUNKENDE SENSOREN, DIE SICH<br />

IN VERNETZTEN IIOT-SYSTEMEN<br />

UNTER EINANDER AUSTAUSCHEN.<br />

REALISIEREN LÄSST SICH DIESE<br />

MEGA-AUFGABE, DIE DEN WEG IN<br />

RICHTUNG ‘INDUSTRY 4.0’ EBNET,<br />

NUR ÜBER EINE INFRASTRUKTUR,<br />

DIE MÖGLICHST ENERGIEAUTARK<br />

UND WARTUNGSFREI FUNKTIONIERT.<br />

Dr. Michael Löken, Leitung F&E, Posital-Fraba GmbH<br />

MIT PIONIERGEIST OFFEN FÜR NEUES<br />

Deutlich visionärer und aktuell offener sind Themen wie ‚niederfrequentes<br />

drahtloses Laden’ bzw. ‚transkutane Energie’ für implantierbare<br />

medizinische Geräte, die Ubito auf dem Schirm hat. In<br />

Kombination mit niederfrequenten elektromagnetischen Feldern<br />

könnten Wiegand Sensoren verwendet werden, um Energie für<br />

Anwendungen mit geringer Leistung in Umgebungen bereitzustellen,<br />

in denen eine Hochfrequenzübertragung schwierig<br />

ist. Beispielsweise könnte der Wiegand-Puls als Stromquelle<br />

zum Aufladen von Herzschrittmachern verwendet werden – transkutan,<br />

sprich durch die Haut! „Im Prinzip sind wir bei unserer<br />

‚Wiegand-2.0‘-Initiative offen für vielfältigste Ideen – auch von<br />

externen Partnern“, so Dr. Löken. „Es ist wieder Pioniergeist gefragt,<br />

wie schon zu Beginn unseres Einstiegs in das spannende<br />

Wiegand-Thema.“<br />

Bilder: Posital-Fraba<br />

www.posital.de<br />

den ‚magischen’ Draht aufzuspüren. Dabei stehen neben Energiegewinnung<br />

auch Signalerzeugung sowie die drahtlose Übertragung<br />

elektrischer Energie im Fokus.<br />

Um die Wiegand-Technik – noch immer ein Geheimtipp in<br />

Sachen Energiegewinnung – künftig stärker im Pool der Energy<br />

Harvesting-Systeme wie Solar, Piezo oder Thermoelektrik zu etablieren,<br />

wurden Anfang 2020 mit Förderung durch das Bundesministerium<br />

für Bildung und Forschung zwei richtungsweisende<br />

Forschungsinitiativen gestartet. Laufzeit: drei Jahre. Etat: jeweils<br />

rund eine Million Euro.<br />

Zu den Zielen des ersten, evolutionär ausgelegten Projektes<br />

gehört unter anderem, die Wiegand-Sensoren noch robuster zu<br />

machen, ihre Fertigung weiter, auch unter Nutzung von KI, zu automatisieren<br />

und die Kosten noch einmal deutlich zu reduzieren.<br />

Beim zweiten, eher revolutionärer konzipierten, Projekt steht<br />

die signifikante Erhöhung der Energieausbeute im Mittelpunkt –<br />

verbunden mit einer Vielzahl völlig neuer Anwendungen. Konkret<br />

geht es darum, genügend Energie für die drahtlose Kommunikation<br />

von Sensoren in IIoT-Systemen zu erzeugen. Neben passivem<br />

steht auch aktiver Funk im Visier. „Schon jetzt haben wir im<br />

Labor signifikante Zwischenschritte erzielt, die Mut machen“, so<br />

UNTERNEHMEN<br />

Fraba GmbH, Zeppelinstraße 2, 50667 Köln<br />

Telefon 0221 - 96213-0, info@fraba.com<br />

AUTOR<br />

Jörg Paulus, General Manager – Europe,<br />

Posital-Fraba GmbH, Köln<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Lernen Sie das Geheimnis magnetischer<br />

Sensorik mit eigener Stromversorgung<br />

kennen: https://bit.ly/WiegandSensors<br />

24 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

DEUTSCH-CHINESISCHES FORSCHUNGS-<br />

PROJEKT ZUM SCHUTZ VON 3D-DRUCK-<br />

DATEN UND VERMÖGENSWERTEN<br />

DAS KONZEPT<br />

Das Forschungsprojekt „ProCloud3D“ soll dabei<br />

helfen, die immateriellen Vermögenswerte im<br />

Zusammenhang mit dem 3D-Druck zu schützen.<br />

Sicherung und Lizenzierung von Software im<br />

Rahmen des gesamten 3D-Druck-Prozesses<br />

kommt dabei eine wesentliche Rolle zu. Doch<br />

was bedeutet das für die Praxis?<br />

Die traditionelle Fertigung verändert sich und dabei entstehen<br />

neue Geschäftsfelder. Wissenschaftler, renommierte<br />

Unternehmen und Start-ups stellen sich daher<br />

die Frage, was dies für die Praxis bedeutet. Mit Hilfe<br />

intelligenter vernetzter Maschinen können heutzutage individualisierte<br />

Produkte sowohl in großen Produktionsserien als<br />

auch in Kleinstserien hergestellt werden. Industrielle 3D-Drucker<br />

bieten dabei neue Möglichkeiten der Individualisierung, was die<br />

bisherigen Geschäftsmodelle nicht erlaubt haben. Diese Möglichkeit<br />

bedeutet jedoch, dass eine Abhängigkeit von Materialien reduziert<br />

und gleichzeitig die Abhängigkeit von immateriellen Aspekten<br />

wie Software, Daten und Konnektivität steigt. Damit die auf<br />

Industrie 4.0 basierten neuen Geschäftsmodelle funktionieren,<br />

bedarf es neuer Plattformen und Infrastrukturen.<br />

DAS FORSCHUNGSPROJEKT<br />

Wibu-Systems, ein führender Anbieter von Softwareschutz- und<br />

Lizenzierungslösungen für die vernetzte Industrie, hat sich mit<br />

bekannten deutschen und chinesischen Unternehmen und mit<br />

internationalen Forschungseinrichtungen zusammengetan, um<br />

im Rahmen des Projekts ProCloud3D ein Konzept für die intelligente<br />

Produktion zu erstellen. Wibu Systems sorgt dabei für den<br />

Schutz des gesamten Prozesses vor Bedrohungen aus verschiedenen<br />

Richtungen. Die Daten müssen auf jedem Schritt vom Ursprung<br />

bis zum Ziel geschützt werden, um Diebstahl, Fälschung und<br />

I ndustriespionage zu verhindern. Das Geschäftsmodell basiert<br />

darauf, dass alle Beteiligten den Umgang mit den Daten kennen:<br />

die Nutzung nur für den vorgesehenen Zweck und Umfang.<br />

VERMÖGENSWERTE DER NEUEN INDUSTRIE<br />

Bei ProCloud3D soll eine ganzheitliche Plattform für die intelligente<br />

Fertigung und intelligente Dienstleistungen entwickelt<br />

werden, wobei die additive Fertigung als Beispiel dient. Bei der<br />

industriellen additiven Fertigung können 3D-Drucker nahezu<br />

jede geometrische Form aufgrund eines Datenstroms erschaffen.<br />

Diese Daten bestehen aus Designs und Betriebsanweisungen für<br />

die Maschinen – ein wesentlicher Vermögenswert in der neuen<br />

Industriewirtschaft. Die im Projekt ProCloud3D geplante Plattform<br />

soll zeigen, wie diese Daten gemeinsam genutzt, verarbeitet<br />

und dabei sicher in der Cloud gehandhabt werden können.<br />

Bild: Wibu-Systems<br />

www.wibu.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

WIBU-SYSTEMS AG<br />

Zimmerstr. 5, 76137 Karlsruhe


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

PRÄZISE AUF ABSTAND<br />

LASER-DISTANZ-SENSOREN<br />

IN DER WEGMESSUNG<br />

Ob zur Weg- und Abstandsmessung oder zur Dickenmessung, Lasersensoren<br />

finden ihren Einsatz in vielen Anwendungen von der Fabrikautomatisierung<br />

über Mess- und Überwachungsaufgaben bis hin zur Elektronikfertigung oder<br />

Robotik. Jetzt erobert eine neue Generation Laser-Distanz-Sensoren den<br />

Markt. Sie erfassen Entfernungen bis zu 100 m (150 m), auch bei glühenden<br />

Objekten und bieten eine zuverlässige und sichere Datenkommunikation.<br />

26 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


In der Fabrik- und Anlagen-Automation müssen häufig große Abstände zwischen<br />

Sensor und Messobjekt überwacht werden. Für diese Messaufgaben hat<br />

Micro-Epsilon den Laser-Distanz-Sensor OptoNCDT ILR2250 entwickelt. Der<br />

Sensor erfasst Messbereiche bis zu 100 m ohne Reflektor. Beim Einsatz eines<br />

Reflektors kann der Messbereich bis auf 150 m erweitert werden. Gegen raue<br />

Umgebungsbedingungen schützt das robuste Aluminium-Druckgussgehäuse.<br />

Die integrierten optischen Interferenzfilter ermöglichen dem ILR2250 Sensor<br />

eine Fremdlichtunterdrückung. Daher sind Messungen auch im Außenbereich<br />

z. B. für die Überwachung der Verfahrwege von Kranachsen oder die drohnengestützte<br />

Abstandsmessung möglich. Aufgrund der innovativen Technologie sind<br />

anspruchsvolle Messungen auf unterschiedlichste Oberflächen, wie Papier oder<br />

Kunststoff sowie Metall oder Textil möglich. Aufgrund dieser Vorteile kann der<br />

OptoNCDT ILR2250 in vielen Branchen wie der Stahlindustrie, der Transport-,<br />

Logistik- und Fördertechnik eingesetzt werden.<br />

EIN AUSGEKLÜGELTES MESSPRINZIP<br />

Der Laser-Distanz-Sensor OptoNCDT ILR2250 von Micro-Epsilon arbeitet mit<br />

einem roten Halbleiterlaser der Wellenlänge 655 Nm und ist in der Laserklasse 2<br />

zugeordnet. Das Messprinzip erfolgt auf Basis der Phasenvergleichsmessung.<br />

Der Sensor sendet hochfrequentes, moduliertes Laserlicht aus. Das Licht, das<br />

zum Sensor zurückgesendet wird ist aufgrund der Reflexion am Messziel phasenverschoben<br />

und wird mit dem Referenzsignal verglichen. Aus dem Wert der<br />

Phasenverschiebung lässt sich die Distanz mit hoher Genauigkeit bestimmen.<br />

Die Messung wird entweder über eine Steuereinheit, einen PC, durch ein Triggersignal<br />

oder die Autostartfunktion ausgelöst.<br />

Durch die hohe Signalstabilität des OptoNCDT ILR2250 auf zahlreichen Oberflächen<br />

können millimetergenaue Messergebnisse erzielt werden. Die innovative<br />

Sensortechnologie arbeitet weitestgehend materialunabhängig auf Objekten mit<br />

Reflexionsgraden von 6 bis 100 %. Dies ermöglicht einen vielfältigen Einsatz auf<br />

unterschiedlichen Oberflächen.<br />

Für verschiedene Anwendungen stehen Presets zur Verfügung, die je nach Material<br />

bzw. Reflexion eine vordefinierte Konfiguration bereitstellen. Bei dunklen<br />

oder schwach reflektierenden Messobjekten kommt der Auto-Messmodus zum<br />

Einsatz. Er sorgt für eine schnelle, automatische Belichtungsregelung auch auf<br />

dunklen, spiegelnden und weit entfernten Objekten. Dieser Messmodus optimiert<br />

die Messfrequenz des Sensors abhängig von der Signalqualität und liefert<br />

dadurch die besten Ergebnisse auch unter schwierigen Bedingungen. Der<br />

Modus „Schnell“ eignet sich für dynamische Messungen auf bewegte Objekte<br />

und schnelle Distanzsprünge mit Bewegungen bis zu 1,6 m/s. Des Weiteren<br />

lassen sich die Modi „Akkurat“ für hohe Genauigkeit und Toleranz bei<br />

Distanzänderungen und „Präzise“ für höchste Genauigkeit auf gut reflektierenden<br />

Messobjekten auswählen. Der Sensor misst hier mit 20 Hz.<br />

KEL-DPZ-CLICK<br />

Kabeldurchführungsplatten<br />

Zum Einrasten oder<br />

Verschrauben<br />

▀ Bietet zwei werkzeuglose<br />

Montagearten:<br />

Einrasten (IP65) und<br />

Verschrauben (bis IP68)<br />

▀ Zertifizierte Schutzarten IP65/<br />

IP66/IP68 (nach EN 60529)<br />

▀ Sehr hohe Packungsdichte<br />

▀ Automatisch abgedichtet und<br />

zugentlastet<br />

▀ Passend auf metrische Standardausbrüche<br />

M25 – M63<br />

Montageart 1<br />

CLICK!<br />

01 Laser-Distanz-Sensoren<br />

an nahtlos gewalzten Ringen:<br />

Sie arbeiten mit dem Phasenvergleichsverfahren,<br />

das auch<br />

auf glühenden Messobjekten<br />

zuverlässige Ergebnisse liefert<br />

Einrasten in den Ausbruch<br />

Für Wandstärken von 1 – 2,5 mm<br />

Montageart 2<br />

Verschrauben mit der Gegenmutter<br />

Für max. Wandstärke 11 mm<br />

IP68<br />

www.icotek.com


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

DAS LAUFZEIT-MESSPRINZIP<br />

Beim Prinzip der Lichtlaufzeitmessung<br />

erzeugt eine Laserdiode im Sensor<br />

kurze Laserimpulse, die auf das<br />

Messobjekt projiziert werden. Das<br />

vom Messobjekt reflektierte Licht wird<br />

vom Sensorelement aufgenommen.<br />

Über die Laufzeit der Lichtpulse zum<br />

Messobjekt und zurück wird die<br />

Messdistanz abgeleitet.<br />

DER SENSOR IN DER PRAXIS<br />

Für den reibungslosen Ablauf von Produktions- und Logistikprozessen<br />

ist die genaue Mengenerfassung an Lagerplätzen z. B. für<br />

Schüttgut oder Kunststoffgranulate ein entscheidender Faktor.<br />

Um Produktionsstillstände aufgrund fehlenden Materials zu vermeiden,<br />

müssen die Füllstände in den Lagersilos zuverlässig und<br />

automatisiert erfasst werden. Zur Füllstandsmessung kommen<br />

die OptoNCDT ILR2250 Sensoren zum Einsatz. Sie sind an der<br />

Oberseite des Silos angebracht und messen kontinuierlich auf<br />

den Boden des Silos. Die Laser-Distanz-Sensoren erfassen so den<br />

Abstand zum Schüttgut bzw. zum Granulat.<br />

Wird das Silo entleert vergrößert sich der Abstand, wodurch<br />

ein Rückschluss auf die Füllmenge möglich ist, die wiederum<br />

über eine Füllstandsanzeige in Echtzeit ausgegeben wird. Die generierten<br />

Messwerte werden im Anschluss in Echtzeit über digitale<br />

oder analoge Schnittstellen direkt an die Produktionssteuerung<br />

ausgegeben. Der exakte Füllstand, die Restmenge und das<br />

Volumen des aufzufüllenden Granulates können nun automatisch<br />

berechnet und an den Kontrollraum weitergegeben werden.<br />

Die Laser-Laufzeit-Sensoren sorgen laut Hersteller für einen<br />

kontinuierlichen Produktionsbetrieb, eine optimale Befüllung der<br />

Silos sowie eine frühzeitige Warnung bei der Unterschreitung einer<br />

definierten Füllstandsmenge. Mithilfe des Einsatzes der Sensoren<br />

sollen Produktionsstillstände aufgrund fehlenden Materials vermieden<br />

und Kosten deutlich reduziert werden. Laser-Laufzeit-<br />

Sensoren können jederzeit auf einfache Weise an bestehenden<br />

Silos nachgerüstet werden. Eine Erweiterung mit einem Druckluft-Reinigungssystem<br />

bei sehr staubiger Umgebung ist möglich.<br />

OBJEKTE MIT GROSSEN DURCHMESSERN<br />

ZUVERLÄSSIG ERFASSEN<br />

02 Die Laser-Distanz-<br />

Sensoren werden auch<br />

zur Füllstandsmessung<br />

in Silos eingesetzt und<br />

erfassen den Abstand<br />

zum Schüttgut<br />

Bandstahlrollen (Coils) werden vor allem in der verarbeitenden<br />

Industrie eingesetzt. Sie dienen dem Transport von Breitflacherzeugnissen<br />

aus Metall oder Legierungen. Die großen Abmessungen<br />

von rund 1,8 m Durchmesser und das hohe Gewicht der<br />

Coils stellen Hersteller immer wieder vor enorme Herausforderungen.<br />

Um das Material weiter verarbeiten zu können, müssen<br />

die Coils abgewickelt werden. Hierfür ist eine kontinuierliche<br />

Erfassung des Durchmessers notwendig, um den Prozess des Abwickelns<br />

genau zu überwachen und den<br />

Wechselzeitpunkt des Coils frühzeitig bestimmen<br />

zu können.<br />

Laser-Distanz-Sensoren der Reihe Opto-<br />

NCDT ILR2250-100 messen den Abstand<br />

zum Coil. Für diese Messaufgabe wird ein<br />

Sensor im Abstand von 0,2 bis 10 m auf den<br />

Radius des Coils ausgerichtet. Dieser misst<br />

kontinuierlich den Abstand zum Coil. Da<br />

sich durch das Abhaspeln der Durchmesser stetig verringert,<br />

erhöht sich infolgedessen der Abstand zwischen Coil und Sensor.<br />

Diese Streckenveränderung erfasst der Sensor zuverlässig und<br />

übermittelt sie als Messwert an die Steuerung des Produktionsprozesses.<br />

Im Vergleich zu herkömmlichen Überschlagsrechnungen<br />

aus der Umdrehung der Haspel oder der Bandlängenmessungen<br />

mit mechanischen Laufrädern ist hiermit eine<br />

präzise und verschließfreie Steuerung des Produktionsprozesses<br />

möglich. Mit den großen Messbereichen lässt sich die Messung<br />

aus sicherer Distanz zum Coil durchführen, wodurch ein Einsatz<br />

auch in rauen Umgebungen erfolgen kann.<br />

PRÄZISE ERGEBNISSE AUCH BEI<br />

TEMPERATUREN BIS ZU 1 100 °C<br />

In Ringwalzwerken werden Metalle wie Edelstahl oder Titan zum<br />

Einsatz bei Temperaturen von bis zu 1 100 °C nahtlos zu großen<br />

Ringen gewalzt. Dazu wird der glühende Rohling in eine Ringwalzanlage<br />

gelegt. Durch das Walzen vergrößert sich stetig der<br />

Durchmesser des Ringes. Da nur minimale Toleranzen zugelassen<br />

sind, muss der Walzprozess kontinuierlich überwacht und<br />

der Durchmesser exakt gemessen werden. Herkömmliche Sensoren,<br />

die nah am Messobjekt angebracht werden, halten den extrem<br />

hohen Temperaturen, der abplatzenden Zunderung sowie dem<br />

Wasserdampf nicht stand. Daher sind Messungen aus großer Entfernung<br />

notwendig.<br />

Für diese Messaufgabe können die Laser-Distanz-Sensoren<br />

OptoNCDT ILR2250-100 eingesetzt werden. Sie arbeiten mit dem<br />

Phasenvergleichsverfahren, welches auch auf glühenden Messobjekten<br />

zuverlässige Ergebnisse liefert. Der Sensor ist in einer<br />

sicheren Entfernung angebracht und erfasst während des Walzens<br />

exakt den Abstand zum Walzgut. Da sich der Durchmesser<br />

des Ringes stetig vergrößert, verringert sich gleichzeitig der Abstand<br />

zum Sensor. Diese Differenz erfasst der OptoNCDT<br />

ILR2250 Sensor millimetergenau. Die Messwerte werden über<br />

die digitale Schnittstelle direkt an die Produktionssteuerung weitergegeben.<br />

Nun lassen sich sowohl der Durchmesser berechnen<br />

als auch der übrige Walzweg, welcher sich aus dem Ist-Volumen<br />

und den daraus resultierenden Bearbeitungsschritten zusammensetzt.<br />

Die Ergebnisse werden im Anschluss zur Visualisierung<br />

an den Kontrollraum übermittelt.<br />

28 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


Dank der Laser-Distanz-Sensoren von Micro-Epsilon ist eine automatische Prozessüberwachung<br />

mit zuverlässiger Erfassung der Durchmesseränderung während des Produktionsprozesses<br />

möglich. Die hohe Linearität in Verbindung mit der hohen Auflösung<br />

prädestiniert den Sensor für Messaufgaben in Walzwerken. Zudem ermöglicht die kompakte<br />

Bauform eine einfache sowie schnelle Integration in bestehende Systeme.<br />

VON DER METALLINDUSTRIE BIS HIN ZUR<br />

PRODUKTIONSÜBERWACHUNG<br />

Die OptoNCDT ILR2250 Laser-Distanzsensoren nutzen das Phasenvergleichsverfahren<br />

und erfassen Messobjekte auf Distanzen von 0,05 bis zu 150 m mit hoher Signalstabilität.<br />

Dies erfolgt mit einer Linearität von ± 1 mm und einer Auflösung von 0,1 mm. Dank der<br />

hohen Genauigkeit und ihrer Robustheit sind die Laser-Distanz-Sensoren für präzise Distanzmessungen<br />

im industriellen Umfeld konzipiert.<br />

Für den Außeneinsatz sind Modelle mit integrierter Heizung verfügbar. Die innovativen<br />

Sensoren erfassen den Abstand zu weit entfernten Objekten. Je nach Entfernung und<br />

Genauigkeitsanforderung kann die Messung mit als auch ohne Reflektorfolie erfolgen.<br />

Der integrierte Auto-Messmodus ermöglicht die zuverlässige Messung auch auf dunklen,<br />

teilspiegelnden und weit entfernten Messobjekten. Daher können die Sensoren zur<br />

Abstands- und Distanzmessungen auf zahlreichen Oberflächen eingesetzt werden. Die<br />

einfache und schnelle Ausrichtung des Sensors wird über die integrierte Montageplatte<br />

mit vier Gewindestiften ermöglicht. Aufgrund ihrer Eigenschaften kommen die Sensoren<br />

in der Logistik- und Automatisierungstechnik, der Metallindustrie und der Produktionsüberwachung<br />

zum Einsatz.<br />

Bilder: Micro-Epsilon<br />

www.micro-epsilon.de<br />

Multi-Sensor-<br />

Messgeräte<br />

CO<br />

CO2<br />

O2<br />

PM<br />

Bis zu acht<br />

Messgrößen in<br />

einem Gerät!<br />

r.F.<br />

VOC<br />

°C<br />

mbar<br />

UNTERNEHMEN<br />

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG<br />

Königbacher Str. 15<br />

D-94496 Ortenburg<br />

Tel.: +49 8542 / 168 - 0<br />

Fax: +49 8542 / 168 - 90<br />

E-Mail: info@micro-epsilon.de<br />

AUTOR<br />

Jan Herrmann, Produktmanager<br />

Laser-Distanz-Sensoren bei Micro-Epsilon<br />

Messtechnik in Ortenburg<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Bis zu vier<br />

Messgrößen in<br />

einem Gerät!<br />

Warum Sie auf diese Sensoren<br />

nicht verzichten sollten:<br />

https://bit.ly/Laser-Distanz-Sensoren<br />

(<br />

@<br />

Jetzt<br />

beraten<br />

lassen<br />

+49 911 37322-190<br />

www.fuehlersysteme.de<br />

info@fuehlersysteme.de


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

MESSDATEN AUTOMATISIERT VISUALISIEREN UND AUSWERTEN<br />

Mit der Jumo Smartware Evaluation ist für das<br />

Automatisierungssystem Jumo Varitron ab sofort<br />

eine Software verfügbar, die eine Browser-basierte<br />

Prozessdatenauswertung über individuelle<br />

Dashboards ermöglicht. Die Lösung wird mittels<br />

Docker-Technologie auf Desktops, lokalen Servern<br />

oder in der Cloud installiert. Der Zugriff erfolgt<br />

über gängige Webbrowser. Einmal eingerichtet,<br />

lassen sich bis zu 1 500 Signale visualisieren und<br />

auswerten. Aufgezeichnete Rohdaten werden vom<br />

Jumo Varitron 300 oder 500 über Rest-API mit dem Daten-Dioden-Prinzip in einen Datastore übertragen und archiviert.<br />

Auch bei Konfigurationsänderung oder einem Gerätetausch ist die Rückverfolgbarkeit sichergestellt. Die Auswertung wird<br />

durch eine Manipulationserkennung mit digitalen Zertifikaten unterstützt, sodass nachweispflichtige Prozessdaten schnell<br />

bereitgestellt werden können. Abrechnungen erfolgen über ein Lizenzmodell und beruhen auf der Anzahl der benötigten<br />

Signale. Gebühren pro User fallen nicht an.<br />

www.jumo.net<br />

AUTOMATISIERUNGSLÖSUNGEN RUND<br />

UM SAFETY & SECURITY<br />

Unter dem Motto<br />

„We create your<br />

safety“ präsentiert<br />

Pilz individuell<br />

anpassbare Automatisierungslösungen,<br />

die die Aspekte<br />

Maschinensicherheit<br />

und Industrial Security gleichermaßen abdecken. Über<br />

das Onlinetool myPNOZ Creator kann aus einer Vielzahl<br />

an Variationsmöglichkeiten die individuelle und<br />

bedarfsgerechte eigene Sicherheitslösung rund um das<br />

neuartige modulare Sicherheitsschaltgerät myPNOZ<br />

kreiert werden – ganz ohne Programmier-Kenntnisse.<br />

Das modulare Sicherheitsschaltgerät myPNOZ und die<br />

konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2 sind nicht<br />

nur Teil des Messeauftritts von Pilz, sondern auch Teil<br />

einer umfassenden neuen Pilz-Lösung für die sichere<br />

Überwachung der Kartonagenzufuhr an Verpackungsmaschinen:<br />

Pilz stellt hier seine Lösung aus PSEN (Pilz<br />

Sichere Sensorik) und dem Sicherheitsschaltgerät bzw.<br />

der Kleinsteuerung für das Packaging vor – „sicher und<br />

gebrauchsfertig“ und damit kosten- und zeitsparend.<br />

www.pilz.com<br />

ANSCHLUSSFERTIGES SERVO-KIT FÜR<br />

NIEDERSPANNUNG<br />

Als Alternative zum Stepperantrieb<br />

hat Eckelmann die E°Darc<br />

Servo-Kits für den Niederspannungsbereich<br />

entwickelt, die<br />

dank CiA402-Geräteprofil als<br />

vollwertige geregelte CNC-Achse<br />

einsetzbar sind. Betrieben mit<br />

einer Eingangsspannung von 24<br />

bis 70 VDC liefern die E°Darc S<br />

Regler Nennströme von 5 bzw.<br />

12 A, wobei Spitzenströme bis zu<br />

48 A möglich sind. Die anschlussfertigen Servo-Kits umfassen<br />

neben einem kompakten Regler den passenden Motor in der<br />

Leistungsklasse 50 bis 400 W (mit Nenndrehzahlen von<br />

3 000 U/min), wahlweise einen hochauflösenden Singleturnoder<br />

Multiturngeber sowie Motor- und Geberkabel. Über eine<br />

serielle Schnittstelle lässt sich der Servoregler mit der<br />

Software E°Tools Drive einrichten und frei parametrieren – unabhängig<br />

von der verwendeten Steuerung. Die digitalen Einund<br />

Ausgänge sind ebenfalls frei konfigurierbar. „Mit der<br />

E°Darc S Servoserie bieten wir Maschinenbauern eine<br />

kostenoptimierte Alternative zum Schrittmotor“, resümiert<br />

Vertriebsleiter Leo Schacke.<br />

www.eckelmann.de<br />

30 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

AUS ZWEI MACH EINS – WINDSENSOR MIT HINDERNISFEUER<br />

Das Unternehmen FSG Fernsteuergeräte präsentiert zwei Neuentwicklungen: einen Windsensor mit integriertem LED-Hindernisfeuer<br />

sowie einen verschleißmindernden Seilzugsensor für dynamische Anwendungen. Der Windsensor in Schutzart IP66 lässt sich<br />

platzsparend am höchsten Punkt von Krananlagen oder vergleichbaren Einrichtungen installieren.<br />

Die Kombination zweier Komponenten in einem Gerät schließt eine gegenseitige<br />

Beeinflussung durch Wind- oder Lichtschatten aus. Der Sensor erfüllt alle Vorgaben der<br />

International Civil Aviation Organization (ICAO) und der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift<br />

zur Kennzeichnung von Luftfahrthindernissen (AVV). Die mögliche Lichtstärke liegt bei 10<br />

oder 32 cd (rot) und es werden Windgeschwindigkeiten von 0 bis 50 m/s gemessen. Versorgt<br />

wird das System mit 18 bis 33 VDC, als Ausgang stehen analoge Signale oder CAN-Bus<br />

bereit. Wartungsarm konzipiert ist auch der neue Seilzugsensor für Lagersysteme mit hohen<br />

Laufzeiten, dynamischen Abläufen und längeren Messlängen.<br />

www.fsg-sensors.de<br />

VOLLE TRANSPARENZ MIT<br />

360°-PROZESSVISUALISIERUNG<br />

Welches Medium befindet sich gerade im Tank? Läuft der<br />

Prozess wie gewünscht ab oder liegen die Werte ausserhalb<br />

der Toleranz? All diese Informationen lassen sich mit der<br />

robusten 360°-Prozessvisualisierung King Crown von Baumer<br />

auf einen Blick generieren. Bei der Grenzstandmessung mit<br />

dem CleverLevel PL20 geben fünf definierte Farben Einblick,<br />

ob der Grenzstand erreicht ist, welches Medium sich im Tank<br />

befindet oder ob eine Störung vorliegt. Durch die 360°-LED<br />

ist diese Information zu jeder Zeit von überall erkennbar und<br />

ermöglicht sichere Prozesse.<br />

Die 360°-LED-Krone<br />

ermöglicht eine verzögerungsfreie<br />

Visualisierung<br />

des Betriebszustands der<br />

Anlage mit der auch<br />

Störungen signalisiert und<br />

direkt lokalisiert werden<br />

können.<br />

www.baumer.com<br />

ANBINDUNG ÜBER GROSSE ENTFERNUNGEN<br />

Das Unternehmen EKS Engel zeigt<br />

auf der SPS die neuen Medienkonverter<br />

e-light-1000-XSG-SFP und<br />

e-light-100-XS-SFP. Diese kompakten<br />

und robusten Geräte, die<br />

Gigabit- oder Fast-Ethernet<br />

unterstützen und mit oder ohne<br />

PoE-Funktion bereitstehen, haben<br />

jeweils einen elektrischen RJ45- und einen SFP-Port, der<br />

flexibel mit Transceivern für Single- und Multimode-Fasern<br />

bestückt werden kann. So lassen sich Übertragungsentfernungen<br />

von bis zu 20 km erreichen. Da die Datenpakete Bit<br />

für Bit übertragen werden, ist unabhängig von deren Länge<br />

eine Latenz von mehr als 500 ns gewährleistet. Dadurch sind<br />

die Medienkonverter auch für Echtzeit-Protokolle wie Varan<br />

oder Sercos geeignet. Zu den Einsatzszenarien gehören<br />

insbesondere die Anbindung entfernt positionierter Endgeräte<br />

wie Steuerungen, HMIs, Antriebe oder IP-Kameras an<br />

ein lokales Netzwerk.<br />

www.eks-engel.de<br />

Auf was kommt es bei Ihren sicheren Lizenzcontainern an?<br />

Die Robustheit eines Hardware-Dongles?<br />

Die Offline-Nutzung einer Software-Aktivierung?<br />

Die Freiheit des Cloud-Zugriffs –<br />

jederzeit und überall?<br />

www.wibu.com/cloud<br />

Testen<br />

Sie jetzt!<br />

Halle 120<br />

Stand A01G<br />

Halle 6<br />

Stand 436<br />

+49 721 931720<br />

sales@wibu.com<br />

www.wibu.com


HYGIENIC<br />

DESIGN.<br />

DER PMS<br />

AUS EDEL-<br />

STAHL.<br />

AUTOMATISIERUNGSLÖSUNG FÜR KOOPERATIVE ROBOTIK<br />

SEW-Eurodrive stellt ein Automatisierungskonzept für kooperative Robotik und<br />

weitere funktional sichere Kinematiken vor. Auf der SPS zeigt der Hersteller, wie<br />

ein Industrie-PC mit Intel-Quad-Core-Prozessor als SPS mit voll integrierter<br />

Sicherheitssteuerung eingesetzt wird. Mit zwei Prozessorkernen dieser CPU<br />

können zweikanalige Sicherheitsfunktionen realisiert werden. Die Programmierung<br />

und Konfiguration der nicht sicheren Maschinensteuerung mit Ethercat als<br />

Systembus erfolgt mit der Entwicklungsumgebung Codesys. Die zusätzlich<br />

integrierte Sicherheitssteuerung basiert auf dem Laufzeitsystem Codesys Safety<br />

SIL2. Mit Funktionsbausteinen können auch komplexe Sicherheitsfunktionen<br />

implementiert werden. Besonderes Merkmal der Sicherheitssteuerung ist die<br />

extrem hohe sicherheitsgerichtete Rechenleistung für komplexe Algorithmen,<br />

trigonometrische Funktionen mit Fließkommaarithmetik und Safety-Diagnose.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

ROBUSTE MINIATUR-DRUCKSENSOREN<br />

In vielen Anwendungen bietet ein frontbündiger<br />

Einbau von Drucksensoren in Rohrleitungen und<br />

anderen Prozessgefäßen einen entscheidenden Vorteil:<br />

Es entsteht kein Totraum, der sich zusetzen könnte.<br />

Diese Anforderung erfüllt der neue Miniatur-Drucksensor<br />

von IFM Electronic mit einem 1/4-Zoll-Prozessanschluss.<br />

Die Miniatur-Drucksensoren der Baureihe PL54 arbeiten mit einem<br />

frontbündigen Druckmittler mit G1/4-Gewinde, der direkt mit dem Sensor<br />

verschweißt ist. Das kompakte Gehäuse mit einer Schlüsselweite von 19 mm<br />

besteht aus V4A-Edelstahl und ist damit sehr robust. Zusätzlich erfüllen die<br />

Drucksensoren die hohen Schutzarten IP67 / IP69K und sind damit auch für raue<br />

Umgebungsbedingungen geeignet. Die integrierte Druckmesszelle bietet eine<br />

hohe Messgenauigkeit von < ±0,5 % und eine Wiederholgenauigkeit von < ±0,05 %.<br />

Am Ausgang liefern die Drucksensoren, die mit verschiedenen Messbereichen von<br />

0–60 bar bis zu 0–400 bar erhältlich sind, ein Standardsignal von 4–20 mA.<br />

www.ifm.com<br />

PMSSINGLE<br />

PAIR ETHERNET: STANDARD DER ZUKUNFT<br />

Besuchen<br />

Sie uns auf der<br />

SPS IPC Drives<br />

in Nürnberg.<br />

Halle 7A,<br />

Stand 7A-401<br />

Der neue Ultraschallsensor pms aus<br />

Edelstahl ist mit seinem intelligenten<br />

Hygienic Design prädestiniert für anspruchsvolle<br />

Aufgaben in der Lebensmittel- und<br />

Pharmaindustrie.<br />

+ 4 Tastweiten:<br />

von 20 –1.300 mm<br />

+ 3 Ausgangsstufen: Push-Pull-Schaltausgang<br />

mit IO-Link oder Analogausgang<br />

+ 2 Gehäusevarianten: D12-Adapterschaft<br />

und D12-Bajonettverschluss<br />

Escha entwickelt Steckverbinder mit Single-<br />

Pair-Ethernet-Technologie (SPE). Auf der SPS<br />

zeigt der Hersteller ein erstes Konzept, das auf<br />

der T1-Industrial-Schnittstelle nach IEC<br />

63171-6 basiert. Mit SPE können über kompakte<br />

Leitungen und Steckverbinder hohe<br />

Datenübertragungsraten bis an den entferntesten<br />

Sensor gebracht<br />

werden. SPE ist ein wichtiger<br />

Baustein für die vollvernetzte<br />

Produktion. Die umspritzten<br />

M8- und M12-Varianten<br />

werden sich für raue Umgebungen<br />

eignen. Sie werden als<br />

Anschluss- oder Verbindungsleitung<br />

verfügbar sein und die<br />

für SPE typische Leistungsübertragung<br />

ermöglichen. Bevor das Konzept zur Marktreife gebracht wird, will<br />

der Hersteller auf der Messe die letzten Details in Kundengesprächen erörtern.<br />

Bereits nach der Messe erhältliche Modelle sind Steckverbinder in Deutsch-DT-<br />

Bauform, die sich an Applikationen im Bereich der mobilen Automation richten,<br />

und geschirmte Steckverbinder, die die hochpolige M8-Produktfamilie ergänzen.<br />

www.escha.net<br />

microsonic.de/pms


MESSE SPS <strong>2021</strong><br />

FLEXIBLE TASTER-BELEGUNG AN<br />

HMI-BEDIENEINHEITEN<br />

Rose Systemtechnik bietet eine<br />

innovative E-Paper-Technologie<br />

für seine Panel-PCs, mit der<br />

sich die Tasten der Bedieneinheiten<br />

flexibel beschriften<br />

lassen. Dank des neuen Digital<br />

Label Systems (DLS) können<br />

Anwender ihre Taster-Belegung<br />

jetzt im laufenden<br />

Betrieb ändern. Die neue<br />

Technologie bietet weit mehr<br />

Optionen als bisherige<br />

Beschriftungsverfahren per<br />

Einschubstreifen oder Gravurschild. Das DLS erlaubt einem<br />

Unternehmen die schnelle, individuelle Anpassung der<br />

Taster-Belegung an veränderte Produktionsabläufe. Das<br />

Maschinen-Personal kann die Taster jederzeit neu beschriften<br />

– Vorkenntnisse sind nicht nötig. Mit dem DLS ist auch die<br />

Mehrfachbelegung von Tasten sowie die Verwendung<br />

benutzerangepasster Symboliken oder Sprachen möglich. Das<br />

DLS benötigt nur beim Wechsel der Beschriftungen Strom und<br />

arbeitet daher sehr energieeffizient.<br />

www.rose-systemtechnik.com<br />

CAN-DATEN BIS 8 MBIT/S ÜBER USB 2.0<br />

ÜBERTRAGEN<br />

Ob zur Steuerung, im Service, bei<br />

der Inbetriebnahme oder einer<br />

Laborumgebung: Das CAN-USB-<br />

Modul von ESD Electronics<br />

ermöglicht den Datentransfer<br />

zwischen CAN oder CAN FD und<br />

USB 2.0. Dadurch lassen sich<br />

Datenraten bis zu 8 Mbit/s über<br />

CAN FD und USB 2.0 übertragen,<br />

wobei das USB-2.0-Interface für 480 Mbit/s ausgelegt ist. Das<br />

Modul im Aluminiumgehäuse mit Status-LED wird über den<br />

USB-Port mit Spannung versorgt und hat eine galvanisch<br />

getrennte CAN FD-Schnittstelle gemäß ISO 11898-2. Herzstück<br />

ist der ARM Cortex-M7 Microcontroller, mit dem es in<br />

der Lage ist, CAN-Nachrichten mit Time-Stamps in einer<br />

Auflösung von 1 µs zu versenden. In Verbindung mit Analyse-<br />

Tools unterstützt das CAN-USB/3-FD-Modul den Silent-Mode.<br />

Des Weiteren ist es voll kompatibel mit Anwendungsprogrammen,<br />

die auf der esd-NTCAN-API aufsetzen. Zum<br />

schnellen Einrichten von CAN-, CAN FD- und CANopen-Netzwerken<br />

stehen die CAN-Tools aus dem esd-CAN SDK kostenlos<br />

zur Verfügung.<br />

www.esd.eu<br />

SMART CONDITION MONITORING MIT IIOT-SENSOREN<br />

Siemens präsentiert mit Sitrans SCM IQ eine neue Industrial Internet of Things (IIoT)-Lösung<br />

für Smart Condition Monitoring. Damit können potenzielle Störfälle frühzeitig<br />

erkannt und verhindert werden. Das System verfügt über eine Anomalie-Erkennung, die<br />

auf maschinellem Lernen basiert. Sie überwacht und analysiert permanent alle Sensorwerte<br />

und erkennt frühzeitig Abweichungen vom normalen Betriebszustand. Benachrichtigungen<br />

zu Anomalien erfolgen je nach Konfiguration und definierter Benutzergruppe<br />

per SMS und/oder E-Mail.<br />

www.siemens.com<br />

iC-PZ Series<br />

Hochauflösende optisch-reflexive Absolut-Encoder<br />

• Variable Scheibendurchmesser und Linearmaßstäbe durch FlexCode®<br />

• 22-Bit-Auflösung mit Ø26-mm-Codescheiben<br />

• On-chip Kalibrierung bietet höchste Präzision<br />

• Großer Toleranzbereich vereinfacht die Montage<br />

Tel.: 06135 /92 92-300<br />

www.ichaus.de/pz<br />

SPS smart production solutions Nürnberg<br />

23.–25. November, Stand 4A –136


IM DIALOG<br />

„WIR NEHMEN SIE MIT IN DIE DIGITALISIERUNG!“<br />

SENSORTECHNIK<br />

IN IOT-ANWENDUNGEN<br />

Das Internet of Things wird in immer mehr Unternehmen zur Realität. Dennoch<br />

steigt die Relevanz des Themas nur langsam an. Datenschutz, IT-Sicherheit sowie<br />

knappe Budgets sind weiterhin Hemmnisse. Daher sind auch Anbieter gefragt, bei der<br />

Implementierung zu unterstützen. Peter Rohrmann erläutert die Rolle von Sensoren in<br />

einer digitalisierten und vernetzten Produktionsumgebung und was alles möglich ist.<br />

Herr Rohrmann, das Internet of Things ist Gegenstand der<br />

Diskussion in vielen Unternehmen. Wie ist aus Ihrer Sicht der<br />

aktuelle Stand der Dinge?<br />

Viele Unternehmen bieten bereits heute IoT-Lösungen an, ohne<br />

dass sie sie als solche bezeichnen. Auch einige der Applikationen,<br />

die wir als Sensor-Hersteller der Messtechnik zurechnen, können<br />

zu IoT-Anwendungen gezählt werden. Ganz allgemein stellen<br />

wir fest, dass das Interesse an Vernetzung und Digitalisierung<br />

zunimmt. Spätestens wenn es in Anfragen um größere Stückzahlen<br />

für verschiedene Standorte geht, stellen Kunden die<br />

Frage, wie sie die Messdaten zusammenbringen und an<br />

zentraler Stelle zur Verfügung stellen können.<br />

Welche Vorteile bringt die intelligente Vernetzung von<br />

Produktionsdaten für Anwender?<br />

Ein wichtiger Punkt ist die Sichtbarkeit der Daten für mehrere<br />

Standorte. Hier sind Vernetzung, Digitalisierung und Plattform-<br />

Lösungen gefragt. Über das reine Bereitstellen der Daten sind<br />

die Weiterverarbeitung und Analyse von Bedeutung. Beobachten<br />

Sie beispielsweise die Schwingungen eines Getriebes,<br />

können Sie aus den Veränderungen ablesen, wann eine Wartung<br />

oder ein Austausch ansteht. Predictive Maintenance, auf<br />

Deutsch vorausschauende Wartung, bedeutet, Sie planen Ihre<br />

Reparaturen bedarfsgerecht anstatt wie herkömmlich nach<br />

festgelegten Intervallen. Neben einer solchen Vereinfachung<br />

von Arbeitsprozessen kann auch der Bedarf an manuellen<br />

Eingriffen reduziert und eine mobile Überwachung von<br />

Betriebszuständen realisiert werden. Diese Effizienzsteigerungen<br />

werden durch intelligent interpretierte Sensordaten<br />

überhaupt erst möglich.<br />

Welche Anforderungen stellen IoT-Projekte an die Mess- und<br />

Sensortechnik?<br />

Die Daten, die ein Sensor erhebt, also Kraft, Temperatur, Druck<br />

oder andere Parameter, müssen in erster Linie an zentraler<br />

Stelle zur Verfügung gestellt werden. Hierfür benötigt man eine<br />

Möglichkeit, die heute noch weitgehend analogen Sensorsignale<br />

zu digitalisieren und über große Entfernungen zu übertragen;<br />

und im nächsten Schritt eine passende Software, um die Messdaten<br />

auszuwerten. Hierzu gehört neben der Analyse beispielsweise<br />

auch die Visualisierung. Noch etwas weiter gedacht ist es<br />

34 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


IM DIALOG<br />

Messen und Sammeln der Daten sind nur der erste Schritt.<br />

Welches sind die wichtigsten Aspekte bei der effizienten<br />

Nutzung der Daten?<br />

Alles hängt von der Messaufgabe ab. Wenn unser Kunde eine<br />

Anlage überwacht und einfach nur ein Alarmsignal benötigt,<br />

sobald eine bestimmte Schwelle überschritten wird, dann<br />

braucht er keine konstante Übertragung. Für andere, analytischere<br />

Aufgaben werden alle Messdaten benötigt, etwa wenn das<br />

Schwingungsverhalten einer Brücke ausgewertet werden soll.<br />

Welche Unterstützung leisten Sie bei IoT-Projekten?<br />

DIE NACHTRÄGLICHE DIGITALISIERUNG<br />

BEREITS VORHANDENER SENSOREN<br />

UND MESSTECHNIK LÄSST SICH<br />

TEILWEISE AUCH MIT KOSTENGÜNSTIGEN<br />

PRODUKTEN EFFEKTIV DURCHFÜHREN –<br />

OHNE AUFSETZUNG EINES KOMPLEXEN<br />

IOT-PROJEKTS.<br />

Peter Rohrmann, Director New Business Development,<br />

Althen GmbH, Kelkheim<br />

Unser Ziel ist es, unseren Kunden und Interessenten Lösungsvorschläge<br />

zu machen, wie eine Aufgabe am besten – und unter<br />

Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte – zu lösen ist. Dafür<br />

müssen wir feststellen, ob eine komplexe Lösung mit umfangreicher<br />

Auswertung erforderlich ist, oder ob sich die Messaufgabe<br />

auch mit einfacheren Komponenten bewältigen lässt.<br />

Wir verfolgen das Ziel, wirklich zu verstehen, was der Kunde<br />

fordert um gemeinsam zum bestmöglichen Ergebnis zu<br />

gelangen. Entsprechend sind wir daran interessiert, nicht nur<br />

am oberen Spektrum des technologisch Machbaren tätig zu sein,<br />

sondern auch praktikable Lösungen für den laufenden Betrieb<br />

anzu bieten. Auch mit solchen Lösungen tragen wir dazu bei,<br />

dass Berührungsängste gegenüber IoT-Projekten abnehmen.<br />

Bilder: Aufmacher Funtap – stock.adobe.com, sonstige Althen<br />

www.althensensors.com/de<br />

auch möglich, die Informationen ins Warenwirtschaftssystem<br />

einzubringen, um rechtzeitig Ersatzteile zu bestellen und<br />

Personal-Ressourcen für eine Wartung einzuplanen. So lassen<br />

sich mit Hilfe der Messtechnik die Prozesse optimieren, etwa<br />

im Bereich Wartung und Reparatur durch die angesprochene<br />

Predictive Maintenance.<br />

Eine IoT-Lösung ist immer ein übergreifendes Thema mit<br />

Schnittstellen von der Sensorik über die Datenübertragung,<br />

-speicherung, -auswertung, -visualisierung, bis hin zu lernenden<br />

Systemen (Künstliche Intelligenz), um nur einige zu nennen.<br />

Das erforderliche Know-how für die Umsetzung von IoT-<br />

Projekten wird dadurch immer breiter. Damit wir unsere<br />

Kunden in diesem Bereich unterstützen können, erweitern wir<br />

unsere Kompetenzen und unser Lösungsangebot ständig.<br />

UNTERNEHMEN<br />

Althen GmbH Mess- und Sensortechnik,<br />

Dieselstr. 2, D-65779 Kelkheim,<br />

Tel.: +49 (0) 6195 7006-0<br />

E-Mail: info@althen.de<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/VerschiedeneIOTLoesungen<br />

Messverfahren<br />

Festelektrolyt-Potentiometrie<br />

NDIR-Sensoren<br />

Wärmeleitfähigkeit<br />

Elektrochemische Sensoren<br />

Keidel-Zellen<br />

Gasanalytik für die Prozessmesstechnik<br />

www.zirox.de<br />

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<br />

Zirox.indd 1 22.09.2017 11:05:04<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 35


01<br />

ZUM SCHUTZ VON MENSCH, NATUR UND KULTUR<br />

ZUVERLÄSSIGE<br />

WALDBRANDFRÜHERKENNUNG<br />

Der portugiesische Ferienort Sintra ist von einer besonderen Kulturlandschaft<br />

umgeben. Um diese zu schützen, wird auf dem Nationalpalast Pena ein Waldbrandfrüherkennungssystem<br />

eingesetzt. Die Grundlagen dafür entstanden<br />

aus einer Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.<br />

Lesen Sie eine spannende Geschichte über das perfekte Zusammenspiel von<br />

optischen Sensoren, Industriekameras und einem Erkennungsalgorithmus.<br />

Nicht zuletzt wegen seines malerischen Naturparks und<br />

den teilweise jahrhundertealten Palästen ist die portugiesische<br />

Kleinstadt Sintra ein beliebter Touristenort.<br />

1995 ernannte die UNESCO den Ort daher auch zum<br />

Weltkulturerbe. Besonders schwer wiegt da die Gefahr durch<br />

Waldbrände. Schon seit vielen Jahren ist in Sintra deswegen auf<br />

dem Nationalpalast Pena (Aufmacher) ein System zur Früherkennung<br />

von Waldbränden installiert. Denn die zeitige Entdeckung,<br />

genaue Lokalisierung und gegebenenfalls direkte Alarmweiterleitung<br />

sind entscheidend, um Katastrophen zu verhindern.<br />

Zum Einsatz kommt das Früherkennungssystem IQ<br />

FireWatch des Unternehmens IQ wireless. Im Januar 2019 wurde<br />

das Überwachungssystem erneuert und mit drei Industriekameras<br />

von Baumer ausgestattet. Die Kombination aus Monochromund<br />

Farbkamera sowie einer Kamera mit besonders hoher<br />

Nahinfrarotempfindlichkeit (NIR) sorgt für einen Überwachungsradius<br />

von mindestens km, bei guten Wetterbedingungen sogar<br />

bis zu 60 km. Noch vor Ort im Überwachungsturm werten ein<br />

merkmalbasierter Algorithmus und eine KI die Bilddaten der<br />

Kameras aus und alarmieren im Verdachtsfall innerhalb von ca.<br />

drei Minuten einen Operator, der dann über das weitere Vorgehen<br />

01 Drei Industriekameras von Baumer verbergen sich in einer<br />

Schwenk- und Neigeeinheit<br />

36 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

entscheidet. Das harmonische Zusammenspiel zwischen Kameras<br />

und Erkennungsalgorithmus ermöglicht es, Waldbrände schon<br />

kurz nach ihrer Entstehung zu erkennen und das Risiko von<br />

Fehlalarmen zu minimieren.<br />

PRÄZISE BILDAUFNAHMEN AUF DER<br />

GANZEN WELT<br />

Sintra ist mit dem Einsatz des modernen Früherkennungssystems<br />

nicht allein. Rund 350 IQ FireWatch Systeme sind weltweit<br />

im Einsatz, von Brandenburg bis Kalifornien. Mit den unterschiedlichen<br />

Wetterbedingungen gehen besondere Ansprüche<br />

an die Hardware einher – gerade an wärmeren Orten wie Portugal<br />

oder dem Westen der USA kann Hitze Kameras zu schaffen machen.<br />

Ein Ausfall wäre das schlimmste Szenario.<br />

Der hohe Temperatureinsatzbereich der Kameras VCXG-24M<br />

(Monochrom), VCXG-24C (Farbe) und VCXG-22M.R (NIR) war also<br />

ein wichtiger Entscheidungsgrund: „Bei unseren Komponenten<br />

legen wir Wert auf eine lange Lebensdauer von mindestens zehn<br />

Jahren“, sagt Dr. Kurt Winter, Geschäftsführer von IQ wireless.<br />

„Wenn man sich ständig am Rand der Toleranzen bewegt, setzt man<br />

das aufs Spiel. Dass die Baumer Kameras bis zu Temperatuten von<br />

65 °C (statt wie üblich 50 °C) funktionieren, war für uns daher ein<br />

erhebliches Argument.“ In mehreren Versuchen zeigte sich, dass<br />

die Kameras von Baumer im Vergleich zu anderen Herstellern eindeutig<br />

rauschfreiere Bilder mit einem sehr hohen Dynamikumfang<br />

lieferten. Dadurch wurde die Erkennung durch das Softwaresystem<br />

deutlich genauer und fehlerresistenter. Gleichzeitig können die<br />

Kameras dank umlaufender M3-Befestigung beliebig montiert<br />

werden – für bergige Regionen ist z. B. eine um 90° Grad gedrehte<br />

mögliche Montage vorteilhaft. „Da passt einfach das Zusammenspiel<br />

von Hardware und Software“, so Winter. „Und mithilfe des<br />

Software Development Kits Baumer Gapi konnten wir die Kameras<br />

sehr komfortabel in unser bestehendes System integrieren.“<br />

MERKMALBASIERTER ALGORITHMUS<br />

KOMBINIERT MIT KI<br />

Für eine 360°-Erfassung werden in Sintra derzeit zwischen vier bis<br />

sechs Minuten am Tag und rund zwölf Minuten in der Nacht benötigt.<br />

Die drei Kameras sind dazu auf einer Turmspitze des Nationalpalastes<br />

in einer Schwenk-Neigeeinheit installiert und arbeiten<br />

nach dem Prinzip verteilter Rollen zusammen: Die Monochrom-<br />

Kamera übernimmt die Sichtung auf große Reichweiten, die<br />

Kamera mit hoher NIR-Empfindlichkeit kommt insbesondere bei<br />

schlechten Lichtverhältnissen und in der Nacht zum Einsatz. Die<br />

Bilder der Farbkamera dienen aktuell dem Operator als zusätzliche<br />

Orientierungshilfe bei der Entscheidung, ob es sich bei einer<br />

HEUTE DECKEN ÜBER 300 IQ<br />

FIREWATCH-SENSOREN INSGESAMT<br />

6 MILLIONEN HEKTAR AUF VIER<br />

VERSCHIEDENEN KONTINENTEN<br />

ZUVERLÄSSIG AB<br />

Meldung wirklich um einen Brand handelt. Zukünftig werden aber<br />

auch ihre Daten in die automatisierte Detektion eingebunden.<br />

Die Verarbeitungseinheit nutzt einen merkmalbasierten Algorithmus,<br />

um die unterschiedlichen Eigenschaften von Rauch,<br />

Wolken und Nebel voneinander zu trennen und so eine Unterscheidung<br />

zu ermöglichen. Die Kombination mit einer KI in<br />

Form eines neuronalen Netzes, das ständig mit neuem Wissen<br />

und Daten trainiert wird, erhöht die Genauigkeit der Erkennung<br />

weiter. Erst wenn die Verarbeitungseinheit mit hoher Sicherheit<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 37


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

INTERVIEW<br />

WIR SIND EIN HAUFEN KLUGER KÖPFE,<br />

DIE MIT BEGEISTERUNG ENTWICKELN...<br />

Ihr Früherkennungssystem IQ FireWatch erkennt rechtzeitig<br />

auffällige Entwicklungen in Waldgebieten in einem<br />

Über wachungsradius von rund 15 km, bei guten Wetterbedingungen<br />

sogar bis zu 60 km. Wie ist das möglich?<br />

DR. WINTER: Durch die Kombination mehrerer verschiedener<br />

Sensoren deckt unser IQ FireWatch Sensor einen sehr breiten<br />

Spektralbereich ab, wodurch die „Sehkraft“ im Vergleich zu anderen<br />

Kameras und dem menschlichen Auge höher ist. Die Kontrolleinheit<br />

verarbeitet anschließend die optischen Rohdaten,<br />

sodass unsere einzigartigen Algorithmen, die eine Kombination<br />

aus einem langjährig eingesetzten merkmalsbasierten Ansatz<br />

und künstlicher Intelligenz darstellen, eine optimale Erkennung<br />

ohne Informationsverlust sicherstellen können.<br />

IQ wireless hatte zuvor selbstkonstruierte Kamerasysteme im<br />

Einsatz. Was war der ausschlaggebende Punkt, dass Sie sich für<br />

die Integration der Kameras von Baumer entschieden haben?<br />

DR. WINTER: Die Leistung und Qualität der Baumer Produkte<br />

haben uns im Zusammenspiel mit einem wirtschaftlich gut<br />

vertretbaren Preis letztendlich überzeugt. Darüber hinaus war<br />

IN EINEM HEISSEN SOMMER<br />

DETEKTIEREN WIR MEHR ALS<br />

600 - 800 WALDBRÄNDE IM JAHR<br />

die Integrierbarkeit sehr gut und auch der partnerschaftliche<br />

Support hat uns über so manche Hürde gebracht, sodass für uns<br />

das Gesamtpaket stimmig ist.<br />

Zur Verarbeitung der Bilder nutzen Sie eine Kombination aus<br />

merkmalbasiertem Algorithmus und künstlicher Intelligenz.<br />

Damit sind Sie anderen schon einen Schritt voraus, oder?<br />

DR. WINTER: Diese einzigartige, nur von uns erhältliche Kombination<br />

ermöglicht die Verbindung von Ergebnissen zweier<br />

völlig unterschiedlicher Zugänge zur Raucherkennung. Der eine<br />

basiert auf langjährig vorhandenem Wissen über Eigenschaften<br />

von Rauch, der andere setzt auf die Lernfähigkeit neuronaler<br />

Netze. Diese ausgeklügelte Kombination erzielt derartig gute<br />

Ergebnisse in ihrer Gesamtheit, dass es uns gelungen ist die<br />

Erkennungsrate sehr stark zu erhöhen und die Falsch-Positiv-<br />

Rate signifikant zu senken. Unsere Kunden berichten von<br />

Verbesserungsraten von bis zu 90 %.<br />

Wieviele Waldbrände konnten Sie bereits verhindern, bzw.<br />

frühzeitig rettende Maßnahmen einleiten?<br />

DR. WINTER: Im Laufe der Zeit sind es tausende von Waldbränden<br />

gewesen, die durch unser System frühzeitig entdeckt werden<br />

konnten. In einem heißen Sommer detektieren wir pro Jahr<br />

mehr als 600 - 800 Waldbrände – alleine in Deutschland und nur<br />

wenige erreichen ein Stadium, dass man von Großbränden<br />

Dr. Kurt Winter ist Geschäftsführer von<br />

IQ wireless IQ GmbH in Berlin<br />

sprechen kann. Laut dem deutschen Waldbrandbericht des<br />

Bundesinformationszentrum Landwirtschaft (BZL) aus 2020 lag<br />

die Zahl der Waldbrände erneut über, die Zahl der verbrannten<br />

Fläche allerdings deutlich unter dem langjährigen Durchschnitt.<br />

Das lässt sich auf die technischen Maßnahmen wie unser terrestrisches<br />

System zur Früherkennung von Waldbränden, zurückführen,<br />

das in vielen deutschen Bundesländern bereits langjährig<br />

eingesetzt wird.<br />

Spannend ist Ihre Kooperation mit dem Deutschen Zentrum<br />

für Luft- und Raumfahrt (DLR). Wie kam es dazu und welche<br />

Erkenntnisse aus der Raumfahrt dienten Ihnen zur Entwicklung<br />

des Brandfrüherkennungssystems?<br />

DR. WINTER: Die Basistechnologie unseres Systems wurde in<br />

den 1990er Jahren vom DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und<br />

Raumfahrt) für Weltraumeinsätze entwickelt. Im Rahmen der<br />

Rosetta-Mission der ESA (European Space Agency), wurden<br />

Kameras und Detektionssoftware für Aufnahmen von Gaswolken<br />

von Kometen entwickelt und im All zum Einsatz gebracht.<br />

Die terrestrische Anwendung des Systems erfolgte schließlich<br />

in Kooperation mit uns, und wir haben Anfang der 2000er Jahre<br />

die Weiterentwicklung, Produktion und Vermarktung des Systems<br />

schlussendlich übernommen und befinden uns derzeit in<br />

der 8. Sensorgeneration.<br />

Der Weg führte also vom Orbit auf die Erde. Werfen wir noch<br />

einen Blick in die Industrie und mögliche Einsatzgebiete.<br />

DR. WINTER: Dazu haben wir zusätzlich zu unseren drei langjährig<br />

bewährten Sensoren einen thermalen Infrarotsensor zu<br />

unserer Sensoreinheit hinzugefügt. Dadurch haben wir vor<br />

allem auf kleineren Geländen und Flächen mit freier Sicht<br />

zusätzliche Möglichkeiten zur Branddetektion. In Industriegeländen,<br />

aber auch im Tourismus (bspw. in Ferienanlagen oder<br />

Campingplätzen) ist unser System damit sehr gut einsetzbar.<br />

DAS INTERVIEW FÜHRTE NICOLE STEINICKE,<br />

CHEFREDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

38 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

02 Mit über 115 Modellen bietet die CX-Serie von Baumer GigE<br />

und USB-3.0-Kameras mit modernsten Global und Rolling Shutter<br />

CMOS-Sensoren für die Lösung branchenübergreifender Applikationen<br />

einen Brand identifiziert, wird eine Meldung an einen Operator<br />

ausgegeben, der anhand der aufgenommenen Bilder die Entscheidung<br />

trifft, ob er das System anweist, die Feuerwehr<br />

zu informieren.<br />

MIT EINER IDEE UND KOOPERATION<br />

ZUR HALL AUF FAME<br />

Die Grundlagen für dieses System entstand bereits vor 20 Jahren<br />

aus einer Zusammenarbeit zwischen IQ wireless und dem<br />

Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Bei der<br />

Rosetta-Mission entwickelte das DLR eine Lösung für die Bestimmung<br />

der stofflichen Zusammensetzung des Rosetta-<br />

Kometen, insbesondere anhand der Gase, die dieser ausstößt.<br />

Recht schnell entwickelte sich die Idee, dass diese Lösung auch<br />

auf der Erde zur Erkennung von Waldbränden einsetzbar wäre.<br />

Diese machen schließlich auch durch ihre Gasentwicklung auf<br />

sich aufmerksam – erst die verdampfende Flüssigkeit des Waldbodens,<br />

dann die Rauchpartikel und Verbrennungsgase. Aus<br />

dieser Idee wurde eine Kooperation zwischen DLR und IQ wireless,<br />

aus der das System IQ FireWatch entstand. 2012 wurden<br />

die Kooperationspartner für diese erfolgreiche Anwendung von<br />

Weltraumtechnologie auf der Erde von der US-amerikanischen<br />

Space Foundation in ihre Hall of Fame aufgenommen. Geschäftsführer<br />

Dr. Kurt Winter ist stolz auf diese Auszeichnung,<br />

die zum ersten und bisher einzigen Mal an eine nicht-amerikanische<br />

Technologie ging.<br />

Ebenso ist er glücklich, mit den Baumer Kameras auf Hardware-Ebene<br />

die ideale Ergänzung gefunden zu haben: „Bei solchen<br />

Systemen ist Zuverlässigkeit oberste Pflicht – schließlich<br />

geht es um Menschenleben“, so Winter. „Die Kameras von Baumer<br />

bieten mit ihrem robusten Design, der geringen Energieaufnahme<br />

und dem breiten Temperatureinsatzbereich exakt die<br />

Eigenschaften, die wir erwarten.“<br />

Das IQ FireWatch System wird natürlich ständig weiterentwickelt.<br />

So sollen etwa zukünftig Wetterdaten in den Erkennungsalgorithmus<br />

miteinfließen, um die Genauigkeit weiter zu erhöhen<br />

und das heute schon effektive System zum Schutz von Mensch,<br />

Natur und Kultur noch weiter zu verbessern.<br />

Bilder: Aufmacher Carlos Caetano – stock.adobe.com, sonstige Baumer<br />

www.baumer.com<br />

www.iq-wireless.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Baumer GmbH, E-Mail: info@baumer.com<br />

IQ wireless GmbH<br />

AUTORIN<br />

Nicole Marofsky,<br />

Marketing Communi cation im Vision<br />

Competence Center von Baumer<br />

02


AGILITÄT UND RISIKOBEREITSCHAFT PRÄGEN 100 JAHRE ERFOLGSGESCHICHTE<br />

EIN STARKES TEAM<br />

Das Unternehmen Balluff feiert <strong>2021</strong> sein 100-jähriges Bestehen.<br />

In den 100 Jahren Unternehmens geschichte hat der Sensor- und<br />

Automatisierungsspezialist den Sprung von der einfachen<br />

Werkstatt aus Baden-Württemberg zum Mittelständler und<br />

schließlich zum globalen Unternehmen geschafft. Heute arbeiten<br />

rund 3600 Mitarbeiter in 68 Ländern für Balluff.<br />

Die Erfolgsgeschichte des Unternehmens beginnt mit<br />

einer Reparaturwerkstatt, die Gebhard Balluff 1921 gründet.<br />

Daraus geht ein Handwerksbetrieb für Dreh- und<br />

Frästeile hervor. Schwiegersohn Eduard Hermle übernimmt<br />

1940 als Geschäftsführer Verantwortung im Unternehmen.<br />

Mitte der Fünfzigerjahre entwickelt Balluff ein elektrisches<br />

Schaltgerät und schafft damit die Basis für ein eigenes Fabrikationsprogramm.<br />

Die Herstellung des Nockenschalters BNS gilt als<br />

Einstieg in die Sensorik. Ende der Sechzigerjahre kommen die induktiven<br />

Näherungsschalter auf: So erfolgt die Erweiterung von<br />

elektromechanischen auf elektronische Produkte. Klaus und Rolf<br />

Hermle übernehmen 1978 die Unternehmensleitung und führen<br />

das Familienunternehmen bis zum Unfalltod Klaus Hermles<br />

(1987) gemeinsam. Das Unternehmen wächst international und<br />

ist in nahezu allen wichtigen Industrieländern weltweit mit eigenen<br />

Tochtergesellschaften oder Partnerunternehmen vertreten.<br />

Auf die induktiven Näherungsschalter folgen die ersten RFID-<br />

Systeme in den Achtzigerjahren und magnetostriktive Wegaufnehmer<br />

sowie magnetkodierte Wegmesssysteme Anfang der<br />

Zweitausender. Die Einführung von IO-Link als erste standardisierte<br />

digitale Schnittstelle auf der Sensor-/Aktuator-Ebene markiert<br />

2006 den Einstieg in das Industrial Internet of Things (IIoT).<br />

2010 übernehmen Rolf Hermles Kinder Katrin Stegmaier-Hermle<br />

und Florian Hermle mit dem technischen Geschäftsführer<br />

Michael Unger die Unternehmensführung. Seit 2017 treibt das<br />

Unternehmen Digitalisierungslösungen stärker voran. 2020 folgt<br />

Frank Nonnenmann auf Michael Unger.<br />

INTERVIEW<br />

ERFAHREN SIE MEHR ÜBER DIE<br />

ERFOLGSGESCHICHTE VON BALLUFF<br />

Welches Erfolgsrezept steckt hinter der Firmenentwicklung<br />

von Balluff?<br />

FLORIAN HERMLE: In meinen Augen gibt es nicht das eine<br />

Erfolgsrezept. Schaut man sich die vergangenen 100 Jahre an,<br />

dann hat jede Situation andere Lösungsansätze verlangt. Beweglichkeit<br />

und Flexibilität sind sicherlich Erfolgsfaktoren:<br />

Balluff war und ist offen für neue Themen, Trends und Technologien.<br />

Als mittelständisches Technologieunternehmen sind<br />

wir natürlich auch mit einem starken Innovationsgeist ausgestattet<br />

und können dadurch immer wieder mit neuen Lösungen<br />

– wie unserem Condition Monitoring Sensor – an den<br />

Markt gehen. Die industrielle Automatisierung ist ein absolutes<br />

Wachstumsfeld. Wichtig dabei ist, immer den Kunden und<br />

seine Anforderungen im Blick zu haben. Also technische Neuerungen<br />

nicht nur um des Fortschritts willen zu entwickeln,<br />

sondern ganz eng mit den Kunden zusammen zu arbeiten.<br />

Zudem hat uns unser Gespür für neue Trends und unser fester<br />

Platz im IIoT-Ökosystem dort hingebracht, wo wir heute stehen.<br />

40 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


IM DIALOG<br />

UNSEREM ANSATZ LIEGT EIN BESTIMMTES<br />

MINDSET ZUGRUNDE: WIR VERSTEHEN<br />

SCHEITERN ALS WERTVOLLEN<br />

LERNPROZESS.<br />

Florian Hermle, Geschäftsführer der Balluff GmbH<br />

Was sind die größeren Ziele innerhalb der nächsten Jahre bzw.<br />

wo sieht sich Balluff in den nächsten 15 Jahren?<br />

FLORIAN HERMLE: Die Automatisierungsbranche ist ein sich<br />

schnell wandelnder Markt. In 15 Jahren entwickeln sich ganz<br />

neue Technologien und so mancher Marktbegleiter kommt und<br />

geht. Eins ist auf jeden Fall sicher: Die Sensor- und Automatisierungstechnik<br />

ist ein Wachstumsmarkt mit großem Potenzial.<br />

Unser Ziel ist es, dieses Wachstum bestmöglich mit passenden<br />

Lösungen für unsere Kunden zu bedienen. Dabei sehen wir<br />

unsere Stärken in der Datenerzeugung und der Kombination<br />

von Hardware und Software.<br />

Als Automatisierungsspezialist hat Balluff vielzählige Innovationen<br />

auf den Weg gebracht. Was planen Sie in Zukunft,<br />

beispielweise im Bereich der Digitalisierung?<br />

FLORIAN HERMLE: Als Sensor- und Automatisierungsspezialist<br />

verstehen wir uns selbst als Digitalisierer, denn durch unsere<br />

Kompetenz können ganze Produktionsabläufe digitalisiert werden.<br />

Die von unseren Sensoren erfassten und bereitgestellten<br />

Daten bilden dabei die Grundlage. Wir sehen großes Potenzial<br />

darin, die Daten für unsere Kunden noch zugänglicher zu machen.<br />

Deshalb wollen wir unser Portfolio an Networking-Lösungen<br />

weiter ausbauen. Dazu gehört auch die Datenvorverarbeitung.<br />

Ein anschauliches Beispiel hierfür sind unsere Wireless-Lösungen.<br />

Wir haben in den vergangenen Jahren intensiv an einem IO-Link<br />

Wireless Standard gearbeitet und freuen uns sehr darüber, dass<br />

wir dieses Jahr mit IO-Link Wireless unser Portfolio für die berührungslose,<br />

bidirektionale Datenübertragung um einen wichtigen<br />

Baustein erweitern können. Wir wollen mit unseren verschiedenen<br />

Wireless-Technologien wie IO-Link Wireless, induktiven<br />

Kopplern und anderen Funklösungen die industrielle Kommunikation<br />

entfesseln. So können wir erstmalig Daten erheben, die<br />

mit kabelgebundenen Lösungen nicht zugänglich waren oder<br />

deren Generierung durch die aufwendige Verkabelung nicht wirtschaftlich<br />

gewesen wäre. Die Entwicklung wird durch die Einführung<br />

von 5G noch weiter angefacht.<br />

Ohne die passende Software-Lösung geht heute fast nichts<br />

mehr. Wie gehen Sie mit diesem Thema um?<br />

FLORIAN HERMLE: Die Software ist ebenfalls ein zentraler Bestandteil<br />

guter Automatisierungslösungen. Viele Produkte kommen<br />

ohne Software gar nicht mehr aus. Unser Ziel ist es, durch<br />

die zu unseren Produkten passende Software einerseits den<br />

Aufwand für Installation, Parametrierung und Aktualisierung so<br />

gering wie möglich zu halten und gleichzeitig die Datenverfügbarkeit<br />

zu erhöhen. Im April dieses Jahres haben wir beispielsweise<br />

unsere erste rein lizenzbasierte Software-Lösung auf den<br />

Markt gebracht: das Balluff Engineering Tool. Die Software<br />

erleichtert die herstellerunabhängige und zentrale Inbetriebnahme,<br />

Parametrierung und Diagnose der IO-Link-Geräte über<br />

ein einfach zu bedienendes User-Interface. Denn: Je mehr IO-<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 41


IM DIALOG<br />

EINBLICK IN DIE DIGITALE PRODUKTWELT<br />

Als Beispiel einer zukunftsorientierten Entwicklung<br />

präsentiert Balluff seinen multifunktionalen Condition<br />

Monitoring Sensor (BCM). Er erfasst unterschiedliche<br />

physikalische Größen wie Vibration, Temperatur und<br />

Umgebungsdruck, verarbeitet diese on Board und liefert<br />

die gewünschten Daten über IO-Link an ein übergeordnetes<br />

System. Somit lassen sich Wartung und Instandsetzung<br />

vorausschauend planen. Dass Zustände von Maschinen<br />

und Anlagen erfasst, verarbeitet und interpretiert<br />

werden können, ist für das IIoT essenziell.<br />

ten unser Handeln. Uns prägt ein starkes Zusammengehörigkeitsgefühl.<br />

Es ist das eine, das irgendwo auf ein Plakat zu schreiben<br />

– oder dieses Gefühl selbst in schwierigen Situationen wirklich<br />

zu spüren. Als zu Beginn der Corona-Pandemie viele Messen<br />

ausgefallen sind, haben wir gezeigt, wie wichtig Offenheit<br />

und agiles Handeln für uns als Unternehmen ist. Wir mussten<br />

uns im März 2020 sehr schnell auf die neue Situation einstellen.<br />

Nach und nach sagten alle großen Veranstalter ab. Den Kopf in<br />

den Sand zu stecken, war keine Option. Wir sind neue Wege in<br />

der Vermarktung gegangen. Daraus entstand innerhalb weniger<br />

Tage die Idee für unser globales digitales Event im April. Was<br />

sollte uns denn passieren? Das schlimmste wäre ja gewesen,<br />

dass niemand dieses Angebot nutzt. Aber wir waren von der<br />

positiven Resonanz überwältigt. Wir waren als Team offen dafür,<br />

neue Wege zu gehen, haben schnell gehandelt und Mut bewiesen.<br />

Das hat zu einem großen Erfolg geführt.<br />

Balluff pflegt ein sehr agiles Innovationsmanagement. Was<br />

genau ist darunter zu verstehen?<br />

Link-Geräte sich in einer Anlage befinden, desto mehr Parameter<br />

müssen geprüft oder auch geändert werden. Die Diagnose<br />

und Fehlersuche wird für jede Maschine komplexer. Und auch<br />

hier zeigt sich: Wirklicher Mehrwert durch Software kann nur<br />

entstehen, wenn intelligente Komponenten die Basis durch<br />

Daten liefern.<br />

Gehen wir einmal weg von einzelnen Lösungen und betrachten<br />

die gesamte Wertschöpfungskette. Wie finden Sie Zugang zu<br />

Ihren Kunden und neuen Interessenten?<br />

FLORIAN HERMLE: Wir fragen uns stetig, wie wir unsere Kunden<br />

noch besser unterstützen können. Das fängt schon damit<br />

an, wie wir ihnen die Informationen zu unseren Produkten über<br />

den gesamten Produktlebenszyklus zur Verfügung stellen. Das<br />

Schlagwort: Digitaler Zwilling. Das virtuelle Abbild ganzer Produktionssysteme<br />

ermöglicht die Simulation und Analyse komplexer<br />

IIoT-Anwendungen und eröffnet neue Möglichkeiten zur<br />

Überwachung der realen Anlage. Deshalb arbeiten wir bereits<br />

seit 2006 an der Virtualisierung unseres Produktportfolios. Dabei<br />

geht es uns nicht nur um die Usability der Produkte an den<br />

realen Maschinen und Anlagen, sondern natürlich auch um die<br />

virtuelle Verfügbarkeit unserer Lösungen. Mit der durchgängigen,<br />

virtuellen Bereitstellung unserer Produkte vereinfachen wir<br />

stark das Pflegen und Aktualisieren der Informationen. Das Ziel<br />

bis 2025: eine Plattform, auf der man die gesamte Wertschöpfungskette<br />

digital abbilden kann. Die Entwicklung neuer IIoT-<br />

Anwendungen wird dadurch noch einfacher. Außerdem können<br />

wir Erkenntnisse direkt aus dem Feldeinsatz gewinnen und für<br />

die Weiterentwicklung nutzen.<br />

Genauso wichtig sind die Menschen, die hinter den Entwicklungen<br />

stehen. Was zeichnet Balluff aus, welche Werte sind<br />

besonders wichtig und wie begegnen Sie Ihren Mitarbeitern?<br />

FLORIAN HERMLE: Als Familienunternehmen sind uns die<br />

gelebten Werte bei Balluff sehr wichtig. Denn sie geben uns und<br />

unseren Mitarbeitern Rückhalt. Offenheit für Neues, Engagement<br />

und Leistungsbereitschaft für unsere Kunden und der<br />

kontinuierliche Fortschritt unserer entwickelten Lösungen lei-<br />

FLORIAN HERMLE: Unserem Ansatz liegt ein bestimmtes Mindset<br />

zugrunde: Wir verstehen Scheitern als wertvollen Lernprozess.<br />

„Fail fast“ hat für uns eine hohe Bedeutung in sogenannten<br />

VUCA-Zeiten, die geprägt sind von Volatilität, Unsicherheit,<br />

Komplexität und Mehrdeutigkeit. Deshalb haben wir 2020 damit<br />

begonnen, neue Lösungen für unsere Kunden innerhalb sogenannter<br />

strategischer Inkubationsprogramme zu entwickeln. Sie<br />

arbeiten nach den Lean Startup-Prinzipien: ohne starre Rollenbeschreibungen<br />

oder Prozesse, dafür agil aufgestellt und im<br />

frühen und engen Austausch mit den Kunden. Die Teams sehen<br />

somit unmittelbar, ob die verfolgte Geschäftsidee funktioniert<br />

und den Anforderungen des Marktes entspricht. Ist dies nicht<br />

der Fall, wird weiter verbessert – oder die Idee verworfen. Diese<br />

positive Fehlerkultur schafft schnell Transparenz und steigert<br />

die Effektivität der Teams.<br />

DAS INTERVIEW FÜHRTE VANESSA WEINGÄRTNER,<br />

REDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

Bilder: Balluff<br />

www.balluff.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Balluff GmbH, Schurwaldstraße 9<br />

73765 Neuhausen a.d.F.<br />

Tel.: +49 7158 173-0,<br />

E-Mail: balluff@balluff.de<br />

AUTOR<br />

Vanessa Weingärtner, Redakteurin<br />

<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/100JahreBalluff<br />

42 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


MODULARES PRÜFSYSTEM<br />

SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

FASERVERBUNDWERKSTOFFE<br />

UNTER DRUCK<br />

Bilder: ZwickRoell<br />

Faserverstärkte Verbundwerkstoffe bestehen<br />

üblicherweise aus Verstärkungsfasern und<br />

einer Kunststoffmatrix. Werkstoffprüfungen<br />

sind für eine sichere Verwendung von diesen<br />

beiden Stoffen wichtig, stellen den Prüfer<br />

jedoch häufig vor eine schwierige Aufgabe.<br />

Eine spezielle Vorrichtung für Druckversuche<br />

vereinfacht und beschleunigt die Prüfabläufe.<br />

Die aus Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix<br />

bestehenden Mischwerkstoffe erhalten ihre besonderen<br />

Eigenschaften durch Wechselwirkungen zwischen diesen<br />

beiden Bestandteilen. Allerdings gilt es bei FKV<br />

Werkstoffen, auch einige Besonderheiten zu beachten. So sind<br />

die üblicherweise aus Einzelschichten laminierten Verbundwerkstoffe<br />

empfindlich gegenüber Belastungen in Dickenrichtung<br />

(Stichwort Delamination), und in Faserrichtung ist die<br />

Druckfestigkeit insbesondere bei unidirektional<br />

verstärkten FKVs weit<br />

geringer als die Zugfestigkeit. Es gilt<br />

daher, der Druckprüfung besondere<br />

Aufmerksamkeit zu widmen.<br />

Für die Lasteinleitung bei Druckprüfungen<br />

an faserverstärkten Verbundwerkstoffen<br />

gibt es verschiedene<br />

Möglichkeiten: Beim „End Loading“<br />

wird die Last über die Enden der Probe<br />

eingeleitet. Für die „Shear Loading“-Methode<br />

wird die Probe im oberen und unteren<br />

Bereich gehalten und geklemmt, die Enden stehen<br />

dagegen frei. In der „Combined Loading“-Methode werden beide<br />

Verfahrensweisen kombiniert. Die spezifischen Anforderungen<br />

und damit die benötigten Prüfvorrichtungen hängen von den<br />

jeweils verwendeten Prüfnormen ab. Zwick Roell deckt mit einer<br />

universell verwendbaren „End Loading“-Druckprüfvorrichtung<br />

sowie der patentierten HCCF-Prüfvorrichtung (Hydraulic Composites<br />

Compression Fixture) alle gängigen Prüfnormen für<br />

Druckversuche ab.<br />

VORTEILE NUTZEN: EXTENSOMETER VERSUS<br />

DEHNUNGSMESSSTREIFEN<br />

Für die Dehnungsmessung und zur Kontrolle der Gültigkeit eines<br />

Druckversuchs werden i.d.R. beidseitig applizierte lineare Dehnmessstreifen<br />

verwendet. Durch eine getrennte Auswertung beider<br />

DMS lässt sich der Grad einer überlagerten Biegebeanspruchung<br />

ermitteln. Die benötige Formel und erlaubten Grenzwerte sind in<br />

den jeweiligen Prüfnormen definiert. Die für einen gültigen Versuch<br />

letztlich benötigte Druckdehnung ergibt sich aus dem Mittel<br />

beider DMS Signale. Die HCCF-Druckvorrichtung bietet relativ<br />

freien Zugriff auf die Probe, sodass ein spezieller, beidseitig messender<br />

axialer Clip-on-Extensometer aus dem Hause Zwick Roell<br />

angesetzt werden kann. Er erspart die zeitaufwändige beidseitige<br />

Applikation der üblicherweise verwendeten linearen DMS und<br />

eignet sich auch für den Einsatz in Temperierkammern im Temperaturbereich<br />

von - 50 bis + 150 °C.<br />

www.zwickroell.com<br />

AUTOR<br />

Dr. Peter Stipp, Fachjournalist<br />

bei Awikom in Lorsch<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/pruefung-von-FKVs<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 43


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

<strong>INDUSTRIELLE</strong> DIGITALISIERUNG<br />

„SENSOREN ALS<br />

SCHLÜSSEL IM IOT“<br />

Sensoren liefern die Basis für neue Entwicklungen im Hinblick auf das Industrial<br />

Internet of Things. So generieren beispielsweise intelligente Sensoren essentielle<br />

Daten für neue digitale Services und Software-Lösungen. Auch ermöglichen sie<br />

Konzepte ganzheitlicher Automatisierungslösungen für fahrerlose Transportsysteme<br />

(FTS), die Robotik oder die Sicherheitstechnik.<br />

Die digitale Transformation ist in vollem Gange und eröffnet<br />

vielerlei Chancen für industrialisierte Unternehmen,<br />

z. B. durch eine vernetzte und hocheffiziente Produktion,<br />

durch neue digitale Geschäftsmodelle oder die Vernetzung<br />

der operativen Fertigungsebene mit der IT-Ebene. In diesem<br />

Kontext ist Sick in der Lage, breite Unterstützung in den<br />

Bereichen smarte Sensoren und deren Daten für ihre Prozessoptimierung,<br />

sowie sichere und digitale Gesamtlösungen für<br />

FTS und Roboter anzubieten.<br />

MEHR PRODUKTIVITÄT UND BESSERE PROZESSE<br />

Die Basis für die Digitalisierung im industriellen Umfeld bilden<br />

Daten. Sie werden in Maschinen und Anlagen von smarten Sensoren<br />

aus dem Hause Sick gesammelt, je nach Aufgabenstellung<br />

durch spezielle Algorithmen zu wertvollen Informationen vorverarbeitet<br />

und übertragen. Ein Beispiel hierfür ist Aktor-Diagnose<br />

mit dem intelligenten Zylindersensor MPS-G. In Greif- und<br />

Handhabungsprozessen ist der Sensor in der Lage, Vibrationen<br />

zu überwachen, Kollisionen zu vermeiden und Temperaturände-<br />

rungen zu detektieren, die auf einen Verschleiß oder ein Nachlassen<br />

der Greifkraft schließen lassen.<br />

Über eine intelligente Integration werden die generierten Daten<br />

für übergelagerte Systeme – eine SPS, ein MES System, ein<br />

ERP-System oder eine Cloud-Applikation – zur Verfügung gestellt.<br />

Auf diese Weise können die Aktor-Diagnosedaten zur Zustandsüberwachung<br />

genutzt werden. Sie sollen helfen, Maschinenstillstände<br />

zu vermeiden und die Transparenz maschineller Prozesse<br />

zu erhöhen. Mit innovativen Lösungen für die vertikale Integration<br />

und Industrial Connectivity, der Sensorwartung per Remote-<br />

Service-App sowie der Nutzung Künstlicher Intelligenz eröffnet<br />

Sick smarten Sensoren immer neue Integrations- und Applikations-Horizonte.<br />

SMART – SAFE – SECURE<br />

Aus der Umsetzung von Industrie 4.0 ergibt sich unmittelbar ein<br />

stetig steigender Automatisierungs- und Digitalisierungsgrad.<br />

Mit smarten Lösungen, z. B. mit moderner Sensorik und Kommunikationstechnik,<br />

gelingt es Sick, vorhandene Maschinen und<br />

44 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


Einfach digital<br />

Individuell anpassbares Gerätemenü für eine<br />

benutzerfreundliche Integration in unterschiedlichste<br />

Applikationen<br />

SPS-Funktion mit Programmierung über ST-Code inklusive<br />

Echtzeituhr und direktem Zugriff auf Bedienung und Display<br />

Planungssicherheit durch skalierbare Hardware<br />

mit Plug and Play<br />

Kommunikation via USB, Bluetooth, PROFINET,<br />

Ethernet und RS-485<br />

(Modbus-Master/Slave TCP/RTU)<br />

Kalibrierung der Analogeingänge<br />

nach CQI-9 und AMS2750<br />

Modularer Ein-/Zweikanalregler mit SPS-Funktion<br />

JUMO meroTRON<br />

www.jumo.net<br />

Besuchen Sie uns in Halle 4A, Stand 435.<br />

Anlagen per Retrofit startklar für das digitale Zeitalter zu machen.<br />

So ist es mit dem Gateway TDC-E möglich, erfasste Produktionsdaten<br />

zu analysieren und sie der vernetzten Kommunikation zwischen<br />

Anlagen und übergeordneten Systemen, z. B. einem MES<br />

oder ERP-System oder einer Cloud, bereitzustellen. Auch in neuen<br />

Applikationen, wie im Bereich Energiemanagementsysteme, ist<br />

Sick zu Hause – mit dem Multifunktionssensor FTMg zur gleichzeitigen<br />

Messung und Überwachung von Durchfluss, Temperatur<br />

und Prozessdruck nicht korrosiver Gase in pneumatischen Systemen,<br />

Leckage-Überwachung inklusive.<br />

Nicht immer reicht die Eigenschaft „smart“ aus – oft kommt es<br />

auch darauf an, dass eine Lösung „safe“ ist. Daher ist Sick bspw.<br />

im Bereich fahrerloser Transportsysteme und autonom-mobiler<br />

Plattformen ganzheitlicher Lösungsanbieter nicht nur für Navigation,<br />

Positionierung und Ladungshandhabung, sondern auch<br />

für Safety, wie den Sicherheits-Laserscanner outdoorScan3. Dies<br />

gilt auch für die Robotik: hier bietet der „One-stop-shop“ von Sick<br />

aus einer Hand Lösungen für die Bildverarbeitung, die Roboterführung<br />

per Vision, die Greiferüberwachung sowie die Positionierung<br />

und die Sicherheitstechnik an. Mit der steigenden Digitalisierung<br />

in der Maschinen- und Anlagenwelt wachsen auch die<br />

Gefahren durch Cyberangriffe. Um auch hier ein durchgängig hohes<br />

Sicherheitsniveau zu bieten, wird Cybersecurity bei Lösungen<br />

von Sick von der Entwicklung über den gesamten Lebenszyklus<br />

vorweggedacht und in die Produkte und Services implementiert.<br />

TRANSPARENZ UND EFFIZIENZ<br />

Daten und Informationen smarter Sensoren sind die Grundlage<br />

der Sick Smart Services. Ob Asset Management, Produktion, Intralogistik,<br />

Lokalisierung, Supply Chain Management oder Quali-<br />

tätskontrolle – die digitalen Services und Software Lösungen von<br />

Sick machen auch komplexe Fertigungs-, Handhabungs- oder<br />

Prozessabläufe transparent – und dadurch optimierbar.<br />

Das speziell für Verpackungsmaschinen konzipierte Filling Level<br />

Monitoring bspw. ist ein Digital Service, der maschinenherstellerneutral<br />

die Füllstände von Kartonagen, Flüssigkeiten oder<br />

Granulaten überwacht, diese Daten aggregiert und über einen<br />

Cloudservice jederzeit und überall aktuell abrufbar macht. Dies<br />

sorgt für Transparenz beim Anwender und für reibungslose Produktionsabläufe.<br />

Mit der SensorApp Quality Inspection weiß der Anwender,<br />

dass Produkte nach ihrer Fertigung genau den exakten Anforderungen<br />

entsprechen. Die Informationen Abmessungen und<br />

Anwesenheit liefern hierbei 2D-Kameras der Produktfamilie<br />

InspectorP6xx. Weitere Smart Services von Sick ermöglichen es,<br />

Materialflüsse zu optimieren, Ladungsträger und Produkte zu<br />

identifizieren und zu lokalisieren oder Regalsysteme intelligent<br />

zu automatisieren.<br />

Bilder: Sick<br />

www.sick.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

SICK AG<br />

Erwin-Sick-Str. 1, 79183 Waldkirch<br />

Tel.: +49 7681 202-0, E-Mail: info@sick.de<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 45


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

TAUPUNKT BIS -100 °C OHNE ZUSÄTZLICHE KÜHLUNG HOCHPRÄZISE<br />

Mit dem neuen S8000-100 bringt Michell Instruments ein hochpräzises Taupunktspiegel-Hygrometer für besonders<br />

niedrige Taupunkte auf den Markt. Das speziell für den Einsatz als Referenzhygrometer in Normungs- und Kalibrierlabors<br />

entwickelte Gerät eignet sich auch für exakte Feuchtemessungen in Forschung und Entwicklung. Herzstück des neuen<br />

Geräts ist ein hochentwickeltes optisches System, das kleinste Veränderungen der<br />

auf der Spiegeloberfläche kondensierten Feuchtigkeit erkennt. Dank seiner hohen<br />

Empfindlichkeit spricht es auch bei niedriger Luftfeuchtigkeit schnell auf Änderungen<br />

des Frostpunktes an. Die Komponente erreicht eine Stabilität von ±0,25 °C<br />

bei -100 °C Frostpunkt in weniger als sechs Stunden und erzielt eine Reproduzierbarkeit<br />

von ±0,15 °C. Das S8000-100 wiegt 22 kg und passt in ein 19"-Rack oder<br />

kann als Tischgerät verwendet werden.<br />

www.michell.de<br />

DRUCKMITTLERSYSTEM NACH<br />

HYGIENESTANDARD<br />

Den Anforderungen digitalisierter Sterilverfahren<br />

entspricht ein neues Druckmittlersystem von Wika mit<br />

Prozesstransmitter, Membranbruchüberwachung und<br />

Hart-7-Protokoll. Die komplette Messanordnung wird<br />

über einen einzigen Kabelausgang und Hart 7 parametriert.<br />

Das Kommunikationsprotokoll überträgt die<br />

Messwerte sowie das Alarmsignal der Membranbruchüberwachung.<br />

Die patentierte Sicherheitsfunktion<br />

basiert auf einer Doppelmembran mit evakuiertem<br />

Zwischenraum und einem Druckschalter. Im Fall eines<br />

Bruchs der<br />

prozessseitigen<br />

Membran<br />

setzt der<br />

Schalter eine<br />

zeitexakte<br />

Schadensmeldung<br />

ab,<br />

während die<br />

zweite<br />

Membran die<br />

Drucküberwachung fortsetzt. Das neue Druckmittlersystem<br />

misst Drücke zwischen – 1 und 25 bar mit einer<br />

Genauigkeit von 0,1 % der Spanne. Typ DMSU21SA ist<br />

mit allen sterilen Anschlüssen, den spezifischen<br />

Übertragungsflüssigkeiten und in einer Ausführung<br />

mit Ex-Schutz erhältlich.<br />

www.wika.de<br />

MULTI-DETEKTOR-PRINZIP VERBESSERT<br />

SIGNALQUALITÄT<br />

Die Signalqualität<br />

einer Laservibrometer-Messung<br />

hängt<br />

von der Intensität des<br />

zurückgestreuten<br />

Lichts ab. Während<br />

auf optisch glatten<br />

Oberflächen das<br />

Laserlicht verlustfrei<br />

zum Photodetektor reflektiert wird, sind Messoberflächen in<br />

der Praxis meist optisch rau, was zu breitbandigem Rauschen<br />

und unerwünschten Signalaussetzern führen kann.<br />

Genau hier setzt die QTec-Technologie von Polytec an und<br />

verbessert den Signal-Rauschpegel bei Schwingungsmessungen.<br />

Den Schlüssel dazu liefert ein Multi-Detektor-Konzept.<br />

Dabei erreichen die zurückgestreuten Signale mehrere<br />

Photodetektoren. Unregelmäßigkeiten der Oberfläche<br />

spielen dadurch kaum noch eine Rolle, weil bei der Reflexion<br />

weniger Licht verloren geht. Eine schnelle Elektronik im<br />

Messkopf gewichtet die Detektorsignale in Echtzeit; der<br />

Anwender bekommt ein gemeinsames Messsignal zur<br />

Verfügung gestellt, sodass die neuen Messköpfe kompatibel<br />

mit den bisherigen Einkanal-Vibrometer-Decodern sind. Die<br />

QTec-Technologie gibt es wahlweise als Messkopf für das<br />

bestehende VibroFlex-System und als Scanning Vibrometer<br />

in einer Kompaktausführung oder als 3D-Variante zur<br />

Erfassung aller Schwingrichtungen.<br />

www.polytec.com<br />

46 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KLEIN, LEICHT UND FÜR ANSPRUCHSVOLLE<br />

ANWENDUNGEN<br />

Teledyne Flir hat die<br />

Blackfly S GigE-Kamerareihe<br />

mit zwei superleichten<br />

Modellen<br />

ergänzt. Die 5 MP-Modelle<br />

eignen für die Integration<br />

in kleine tragbare Geräte und mit kompakten, kostengünstigeren<br />

Objektiven. Die Modelle BFS-PGE-50S4M-C und<br />

BFS PGE 50S4C C wiegen nur je 53 g und haben eine hohe<br />

Pixeldichte. Durch die Nutzung des IMX547-Sensors von Sony<br />

bieten sie eine hohe Leistung bei schwachem Licht mit<br />

besonderer Quanteneffizienz und geringer absoluter Empfindlichkeit.<br />

Das reduziert die Anforderungen an das Beleuchtungssystem.<br />

Damit eignen sie sich für anspruchsvolle<br />

Anwendungen, von der Biometrie bis zu wissenschaftlicher<br />

Forschung. Zudem nutzen die neuen Kameras mit Power-over-<br />

Ethernet die verlustfreie Komprimierungsfunktion, mit der<br />

eine bis zu 25 % höhere Bildrate von 30 fps ohne Verluste bei<br />

der Bildqualität erreicht wird. Der Hersteller reinigt und<br />

montiert alle optischen Baugruppen der Kameras in einer<br />

ISO-zertifizierten Reinraumumgebung.<br />

www.flir.de<br />

IMAGING: DREI AUF EINEN STREICH<br />

Matrix Vision hat eine<br />

Reihe neuer Produkte<br />

vorgestellt. Darunter die<br />

PCI Express Kameramodule<br />

mvBlueNaos für Embedded<br />

Vision, die 10-GigE-<br />

Kameraserie mvBlue-<br />

Cougar-XT sowie die<br />

Smarte 3D-Kamerafamilie<br />

rc_visard aus der Partnerschaft<br />

mit Roboception. Die Produktfamilie wurde für stationäre<br />

und mobile Roboter-Anwendungen oder die Navigation<br />

fahrerloser Transportsysteme entwickelt und verspricht eine<br />

besonders leichte Bedienung. Mittels On-board-Prozessor kann<br />

rc_visard die Kameradaten verarbeiten und aufgabenrelevante<br />

Informationen direkt an die Roboter-Anwendung weitergeben,<br />

zumeist ohne einen externen Computer.<br />

www.matrix-vision.com<br />

Differenzdrucktransmitter<br />

im Lego-Format<br />

www.amsys.de<br />

Für Medizin-, Industrie- und Klimatechnik<br />

PROZESS- UND PRODUKTTEMPERATUREN<br />

UNTER KONTROLLE BEHALTEN<br />

Anzeige<br />

Das neue Datapaq Furnace Tracker-System liefert Ihnen<br />

genaue Prozessdaten – und dies in Echtzeit. Mit den<br />

brandneuen Hitzeschutzbehältern und TP6-Datenloggern<br />

können Anwender die Produktqualität und Prozesseffizienz<br />

mit einem System sicherstellen, das den<br />

gesamten Wärmebehandlungsprozess abbilden kann.<br />

Wichtigste Merkmale:<br />

• Die neuen patentierten und abschreckbaren Hitzeschutzbehälter<br />

reduzieren den Zeitaufwand für die<br />

Systemeinrichtung deutlich und verzichten auf kostenintensive<br />

und umweltkritische Faserisolierungen.<br />

• Mit der kostenlosen Insight App für IOS/Android<br />

identifizieren Sie defekte Thermoelemente schnell und<br />

einfach. Dadurch minimieren Sie die Rüstzeiten und das<br />

Risiko fehlerhafter Messläufe.<br />

• Sie können sicherstellen, dass Ihr Prozess den Anforderungen<br />

gemäß AMS2750 und CQI-9 entspricht.<br />

• Mithilfe der Temperaturdaten und Analysen können Sie<br />

die Ofenparameter anpassen, um Produktqualität,<br />

Leistung und Durchsatz zu optimieren.<br />

www.flukeprocessinstruments.com/de<br />

www.ProcessSensing.com<br />

Michell | Dew Point Instruments<br />

Aii | Oxygen Sensors<br />

Rotronic | Humidity Instruments<br />

Rotronic | Monitoring System<br />

LDetek | Trace Impurity Analyzers<br />

Dynament | Gas Safety Sensors<br />

Ntron | Oxygen Analyzers<br />

SST | Oxygen Sensors


Das robotergestützte<br />

Bearbeitungssystem<br />

kommt im Apparatebau<br />

zum Schweißen<br />

zylindrischer Stahltanks<br />

zum Einsatz<br />

IN DREI DIMENSIONEN<br />

WIE SIE MITHILFE VON LINEARTECHNIK DIE<br />

REICHWEITE IHRES COBOTS ERHÖHEN<br />

Kollaborierende Roboter spielen in der intelligenten Automatisierung<br />

von Systemen und Anlagen im Maschinenbau eine große Rolle. Dabei<br />

liegt der Fokus auf Wiederholgenauigkeit und Präzision. Nachteil der<br />

Leichtgewichte ist allerdings ihr geringer Aktionsradius. Eine Lösung<br />

zur Reichweitenerhöhung sind zahnriemengeführte Lineareinheiten.<br />

Das Fraunhofer IEM und der Mindener Spezialist für<br />

Linear-, Verbindungs- und Profilmontage-Technik RK<br />

Rose+Krieger entwickelten gemeinsam ein robotergestütztes<br />

Handling- und Bearbeitungssystem auf Basis<br />

eines Cobots mit großer Reichweite in drei Dimensionen. Dabei<br />

übernahm das Team des Fraunhofer IEM Konzeption und Realisierung<br />

der Roboterapplikation inklusive der Steuerungs- und<br />

Benutzerschnittstellen-Programmierung, der Integration fortschrittlicher<br />

Regelungsansätze und des elektrischen Aufbaus. RK<br />

Rose+Krieger entwickelte die Lösung zur Erweiterung des Arbeitsbereichs<br />

des Cobots – das Raumportal.<br />

DREI ZUSÄTZLICHE BEWEGUNGSACHSEN<br />

Die Komponenten des Raumportals stammen sämtlich aus dem<br />

Profil- und Lineartechnik-Baukasten der Mindener. So bilden<br />

Blocan-Aluminiumprofile unterschiedlicher Baugrößen das<br />

Grundgerüst, das auf zwei parallel angeordneten, zahnriemengetriebenen<br />

Linearachsen vom Typ RK DuoLine Z 80 Protect über<br />

eine Strecke von 1 500 mm in der Horizontalen verfahren werden<br />

kann. Zwei weitere, ebenfalls parallel verlaufende RK DuoLine Z<br />

80 Protect bilden die Z-Achse des Raumportals. Sie bewegen eine<br />

Rollenführungs-Linearachse vom Typ RK MonoLine Z120 vertikal<br />

über 1 500 mm. An dieser Linearachse ist der UR-Cobot mit<br />

der Bearbeitungseinheit montiert.<br />

Mit den drei Achsen erweitert das Raumportal den kugelförmigen<br />

Arbeitsbereich des Roboters (Durchmesser max. 2650 mm)<br />

um den ansonsten nicht erreichbaren zylinderförmigen Bereich<br />

über- und unterhalb seiner Basis. Damit kann der Cobot innerhalb<br />

der gesamten Portalstruktur ohne Einschränkung agieren.<br />

Die Baugröße von Portal und Achsen lässt sich individuell an die<br />

Größe des Cobots und die Anwendung anpassen.<br />

48 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ERFORSCHEN<br />

Damit Cobots und Roboter in der Produktion möglichst<br />

effizient und genau agieren können, muss an vielen<br />

Stellschrauben gedreht werden. Welche das sind, erforscht<br />

das Fraunhofer IEM im Auftrag seiner Kunden: Im<br />

hauseigenen Robotics Lab, das Anfang 2019 in Paderborn<br />

seine Arbeit aufnahm, lassen sich Anwendungen demonstrieren,<br />

konzipieren und testen. Die moderne Entwicklungs-<br />

und Transferinfrastruktur für die Analyse und<br />

prototypische Umsetzung innovativer Ideen, Produkte<br />

und Produktionssysteme bietet vielseitige Möglichkeiten<br />

die Digitalisierung der Automatisierungstechnik live zu<br />

erleben. RK Rose+Krieger und Fraunhofer IEM haben<br />

damit eine Laborumgebung geschaffen, in der Kunden<br />

ihre Applikationen zunächst prototypisch umsetzen<br />

können, bevor sie in eigene teure Hardware investieren.<br />

ALLE ACHSEN IN EINER INDUSTRIESTEUERUNG<br />

Für das synchrone Verfahren aller Achsen führten die Spezialisten<br />

des Fraunhofer IEM die sechs Achsen des Industrieroboters<br />

mit den drei Achsen des Raumportals in einer Industriesteuerung<br />

zusammen. Intelligente Sensoren und Algorithmen gewährleisten<br />

die reibungslose Kommunikation zwischen Cobot und<br />

Raumportal. Das Ergebnis sind synchronisierte Bewegungen von<br />

Portal und Cobot sowie die einfache Anpassung des Systems an<br />

sich ändernde Anwendungsszenarien ohne aufwendige Umbauund<br />

Rüstarbeiten.<br />

Abweichungen der Bauteile werden zudem von der ursprünglichen<br />

CAD-Konstruktion etwa aufgrund von Materialschwankungen<br />

oder Schweißverzug während des Prozesses sensorbasiert<br />

kompensiert. Zusätzliche positive Nebeneffekte ergeben sich aus<br />

den im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern geringeren<br />

Kosten und aus der Steifigkeit des Raumportals, die für eine hohe<br />

Präzision sorgen soll.<br />

EIN COBOT MIT RAUMPORTAL<br />

RECHNET SICH BEREITS BEI KLEINEN<br />

STÜCKZAHLEN UND IST IDEAL FÜR<br />

DIE FLEXIBLE FERTIGUNG GEEIGNET.<br />

Jörg Bargheer, Produktmanager Lineartechnik,<br />

RK Rose+Krieger, Minden<br />

PRÄZISES SCHWEISSEN ÜBER<br />

LANGEN ZEITRAUM<br />

Da der Fachkräftemangel auch den Schweißer-Nachwuchs trifft,<br />

nutzt ein Anwender aus dem Behälterbau das robotergestützte<br />

Handling- und Bearbeitungssystem zum Schweißen zylindrischer<br />

Stahltanks. „Beim Verschweißen der Tanks ist hochpräzises<br />

Arbeiten über einen langen Zeitraum gefordert. Denn die<br />

Schweißnaht, die den Zylinder mit der Basisplatte verbindet, ist<br />

„Automation macht Spaß,<br />

wenn die Steuerung nach<br />

meiner Pfeife tanzt.“<br />

Friederike, Taktgeberin<br />

Unsere neue Automatisierungslösung<br />

i³ Control kann begeistern, denn noch nie<br />

waren Ihre Pläne so vielseitig und einfach<br />

zu realisieren.<br />

Premiere auf der SPS Nürnberg,<br />

23. bis 25. November, Halle 7, Stand 340<br />

www.yaskawa.eu.com<br />

Eine flexible Steuerungsplattform, die offen<br />

für den Feldbus der Wahl ist und sich<br />

flexibel auf Ihre Arbeitsweise einstellt.<br />

Eine Bibliothek mit Funktionsbausteinen,<br />

auf die man sich verlassen kann, wenn es<br />

mal wieder schnell gehen muss.<br />

Das und noch viel mehr ist<br />

i³ CONTROL -<br />

as individual as your needs.


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

01 01 Mit drei zusätzlichen Bewegungsachsen erweitert das Raumportal<br />

von RK Rose+Krieger den Arbeitsbereich des Cobots um ein Vielfaches<br />

02 Die zahnriemengeführten Lineareinheiten der Baureihe<br />

RK MonoLine verfügen über ein variables Anbaukonzept für nahezu<br />

alle marktgängigen Motoren<br />

02<br />

KNOW-HOW FÜR ANWENDERSPEZIFISCHE<br />

ANLAGENKONFIGURATION<br />

Wie jede vom Fraunhofer IEM und RK Rose+Krieger entwickelte<br />

Anlage, ist auch der Schweiß-Cobot mit Raumportal eine anwenderspezifische<br />

Sonderanfertigung. „Es bedarf schon eines<br />

gewissen Know-hows, um beliebig viele Zusatzachsen mit den<br />

Roboterachsen zu vereinen und eine sensorgeführte Robotik zu<br />

realisieren. Das ist kein Industriestandard“, erklärt Henke. Daher<br />

kann der Anwender die Anlage auch für andere Zwecke nutzen –<br />

vorausgesetzt der Roboter wird mit einem anderen Werkzeug bestückt<br />

und entsprechend umprogrammiert bzw. neu angelernt.<br />

bis zu 3,5 Meter lang“, erklärt Dr. Christian Henke, Abteilungsleiter<br />

Scientific Automation am Fraunhofer IEM.<br />

Beim Verschweißen der Bauteile wird zunächst eine Wurzelnaht<br />

gezogen, die anschließend mit einer Decknaht versehen<br />

wird. Selbst gut ausgebildete und erfahrene Schweißer ermüden<br />

bei solch anspruchsvollen Schweißarbeiten schnell. Nicht so ein<br />

Roboter. Er zieht beliebig lange, akkurate Schweißnähte, ohne<br />

zwischendurch absetzen zu müssen. Das Ergebnis ist eine homogene<br />

Naht ohne Ansatzstellen.<br />

ABLAUF DES SCHWEISSVORGANGS<br />

Zu Beginn des Schweißvorgangs zieht ein Werker den Schweißkopf<br />

des Cobots an die zu bearbeitende Stelle. Anschließend<br />

werden Portal- und Cobot-Achsen so gesteuert, dass der<br />

Schweißkopf sich um den Zylinder bewegt. Dabei erfassen Abstandssensoren<br />

im Schweißkopf permanent die Lage der Naht.<br />

Die Steuerung regelt Höhenversätze, Abweichungen von der idealen<br />

Kreisform oder andere vergleichbare Unebenheiten aus und<br />

verfährt den Roboter über die Achsen so, dass dennoch eine perfekte<br />

Schweißnaht entsteht.<br />

„Die zu bearbeitenden Werkstücke sind schnell und intuitiv<br />

eingerichtet. Das minimiert Rüstzeiten. Ein Cobot mit Raumportal<br />

rechnet sich daher bereits bei kleinen Stückzahlen und ist<br />

ideal für die flexible Fertigung geeignet“, erklärt Jörg Bargheer,<br />

Produktmanager Lineartechnik bei RK Rose+Krieger.<br />

Bilder: 01+02 Rose+Krieger, sonstige Fraunhofer IEM<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

RK Rose+Krieger GmbH, Potsdamer Str. 9<br />

32423 Minden, Tel +49 571 9335-0<br />

E-Mail: info@rk-rose-krieger.com<br />

AUTOR<br />

Bernd Klöpper, Marketingleiter,<br />

RK Rose+Krieger GmbH<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/Blocan-Aluminiumprofile<br />

50 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

LEISTUNGSSTARKE TORQUE MOTOREN<br />

Die QTL-A Torque Motor-Serie von Tecnotion<br />

bekommt nun Zuwachs: die noch leistungsstärkeren<br />

QTL-A-385 und QTL-A-485<br />

Motoren. Durch ihr kompaktes Design<br />

eignen sie sich vor allem für Applikationen,<br />

die trotz begrenztem Bauraum hohe<br />

Dauerdrehmomente erfordern. Die neuen<br />

Motoren sind in den Bauhöhen 85 und<br />

105 mm erhältlich. Bei Verwendung der<br />

integrierten Wasserkühlung können<br />

Dauerdrehmomente von 407 bis 907 Nm<br />

erreicht werden. Kombiniert mit hohen<br />

Motorkonstanten wird ein gutes Wärmemanagement ermöglicht, wodurch<br />

ein maximaler Drehmomentbereich von 1 026 bis 2 202 Nm erreicht werden<br />

kann. Bei Betrieb mit 480 AC (680 VDC) liegt die Nenndrehzahl des kleinsten<br />

neuen QTL-A-385-85 Motors bei 231 U/min.<br />

www.tecnotion.de<br />

KOMPAKTER DREHGEBER FÜR SICHERHEITSGERICHTETE<br />

ANWENDUNGEN ZERTIFIZIERT<br />

Anwender, die einen kompakten Singleturn-Absolutdrehgeber<br />

für sicherheitsgerichtete Anwendungen benötigen,<br />

haben ab sofort eine neue Option: Der Safety-Drehgeber<br />

TRK38 von TWK ist jetzt für Einsätze zertifiziert, die den<br />

Anforderungen von SIL 2 (IEC 61508) und Performance<br />

Level d (EN 13849) entsprechen. Der Safety-Drehgeber<br />

erfasst Drehzahl und Geschwindigkeit und arbeitet nach<br />

dem Magnetprinzip. Die sicherheitsgerichteten Signale<br />

werden über eine zertifizierte EtherCAT-FSoE-Schnittstelle<br />

übertragen. Neben der Eignung für anspruchsvolle Safety-Aufgaben gehört<br />

die kompakte Bauweise zu den besonderen Eigenschaften des Sensors: Mit<br />

38 × 38 mm kann er auch in sehr beengten Bauräumen installiert werden.<br />

www.twk.de<br />

ELEKTRISCHE ANTRIEBSREGLER NACH ÖKODESIGN<br />

Die EU-Ökodesign-Richtline<br />

umfasst nun auch elektrische<br />

Antriebsregler, wie sie Yaskawa<br />

mit den aktuellen Frequenzumrichter-Reihen<br />

GA700 und GA500<br />

anbietet. Diese müssen nun der<br />

Effizienzklasse IE2 entsprechen.<br />

Frequenzumrichter aus dem<br />

aktuellen Yaskawa-Programm<br />

erfüllen die Anforderungen der<br />

EU hinsichtlich der Effizienzklasse<br />

IE2 ohne weitere Maßnahmen. Aus technischen Gesichtspunkten ändert<br />

sich für Maschinenbauer und OEMs, die diese Produkte einsetzen, durch die<br />

neue Richtlinie also nichts. Dennoch bringt sie einige Modifikationen<br />

hinsichtlich der Produktkennzeichnung und -dokumentation mit sich. So<br />

müssen zum Beispiel die Verlustwerte in allen Messpunkten zusammen mit<br />

anderen vorgegebenen technischen Daten publiziert werden. Die Effizienzklasse<br />

und die Verluste im Nennpunkt sind auf dem Typenschild jedes<br />

Umrichters angegeben. Die Verlustwerte für die übrigen Punkte sind in<br />

einer Online-Datenbank (www.yaskawa.eu.com/ecodesign) abrufbar.<br />

www.yaskawa.de<br />

ETHERNET DREHGEBER<br />

IOT-READY<br />

Schnelleres und intelligenteres<br />

Ethernet/IP und PROFINET<br />

Neue Funktionen: Beschleunigungswert<br />

und Temperaturüberwachung<br />

Bruchskalierung jetzt möglich<br />

Unterstützt Ringüberwachung<br />

(MRP und MRPD – PROFINET)<br />

(DLR – Ethernet/IP)<br />

Reduzierte Zykluszeit<br />

(125 μs – PROFINET)<br />

(1 ms – Ethernet/IP)<br />

Profi net Encoder Profi l 4.2<br />

Freie Skalierung der Ausgabe für<br />

absolute Drehgeber<br />

Wiegand-Technologie − keine<br />

Backup-Batterie erforderlich<br />

Besuchen Sie uns auf der<br />

SPS <strong>2021</strong> in Nürnberg<br />

Halle 4A – Stand 400<br />

www.posital.de


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

MOTION CONTROLLER<br />

FÜR ANTRIEBSSYSTEME<br />

AUGEN AUF BEI<br />

DER PARTNERWAHL<br />

Immer höher integrierte Systeme treiben in den unterschiedlichsten Bereichen<br />

die Technik voran, in der Medizintechnik ebenso wie in der Luft- und Raumfahrt,<br />

Präzisionsoptik oder ganz allgemein in industriellen Maschinen und Anlagen.<br />

Hierbei spielen kleine, leistungsfähige DC-Motoren eine wesentliche Rolle. Zum<br />

applikationsgerechten Antriebs- oder Positioniersystem werden sie aber erst in<br />

Kombination mit weiteren Komponenten wie Getriebe, Encoder und Motion<br />

Controller. Worauf es dabei ankommt, lesen Sie hier.<br />

Bei der Auswahl eines passenden Motion Controllers für<br />

ein Antriebssystem müssen zunächst einige Fragen geklärt<br />

sein. Grundlegend ist z. B., welche Bewegungen ausgeführt<br />

werden sollen und welche Anforderungen sich<br />

daraus für die Motorregelung ergeben. Arbeitet der Antrieb im<br />

Dauer- oder Start-Stop-Betrieb? Sollen Positionen präzise angefahren<br />

werden? Welche Art von Last muss der Antrieb bewegen?<br />

Welche Lastzyklen treten auf? Wird ein Getriebe benötigt? Welcher<br />

Motor ist am besten für die Applikation geeignet? Daran schließt<br />

sich die Entscheidung für den Motion Controller an. Und hier<br />

kann es spannend werden, denn nicht jeder Motion Controller<br />

passt zu jedem Motor. Vor allem DC-Kleinstmotoren stellen hier<br />

auf Grund ihrer Konstruktion besondere Anforderungen.<br />

DIE BESONDEREN EIGENSCHAFTEN DES<br />

GLOCKENANKERMOTORS<br />

Herzstück der DC-Klein- und Kleinstmotoren aus dem Faulhaber-<br />

Programm ist die patentierte freitragende kernlose (oder eisenlose)<br />

Rotorspule mit Schrägwicklung und Bürstenkommutie-<br />

rung, die um einen ruhenden Magneten rotiert. Wegen seines<br />

Aussehens wird dieser Motortyp gerne auch als Glockenankermotor<br />

bezeichnet. Dieses Konstruktionsprinzip bringt für die<br />

Praxis viele Vorteile, beeinflusst aber auch die Auswahl des<br />

Motion Con trollers.<br />

Aufgrund des symmetrischen Luftspalts kann sich kein Rastmoment<br />

bilden, was einen präzisen Positionierbetrieb und eine<br />

gute Drehzahlregelung ermöglicht. Das Verhalten von Last zu<br />

Drehzahl, Strom zu Drehmoment und Spannung zu Drehzahl ist<br />

linear. Da fast der gesamte Motordurchmesser für die Wicklung<br />

genutzt werden kann, sollen die Motoren im Verhältnis zu ihrer<br />

Größe und ihrem Gewicht höhere Leistungen und Drehmomente<br />

als konventionelle Ausführungen erreichen. Gleichzeitig sorgt<br />

das geringe Trägheitsmoment des Rotors für eine geringe elektrische<br />

Zeitkonstante. Dadurch können sie dynamisch betrieben<br />

und trotzdem deutlich überlastet werden. Dreifaches Dauerdrehmoment<br />

im Überlastbetrieb ist in Servo-Anwendungen durchaus<br />

üblich und auch problemlos möglich, wenn die Temperatur der<br />

Motorwicklung überwacht werden kann. Motoren mit nur 22 mm<br />

Durchmesser oder weniger haben aber keine integrierten Tem-<br />

52 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

01<br />

02<br />

peraturfühler, dafür fehlt schlicht der Einbauplatz. Schließt man<br />

einfach einen beliebigen Regler an einen solchen Kleinstantrieb,<br />

kann schlimmstenfalls die Spule durchgebrannt sein, ehe man<br />

die Wärme außen überhaupt spürt.<br />

ALLES PASSEND ZU DEN ERFORDERNISSEN<br />

KLEINER MOTOREN<br />

Die Motion Controller von Faulhaber, die speziell auf die Erfordernisse<br />

der kleinen Motoren hin entwickelt und unter Betriebsbedingungen<br />

getestet sind, vermeiden solche Probleme. Sie<br />

„schätzen“ die Wicklungstemperatur entsprechend dem jeweiligen<br />

Motortyp über unterschiedlich komplexe Modelle. Dadurch<br />

kann die volle Dynamik des Motors ausgeschöpft werden, zum<br />

Beispiel bei schnellen Positioniervorgängen. Gleichzeitig wird<br />

der Strom begrenzt, bevor die Wicklung überhitzt. Zusätzliche Informationen<br />

über die thermische Anbindung in der Applikation<br />

können in die in den Controllern hinterlegten Modelle einfließen<br />

und sie noch weiter verbessern. Wie gut wird der Motor gekühlt?<br />

Muss die Leistung begrenzt werden, weil die Umgebungstemperaturen<br />

hoch sind? Sind ein Getriebe und ein Encoder vorhanden?<br />

Liegen solche weiterreichenden Informationen vor, lässt<br />

sich bspw. auch bei einem Antrieb, der im Zyklusbetrieb in einer<br />

Klimakammer arbeitet, jeweils die maximale Motorleistung nutzen,<br />

indem der Motorregler die Parameter für die Umgebungstemperatur<br />

aus der Steuerung der Klimakammer in den hinterlegten<br />

Modellen nachführen kann.<br />

Bedingt durch die für dynamische Vorgänge vorteilhafte niedrige<br />

elektrische Zeitkonstante, können durch die in Antriebsreglern<br />

übliche Pulsweitenmodulation (PWM) Zusatzverluste entstehen.<br />

Die typischen elektrischen Zeitkonstanten von Faulhaber Glockenankermotoren<br />

liegen bei einigen 10 µs. Bei PWM-Frequenzen<br />

unter 50 kHz lassen sich dann die im Datenblatt angegeben<br />

Dauermomente oft nicht mehr erreichen bzw. der Motor würde<br />

überhitzen. Daher ist bei der Auswahl des Motorreglers auf eine<br />

ausreichend hohe PWM-Frequenz zu achten. Bei den Faulhaber-<br />

Motion Controllern liegt diese je nach Typ zwischen 78 und<br />

100 kHz. Durch die Art der Modulation wirken am Motor bis zu<br />

200 kHz, passend zu den Erfordernissen der kleinen Motoren.<br />

UND DIE GANZ KLEINEN SERVOANTRIEBE?<br />

Die Motion Controller der MC V3.0 Produktfamilie sind von ihrer<br />

Baugröße als auch von der Auflösung der integrierten Motorstrommessung<br />

jedoch nur bedingt für die ganz kleinen Motoren<br />

des Faulhaber-Portfolios geeignet. Jetzt steht mit dem neuen<br />

MC 3001 B/P erstmalig ein Motion Controller zur Verfügung, der<br />

sowohl in Bezug auf die Baugröße als auch hinsichtlich Auflösung<br />

der Strommessung zu den kleineren Servoantrieben passt.<br />

Bei maximal 30 V Versorgungsspannung erreicht der mit Abmessungen<br />

ab 16 mm Breite, 27 mm Länge und 2,6 mm Höhe kleine<br />

Motion Controller dabei einen Dauerstrom von 1 A und einen<br />

Spitzenstrom von 5 A. Bei niedrigeren Versorgungsspannungen<br />

z. B. in 12-V-Systemen können auch Dauerströme bis zu 2 A problemlos<br />

erreicht werden. Dabei müssen gegenüber den großen<br />

01 Vor allem DC-Klein- und Kleinstmotoren stellen aufgrund ihrer<br />

Konstruktion besondere Anforderungen an Motion Controller<br />

02 Die Motion Controller sind in der Lage, die Wicklungstemperatur<br />

entsprechend dem jeweiligen Motortyp über komplexe Modelle zu<br />

„schätzen“, wodurch die volle Dynamik des Motors ausgeschöpft<br />

werden kann<br />

Familienmitgliedern keine Abstriche an der Funktion in Kauf<br />

genommen werden. I/O-Umfang und Encoder-Schnittstelle entsprechen<br />

denen der gesamten Familie. Als Kommunikationsschnittstellen<br />

stehen USB, RS232 und CANopen zur Verfügung.<br />

Über eine anwenderspezifisch ausführbare Trägerkarte (Motherboard)<br />

kann dann auch eine kompakte EtherCAT Schnittstelle<br />

bereitgestellt werden.<br />

Die Controller gibt es in zwei Ausführungen: Die Bauform mit<br />

flach bauenden Board-to-Board-Steckverbindern (MC 3001 B)<br />

bietet sich an, wenn mehrere Antriebsregler auf einer Trägerkarte<br />

kombiniert werden sollen. Die Variante MC 3001 P hat eine<br />

über drei Seiten laufende Stiftleiste im 2,54-mm-Raster und lässt<br />

sich besonders einfach in eigene Aufbauten integrieren, z. B. für<br />

Mehrachsanwendungen in der Laborautomation. Damit gibt es<br />

jetzt auch für die kleinsten DC-Antriebe aus dem Faulhaber-Programm<br />

leistungsfähige Motion Controller, die zu den Motoren<br />

passen, sowohl hinsichtlich der Baugröße als auch der Funktion.<br />

Bilder: Faulhaber<br />

www.faulhaber.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG,<br />

Daimlerstr. 23/25, D-71101 Schönaich,<br />

Tel.: +49 7031 638 0<br />

E-Mail: info@faulhaber.de<br />

AUTOREN<br />

Dr. Andreas Wagener, Leiter System<br />

Engineering der Faulhaber GmbH & Co. KG<br />

und Ellen-Christine Reiff, M.A.,<br />

Redaktionsbüro Stutensee<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/MotionController<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 53


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

Der modulare Regler mit<br />

SPS-Funktion kann flexibel<br />

auf die Anwendung<br />

angepasst werden<br />

REGELUNGSTECHNIK DER NEUEN GENERATION<br />

FIT FÜR DIE DIGITALE ZUKUNFT<br />

Regelungstechnik ist in der modernen Automatisierung ein zentraler Baustein.<br />

Neueste Generationen zeichnen sich nicht nur durch hohe Funktionalität aus,<br />

sondern auch durch individuelle Gestaltungsmöglichkeiten.<br />

Präzise geregelte Prozessgrößen wie Temperatur oder<br />

Druck sind essenziell für eine reibungslose Produktionssteuerung.<br />

Dabei geht es heute nicht mehr nur um die<br />

technischen Funktionalitäten, sondern auch um eine<br />

flexible Konzeption. Der multifunktionale Jumo meroTron-Regler<br />

passt genau in diese Kategorie. Er überzeugt durch die individuelle<br />

Gestaltung seiner Bedienoberfläche und die flexible Hardware-Ausstattung.<br />

So können analoge sowie digitale Ein- und<br />

Ausgänge, Zähleingänge und Schnittstellen flexibel ergänzt werden.<br />

Mit einem zweiten Regelkanal, Mathe- und Logikfunktionen<br />

sowie der Realisation von Steuerungsfunktionen über ST-Code<br />

meistert der Regler auch komplexe Applikationen.<br />

INDIVIDUELL ANPASSBAR<br />

Der meroTron-Regler führt das Konzept der Jumo dTron-Serie<br />

mit einer komplett neuen Entwicklung in die Zukunft. Er verfügt<br />

über ein individuell anpassbares Gerätemenü für eine benutzerfreundliche<br />

Integration in unterschiedlichste Applikationen. Die<br />

Bedienung, Konfiguration, Parametrierung und Prozessinformationen<br />

erfolgen benutzerfreundlich über Klartext in vier Sprachen.<br />

Mit Hilfe der Push-in-Klemmtechnik ist eine schnelle Inbetriebnahme<br />

möglich. Eine skalierbare Hardware mit Plug-and-play-<br />

Funktionalität sorgt für eine größtmögliche Planungssicherheit.<br />

Anwender können die Anschlussmöglichkeiten selbständig über<br />

optionale Steckkarten erweitern, z. B. als Ausführung mit bis zu<br />

14 Digitaleingängen. Eine Kalibrierung der Analogeingänge nach<br />

CQI-9 und AMS2750 ist optional möglich.<br />

KOMMUNIKATIV UND VARIANTENREICH<br />

In Sachen Kommunikation ist der Ein-/Zweikanalregler mit Profinet,<br />

Ethernet und RS485 sowie Bluetooth, USB Host und Device<br />

optimal auf die zukünftigen Herausforderungen vorbereitet. Er<br />

kann als Zweipunktregler, Dreipunktregler, Dreipunkt-Schrittregler,<br />

Stellungsregler, stetiger Regler und Programmregler mit Echtzeituhr<br />

eingesetzt werden.<br />

Bilder: Aufmacher romaset – stock.adobe.com, Einklinker Jumo<br />

www.jumo.de<br />

IMMER AUF DEM AKTUELLEN STAND<br />

Die Anforderungen an Ingenieure im Bereich der Mess-,<br />

Regel- und Automatisierungstechnik wachsen immer<br />

stärker, während gleichzeitig Produkte und Lösungen<br />

zunehmend komplexer werden. Hier bietet der Messtechnik-Spezialist<br />

mit seinem Campus Unterstützung.<br />

Damit Sie Ihr Fachwissen stets auf dem aktuellen Stand<br />

halten können, bietet Jumo kostenfreie Seminare an,<br />

wie „Die Reglerfunktion in Jumo-Kompaktreglern und<br />

Automatisierungskomponenten“ am 23.11.<strong>2021</strong>.<br />

Mehr dazu finden Sie unter: https://bit.ly/JumoCampus<br />

54 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

FÜR JEDE AUFGABE DER RICHTIGE GREIFER<br />

Gimatic und Denso Europe haben ein Greifer-Kit für den Roboter Cobotta entwickelt. Der Cobot<br />

wurde für einfache Handhabungsaufgaben und Pick-and-place-Anwendungen entwickelt. Er basiert<br />

auf einer offenen Plattform, die sich in bestehende Systeme integrieren lässt. Weil er sehr kompakt<br />

ist, eignet er sich für Arbeiten auf engstem Raum. Das Greifer-Kit für den Cobotta umfasst vier<br />

mechatronische Greifer mit Zubehör, mit denen sich Pick-and-place-Aufgaben unkompliziert lösen<br />

lassen. Das Kit beinhaltet vier Greifertypen: der Dreibackengreifer MPTM1606, die Parallelgreifer<br />

MPPM1606 und MPXM1612 sowie der Großhub-Parallelgreifer MPLM1630. Die leichten und<br />

kompakten Greifer verfügen über eine 100-prozentige Greifkraftsicherung. Damit werden sie nur<br />

bestromt, wenn sie sich in Bewegung befinden, was sie energieeffizient macht. Das Kit wird als fertiger<br />

Bausatz geliefert und enthält Greifer, Roboterflansch, Abdeckungen, Greiferfinger sowie Kabel<br />

mit Stecker und Schrauben.<br />

www.gimatic.com<br />

OPTIMIERUNG DES RESSOURCEN-<br />

EINSATZES AUF DER AGENDA<br />

Mit Blick auf mehr Nachhaltigkeit und einen reduzierten<br />

CO 2<br />

-Footprint fokussiert Baumüller schnellere Timeto-Market-Zyklen,<br />

kürzere Inbetriebnahmezeiten und<br />

energieeffiziente Fertigungsprozesse durch intelligente<br />

Antriebskonzepte. So lassen sich via Baumüller „Smart<br />

Value“ Daten über die Sensor-/Aktorebene direkt am<br />

Prozess erfassen, vorverarbeiten und für die Prozessoptimierung<br />

nutzen. Hierzu können bereits im Servoantrieb<br />

vorhandene Daten wie Leistung, Strom, Dreh -<br />

moment, Drehzahl oder Position verwendet werden,<br />

um zum Beispiel die aktuelle Auslastung der Motor-<br />

Antriebskombination zu erfassen. Externe Sensorik ist<br />

nicht erforderlich und Kosten für weitere Hardware<br />

sowie deren Verdrahtung entfallen. Antriebe avancieren<br />

so zum Data-Hub, gleichzeitig fallen weniger mechanische<br />

Teile an. Für verkürzte Entwicklungszeiten bei<br />

energieeffizienter Auslegung sorgen neue Hydraulikkomponenten<br />

und das Software-Template Web & Foil<br />

vereinfacht und beschleunigt die Programmierung.<br />

www.baumueller.com<br />

EXPERTEN UND TECHNIK ZUM GREIFEN NAH<br />

Mit einem multimedialen Auftritt präsentiert Schunk auf<br />

der SPS smarte und intelligente Automationsprozesse. Im<br />

persönlichen Austausch oder in direkter Liveschaltung führen<br />

Applikationsexperten individuell durch unterschiedliche<br />

Anwendungsfelder.<br />

An verschiedenen<br />

Stationen können<br />

sich Besucher<br />

über Liveschaltungen<br />

direkt mit<br />

den Experten im<br />

Robotik-Applikationszentrum<br />

CoLab zu Greifkonzepten wie der bionisch inspirierten Greif -<br />

technologie Adheso oder dem Magnetgreifen mit Cobots<br />

austauschen. Außerdem zeigen die Applikationsingenieure<br />

live, wie sich Entgrat-, Schleif- oder Polierprozesse mit den<br />

neuen Schunk-Werkzeugen einfach von manuell auf automatisiert<br />

umstellen lassen.<br />

www.schunk.com<br />

VOLLAUTOMATISIERTER<br />

POSITIONIERANTRIEB<br />

SMART POSITIONING<br />

Leistungsdaten AG03/1<br />

50 W, 3,2 Nm, 200 min -1<br />

sps – Halle 4A, Stand 305<br />

www.siko-global.com/p/ag03-1


IM DIALOG<br />

1, 2, 3, 4, … 5G GENERATION<br />

DIE (R)EVOLUTION DES<br />

MOBILFUNKSTANDARDS<br />

Kaum ein Technologiethema hat in jüngster<br />

Vergangenheit so viel mediale Aufmerksamkeit<br />

erfahren wie die Einführung von 5G-Netzwerken.<br />

Die Erwartungshaltung an den neuen Standard<br />

für Funknetzwerke ist hoch – nicht nur beim<br />

privaten Anwender, sondern insbesondere in<br />

der Industrie. Was die 5G-Technologie für<br />

Unternehmen aus dem Bereich der Automatisierungstechnik<br />

so attraktiv macht und mit welchen<br />

Visionen sie sich der Thematik nähern, erklären<br />

Dr.-Ing. Christian Bauer, Dr. Werner Thoren und<br />

und Benedikt Rauscher.<br />

Wie erklären Sie sich das große öffentliche Interesse<br />

am Thema 5G-Netzwerke?<br />

RAUSCHER: Ich denke, hier kommen verschiedene Phänomene<br />

zusammen. Wir leben im Zeitalter der Digitalisierung und des<br />

Internets der Dinge. Themenkomplexe, die mit diesem Megatrend<br />

verknüpft sind, erfahren beinahe automatisch eine rege<br />

Verbreitung in den Medien. Unternehmen und Privatanwender<br />

erwarten ständig Neuerungen und Weiterentwicklungen.<br />

THOREN: Smartphones und mobile Endgeräte gehören heute<br />

zum Standard, um zu jedem Zeitpunkt von jedem Ort aus auf<br />

Angebote, Informationen oder Dienste zum Beispiel zur Navigation<br />

zuzugreifen – wer liest denn heute noch eine Landkarte<br />

oder einen Stadtplan? Nicht zu vergessen ist auch die soziale<br />

Kontaktpflege über jegliche Distanz. 5G verspricht hier eine<br />

neue Leistungsfähigkeit und Verfügbarkeit.<br />

BAUER: Hinzu kommt, dass gerade im deutschen Markt die<br />

Versteigerung der Frequenzen an die Telekommunikationsunternehmen<br />

und die dort erzielten Preise großflächig medial<br />

begleitet wurden. Wer in der Tageszeitung liest, dass gerade ein<br />

regelrechtes Wettbieten mit Milliardenbeträgen stattfindet, entwickelt<br />

natürlich ein begründetes Interesse und fragt sich: „Was<br />

ist dabei für mich als Endanwender drin, warum werden hier<br />

solche Summen investiert?“<br />

Welche Erwartungen dürfen private<br />

Anwender denn haben?<br />

THOREN: Der häufigste Wunsch dürfte der nach einer höheren<br />

Datenrate sein. 5G kann im Download Übertragungsraten von<br />

bis zu 20 Gbit/s erreichen. Dadurch eröffnen sich beim Media-<br />

Streaming und der virtuellen, erweiterten Realität ganz neue<br />

Möglichkeiten und das auch an Hot-Spots mit vielen Nutzern<br />

gleichzeitig.<br />

BAUER: 5G gliedert sich in drei sogenannte „Service Modes“,<br />

anhand derer sich die Vorteile der neuen Technologie sehr gut<br />

erklären lassen. Die eben angesprochenen extrem hohen Datenübertragungsraten<br />

fallen unter den Begriff „eMBB“ – kurz<br />

für „enhanced Mobile Broadband“. Die Effekte der beiden<br />

anderen Service Modes, uRLLC und mMTC, sind für den<br />

Endanwender vielleicht nicht so direkt erlebbar wie eMBB,<br />

werden seinen Alltag aber mittelbar ebenfalls beeinflussen.<br />

RAUSCHER: „uRLLC“ bzw. „Ultra Reliable Low Latency Communication“<br />

beschreibt die Hochverfügbarkeit von 5G, die<br />

gerade für sicherheitskritische Anwendungen im Bereich der<br />

Prozessindustrie relevant ist. „mMTC“ bezeichnet hingegen<br />

die sogenannte „massive Machine Type Communication“, also<br />

die feinmaschige Kommunikation von Maschinen bzw. deren<br />

Komponenten über enorm viele Verbindungen auf engem<br />

56 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


IM DIALOG<br />

in diesem Kontext mehr um einen Kommunikations- als einen<br />

bloßen Mobilfunkstandard.<br />

RAUSCHER: Die aktuell gängigen Mobilfunkstandards sind für<br />

Industrieanwendungen nur mittelfristig eine Lösung. Das häufig<br />

verwendete GSM verbraucht beispielsweise beim Herstellen der<br />

Verbindung mehr Energie als beim Senden der eigentlichen<br />

Daten. Das zieht besondere Herausforderungen für die Stromversorgung<br />

eines batteriebetriebenen Sensors nach sich. Mit 5G<br />

werden wir bei Pepperl+Fuchs künftig einen ganz anderen<br />

Spielraum haben, funkbasierte Sensorlösungen zu entwickeln,<br />

die mit geringen Zykluszeiten Daten via Mobilfunknetzwerk<br />

übertragen.<br />

Ist diese Entwicklung Richtung Industrieanwendung<br />

ein Selbstläufer?<br />

RAUSCHER: Dass sich 5G in diese Richtung entwickelt hat, ist<br />

kein Zufall, sondern das Ergebnis des erfolgreichen Zusammenschlusses<br />

vieler Parteien. Wie kein Mobilfunkstandard zuvor<br />

Raum – etwa im Gefüge einer hochautomatisierten Fabrik. Der<br />

Endanwender kommt bei diesen beiden Service Modes also<br />

eher mit den industriellen Erzeugnissen als mit dem Mobilfunkstandard<br />

5G in Kontakt.<br />

Wie ist dieser starke Fokus auf die Industrie historisch<br />

einzuordnen? Bruch oder logische Entwicklung?<br />

THOREN: Betrachtet man die Entwicklung der Mobilfunkstandards<br />

seit Anfang der 80er-Jahre, stellt man fest, dass wir jetzt<br />

den nächsten Schritt einer Evolution in einer zunehmend digitalisierten<br />

Welt sehen: 1G-Netzwerke dienten ausschließlich der<br />

analogen Sprachübertragung, 2G konnte zusätzlich bereits SMS<br />

und MMS übertragen. Mit 3G kamen Videoübertragung und das<br />

mobile Internet hinzu, 4G ergänzte dies um Echtzeit-Audio und<br />

HDTV. 5G bietet die Erweiterungen, die die Digitalisierung in<br />

der Industrie vorantreiben werden.<br />

BAUER: Die genannten Standards vernetzten die Menschen. 5G<br />

hingegen wird erstmals die Maschinen im großen Umfang miteinander<br />

vernetzen – im Auftrag des Menschen. Das Stichwort<br />

hier lautet M2M, also „Machine to Machine Communication“.<br />

Die Einführung von 5G kann also auch als ein revolutionärer<br />

Schritt in der Evolution der Funknetzwerke im industriellen<br />

Umfeld betrachtet werden. Es handelt sich dabei insbesondere<br />

DIE AKTUELL GÄNGIGEN<br />

MOBILFUNKSTANDARDS SIND FÜR<br />

INDUSTRIEANWENDUNGEN NUR<br />

MITTELFRISTIG EINE LÖSUNG. MIT 5G<br />

WERDEN WIR KÜNFTIG EINEN GANZ<br />

ANDEREN SPIELRAUM HABEN,<br />

BEISPIELWEISE UM FUNKBASIERTE<br />

SENSORLÖSUNGEN ZU ENTWICKELN,<br />

DIE MIT GERINGEN ZYKLUSZEITEN DATEN<br />

VIA MOBILFUNKNETZWERK ÜBERTRAGEN.<br />

Benedikt Rauscher, Manager Globale IoT-Projekte beim<br />

Sensorikspezialisten Pepperl+Fuchs in Mannheim<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 57


IM DIALOG<br />

Die Einführung des neuen Mobilfunkstandards 5G nimmt Fahrt auf<br />

und einige Anbieter wie Telekom, Vodafone, Telefónica und 1&1<br />

beginnen mit dem Aufbau der Infrastruktur<br />

wird 5G durch die Anforderungen von Unternehmen aus dem<br />

Bereich Operation Technology (OT) geprägt, zu denen ja auch<br />

Trumpf, Endress+Hauser und Pepperl+Fuchs zählen.<br />

BAUER: In der Vergangenheit musste die MSR-Technik auf die<br />

spezifischen Eigenarten des jeweiligen Mobilfunkstandards hin<br />

angepasst werden bzw. war grundsätzlich kabelgebunden. Nur<br />

so war eine durchgängige Kommunikation möglich. Bei 5G wandelt<br />

sich dieses Verhältnis. Beide Seiten, also die OT-Hersteller,<br />

und die Informations- und Kommunikationstechnikbranche<br />

(ICT), zu der Chip-Hersteller und Netzwerkanbieter wie Intel,<br />

Qualcomm, Telekom oder Vodafone gehören, stimmen sich seit<br />

Beginn der Entwicklung sehr eng miteinander ab. Nur ein möglichst<br />

harmonisierter Standard nutzt auch allen Anwendern.<br />

THOREN: Aus unserer Sicht ist es kein Selbstläufer, da aus der<br />

Industrie zum Beispiel deutlich höhere Anforderungen an<br />

Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Netze gestellt werden.<br />

Hierzu ist ein Dialog zwischen Vertretern der operativen Technologien<br />

und der Informations- und Telekommunikationstechnologien<br />

notwendig, um zu gemeinsamen Lösungen zu<br />

kommen. Dieser Dialog findet maßgeblich in der 5G Alliance<br />

for Connected Industries and Automation statt, kurz 5G-ACIA.<br />

Sie ist die Erweiterung einer bereits 2017 im ZVEI gegründeten<br />

Task Force zum Thema 5G und vereint Schlüsselspieler<br />

aus beiden Industrien, aber auch Mitglieder aus der Hochschullandschaft<br />

und anderen Verbänden. Die 5G-ACIA sieht<br />

sich als eine Ergänzung zu den bereits existierenden Standardisierungsgremien<br />

und Verbänden, wie der 3GPP und der<br />

NGMN Alliance, und bringt sich dort entsprechend im Interesse<br />

eines industriell ausgerichteten 5G-Standards ein.<br />

Mit welcher Zielsetzung engagiert sich Ihr<br />

jeweiliges Unternehmen?<br />

DURCH DIE HOHEN ÜBERTRAGUNGSRATEN<br />

IM DOWNLOAD VON BIS ZU 20 GBIT/S<br />

ERÖFFNEN SICH IN DER VIRTUELLEN,<br />

ERWEITERTEN REALITÄT GANZ NEUE<br />

MÖGLICHKEITEN UND DAS AUCH AN HOT-<br />

SPOTS MIT VIELEN NUTZERN GLEICHZEITIG.<br />

Dr. Werner Thoren, Technology Manager vom globalen Anbieter<br />

für Prozessautomatisierung Endress+Hauser in Rheinach<br />

RAUSCHER: Für Pepperl+Fuchs ist das Thema aus mehreren<br />

Perspektiven interessant. Zunächst sehen wir uns als ein innovatives<br />

und neugieriges Unternehmen – das ist Teil unserer<br />

„DNA“. Wir gestalten die Zukunft von Industrie 4.0 aktiv durch<br />

unsere Arbeit in diversen Verbänden mit und sind von Beginn<br />

an dabei, wenn neue Standards definiert werden. IO-Link,<br />

ASi 5 oder der Advanced Physical Layer (APL) sind zum Beispiel<br />

Themen, bei denen wir ebenfalls intensiv involviert sind.<br />

Gleichzeitig sehen wir natürlich neue Umsatzpotenziale, die<br />

durch den massiven Einsatz von verteilter 5G-gestützter<br />

Funksensorik erschlossen werden können. Hierdurch wird<br />

ein umfassendes Abbild der physikalischen Welt und damit<br />

für unsere Kunden eine bessere Planung und Steuerung der<br />

verschiedensten Produktionsabläufe möglich. Ich würde also<br />

von einer gesunden Mischung aus Forscher- und Unternehmergeist<br />

sprechen.<br />

THOREN: Als die „People for Process Automation” haben wir<br />

ständig ein Ohr bei unseren Kunden, um zu erkennen, was<br />

ihnen heute und in Zukunft helfen wird, ihre Produktion zu<br />

optimieren, die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen und den<br />

sicheren Betrieb der Anlagen zu gewährleisten. Hier zeichnet<br />

sich ein Trend zu mehr Sensorik und vermehrter Nutzung bereits<br />

vorhandener Daten ab, was auch von der Namur, einer<br />

bedeutenden Nutzerorganisation der Prozessindustrie, mit der<br />

Namur Open Architecture vorangetrieben wird. Insbesondere<br />

die nicht-öffentlichen 5G-Netzwerke mit definierter „Quality of<br />

Service“ bieten die erforderliche Flexibilität und Zuverlässigkeit<br />

hierfür in den oft weit verteilten Anlagen unserer Kunden. Unser<br />

58 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


IM DIALOG<br />

Ziel ist es, zusammen mit unseren Kunden das Potenzial der<br />

Technologie auszuschöpfen und für eine geeignete Standardisierung<br />

zu sorgen.<br />

BAUER: Trumpf war bereits von Beginn an bei Themen wie der<br />

vernetzten Produktion oder Industrie 4.0 aktiv involviert. Also<br />

ist es nur logisch, auch die entsprechenden Technologien, welche<br />

diesen Wandel in der Produktion erlauben, früh zu begleiten<br />

und mitzugestalten. 5G bietet hier das große Potenzial, die<br />

entscheidende Enabler-Technologie für die Datenkommunikation<br />

in der Produktion zu sein und die sich bietenden Mehrwerte<br />

sind sehr vielfältig – sei es Komplexitätsreduktion von<br />

bestehenden Lösungen, Retrofitting von Brownfield-Umgebungen<br />

oder auch die Entwicklung ganz neuer Anwendungen<br />

mit deutlich gesteigerter Flexibilität aufgrund der schnellen<br />

drahtlosen Kommunikation. Um in diesem Umfeld Erfolg zu<br />

haben, muss 5G aber den Anforderungen einer industriellen<br />

Datenkommunikation genügen. Aus diesem Grund ist Trumpf,<br />

genau wie Endress+Hauser und Pepperl+Fuchs, Mitglied der<br />

5G-ACIA, um dort in enger Abstimmung mit weltweit führenden<br />

ICT-Unternehmen den Standard 5G im Sinne der industriellen<br />

Anforderungen mitzugestalten.<br />

Gibt es bereits Entwicklungspläne oder Anwendungsszenarien<br />

in Ihren Unternehmen?<br />

BEI 5G HANDELT ES SICH INSBESONDERE<br />

IM <strong>INDUSTRIELLE</strong>N UMFELD MEHR UM<br />

EINEN KOMMUNIKATIONS- ALS EINEN<br />

REINEN MOBILFUNKSTANDARD. HIERMIT<br />

LASSEN SICH ERSTMALS MASCHINEN IM<br />

GROSSEN UMFANG MITEINANDER<br />

VERNETZEN – IM AUFTRAG DES MENSCHEN.<br />

Dr.-Ing. Christian Bauer, Lead Developer 5G beim<br />

Maschinenbauer Trumpf in Ditzingen<br />

THOREN: Von Beginn der digitalen Kommunikation an lassen<br />

sich die Endress+Hauser Feldgeräte durch die Unterstützung<br />

offener Standards nahtlos in die Systeme unserer Kunden integrieren.<br />

Auch bei der drahtlosen Kommunikation waren wir mit<br />

WirelessHart-Produkten zusammen mit Pepperl+Fuchs einer<br />

der ersten Anbieter im Markt. Für die Bedienung und Parametrisierung<br />

von Feldgeräten, aber auch zum Auslesen von Daten mit<br />

mobilen Geräten, nutzen wir heute Bluetooth. Tradition hat<br />

auch die Mobilfunkkommunikation im Bereich verteilter Messstellen<br />

in der Logistik und in Versorgungsnetzwerken. Neu ist<br />

hier ein einfaches, autonomes Füllstandmessgerät, das sich über<br />

den Standard NB-IoT per Knopfdruck in die Endress+Hauser<br />

Cloud-Lösung „Netilion“ integriert und Informationen liefert –<br />

eine echte IIoT-Lösung, getrieben von Kundenanwendungen.<br />

Mit 5G werden wir in Zukunft mehr solcher Anwendungen noch<br />

besser bedienen können.<br />

BAUER: Die Standardisierung von 5G ist ein längerer Prozess,<br />

bei dem durch die 3GPP (die Standardisierungsorganisation für<br />

Mobilfunk) in mehreren Release-Zyklen jeweils einzelne Aspekte<br />

des neuen Standards spezifiziert werden. Wir bei Trumpf<br />

verfolgen diese Thematik natürlich genau, gestalten in der 5G-<br />

ACIA aktiv mit und sind auch bereits heute in verschiedenen<br />

Forschungs- und Förderprojekten zur Thematik engagiert. Wichtig<br />

ist hier für uns vor allem, früh das notwendige Wissen aufzubauen,<br />

um bei Verfügbarkeit entsprechender Technologien und<br />

Hardware diese direkt nutzen zu können.<br />

RAUSCHER: Wie ich vorhin schon anklingen ließ, beschäftigen<br />

wir uns bei Pepperl+Fuchs seit längerer Zeit mit funkbasierter<br />

Sensorik. Dazu zählen zum Beispiel batteriebetriebene Ultraschallsensoren,<br />

die Füllstände über Funktechnologien übertragen.<br />

Mit 5G liegt hier für die Zukunft noch eine Menge an Potenzial,<br />

das wir erschließen können. Auch im Geschäftsbereich<br />

Prozessautomation verfolgt man die Entwicklung von 5G sehr<br />

aufmerksam. Wir bieten schon heute ein umfassendes Portfolio<br />

industrietauglicher und explosionsgeschützter Mobilgeräte.<br />

Dank der Datenübertragungsraten von 5G könnte der Service-<br />

Techniker im Feld Wartungsanweisungen zu einer Komponente<br />

zukünftig ultrahochaufgelöst und verzögerungsarm in einer<br />

Augmented-Reality-App auf seinem Ex-Smartphone einsehen.<br />

Zudem erwägen wir gerade, uns am Stammsitz in Mannheim<br />

einen eigenen Frequenzbereich einzurichten, um noch tiefer in<br />

die Materie vorzudringen und neue Applikationsszenarien erproben<br />

zu können.<br />

Bilder: 01 Pepperl+Fuchs, 02 Endress+Hauser, 03 Trumpf<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

AUTOR<br />

Nicolas Pöllmann, Pepperl+Fuchs, Mannheim<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 59


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

SICHERE AUTOMATISIERUNGSNETZWERKE<br />

IP-ADRESSEN:<br />

WENIGER IST MEHR<br />

Automatisierung in der Lebensmittelindustrie ist auch<br />

für Greenland Seafood, einen der größten Produzenten für<br />

Fischprodukte in Europa, ein großes Thema. Das Unternehmen<br />

stand jedoch vor einem alltäglichen Problem: Die IP-Adressen<br />

im Produktionsnetzwerk drohten knapp zu werden. Um dies<br />

zu beheben, musste eine ebenso sichere wie unkomplizierte<br />

Lösung gefunden werden.<br />

Vom klassischen Fischstäbchen bis hin zur fangfrisch gefrosteten<br />

Garnele: An zehn Hightech-Produktionslinien<br />

und mit mehr als 400 Mitarbeitern produziert die<br />

Greenland Seafood Wilhelmshaven GmbH, ein Tochterunternehmen<br />

der Alisa International GmbH, in ihrem Werk am<br />

Jadebusen 1,3 Mio. Fisch-Mahlzeiten – pro Tag.<br />

Automatisierung spielt angesichts dieser Mengen selbstverständlich<br />

eine zentrale Rolle. Deshalb haben sich die Verantwortlichen<br />

schon vor einigen Jahren auf den Weg in Richtung Industrie<br />

4.0 gemacht. Neben der verstärkten Erfassung und Nutzung<br />

von Daten aus dem Produktionsnetz bringt dieser Prozess auch<br />

eine zunehmende Ethernet-Vernetzung von Maschinen und<br />

Komponenten mit sich.<br />

ANZAHL AN IP-ADRESSEN BEGRENZT<br />

Bei allen Vorteilen bedeutet eine solche Fülle an vernetzten Einzelelementen<br />

jedoch auch: Im übergeordneten Produktionsnetzwerk<br />

werden irgendwann die IP-Adressen knapp. Joachim<br />

Gerken, tätig im Bereich Automatisierungstechnik bei der<br />

Greenland Seafood Europe GmbH am Standort Wilhelmshaven,<br />

macht dazu folgende Rechnung auf: „Zum Beispiel die Produktionslinie<br />

für Fischstäbchen hat allein sieben oder acht Frequenzumrichter,<br />

dazu kommen zahlreiche weitere Komponenten. Hat<br />

jede eine eigene IP-Adresse, sind pro Linie gleich 20 bis 30 Adressen<br />

weg. Bei zehn Linien wären es dann schon 300“, rechnet<br />

Gerken vor.<br />

Und das Produktionsnetz ist nur für maximal 255 IP-Adressen<br />

ausgelegt. Eine komplette Umstellung bzw. Erweiterung des Produktionsnetzes<br />

wäre jedoch sehr aufwändig gewesen. Schnell<br />

war deshalb klar, dass eine andere Alternative benötigt wird.<br />

ZU EINEM MASCHINENNETZ ZUSAMMENGEFASST<br />

Unterstützt von dem unabhängigen Antriebs- und Steuerungsspezialisten<br />

Schultz+Erbse GmbH fand sich schließlich eine<br />

praktikable und zukunftssichere Lösung: Die Komponenten einer<br />

Maschine bzw. einer kompletten Linie werden zu einem Maschinennetz<br />

zusammengefasst und über eine einzige IP-Adresse in das<br />

Produktionsnetzwerk eingebunden. Das Maschinennetz arbeitet<br />

dabei als LAN (Local Area Network), das Produktions- bzw.<br />

Firmennetzwerk als WAN (Wide Area Network). Um die Schnittstelle<br />

zwischen beiden sicher zu realisieren, war in der Vergangenheit<br />

allerdings nur der Umweg über komplexe und dementsprechend<br />

kostenintensive Firewall-Lösungen möglich.<br />

Seit 2015 bietet jedoch das Industrial NAT Gateway/Firewall<br />

Wall IE von Helmholz eine unkomplizierte Alternative für diese<br />

Aufgabenstellung: Sie schützt beide Netze, indem sie genau regelt,<br />

welcher Teilnehmer mit welchem Gerät Daten austauschen darf.<br />

Die Vorgaben können anwenderspezifisch definiert werden. Die<br />

Voraussetzung dafür schafft eine Paketfilter-Funktionalität.<br />

In der Konsequenz bedeutet das: „Wir sparen sehr viele IP-<br />

Adressen“, bringt Gerken diesen Vorteil auf den Punkt. Denn pro<br />

Linie sind mithilfe der neuartigen Firewall nur noch höchstens<br />

drei IP-Adressen im Produktionsnetzwerk belegt: für die CPU, für<br />

das Bedienfeld (HMI) und für die Wall IE, hinter der das komplette<br />

Maschinennetzwerk liegt. Wenn CPU und HMI über eine gemeinsame<br />

Adresse laufen, sind es sogar nur zwei.<br />

60 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


You CAN get it...<br />

Hardware und Software<br />

für CAN-Bus-Anwendungen…<br />

Pro Tag werden am Standort Wilhelmshaven<br />

auf zehn Hightech-Linien 1,3 Millionen<br />

Fischmahlzeiten hergestellt (oben), das Industrial<br />

NAT Gateway/Firewall - Helmholz (links)<br />

PCAN-MicroMod FD DR<br />

CANopen Digital 1<br />

Digital-I/O-Modul mit CANopen- und<br />

CANopen-FD-Anbindung für industrielle<br />

Anwendungen 8 Ausgänge mit High-<br />

Side-Schaltern 8 SPS-konforme Eingänge<br />

SICHER VOR UNBEFUGTEN ZUGRIFFEN<br />

Als zusätzliche Besonderheit kann die Wall IE sowohl im NAT-Betriebsmodus als<br />

auch als Bridge eingesetzt werden. Im Bridge-Betriebsmodus agiert sie als Layer 2<br />

Switch. Im Gegensatz zu normalen Switches ist jedoch auch in dieser Betriebsart eine<br />

Paketfilterung möglich. Mit dem Paketfilter lässt sich der Zugriff zwischen dem<br />

Produktionsnetzwerk und der jeweiligen Maschine bzw. Linie einschränken. Zum<br />

Beispiel kann konfiguriert werden, dass nur bestimmte Teilnehmer aus dem Produktionsnetzwerk<br />

mit definierten Teilnehmern aus der Automatisierungszelle Daten austauschen<br />

dürfen. Andernfalls wird das Datenpaket zurückgewiesen bzw. verworfen.<br />

Für Praktiker Gerken und seine Kollegen heißt das: „Wir können genau bestimmen,<br />

in welchem Umfang jemand von außen Zugriff auf das Maschinennetzwerk<br />

erhält und das durch einen einfachen Click im System.“ Dadurch erhöht sich zum<br />

einen die Cybersecurity, denn für das Maschinennetzwerk besteht damit ein weiterer<br />

Schutz über die Firewall des Produktionsnetzes hinaus. Zum anderen bietet diese<br />

Funktion auch ganz praktische Vorteile, z. B. bei Fehlerbehandlung und (vorbeugender)<br />

Wartung. Mit einer entsprechenden Zugriffsberechtigung kann auch der<br />

Hersteller der Maschinen sicher – und kostengünstig – auf einzelne oder alle Bereiche<br />

des Maschinennetzwerks zugreifen.<br />

ZUKUNFTSFÄHIG AUTOMATISIERT<br />

UNTERNEHMEN<br />

Helmholz GmbH & Co. KG, Hannberger Weg 2<br />

91091 Großenseebach, Tel.: +49 9135 7380-0<br />

E-Mail: info@helmholz.de<br />

AUTOR<br />

Fabian Slowakiewicz, Produktmanager,<br />

Helmholz GmbH & Co. KG<br />

Inzwischen setzt Greenland Seafood schon seit rund vier Jahren auf das Industrial<br />

NAT Gateway/Firewall von Helmholz. Das norddeutsche Unternehmen gehört damit<br />

zu den ersten Anwendern der damals neuen Technologie überhaupt. Seitdem<br />

hat sich das System vielfach bewährt, auch in der Bedienung, wie Gerken berichtet.<br />

„Man muss definitiv kein Programmierer sein, um die Wall IE im Betriebsalltag zu<br />

nutzen. Und bei Fragen haben wir auch immer gute Unterstützung durch Helmholz.“<br />

Und auch noch einen weiteren Schritt in Richtung Automatisierung haben Joachim<br />

Gerken und seine Kollegen<br />

bereits im Blick: Aktuell prüfen<br />

sie den Einsatz von Rex<br />

100 Industrieroutern, mit denen<br />

Helmholz den sicheren<br />

Fernzugriff direkt auf SPSen<br />

ermöglicht.<br />

Bilder: Aufmacher CoreDesgin –<br />

stock.adobe.com, Einklinker<br />

Helmholz, sonstige Greenland<br />

Seafood<br />

www.helmholz.de<br />

Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.<br />

Optional<br />

mit Ethernet<br />

PCAN-Router Pro FD<br />

Frei programmierbarer 6-Kanal-<br />

Router und Datenlogger für CAN FD<br />

und CAN 2.0. Auslieferung mit einsatzbereiter<br />

Datenlogger-Firmware<br />

und Entwicklungspaket.<br />

PCAN-PCI Express FD<br />

CAN-FD-Interface für PCI Express.<br />

Erhältlich als Ein-, Zwei- und<br />

Vierkanalkarte inkl. Software, APIs<br />

und Treiber für Windows und Linux.<br />

www.peak-system.com<br />

Otto-Röhm-Str. 69<br />

64293 Darmstadt / Germany<br />

Tel.: +49 6151 8173-20<br />

Fax: +49 6151 8173-29<br />

info@peak-system.com


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

OFFEN FÜR ALLE GÄNGIGEN ETHERNET-NETZWERKE<br />

EIN REMOTE-I/O-SYSTEM<br />

DER NEUEN KLASSE<br />

Seitdem in der Automatisierung Bussysteme zum Einsatz kommen,<br />

stellen die Busteilnehmer eine essenzielle Komponente in der<br />

Kommunikation mit den im Feld verbauten Sensoren und Aktoren<br />

dar. Deshalb hat Phoenix Contact sein Portfolio an I/O-Systemen<br />

stetig weiterentwickelt und ergänzt.<br />

Als Busteilnehmer waren und sind I/O-Systeme schon immer<br />

ein wichtiger Bestandteil des Automatisierungsportfolios<br />

von Phoenix Contact. Beispielhaft sei das bereits<br />

1993 in den Markt eingeführte I/O-System Interbus ST<br />

für die Schaltschrankautomation genannt. Über einen langen<br />

Zeitraum wurde diese Lösung für unterschiedliche Automatisierungsaufgaben<br />

verwendet. Ihr Aufbau, der eine Busklemme<br />

zum Anschluss an das Interbus-Netzwerk (Fernbus) sowie<br />

weitere anreihbare I/O-Module umfasst, stand damals Pate für<br />

ein bis heute bewährtes Konzept. Interbus ST ist allerdings<br />

nur ein Beispiel für ein erfolgreiches I/O-System aus der<br />

Automations geschichte von Phoenix Contact. Ein Blick auf das<br />

aktuelle Angebot zeigt neben modernen I/O-Systemen ein<br />

breites Lösungsspektrum für zukunftsorientierte Automatisierungsaufgaben.<br />

PLCNEXT TECHNOLOGY– DAS ECOSYSTEM FÜR<br />

GRENZENLOSE AUTOMATISIERUNG<br />

Mit der PLCnext Technology stellt das Unternehmen ein offenes<br />

Ecosystem für heutige und zukünftige Automatisierungsanforderungen<br />

zur Verfügung, welches das Zusammenwachsen der Automatisierungsaufgaben<br />

mit den IIoT-Ansprüchen ermöglicht.<br />

Abgesehen von den Steuerungen der Produktfamilie PLCnext<br />

Control beinhaltet das Ecosystem die modulare Software-Plattform<br />

PLCnext Engineer, den digitalen Marktplatz PLCnext Store,<br />

die PLCnext Community für den Erfahrungsaustausch sowie die<br />

Option einer systemischen Cloud-Integration.<br />

Das Portfolio enthält neben modular erweiterbaren Axiocontrol-<br />

Steuerungen einen leistungsstarken Remote Field Controller (RFC).<br />

Bei dieser SPS handelt es sich um einen Profinet-Controller mit<br />

62 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

01 02<br />

01 Kompakte I/O-Station der Produktfamilie Axioline F<br />

ergänzt um Axioline Smart Elements<br />

02 Axioline E in der Maschine<br />

eingebauter Profisafe-Sicherheitssteuerung. Sie erweist sich als<br />

das Gerät mit der größten Performance. Der RFC kommt insbesondere<br />

in rechenintensiven Applikationen mit der sicherheitstechnischen<br />

Anforderungsstufe SIL 3 respektive PL e als Zentralsteuerung<br />

zum Einsatz. Optimiert im Zusammenspiel mit den<br />

SPSen der Produktfamilie PLCnext Control sowie in Kombination<br />

mit den Steuerungssystemen anderer Hersteller bietet Phoenix<br />

Contact verschiedene I/O-Systeme zur Realisierung der erforderlichen<br />

Automatisierungsaufgaben an.<br />

sungen vor. Hervorzuheben sind hier Genehmigungen für den<br />

maritimen und prozesstechnischen Einsatz. Aufgrund dieser Zulassungen<br />

und des umfangreichen Portfolios lassen sich Axioline<br />

F-Lösungen in nahezu jede Automatisierungslösung integrieren.<br />

SMARTE ELEMENTE – KOMPAKT UND FLEXIBEL<br />

Die Axioline Smart Elements zeichnen sich durch besondere<br />

Flexibilität und Modularität aus. Bei dieser Baureihe handelt es<br />

sich nicht um ein klassisches I/O-System, sondern um kompakte<br />

Module, die in einen entsprechenden Träger gesteckt werden.<br />

Als Modulträger wird eine sogenannte Backplane aus der Produktfamilie<br />

Axioline F verwendet, auf die sich vier oder sechs Smart<br />

DEZENTRALE AUTOMATISIERUNG ÜBER<br />

I/O-STATIONEN<br />

Wenn eine zentrale Steuerung verwendet wird, benötigt der Anwender<br />

für die Signalerfassung und - ausgabe weitere I/O-Komponenten<br />

zur Anbindung der im Feld installierten Sensoren und<br />

Aktoren. Soll das Automatisierungskonzept dezentral aufgebaut<br />

werden, beinhaltet das Leistungsspektrum von Phoenix Contact<br />

die nachfolgenden Remote-I/O-Systeme der Produktfamilie<br />

Axioline, die sich an die eigene Steuerungslösung sowie Steuerungen<br />

anderer Hersteller ankoppeln lassen, für unterschiedliche<br />

Anwendungsfälle:<br />

DER ALLESKÖNNER<br />

I/O Wireless<br />

Connection System<br />

Anbindung von externer (Safety)-E/A<br />

an Ihre Steuerung<br />

I/O-Ports<br />

Das I/O-System Axioline F ist durch ein breites Portfolio zur Zusammenstellung<br />

verschiedener Produktlösungen gekennzeichnet.<br />

Wegen der Unterstützung sämtlicher gängigen Ethernet-basierten<br />

Protokolle laufen I/O-Stationen auf Basis von Axioline F<br />

über einen Buskoppler an unterschiedlichen Steuerungen. Ihr<br />

blockmodulares Design sorgt für eine hohe Robustheit gegenüber<br />

mechanischen und elektromagnetischen Einflüssen. Das<br />

umfassende Standardportfolio mit allen notwendigen Funktionen<br />

wird durch zwei Besonderheiten ergänzt.<br />

Zum einen sind Buskoppler und I/O-Module für die Nutzung<br />

unter extremen Bedingungen erhältlich. Die sogenannten XC-<br />

Varianten lassen sich in Anwendungen mit Umgebungstemperaturen<br />

von - 40 bis + 70 °C betreiben. Darüber hinaus erlauben bestimmte<br />

I/O-Module die Anbindung von Hart-fähigen Geräten<br />

sowie Namur-Sensoren. Die Module stehen zusätzlich als eigensichere<br />

Variante zur Verfügung. Einige von ihnen können auch in<br />

der explosionsgefährdeten Zone 2 verbaut werden.<br />

Auf der anderen Seite liegen für viele Module spezifische Zulas-<br />

AdobeStock_RS-Studios<br />

ACD Antriebstechnik GmbH<br />

Engelberg 2 | 88480 Achstetten<br />

Telefon +49 7392 708-500<br />

info@acd-antriebstechnik.de<br />

www.acd-gruppe/antriebstechnik<br />

kabellos<br />

modular und skalierbar auf<br />

Funktionsumfang<br />

Funksystem zur Übertragung<br />

von Sicherheitssignalen, nach<br />

EN 13849-1 zertifiziert<br />

Signalbereitstellung via<br />

(Safety)-Feldbus oder I/O-Ports<br />

Nürnberg 23. - 25.11.<strong>2021</strong><br />

Halle 3 | Stand 376<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 63


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

Das I/O-Portfolio enthält unter anderem Module zum Ankoppeln<br />

von Namur-Sensoren sowie Hart-fähigen Geräten. Alle<br />

Axioline P-Komponenten sind für die Installation im explosionsgefährdeten<br />

Bereich in Zone 2 zugelassen und eignen sich<br />

daher für prozesstechnische Anwendungen. Signale dürfen aus<br />

den Zonen 0 und 1 an die I/O-Module angebunden werden.<br />

DIE VIELFÄLTIGEN<br />

KOMBINATIONSOPTIONEN AUS<br />

PLCNEXT CONTROLLERN UND<br />

I/O-MODULEN ERMÖGLICHEN DEN<br />

AUFBAU BEDARFSGERECHTER<br />

STEUERUNGSLÖSUNGEN.<br />

Stefan Kuhnert, Phoenix Contact Electronics<br />

Elements aufbringen lassen. Aus dieser Kombination ergibt sich<br />

eine variable und bedarfsorientierte I/O-Station. Als Trägermodul<br />

fungiert die Backplane als Lokalbusteilnehmer in einer<br />

Axioline F-Station (Bild 1).<br />

In dieser Form stellen die Axioline Smart Elements eine Erweiterung<br />

der Baureihe Axioline F dar. Die Besonderheit: Neben der<br />

individuellen I/O-Konfiguration und einfachen Handhabung<br />

kann der Anwender kompakte I/O-Stationen mit hoher Kanaldichte<br />

umsetzen, wie sie kleine Schaltschränke an Maschinenteilen<br />

erfordern. Auf einer Breite von lediglich 100 mm lässt sich<br />

zum Beispiel eine Axioline F-Station inklusive Buskoppler und<br />

Smart Elements aufbauen. Die Station könnte 32 digitale Eingänge,<br />

16 digitale Ausgänge, vier analoge Eingänge, vier analoge Ausgänge<br />

sowie vier IO-Link-Ports umfassen. Interessant für den<br />

Serien maschinenbau: Durch die Nutzung von Slot-Cover-Elementen<br />

lässt sich Platz für zukünftige I/O-Funktionen freihalten<br />

und später durch spezifische Axioline Smart Elements belegen.<br />

Der Anwender kann die I/O-Konfiguration somit bei gleichbleibender<br />

Stationsbreite an die Signalvielfalt eines Maschinenteils<br />

oder -typs anpassen.<br />

DAS HOCHVERFÜGBARE I/O-SYSTEM<br />

MIT ZWEI GESICHTERN<br />

Äußerlich ähnelt das I/O-System Axioline P der Baureihe Axioline<br />

F. Beide Lösungen unterscheiden sich jedoch teilweise in der<br />

Handhabung und Installation. So ist der Lokalbus von Axioline P<br />

anders konzipiert als derjenige von Axioline F: Bei Axioline P<br />

ermöglichen spezielle Bussockelmodule im Ethernet-basierten<br />

Lokalbus Hot-Swapping. Die Lokalbusmodule können also<br />

während des laufenden Betriebs getauscht werden, ohne dass<br />

die Station in Stopp wechseln muss. Als identisch erweist sich<br />

hin gegen der Anschluss der Peripherie an die I/O-Module: Beide<br />

Systeme verfügen über abnehmbare Stecker mit Push-in-<br />

Anschlusstechnik. Buskoppler für Profinet-Netzwerke unterstützen<br />

die Profinet-Systemredundanz S2 für eine ausfallsichere<br />

Kommunikation zwischen Steuerung und Buskoppler.<br />

DIE DEZENTRALE UND SCHALTSCHRANKLOSE<br />

VARIANTE<br />

Bei Axioline E handelt es sich um ein I/O-System in Blockbauweise<br />

für die schaltschanklose dezentrale Automation. Die Geräte sind<br />

an die aktuellen und zukünftigen Bedürfnisse der Feldinstallation<br />

angepasst und für den Einsatz in rauen Umgebungsbedingungen<br />

ausgelegt. Das Stand-Alone-Modul vereint Buskommunikation<br />

und I/O-Funktionalität in einem Gehäuse und stellt eine<br />

leistungsstarke L-kodierte Spannungsversorgung mit 2 × 16 A<br />

mittels M12-Anschlusstechnik zur Verfügung. Aufgrund des integrierten<br />

Zwei-Port-Switches und Power-Out-Anschlusses lassen<br />

sich mehrere Geräte selbst über längere Kabelstrecken in einer<br />

einfachen Linientopologie in der Anlage montieren. Die Anschlüsse<br />

auf dem Modul sind in einer M12-Duo-Kontur ausgeführt,<br />

was eine flexible Feldverdrahtung mit bewährten M12-<br />

Schraubsteckverbindern oder der neuen M12-Push/Pull-Schnellanschlusstechnik<br />

erlaubt (Bild 2).<br />

RUNDUM SICHER GELÖST<br />

Das umfassende Produktportfolio von Phoenix Contact umfasst<br />

Remote-I/O-Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die<br />

Baureihen Axioline F, P und E sowie die Axioline Smart Elements<br />

stellen in Kombination mit dem offenen Ecosystem PLCnext<br />

Technology oder an Steuerungen unterschiedlicher Hersteller<br />

eine zukunftssichere Lösung für fast alle Industriebereiche und<br />

Anwendungen zur Verfügung – und das aus einer Hand.<br />

Bilder: Phoenix Contact<br />

www.phoenixcontact.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />

Flachsmarktstraße 8<br />

32825 Blomberg<br />

Telefon +49 5235 - 5235 3-00<br />

AUTOR<br />

Stefan Kuhnert, Produktmarketing<br />

I/O-Systems, Phoenix Contact<br />

Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Intelligent automatisieren von der Komponente<br />

bis zum System: Mehr dazu unter<br />

phoenixcontact.com/remote-io<br />

64 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

Bild: Endress+Hauser<br />

NUTZEN SIE DIE VORTEILE JETZT AUCH IN VERFAHRENSTECHNISCHEN ANLAGEN<br />

ETHERNET KOMMT AN<br />

Mit der neuen Kommunikationstechnologie<br />

Ethernet-APL hat die Prozessindustrie auf ihrer<br />

Suche nach höherer Effizienz einen starken<br />

Partner gefunden. Welche Vorteile sie in der<br />

Praxis bietet, lesen Sie hier.<br />

le Datenübertragung vereinfachen und beschleunigen die Inbetriebnahme<br />

einer Anlage, die Ethernet-Kommunikation über das<br />

2-Leiter-Feldbuskabel ist stabil. „Bereits vor zehn Jahren haben<br />

wir ein Durchflussmessgerät mit Ethernet-Konnektivität auf den<br />

Markt gebracht und seitdem das Angebot Schritt für Schritt erweitert“,<br />

blickt Spielmann zurück.<br />

www.endress.com<br />

Seit vielen Jahren sind Feldgeräte in der Verfahrenstechnik<br />

in der Lage, nicht nur ihre eigentliche Messaufgabe zu erfüllen,<br />

sondern auch weitergehende Informationen zu<br />

liefern. Theoretisch wird so die installierte Basis transparent<br />

und detaillierte Geräte-Diagnoseinformationen stehen zur<br />

Verfügung. Allerdings lässt sich dieser Mehrwert mit den momentan<br />

eingesetzten Technologien nur bedingt realisieren. Beispielsweise<br />

ist die 4…20 mA-Analogtechnik zur Prozesssteuerung<br />

geeignet, nicht aber für weiteren Datenzugriff. Das zusätzliche<br />

Hart-Protokoll, das meistens nur für die Konfiguration der Geräte<br />

genutzt wird, ist für einen umfangreichen Datenzugriff schlicht<br />

zu langsam. Die seit vielen Jahren bekannte Feldbustechnologie<br />

hat dies zwar verbessert, ist aber ebenfalls noch recht langsam.<br />

Der Blick in andere Bereiche zeigt, dass die Datenübertragung<br />

via Ethernet nicht nur in der Büroumgebung, sondern auch im<br />

industriellen Einsatz zum Standard geworden ist. Die Hauptvorteile<br />

liegen in der hohen Geschwindigkeit und der nahtlosen Integration<br />

in IT-Systeme. „Lediglich im Feld der Prozessindustrie<br />

haben die Ethernet-Spezifikationen bislang die Erwartungen der<br />

Betreiber nicht erfüllt“, sagt Benedikt Spielmann, Marketing Manager<br />

Industrial Communication bei Endress+Hauser. Vor einigen<br />

Jahren haben sich daher namhafte Hersteller und Nutzerorganisationen<br />

zusammengetan, um die bekannten Nachteile aus<br />

der Welt zu schaffen.<br />

Die Arbeit an den Spezifikationen ist mittlerweile abgeschlossen,<br />

sodass die Technologie Mitte des Jahres <strong>2021</strong> vorgestellt.<br />

werden konnte. Zu den Vorteilen von Ethernet-APL zählen u. a.:<br />

Steckverbinder und verschiedenen Topologien ermöglichen eine<br />

einfache und flexible Installation, der Fernzugriff und die schnel-<br />

UNTERNEHMEN<br />

Endress+Hauser AG<br />

Kägenstrasse 2, CH-4153 Reinach BLz<br />

AUTOR<br />

Frank Jablonski, freier Redakteur,<br />

mylk+honey, für Endress+Hauser<br />

Zeigt Ihnen, worauf es ankommt.<br />

Alle Informationen zu den<br />

Anzeigesystemen unter<br />

www.microsyst.de


DENKANSTOSS<br />

DIE HYBRID-CLOUD –<br />

EIN ECHTER<br />

„ALLESKÖNNER“?<br />

Cloud-Dienste sparen eigene IT-Ressourcen,<br />

erlauben den orts- und zeitunabhängigen<br />

Zugriff auf Unternehmensdaten und<br />

sind nahezu wartungsfrei. Doch durch die<br />

Aus lagerung der IT-Infrastruktur können<br />

Datenwolken auch unübersichtlich werden.<br />

Private, Public oder hybride Cloud? Worauf<br />

kommt es an und was sollten Sie beachten?<br />

Ulrich Meine bringt Licht ins Dunkle.<br />

Für die meisten Unternehmen ist Cloud-Computing längst<br />

zum Alltag geworden. Nicht ohne Grund, denn der unkomplizierte<br />

und kostengünstige Bezug aktueller Softwarelösungen,<br />

vorgefertigter Services und neuester Technologien<br />

aus „der Wolke“ wird immer mehr zu einem bestimmenden<br />

Erfolgsfaktor bei der Realisierung der eigenen IT-Gesamtstrategie.<br />

Trotz der Vorteile und ihrer schnellen Umsetzbarkeit insbesondere<br />

durch Lösungspakete aus Public Clouds gibt es für<br />

Unternehmen allerdings nach wie vor gute Gründe, zumindest<br />

Teilaspekte ihrer IT-Landschaft über das eigene Rechenzentrum<br />

(On-Premise) oder in einer privaten Cloud eines Service-Anbieters<br />

zu betreiben.<br />

DAS BESTE AUS ZWEI WELTEN<br />

Dieser Wunsch, an der eigenen Infrastruktur festzuhalten (etwa<br />

aus Gründen des Schutzes sensibler Daten oder bei produktionsnahen<br />

Systemen) und trotzdem nicht auf die neuen Softwarelösungen<br />

und Anwendungsfelder aus der Public Cloud verzichten<br />

zu wollen, ist aus meiner Erfahrung einer der Hauptgründe, wieso<br />

viele Unternehmen sich in der Praxis für eine Hybrid-Cloud-<br />

ULRICH MEINE<br />

Dipl.-Wirtsch.-Inf., Director Portfolio Management, Bereich<br />

Global Managed Services, NTT DATA Business Solutions AG<br />

Lösung entscheiden. Und macht man alles richtig, ist diese Variante<br />

in der Tat ein echter „Alleskönner“. Die Hybrid-Cloud birgt<br />

nämlich das große Potenzial, weitreichende Kontrolle und Sicherheit<br />

mit bedarfsgerechter Skalierbarkeit sowie innovativen<br />

Softwarefunktionen auf effiziente Weise zu verbinden. Unternehmen<br />

mit besonders hohen Datenschutzauflagen können dabei<br />

ihre geschäftskritischen oder sicherheitsrelevanten Workloads<br />

auch weiterhin On-Premise oder in der Private Cloud verarbeiten.<br />

Dies bietet im Gegensatz zur Public Cloud ein hohes Maß an<br />

Eigenkontrolle, indem sich IT-Governance und Compliance-<br />

Anforderungen genauestens kontrollieren und individuell umsetzen<br />

lassen. Weniger kritische Workloads werden guten Gewissens<br />

samt der damit verbundenen Effizienzvorteile in die Public<br />

Cloud verlagert. Wo Applikationen es zulassen, lassen sich durch<br />

die flexiblen Kapazitäten der Public Cloud kurzfristig auftretende<br />

Lastspitzen erfolgreich abfangen. Bestimmte Komponenten können<br />

zu bestimmten Zeiten abgeschaltet oder von vornherein<br />

kleiner gestaltet und dynamisch implementiert werden, sodass<br />

sie sich bei höherem Bedarf automatisch ausdehnen. Bezahlt<br />

wird im Rahmen des Pay-as-you-go-Prinzips nur das, was tatsächlich<br />

auch genutzt wird.<br />

Auf der Applikationsebene zeichnet sich allerdings bereits<br />

teilweise eine Entwicklung ab, bei der attraktive Alternativen zu<br />

angebotenen SaaS-Lösungen schon nicht mehr existieren. Hier<br />

muss sich das Unternehmen entscheiden, ob es das SaaS-Servicemodell<br />

akzeptiert – oder sogar bevorzugt – oder sich mit einer<br />

eventuell funktional schlechteren Alternativ-Software zufriedengibt,<br />

die sich dafür aber in eigener Kontrolle betreiben lässt.<br />

HYBRIDE CLOUDS ERFORDERN KONZEPTE<br />

Die genannten Potenziale lassen sich dann in echten Mehrwerten<br />

realisieren, wenn in einer Hybrid-Cloud die On-Premise-Software<br />

66 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


DENKANSTOSS<br />

nahtlos mit der Software in der Public Cloud zusammenarbeitet.<br />

Um Hybrid-Cloud-Lösungen zu einem echten Effizienz- und Innovationstreiber<br />

zu entwickeln, muss zwingend die Interoperabilität<br />

sowie die Integrationsfähigkeit von Anwendungen in der<br />

Cloud-Struktur systematisch bewertet werden. Wenn Datenstrukturen<br />

verschiedener Anwendungen nicht zueinander passen,<br />

Schnittstellen nicht einfach und stabil ineinandergreifen oder<br />

nach Updates oder Störungen aufwendige Resynchronisierungen<br />

DIE HYBRID-CLOUD BIETET<br />

EINE BEDARFS GERECHTE UND<br />

FLEXIBLE SKALIERBARKEIT<br />

erforderlich sind, ist Potenzial verschenkt. Verteilte IaaS-, PaaSund<br />

SaaS-Lösungen setzen deshalb ein sorgfältiges Design der<br />

Applikations-Landschaft mit entsprechendem Schnittstellen-<br />

Konzept und -Management voraus.<br />

Auf dieser geschaffenen Basis lässt sich eine nahtlose Einbindung<br />

der unterschiedlichen Softwarekomponenten gezielt umsetzen<br />

und auch die Vernetzung der hybriden Infrastrukturen nachhaltig<br />

weiterentwickeln. Ein konsistentes Cloud Management hilft<br />

dabei, die Komplexität verschiedener Clouds zu reduzieren und<br />

die tägliche Arbeit mit ihnen stark zu vereinfachen. Hierzu gibt es<br />

Cloud-Management-Plattformen (CMP), mit denen sich verschiedene<br />

Clouds über ein Dashboard zusammenfügen und<br />

auf übersichtliche Weise darstellen und administrieren lassen.<br />

Gleichzeitig helfen auf dieser Ebene Automatisierungsfunktionalitäten<br />

dabei, die Cloud-Landschaft zu optimieren und dadurch<br />

echte Mehrwerte zu liefern.<br />

Bild: NTT DATA Business Solutions AG<br />

www.nttdata-solutions.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

NTT DATA Business Solutions Inc.<br />

10856 Reed Hartman Highway<br />

Cincinnati, OH 45242<br />

DER AUTOR<br />

Ulrich Meine verantwortet als Director<br />

Portfolio Management das Produktportfolio<br />

im Bereich Global Managed Services bei<br />

der NTT DATA Business Solutions AG. Der<br />

Diplom-Wirtschaftsinformatiker beschäftigt<br />

sich seit über zwanzig Jahren mit dem<br />

Management von SAP-Systemen und<br />

begleitet die vielfältigen Aspekte von<br />

Private und Public Cloud seit ihrer Entstehung.<br />

In diesem Zusammenhang hat er<br />

bereits zahlreiche Projekte national und<br />

international umgesetzt.<br />

Neue Generation<br />

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SICHERHEITSZUHALTUNGEN UND -SENSOREN<br />

MASCHINENSICHERHEIT<br />

IM KOMPAKTFORMAT<br />

Bei der Stellungsüberwachung von<br />

Schutztüren gibt es verschiedene<br />

Möglichkeiten, auch solche, die<br />

sich für geringen Bauraum eignen.<br />

Wir stellen Ihnen Sicherheitsschaltgeräte<br />

vor, die (fast) jeder<br />

Anforderung gerecht werden,<br />

kompakt konzipiert sind und sich<br />

gleichzeitig durch funktionale<br />

Größe auszeichnen. Dabei sind die<br />

Einsatzgebiete vielfältiger denn je.<br />

Höhere Leistungsdichte und Produktivität auf kleinem<br />

Bauraum: Das ist ein zentraler Trend im Maschinenbau,<br />

und er beeinflusst die Konstruktion von Sicherheitsschaltgeräten.<br />

Denn bei kompakten Maschinen sind die<br />

Schutztüren und Schutzklappen entsprechend klein, und man<br />

benötigt ebenso kompakte Sicherheitsschaltgeräte für die Stellungsüberwachung<br />

oder Zuhaltung der Schutztüren.<br />

Für eben diese Anwendung hat das Unternehmen Schmersal<br />

die Sicherheitszuhaltung AZM 40 konstruiert – eine elektronische<br />

Sicherheitszuhaltung mit Abmessungen von 119,5 × 40 × 20 mm.<br />

Dass es sich hier um eine Zuhaltung und nicht um einen Sicherheitsschalter<br />

handelt, deutet schon auf einen weiteren Trend in<br />

der industriellen Produktion hin. Wurden Sicherheitszuhaltungen<br />

ursprünglich meist nur dann eingesetzt, wenn gefährliche<br />

Nachlaufbewegungen zu erwarten waren, werden sie heute auch<br />

häufig dazu verwendet, um eine Unterbrechung des Produktionsprozesses<br />

durch ein Öffnen der Schutztür zu verhindern. In<br />

diesen Fällen geht es also nicht oder nicht nur um Personenschutz,<br />

sondern um Prozessschutz und möglichst hohe Produktivität<br />

ohne unnötige Unterbrechungen.<br />

UNIVERSELL EINSETZBAR<br />

Um die Funktion der Zuhaltung und die erforderliche Elektronik<br />

auf derart kompaktem Raum unterzubringen, mussten neue Wege<br />

gegangen werden. Beim AZM 40 gibt es keinen Betätiger, der nach<br />

dem „Schlüssel-/Schloss-Prinzip“ in das Schaltergehäuse eintaucht.<br />

Stattdessen befindet sich im Schaltergehäuse eine Ausnehmung,<br />

in die die Betätigerzunge, innerhalb eines 180°-Bereichs,<br />

von drei Seiten aus stufenlos einfahren kann. Das ermöglicht neben<br />

einer kompakten Bauform, auch universelle Einsatzmöglichkeiten<br />

an Dreh- und Schiebetüren mit nur einer Ausführung.<br />

Außerdem verfügt die neue Sicherheitszuhaltung über ein einzigartiges<br />

Klemmprinzip, das den Sperrbolzen mit einer Zuhaltekraft<br />

von 2 000 N in seiner Position hält. Dabei taucht der Bolzen<br />

in eine Gegenkontur im Betätiger ein. Diese Art der Verriegelung<br />

schafft u. a. die Voraussetzung dafür, die Stellungsüberwachung<br />

des Sperrbolzens mittig im Gehäuse der Zuhaltung unterzubringen.<br />

Hier kommt – wie bei den elektronischen Sicherheitssensoren<br />

des RSS-Programms – die von Schmersal entwickelte Sicherheitssensorik<br />

auf RFID-Basis zum Einsatz.<br />

180°-WINKELFLEXIBILITÄT UND HOCH CODIERT<br />

Der Einbau der Sicherheitszuhaltung AZM40 ohne Überstand an<br />

den gängigen 40 mm-Profilsystemen ist ebenso möglich wie die<br />

(verdeckte) Montage in schlecht zugänglichen Bereichen. Dank<br />

der 180°-Winkelflexibilität ist die Zuhaltung auch bei Klappen<br />

einsetzbar, die nicht im 90°-Winkel schließen sowie bei Klappen,<br />

die nach oben im 45°-Winkel geöffnet werden.<br />

Trotz der kompakten Abmessungen ist der AZM40 laut Hersteller<br />

auch für sicherheitstechnisch anspruchsvolle Anwendungen<br />

bis Performance Level e und Kategorie 4 nach DIN EN ISO 13849-1<br />

sowie SIL 3 nach IEC 61508 geeignet. Die RFID-Kommunikation<br />

zwischen Zuhaltung und Betätiger schafft die Voraussetzung dafür,<br />

dass der Anwender zwischen drei Arten der Codierung wählen<br />

und somit das angemessene Niveau der Manipulationssicherheit<br />

festlegen kann – bis hin zu individuell codierten Varianten der Codierstufe<br />

„Hoch“ nach ISO 14119. Und wie andere Sicherheitszuhaltungen<br />

der AZM-Serie auch lassen sich mehrere AZM40 ohne<br />

Beeinträchtigung des Sicherheitsniveaus in Reihe schalten.<br />

Der Prozessschutz ist immer häufiger der Grund für den Einsatz<br />

von Sicherheitszuhaltungen. Deswegen bietet Schmersal für<br />

diese Anwendung eine eigene Variante des AZM40. Bei ihr wird<br />

68 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

01 Die kompakte Sicherheitszuhaltung ist ohne Überstand<br />

kompatibel zu den gängigen 40-mm-Profilsystemen<br />

02 Der Sicherheitssensor verfügt über vier neue optionale Funktionen,<br />

die den Verdrahtungs- und Installationsaufwand verringern und<br />

teilweise auch den Verzicht auf einen Sicherheitsrelaisbaustein<br />

ermöglichen sollen<br />

01<br />

nicht die Stellung der Zuhaltung,<br />

sondern des Betätigers<br />

überwacht, und<br />

die Sicherheitsausgänge<br />

werden bereits eingeschaltet,<br />

wenn die Schutztür<br />

geschlossen ist. Das<br />

Sperren der Zuhaltung ist<br />

dann nicht zwingend erforderlich.<br />

So soll sich auf einfache Weise<br />

die Produktivität steigern lassen.<br />

KOMPAKTER SICHERHEITSSENSOR<br />

MIT NEUEN FUNKTIONEN<br />

02<br />

Wenn bei der Stellungsüberwachung kleiner Schutztüren keine<br />

Zuhaltefunktion benötigt wird, kann der Anwender als Alternative<br />

zum klassischen Sicherheitsschalter einen berührungslos wirkenden<br />

Sicherheitssensor einsetzen. Hier ist – was die Kompaktheit<br />

angeht – der RSS260 das Maß der Dinge im Schmersal-Programm.<br />

Mit 40 × 18 × 30 mm ist er nochmals deutlich kleiner als der AZM40.<br />

Äußerlich hat sich der RSS260 nicht verändert. Aber er wurde mit<br />

neuer Software ausgestattet, die vier zusätzliche, optional wählbare<br />

Funktionen bietet: Rückführkreisüberwachung, automatischer/manueller<br />

Wiederanlauf (Version F0), Reset (Version F1)<br />

und Not-Halt Überwachung (Version Q).<br />

In der F0/F1-Variante übernimmt der RSS260 die Aufgaben<br />

eines Sicherheitsrelaisbausteins: Eine in den Sensor integrierte<br />

Logik übernimmt die sicherheitsgerichtete Überwachung der<br />

Schutztürstellung sowie der von den Sensorausgängen angesteuerten<br />

Schütze. Das heißt: Der Einsatz eines separaten Auswertegeräts<br />

ist nicht mehr nötig, so dass der Anwender Kosten und<br />

Platz im Schaltschrank spart. Bei der F0-Version erfolgt der Wiederanlauf<br />

der Maschine automatisch, sobald alle Schutztüren<br />

geschlossen sind. Es kann jedoch zusätzlich ein Freigabetaster in<br />

den Rückführkreis geschaltet werden. Diese Variante eignet sich<br />

für kleine Maschinen ohne hintertretbaren Schutzraum. Die F1-<br />

Variante wurde für kleinere Anlagen mit betretbarem Gefahrenbereich<br />

entwickelt, denn sie verfügt über eine Reset-Funktion,<br />

die der „manuellen Rückstellfunktion“ nach EN ISO 13849-1 entspricht.<br />

Für Maschinen, bei denen der Einsatz eines Not-Halt-<br />

Schalters vorgeschrieben ist, eignet sich laut Schmersal vor allem<br />

der RSS260-Q. Hier übernimmt der Sicherheitssensor auch die<br />

Not-Halt-Überwachung (bis PL e), so dass für diese Aufgabe kein<br />

separater Sicherheitskreis aufgebaut werden muss.<br />

VERSCHIEDENE ANSCHLUSSMÖGLICHKEITEN<br />

Genau wie der AZM40 kann der RFID-Sicherheitssensor flexibel<br />

an Aluminiumprofilen eingesetzt werden, aber auch an vielen<br />

anderen Türformaten und Plexiglastüren und -scheiben. Zudem<br />

verfügt der Sensor optional über eine integrierte AS-i-Safety-at-<br />

Work-Schnittstelle oder ein Interface für den Schmersal SD-Bus.<br />

Über die serielle Diagnosefunktion (SD) ist eine Reihenschaltung<br />

von bis zu 31 Sicherheitssensoren und -zuhaltungen<br />

möglich sowie die Übertragung von nicht-sicheren Diagnose-<br />

und Zustandsdaten der angeschlossenen Geräte.<br />

Bilder: Aufmacher Iluuuhina – stock.adobe.com; sonst. Schmersal<br />

www.schmersal.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

K.A. Schmersal GmbH & Co. KG,<br />

Möddinghofe 30, 42279 Wuppertal<br />

Tel.: +49 202 6474-0<br />

E-Mail: info@schmersal.com<br />

AUTOREN<br />

Stephan Frick und Uwe Richter, beide<br />

Produktmanager Sicherheitstechnik bei der<br />

K.A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

https://bit.ly/SicherheitszuhaltungAZM40<br />

KOMPAKT, FLEXIBEL<br />

UND EFFIZIENT<br />

Mit den Abmessungen 119,5 × 40 × 20 mm<br />

ist die elektronische Sicherheitszuhaltung<br />

AZM40 vor allem für kleinere Schutztüren<br />

und Klappen geeignet – und zudem eine<br />

effiziente Sicherheitslösung, denn<br />

der Platzbedarf ist in der Produktion ein<br />

entscheidender Kostenfaktor. Dank der<br />

180°-Winkelflexibilität kann der Betätiger<br />

stufenlos angefahren werden, sodass die<br />

Zuhaltung auch bei Klappen einsetzbar ist,<br />

die nicht im 90°-Winkel schließen oder<br />

nach oben im 45°-Winkel geöffnet werden.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 69


RFID-SYSTEM SICHERT HOCHSPANNUNGSTESTS<br />

BEI DER BELGISCHEN EISENBAHN<br />

PÜNKTLICH<br />

NACH PLAN<br />

In sicherheitsgefährdenden Bereichen haben nur Personen mit entsprechender<br />

Ausbildung Zutritt. Die belgische Eisenbahngesellschaft SNCB/NMBS nutzt<br />

ein RFID-System, um den Zugang zu den Hochspannungs-Testbereichen<br />

ihrer Zentralwerkstatt zu überwachen. Dort werden Zug garnituren gewartet,<br />

umgebaut und überholt. In einem neuen Labor testet SNCB/NMBS die Stromrichter<br />

der Züge bei 3 000 Volt.<br />

01<br />

70 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

Die Risiken einer 3 000-V-Installation sollten nicht unterschätzt<br />

werden“, sagt Kristof Honee, verantwortlich für<br />

die Elektronikabteilung in der Zentralwerkstatt der belgischen<br />

Eisenbahn SNCB in Mechelen. „Auch wenn die<br />

Spannung ausgeschaltet ist, kann in Spulen und Kondensatoren<br />

noch Ladung vorhanden sein. Deshalb muss die Arbeit immer<br />

systematisch, nach festgelegten Verfahren und von Personen<br />

durchgeführt werden, die sich der Risiken bewusst sind.“ In Belgien<br />

führen die Freileitungen für die Züge eine Gleichspannung<br />

von 3 000 V. Stromrichter in den Zügen wandeln die Hochspannung<br />

in geringere Spannungen für die Antriebe, die Klimaanlage<br />

und alle anderen Geräte um.<br />

LABORNETZTEIL LIEFERT SPANNUNGEN ANALOG<br />

EINER OBERLEITUNG<br />

„Im neuen Labor haben wir drei Prüfzonen, um die Stromrichter<br />

nach einer Überholung oder Reparatur zu testen“, erklärt Honee.<br />

„Viele Komponenten können mit niedrigeren Spannungen geprüft<br />

werden, aber für den abschließenden Test verwenden wir ein Labornetzteil,<br />

das 3 000 V liefern kann, genau wie die Oberleitung.“<br />

Die Tests müssen nach streng geregelten Verfahren durchgeführt<br />

werden, wobei den Sicherheitsrisiken große Aufmerksamkeit geschenkt<br />

wird. Die SNCB beauftragte den belgischen Systemintegrator<br />

Dymotec – spezialisiert auf industrielle Elektroinstallationen<br />

und Automatisierung – mit der Entwicklung eines Systems,<br />

das in der Lage ist, die Testverfahren unter Beachtung aller geforderten<br />

Sicherheitsaspekte zu verwalten und den Zutritt zu kontrollieren.<br />

Entscheidend sind dabei die Verwaltung von Berechtigungen<br />

und die Nachverfolgung aller Vorgänge.<br />

02<br />

03<br />

01 Alle Eingänge zum SNCB-Testraum sind über Turcks RFID-Lösung<br />

zuverlässig gesichert, so dass nur berechtigte Personen Zutritt erhalten<br />

02 Die Testbereiche sind mit K50-Signallampen ausgestattet, die von<br />

der SPS angesteuert werden, um ihre Farbe zu ändern<br />

03 Über das kompakte I/O-Modul TBEN-S2 sind die LED-Signalleuchten<br />

angeschlossen<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 71


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

RFID-SYSTEM SICHERT ZUGANG<br />

ZUM TESTBEREICH<br />

DIE VOLLSTÄNDIGE RÜCK-<br />

VERFOLGBARKEIT JEDER AKTION<br />

IST DURCHGÄNGIG GESICHERT<br />

Am Eingang der Testbereiche im Labor sind LED-Signalleuchten<br />

vom Typ K50 installiert, die je nach Status einer Zone die Farbe<br />

wechseln. An jeder Tür, wie auch an den Bedienpulten, befindet<br />

sich jeweils ein RFID-Lesegerät, an dem die Bediener ihren Ausweis,<br />

einen RFID-Datenträger, einlesen lassen müssen, um Zugang<br />

zu erhalten. „Unsere Mitarbeiter erhalten Schulungen, um<br />

alle Sicherheitsaspekte jedes Stromrichtertyps abzudecken“, sagt<br />

Kristof Honee. „Das System von Dymotec stellt sicher, dass alle<br />

Sicherheitsanforderungen bei jedem Schritt der Testverfahren<br />

erfüllt werden.“<br />

Die RFID-Lesergeräte prüfen, wer sich anmeldet. Die SPS prüft,<br />

ob diese Person berechtigt ist, in einer bestimmten Situation Zugang<br />

zu erhalten oder den nächsten Schritt eines Vorgangs zu starten.<br />

Schließlich steuert die SPS die Stromversorgung des Labors<br />

und sorgt dafür, dass der Testaufbau nur dann eingeschaltet wird,<br />

wenn die Situation sicher ist. Die Bediener müssen jeden Schritt<br />

bestätigen, damit nichts übersehen wird.<br />

AUTOMATISIERUNG DER GESAMTEN<br />

TESTANLAGE<br />

Dymotec nutzt dafür das RFID-System von Turck. Die RFID-<br />

Schreib-Lese-Köpfe lesen die ID eines Ausweises ein und übertragen<br />

sie per IO-Link an die SPS. „Das RFID-System kann ganz einfach<br />

implementiert werden“, sagt Jimmy Volders, Projektleiter bei<br />

Dymotec. „Die RFID-Reader und die Signallampen werden über<br />

IO-Link an IO-Link-Master angeschlossen. Diese sorgen auch für<br />

die Stromversorgung, so dass nicht viel Verkabelung nötig ist.“<br />

Die IO-Link-Master TBEN-L5-8IOL kommunizieren über Profinet<br />

mit der SPS. Über den integrierten Zwei-Port-Switch der IO-Link-<br />

Module bilden die Master eine Linientopologie, sodass nur eine<br />

Profinet-Leitung von Zugangstür zu Zugangstür geführt werden<br />

muss, was wiederum Verdrahtungsarbeit spart.<br />

Die Testbereiche sind mit K50-Signallampen von Banner Engineering<br />

ausgestattet, die von der SPS angesteuert werden, um<br />

ihre Farbe zu ändern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Farbsignalleuchten<br />

in Stabbauform reicht daher eine Leuchte pro Eingangstür.<br />

Die Programmierung muss sich nicht auf die Auswahl<br />

einer einzigen Farbe beschränken. Die LEDs in der Leuchte<br />

können einzeln angesteuert werden. Die Steuergeräte wurden<br />

mit Signalleuchten mit Soundfunktion ausgestattet, sodass das<br />

System auch akustische Warnsignale ausgeben kann.<br />

Dank der Automatisierung der Testanlage werden heute alle<br />

Sicherheitsverfahren effektiv umgesetzt – ohne durch manuelle<br />

Prozesse die Abläufe zu verlangsamen. Die vollständige Rückverfolgbarkeit<br />

jeder Aktion ist durchgängig gesichert.<br />

Bilder: Aufmacher Geert – stock.adobe.com, sonstige Turck<br />

www.turck.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Hans Turck GmbH & Co. KG<br />

Witzlebenstraße 7, 45472 Mülheim/Ruhr<br />

Telefon: +49 208 - 4952-0<br />

E-Mail: more@turck.com<br />

AUTOR<br />

Danny D’hollander ist Sales Engineer bei<br />

Turck Multiprox in Belgien<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

IO-Link: Technologie und Vorteile<br />

https://bit.ly/IO-LinkBenefit<br />

04 Nach dem Scannen des RFID-Tags durch den Schreib-Lese-Kopf<br />

TN-M30-IOL-H1141 kann das Testverfahren gestartet werden<br />

DATENBASIS FÜR INDUSTRIE 4.0<br />

RFID hat sich als leistungsstarke Auto-ID-<br />

Technologie für viele Anwendungen und<br />

Branchen etabliert. Sie erlaubt die kontaktlose<br />

Übertragung großer Informationsmengen,<br />

auch über weite Entfernungen hinweg<br />

und ermöglicht die komfortable Anbindung<br />

an überlagerte Systeme. Damit ebnet RFID<br />

den Weg zu einer Industrie 4.0. Es gibt<br />

zahlreiche Systeme, die den unterschiedlichen<br />

Anforderungen gerecht werden, vom<br />

Frequenzbereich über den gewünschten<br />

Informationsaustausch mit übergeordneten<br />

Systemen wie SPS, Scada oder der Cloud<br />

bis hin zu Komplettlösungen für Track-andtrace.<br />

Mehr dazu: https://bit.ly/RFID_Turck<br />

72 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

FÜR DEN REINRAUM KONZIPIERT<br />

Das Unternehmen Icotek bietet ab sofort Kabeleinführungssysteme speziell für<br />

den Einsatz in Reinräumen. Erhältlich sind die bewährten Kabeleinführungsleisten<br />

für Leitungen mit und ohne Stecker vom Typ KEL-ER und KEL-U mit den dazu<br />

passenden Tüllen KT. Für Leitungen ohne Stecker sind die Kabeldurchführungsplatten<br />

KEL-DPZ ebenfalls als Reinraumversion erhältlich. Alle durch das<br />

Fraunhofer IPA geprüften und zertifizierten Icotek Kabeldurchführungssysteme<br />

für den Reinraum sind für Klasse 1 gemäß DIN EN ISO 14644-1:2015 geeignet<br />

und zertifiziert. Durch den Einsatz spezieller Werkstoffe bei der Herstellung der Kabeleinführungssysteme ist ein sehr<br />

geringes Ausgasungsverhalten nach DIN EN ISO 14644-8:2013-06 sichergestellt. Die Kabeleinführungssysteme haben<br />

ausführungsabhängig Schutzklasse bis IP68, sind FDA-konform und UL Type 12/4X zertifiziert.<br />

www.icotek.com<br />

KABELKANÄLE WIRTSCHAFTLICH UND PRÄZISE KONFEKTIONIEREN<br />

Kabelkanäle aus Stahl und Edelstahl sorgen in Maschinen und Anlagen für die<br />

sichere und übersichtliche Kabelführung. Um Kabelkanäle auf die jeweilige Einbausituation<br />

anzupassen, werden sie oft noch per Säge oder Flex auf Länge gebracht.<br />

Das ist aufwändig, zeitintensiv sowie mit einer gewissen Arbeitsbelastung und<br />

Verletzungsgefahr für den Monteur verbunden. Pflitsch hat daher ein Maschinenprogramm<br />

entwickelt aus MiniCut, MultiCut und MaxiCut, mit denen sich Kanalkörper<br />

und -deckel auf Knopfdruck präzise, gratarm und sauber ablängen lassen.<br />

Kanalkörper und -deckel werden in die jeweilige Kontur in der Schneidplatte<br />

eingeschoben, dort fixiert und abgelängt. Dank sauberer Schnitte und gratarmer Kanten entfällt auch die aufwendige Nacharbeit.<br />

Der Kanal bleibt bei der Bearbeitung in Form.<br />

www.pflitsch.de<br />

MODULARE STECKVERBINDER FÜR GESCHÜTZTE DATENÜBERTRAGUNG<br />

Schnittstellen, die Datenstandards wie Profinet mit Giga- oder Megabit-Industrial-Ethernet übertragen, benötigen<br />

einen besonders hohen EMV-Schutz und die bestmögliche 360°-Abschirmung. Um hier den höchsten Schutz zu erreichen,<br />

wird je nach Anwendungsgebiet (z. B. Railway) die Schirmübertragung getrennt oder so oft wie möglich verbunden<br />

zum Schutzleiter (PE) ausgeführt. Mit den Shielded-Mixo-Modulen von Ilme ist dies immer wahlweise möglich. So<br />

bieten die beiden Ausführungen CX 20S I (Schirm getrennt von PE) und CX 20S IG (Schirm verbunden mit PE) des<br />

Mixo-Shielded-Moduls 20 Pole für 4 A und 32 V.<br />

www.ilme.com<br />

KOMPAKTHEIT<br />

EIN-KABEL-LÖSUNG<br />

MODULARITÄT<br />

Technik, Wissen und Service aus einer Hand – maßgeschneidert<br />

und individuell für Ihre Anwendung.<br />

Ob Steuerungen, zentrale / dezentrale Antriebslösungen<br />

oder Motoren: AMKmotion bietet Ihnen das Plus an<br />

Automatisierung.<br />

Besuchen Sie uns auf der sps smart production solutions<br />

vom 23.11.-25.11.<strong>2021</strong> in Nürnberg – Halle 4, Stand 210.<br />

AMKmotion GmbH + Co KG · Gaußstraße 37-39 · D-73230 Kirchheim/Teck · www.amk-motion.com


RADARSYSTEM SORGT FÜR EFFIZIENTE<br />

ABLÄUFE IN EINER TIEFZIEHANLAGE<br />

THERMOFORMING<br />

IM SICHEREN<br />

BEREICH<br />

01<br />

Senoplast Klepsch ist Technologieführer in der hochkomplexen<br />

Herstellung von Kunststoffplatten und -folien für verschiedenste<br />

Anwendungsbereiche. Für einen störungsfreien Tiefziehvorgang<br />

setzt man auf ein Radarsystem, das hier auf „unübliche“ Art und<br />

Weise den Produktionsprozess sichert und dadurch die Qualität<br />

des Produktes gewährleistet.<br />

Von Automotive bis zur Möbelindustrie – das Anwendungsspektrum<br />

der aus hochwertigsten Granulaten führender<br />

Rohstoffhersteller im Extrusionsverfahren produzierten<br />

senosan Kunststoff-Halbzeuge erstreckt sich vom Fahrzeugbau<br />

über die Sanitär- und Kühlgeräteindustrie bis hin zur<br />

Möbelfolie. Dabei liefert das 1956 gegründete, innovative Unternehmen<br />

mit Produktionsstätten in Österreich, Mexico und China<br />

heute in rund 60 Länder weltweit. Ein Grundpfeiler der Firmenphilosophie<br />

ist es, bei der Produktion auch die Qualität und Sicherheit<br />

in den Fokus zu stellen: Der Schutz von Mensch und<br />

Maschine hat oberste Priorität.<br />

TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN MÜSSEN<br />

STABIL BLEIBEN<br />

Da es sich bei den erzeugten Kunststoffplatten beziehungsweise<br />

Folien „erst“ um Halbzeuge – also um Halbfertigprodukte beziehungsweise<br />

Vormaterial – handelt, werden diese in der Regel<br />

über ein Thermoformverfahren weiter be- und verarbeitet. Hierbei<br />

müssen eventuelle Fehlerquellen frühzeitig erkannt werden,<br />

um mögliche, daraus resultierende Qualitätsmängel der Halbzeuge<br />

rechtzeitig erkennen und beheben zu können. Kontinuierliche<br />

Kontrollen der technischen sowie optischen Eigenschaften<br />

der produzierten Produkte sind so Teil des Fertigungsablaufs.<br />

Die hohen Qualitätsvorgaben an das Herstellungsverfahren<br />

waren ausschlaggebend für den langjährigen Einsatz von Geiss-<br />

Tiefziehanlagen bei Senoplast: Schon seit Mitte der 1980er-Jahre<br />

setzt Senoplast Klepsch Tiefziehanlagen des Herstellers ein. So<br />

konnte der Halbzeuge-Hersteller den stetig steigenden Qualitätsanforderungen<br />

seiner Kunden über die Zeit gut begegnen.<br />

SICHERHEIT IN JEDE RICHTUNG<br />

Dass damalige Sicherheitsvorgaben nicht mehr dem heutigen<br />

Stand der Technik entsprechen können, versteht sich. Damit<br />

Bestandsmaschinen wie bei Senoplast aber weiterhin sicher<br />

und produktiv betrieben werden können, müssen auch sie den<br />

aktuellen Sicherheitsstandards entsprechen. Bei der ältesten<br />

Tiefziehanlage mit Baujahr 1985 entschied sich Senoplast<br />

Klepsch daher für eine sichere Überwachung mittels moderner<br />

Radartechnologie. Wesentliche Anforderung an die neue Schutzeinrichtung<br />

war, dass sie gegenüber extremen externen Bedingungen<br />

– hier Hitze – unempfindlich ist, da beim Tiefziehen<br />

Temperaturen bis über 200 °C erreicht werden. Das sichere Radarsystem<br />

PSENradar des Automatisierers Pilz erfüllt diese Vorgaben<br />

und sorgt seit der Umrüstung der Anlage nun für die sichere<br />

Schutzraumüberwachung, einerseits mit Blick auf die Sicherheit<br />

des Bedieners, andererseits mit Blick auf den Schutz der<br />

Maschine bzw. des Herstellungsvorgangs selbst.<br />

UMFORMVORGANG AUTOMATISIERT<br />

IM BLICK BEHALTEN<br />

Ausschlaggebend für den Einsatz der neuen Sicherheitseinrichtung<br />

waren frühere Zwischenfälle während der Heizphase der<br />

Tiefziehanlage. Die Zeit während dieser Heizphase wurde früher<br />

dazu genutzt, weitere Tätigkeiten durchzuführen. Genau hier<br />

jedoch lag das Fehlerpotenzial, weil die Anlage in diesem Zeitraum<br />

nicht überwacht war. Der Tiefziehvorgang selbst muss allerdings<br />

zwingend überwacht werden, um zu garantieren, dass bei<br />

Störungen umgehend eingegriffen werden kann. Damit keinerlei<br />

74 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

02 03<br />

01 Kernkompetenz von Senoplast Klepsch ist die Herstellung der<br />

coextrudierten Kunststoffplatten und -folien zum Thermoformen<br />

02 Das sichere Radarsystem erkennt das Betreten des Gefahrenbereichs<br />

und löst den sicheren Zustand der Maschine aus<br />

03 Für die sichere Schutzraumüberwachung steht der neue<br />

Radarsensor PSEN rd1.2 im sicheren Radarsystem PSENradar zur<br />

Verfügung, der auch Roboter-Applikationen sicher schützt<br />

sich Martin Scharler, Leiter der Elektrowerkstatt Senoplast Klepsch.<br />

Die Auswahl und Konfiguration der Sensoren sowie die Parametrierung<br />

und Einstellung des Radarsystems erfolgten dann<br />

auch problemlos über die dafür vorgesehene Software des<br />

Radarsystems.<br />

Bilder: Aufmacher Anselm – stock-adobe.com, sonstige Pilz/Senoplast Klepsch<br />

www.pilz.com<br />

Raum bzw. Zeit für bewusste oder unbewusste Manipula tion<br />

bleibt, ist heute das sichere Radarsystem als Warninstanz installiert.<br />

Sollte PSENradar für eine vordefinierte Zeit keinerlei Bewegung<br />

im definierten Bereich erkennen, wird die Heizung der<br />

Tiefziehanlage deaktiviert und der Umformvorgang automatisch<br />

beendet. Auf diese Weise lassen sich Zwischenfälle nun zuverlässig<br />

vermeiden.<br />

Grundsätzlich erkennt das sichere Radarsystem das Betreten<br />

des Gefahrenbereichs und versetzt die Maschine in einen sicheren<br />

Zustand. Die Aufgabe des Sensors bei Senoplast ist jedoch<br />

eine „umgekehrte“: Den Bereich vor der Maschine dahingehend<br />

zu überwachen, dass sichergestellt ist, dass der Bediener diesen<br />

nicht verlässt. Möglich macht das der flexible Anwendungseinsatz<br />

von PSENradar: sowohl als Gefahrbereichsabsicherung für<br />

sich nähernde Personen oder Objekte als auch als Warninstanz<br />

bei nicht zulässigem Verlassen des Schutzraums.<br />

FLEXIBLE SCHUTZRAUM-LÖSUNG<br />

Bei Senoplast Klepsch kommen der Radarsensor PSEN rd 1.1 und<br />

die dazugehörige Steuerungseinheit LBK-C22-PZ aus dem sicheren<br />

Radarsystem zum Einsatz. Zu den sicherheitsgerichteten<br />

Funktionen, die Radarsystem-Lösung bis SIL 2, PL d, Kategorie 2<br />

abdeckt, gehören die „Gefahrbereichsabsicherung“ sowie ein<br />

Hintertretschutz, also die Wiederanlaufsperre, die verhindert,<br />

dass die Maschine selbständig wieder anläuft, wenn sich im Gefahrenbereich<br />

noch Personen befinden. Maximal kann dieser<br />

Sensor eine größtmögliche Reichweite von 4 m abdecken. Schutzraum<br />

sowie System lassen sich am Einsatzort modular einrichten:<br />

Mehrere Sensoren, von denen jeder individuell konfiguriert<br />

werden kann, sind frei miteinander kombinierbar. Auch kann die<br />

System-Lösung selbst über Anzahl und Anordnung der Sensoren<br />

unterschiedliche Schutzbereich-Zonen ausbilden, zum Beispiel<br />

eine Kreisanordnung bilden.<br />

Genau diese Möglichkeit zur großflächigen Überwachung war<br />

für Senoplast ein weiterer entscheidender Aspekt: „Eine großflächige<br />

Überwachung mit mehreren Sensoren war, wie die Simulierung<br />

über den Systemsimulator zeigte, kein Problem“, erinnert<br />

UNTERNEHMEN<br />

Pilz GmbH & Co. KG,<br />

Felix-Wankel-Str. 2, 73760 Ostfildern<br />

Telefon: +49 711 - 3409-0<br />

AUTOR<br />

Herbert Blees, Pilz Austria<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Mehr über sichere Radarsensoren<br />

https://bit.ly/Radarsysteme<br />

SICHER ÜBERWACHT<br />

Zur sicheren Schutzraumüberwachung<br />

bietet Pilz für das sichere Radarsystem<br />

PSENradar noch den neuen Radarsensor<br />

PSEN rd 1.2 an. Er ist für die Sicherheitskategorie<br />

Kat. 3/PL d einsetzbar und kann<br />

damit auch Roboter-Applikationen sicher<br />

schützen. Mit der ebenfalls neuen Auswerteeinheit<br />

PSEN rd 1.0 I/O PS ETH lässt sich<br />

das Radarsystem in bestehende Applikationen<br />

einfach einbinden. Zusammen mit der<br />

konfigurierbaren Kleinsteuerung PNOZmulti<br />

2 stellt es eine sichere Komplettlösung<br />

dar – inkl. Konformitätsbewertung.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 75


EDGE-COMPUTING<br />

DIREKTE BANDBREITE FÜR<br />

DATENERFASSUNG BIS WIFI 6E<br />

Aussagekräftige und genaue Daten sind die Basis für den weiteren erfolgreichen<br />

Ausbau der Digitalisierung im industriellen Umfeld. Damit Informationen schnell<br />

und zuverlässig an der richtigen Stelle zur Verfügung stehen, wird eine schnelle<br />

Datenerfassung, Vorverarbeitung und zuverlässige High-Speed-Kommunikation<br />

benötigt. Mit dem richtigen Systemverständnis und den passenden Systemkomponenten<br />

lassen sich auch individuelle Lösungen optimal umsetzen.<br />

Egal ob Messdaten oder Bilddaten: im ersten Schritt kommt<br />

es darauf an, die erfassten Daten möglichst direkt und effizient<br />

zur Weiterverarbeitung im Prozessor bereitzustellen.<br />

In der Messtechnik haben sich deshalb über das letzte<br />

Jahrzehnt FPGA-Lösungen mit PCIe-Anbindung zur Messwerterfassung<br />

etabliert. Diese ermöglichen es dem Prozessor, ohne<br />

Umwege und mit hoher Geschwindigkeit auf die erfassten Daten<br />

zuzugreifen. Je umfangreicher die Daten, desto höher muss dabei<br />

die Übertragungsbandbreite ausgelegt werden. Moderne FPGA-<br />

Implementierungen setzen deshalb in vielen Fällen auf PCIe x4<br />

und unterstützen dabei Geschwindigkeitsklassen von bis zu<br />

8 Gb/s pro Lane (PCIe Generation 3), so dass eine Gesamtübertragungskapazität<br />

von bis zu 32 Gb/s erreicht werden kann. Diese<br />

hohen Übertragungsraten sind auch im Bereich der Bilderfassung<br />

wichtig, vor allem dann, wenn es um hochauflösende Bilder<br />

mit hoher Bildwiederholrate und geringer Latenz geht. Neue Kamera-Modelle<br />

für Embedded Vision wie die mvBlueNAOS2-Serie<br />

von Matrix Vision stellen die Bilddaten nicht über MIPI-CSI oder<br />

klassische Standard-Interfaces wie USB oder Gigabit Ethernet zur<br />

Verfügung, sondern ermöglichen die direkte Anbindung über PCI<br />

Express. Damit liegen die real erreichbaren Übertragungsraten<br />

von Haus aus deutlich höher als bei den zuvor erwähnten Schnittstellen.<br />

Zusätzlich entfällt auch Protokoll-Overhead, der bei USB<br />

und Gigabit Ethernet z. B. mit vergrößerter Latenz und höherer<br />

Systemlast zu Buche schlägt.<br />

Für die Erfassung von Bildinformationen, die per HDMI übertragen<br />

werden, kommen Framegrabber zum Einsatz. Moderne<br />

Ausführungen unterstützen dabei typischerweise bis zu 4K 60 fps<br />

und sind im M.2 Formfaktor mit PCIe x4 Anbindung sehr einfach<br />

und kompakt zu integrieren. Damit all diese Anwendungsfälle<br />

ohne Einschränkungen abgedeckt werden können, muss der ausgewählte<br />

Prozessor PCIe x4 Gen3 unterstützen und ausreichend<br />

Performance bieten, um diese Daten weiter zu verarbeiten.<br />

ZUVERLÄSSIG KOMMUNIZIEREN<br />

Mit fortschreitender Digitalisierung werden auch die Kommunikationswege<br />

vor größere Herausforderungen gestellt. Gigabit<br />

76 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

Ethernet gehört im industriellen Umfeld ganz selbstverständlich<br />

zu den etablierten, kabelgebundenen Standards. Sind die<br />

Infrastruktur und die angeschlossenen Komponenten auch für<br />

2,5 Gbit ausgelegt, so können diese kabelgebundenen Übertragungsstrecken<br />

auch mit höherem Datenaufkommen gut umgehen.<br />

Immer mehr rücken im Industriebereich aber auch Funkverbindungen<br />

in den Fokus. Für hohe Datenbandbreiten und<br />

zuverlässige Kommunikation sollten hierbei die neuesten Standards<br />

im Mittelpunkt stehen. Abhängig vom Anwendungsfall<br />

stehen z. B. WiFi 6 und 5G zur Diskussion. Während mit 5G eine<br />

komplett neue Infrastruktur aufgebaut werden muss, setzt WiFi 6<br />

(IEEE 802.11ax) auf einer etablierten Historie auf, bietet hohe<br />

Übertragungsraten, geringe Latenz sowie gute Zuverlässigkeit<br />

und ist dennoch auch rückwärtskompatibel. Mit der neuesten<br />

Ausführung WiFi 6E (Gig+) stehen zusätzliche Funkfrequenzen<br />

zur Verfügung, sodass für kritische Verbindungen die Störung<br />

durch ältere Geräte ausgeschlossen werden kann.<br />

Egal welcher Kommunikationsstandard zum Einsatz kommt,<br />

wichtig bei der Implementierung ist, dass die Anbindung an den<br />

Prozessor ausreichend Bandbreite zur Verfügung stellt und hier<br />

kein Flaschenhals entsteht. Ethernet-Controller sind meist schon<br />

im Prozessor integriert oder werden extern über PCIe angebunden.<br />

WiFi 6(+) und mobile Breitbandverbindungen wie 5G werden<br />

oft als vorzertifiziertes Funkmodul im System integriert: Für<br />

WiFi sollte hierfür ein M.2 Key A/E Steckplatz mit PCIe Anbindung<br />

zur Verfügung stehen, wohingegen LTE/5G Module meist<br />

im M.2 Key B Format mit USB Anbindung angeboten werden.<br />

MODULAR AUFGEBAUTE DESIGNS<br />

Eine Vielzahl von Edge-Computing-Anwendungen können seitens<br />

der technischen Anforderungen auf einen gemeinsamen<br />

Nenner gebracht werden: Daten werden über PCIe x4 für den<br />

Prozessor bereitgestellt. Abhängig von den Anforderungen an die<br />

Datenvorverarbeitung sollte die Rechenleistung flexibel auswählbar<br />

sein und die Größe und Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers<br />

sollten keine Limitierung darstellen. Um ausreichend<br />

Flexibilität für die Kommunikation zu bieten, sind Gigabit Ethernet,<br />

weitere PCIe Lanes und schnelles USB meist unverzichtbar.<br />

PC-Technologie bietet nicht nur softwareseitig hohe Flexibilität<br />

und einfache Integrationsmöglichkeiten. Auch bezüglich der zuvor<br />

genannten Schnittstellen haben x86 Plattformen wie die neue<br />

Intel Atom x6000E Prozessorfamilie im Vergleich zu anderen<br />

Embedded-Ansätzen sehr viel mehr Augenmerk auf diese Anforderungen<br />

gelegt. Um in modular aufgebauten Designs umfänglich<br />

davon profitieren zu können, bietet sich der Computer-on-<br />

Module-Standard COM Express Compact Type 6 an: hierbei<br />

können acht PCIe Lanes, 2× USB 3.1 sowie 8× USB 2.0 des neuen<br />

Intel Atom Prozessors zur Verfügung gestellt werden, wodurch<br />

ausreichend Möglichkeiten zur Anbindung von externen Komponenten<br />

für die Datenerfassung, Kommunikation und Interaktion<br />

bereitstehen. Da Gigabit Ethernet ebenfalls standardmäßig angeboten<br />

wird, ist die kabelgebundene Netzwerkkommunikation<br />

ohne zusätzliche Komponenten abgedeckt. Weiterhin stehen alle<br />

drei 4K-fähige Display-Interfaces des Prozessors am Steckverbinder<br />

zur Verfügung, sodass z. B. in Vision-Anwendungen auch<br />

hochauflösende Visualisierung bzw. Multi-Monitor HMI-Funktionen<br />

angeboten werden können.<br />

VOLLE FLEXIBILITÄT IM SPEICHERAUSBAU<br />

Mit den beiden Embedded Modulen TQMxE40C1 und TQMxE40C2<br />

stellt TQ nicht nur den vollen Funktionsumfang und die<br />

ganze Bandbreite an Prozessor-Derivaten der Intel Atom x6000E<br />

„Elkhart Lake“ Familie zur Verfügung, sondern bietet darüber<br />

hinaus auch volle Flexibilität bezüglich Speicherausbau: bis zu<br />

16 GB gelöteter LPDDR4 Speicher oder die flexible Konfiguration<br />

mit zwei SO-DIMM für bis zu 32 GB DDR4 sind möglich, wodurch<br />

auch Systeme mit mehreren parallel laufenden Prozessen<br />

und Anwendungen über ausreichend Ressourcen verfügen.<br />

Mit einem durchdachten Ansatz und den passenden Kernkomponenten<br />

gibt es keine Limitierung bei der Umsetzung applikationsspezifischer<br />

Edge-Computing-Lösungen. Die Praxis zeigt:<br />

Nicht nur als Embedded Anbieter, sondern auch als Entwicklungs-<br />

und Produktionspartner für unterschiedlichste Anwendungen<br />

steht TQ für Kompetenz und Qualität „Made in Germany“<br />

– von der Idee bis zum fertigen Produkt. Das umfangreiche<br />

TQ-Embedded Portfolio an Computer-on-Modules in Kombination<br />

mit den passenden Starterkits von TQ unterstützen bei der<br />

Evaluierung und sorgen für eine schnelle Umsetzung optimierter<br />

Lösungen.<br />

Bilder: TQ-Group<br />

MIT UNSEREN INTEL ATOM X6000E<br />

BASIERTEN EMBEDDED MODULEN<br />

ADRESSIEREN WIR VIELFÄLTIGE EDGE-<br />

COMPUTING-ANWENDUNGEN. DAMIT<br />

KANN DIE NUTZUNG NEUSTER HIGH-<br />

SPEED-KOMMUNIKATIONSSTANDARDS<br />

DURCHGÄNGIG SICHERGESTELLT<br />

WERDEN.<br />

Harald Maier,<br />

Product & Business Manager x86, TQ-Group, Seefeld<br />

www.tq-group.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

TQ-Group, Mühlstraße 2, Gut Delling<br />

82229 Seefeld, Tel.: +49 8153 9308-0<br />

E-Mail: info@tq-group.com<br />

AUTOR<br />

Harald Maier, Product & Business Manager x86,<br />

TQ-Group, Seefeld<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 77


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

CHANCEN UND RISIKEN IN DER DIGITALISIERUNG VON MODULAREN ANLAGEN<br />

WARUM EINE GEMEINSAME<br />

SPRACHE ESSENZIELL IST<br />

Werden Anlagen oder Komponenten miteinander vernetzt, stammen selten<br />

alle von einem Hersteller. Dabei sollen sie auch dann nicht nur funktionieren,<br />

sondern auch als Gesamtsystem sicher sein. Das erfordert jedes Mal eine<br />

erneute Sicherheitsbewertung und das kostet Zeit und Geld. Sogenannte<br />

Safety-Agentensysteme können diesen Prozess automatisieren.<br />

78 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

DIGITALES MASCHINENABBILD<br />

Das Konzept der cyber-physischen Produktionssysteme (CPPS)<br />

spielt in der Industrie 4.0 (I4.0) eine zentrale Rolle. Maschinenrepräsentanzen<br />

physischer Anlagenkomponenten werden als digitale<br />

Zwillinge abgebildet und über moderne IT mitein ander verbunden.<br />

Komplexe Anlagenverbünde und Infrastrukturen lassen<br />

sich so simulieren, steuern und optimieren, was eine flexiblere<br />

und effizientere Produktion ermöglicht.<br />

Die Maschinenrepräsentanzen werden in einer Verwaltungsschale<br />

(VWS – engl. Asset Administration Shell, AAS) digital<br />

hinterlegt. Sie enthalten Informationen zur Identifikation und<br />

charakteristische Merkmale einzelner Assets (zum Beispiel<br />

Komponenten, Maschinen oder ganze Anlagen). Dazu gehören<br />

unter anderem Leistungsangaben, Statusinformationen oder<br />

Grenzwerte, die während des Betriebs zu erfüllen sind. Von besonderem<br />

Interesse für Betreiber modularer An lagen sind typenbedingte<br />

Eigenschaften und der aktuelle Zustand eines Assets,<br />

weil diese Daten bspw. für die Produktions planung und Instandhaltung<br />

relevant sind. Sie sorgen zudem für die erforderliche<br />

Transparenz, um Zusammenhänge erkennen zu können.<br />

EINHEITLICHE SICHERHEITSSPRACHE<br />

In der Industrie 4.0 interagieren intelligente Systemteilnehmer<br />

autonom, um bestimmte Ziele zu erreichen. Das Konzept der automatisierten<br />

Bewertung und Zertifizierung der Maschinensicherheit<br />

Obwohl sich modulare Anlagen fast beliebig verketten<br />

lassen, unterliegen sie dennoch denselben Sicherheitsbestimmungen<br />

wie gewöhnliche Anlagen. Sie sollen<br />

nicht nur miteinander funktionieren, sondern auch als<br />

Gesamtsystem sicher sein. Bei Änderungen sind Anlagenverbünde<br />

einer Bewertung zu unterziehen. Denn bei der Interaktion<br />

von Modulen entstehen Wechselwirkungen, die neue, komplexe<br />

Anforderungen an die Maschinensicherheit stellen können. Der<br />

Arbeitsschutz für Personal im Maschinenumfeld steht dabei an<br />

vorderster Stelle. Je stärker die Marktanforderungen variieren,<br />

desto häufiger müssen die Anlagenverbünde neu konfiguriert<br />

werden. Das erfordert jedoch jedes Mal eine erneute Sicherheitsbewertung<br />

von im Vorfeld nicht bedachten Konfigurationen,<br />

was in Summe lange Stillstände verursacht. Die hohen Zeit- und<br />

Kostenaufwände manueller Prüfungen schwächen die Vorteile<br />

modularer Anlagenkonzepte.<br />

Safety-Agentensysteme können diesen Prozess automatisieren,<br />

indem sie die Maschinensicherheit eigenständig bewerten und<br />

zertifizieren. Auf diese Weise lassen sich Ressourcen sparen sowie<br />

Fertigungslinien kurzfristig anpassen, ohne dabei das Sicherheitsniveau<br />

zu senken.<br />

UM DIE HERAUSFORDERUNGEN DER<br />

SAFETY- UND SECURITY-INTEGRATION<br />

IN MODULAREN ANLAGEN DES IOT ZU<br />

BEWÄLTIGEN, MÜSSEN DIE BETEILIGTEN<br />

KOMPONENTEN IN EINER EINHEITLICHEN<br />

SPRACHE WESENTLICHE INFORMATIONEN<br />

AUSTAUSCHEN KÖNNEN.<br />

Dimitri Harder, Projektmanager Automation,<br />

TÜV SÜD Product Service GmbH<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 79


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

01 02<br />

hat TÜV SÜD als Teil der Technologie-Initiative SmartFactoryKL<br />

weiterentwickelt. Ausgangspunkt ist, dass nicht immer alle Module<br />

von einem Hersteller stammen. Nur selten finden sich alle benötigten<br />

Maschinentypen in einem Portfolio. Weil I4.0-Produktionsumfelder<br />

möglichst flexibel sein sollen, sind die Anlagenkonstellationen<br />

nicht immer vorhersehbar.<br />

EIN ALGORITHMUS KANN DIE<br />

MASCHINENSICHERHEIT EINES<br />

ANLAGENVERBUNDS AUTOMATISIERT<br />

BEWERTEN. DAFÜR MÜSSEN IN DER<br />

DIGITALEN REPRÄSENTANZ DIE<br />

NOTWENDIGEN INFORMATIONEN<br />

HINTERLEGT SEIN – INKLUSIVE DER<br />

ANFORDERUNGEN ZUR CYBERSECURITY.<br />

Michael Pfeifer, Experte für Maschinensicherheit und Industrie 4.0<br />

TÜV SÜD Industrie Service GmbH<br />

PLATTFORMUNABHÄNGIGER DATENAUSTAUSCH<br />

Weil physische Assets in der realen Welt nicht „miteinander sprechen“<br />

können, vollzieht sich die Kommunikation digital. Dabei<br />

beziehen Safety-Agentensysteme die nötigen Informationen über<br />

zwei Kanäle: Einerseits über den direkten Datenaustausch zwischen<br />

der Verwaltungsschale und dem Asset und andererseits<br />

über die Kommunikation zwischen den einzelnen VWS. Um Informationen<br />

von Geräten und Systemen herstellerübergreifend<br />

zu bündeln und die passenden Schutzmaßnahmen bereit zu stellen,<br />

benötigen sie ein gemeinsames Austauschformat und eine<br />

gemeinsame Sprache – eine standardisierte „Safety-Semantik“.<br />

Diese wird insbesondere auch für die Mensch-Maschinen-<br />

Interak tion benötigt.<br />

Für den plattformunabhängigen Datenaustausch eignet sich<br />

der offene Standard OPC UA (Unified Architecture). Maschinendaten<br />

(z. B. Geometrie-, Kinematik- und Logikdaten) lassen sich<br />

nicht nur trans portieren, sondern auch maschinenlesbar semantisch<br />

beschreiben. Neben großen Unternehmen profitieren davon<br />

auch kleine und mittelständige, weil sie nicht erst in eigene, proprietäre<br />

Lösungen investieren müssen.<br />

GEFÄHRDUNGEN SMART VERMEIDEN<br />

Gefährdungssituationen durch die Interaktion von Modulen<br />

können z. B. aufgrund einer Fehlfunktion oder menschlichen<br />

Fehlverhaltens auftreten. Um mit einem Agenten die Anlagensicherheit<br />

bewerten zu können, müssen die möglichen Gefahren<br />

und vorhandenen Schutzmaßnahmen im Safety-Profil der Verwaltungsschale<br />

beschrieben sein. Ein digitaler Smart-Safety-<br />

Agent wägt zur Freigabe die Schutzmaßnahmen für die jeweilige<br />

Gefährdungssituation gegeneinander ab. In einer Simulation<br />

bewertet er so die Maschinen sicherheit. Für die Freigabe können<br />

sich die Betreiber das Ergebnis grafisch aufbereitet darstellen<br />

lassen.<br />

Als Voraussetzung für die Zuverlässigkeit der digitalen Sicherheitsbewertung<br />

gilt: Der Smart-Safety-Agent muss die jeweiligen<br />

Randbedingungen für unterschiedlich verfügbare Schutzmaßnahmen<br />

kennen und wissen, wie sie sich auf den Betrieb auswirken.<br />

Eignen sich aus prozess- und sicherheitstechnischer Sicht<br />

zwei Schutzmaßnahmen gleichermaßen, wählt der Smart-Safety-<br />

Agent, die für die Produktivität und den Instandhaltungsaufwand<br />

80 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

03<br />

04<br />

01 Die einzelnen Noppensteine<br />

in verschiedenen Farben werden<br />

individuell im Handhabungsmodul<br />

zusammengebaut<br />

02 Datenbetankungsmodul (Hintergrund)<br />

und Qualitätskontrollmodul<br />

(Vordergrund) kommunzieren auf einer<br />

Ebene<br />

03 Im Handhabungsmodul setzt ein<br />

Greifer einen USB-Stick auf den<br />

Werkstückträger<br />

04 Individuell konfigurierbarer<br />

USB-Stick in Noppensteinform<br />

weniger nachteilige Alternative. Ein Beispiel: Fahrerlose Transportsysteme<br />

(FTS) drohen miteinander zu kollidieren. Mögliche<br />

Reaktionen (Schutzmaßnahmen) sind stehen bleiben, Route<br />

ändern oder Fahrspur anfragen. Anstatt in jedem Fall stehen zu<br />

bleiben, was der üblichen funktionalen Sicherheit entsprechen<br />

würde, besteht unter Umständen die gleichwertige Option, die<br />

Route zu ändern. In beiden Fällen wird ein Zusammenstoß verhindert.<br />

Der Smart-Safety-Agent ist in der Lage die Situation zu<br />

bewerten und die Optionen zu prüfen. Ist keine alternative Maßnahme<br />

möglich, greift die Sicherheitseinrichtung der funktionalen<br />

Sicherheit, die durch den Agenten nicht außer Kraft gesetzt wird.<br />

IT-SICHERHEIT GEWÄHRLEISTEN<br />

Im Hinblick auf die Vernetzung birgt die Digitalisierung bei modularen<br />

Anlagen Chancen und Risiken: Zum Beispiel lässt sich<br />

während des laufenden Betriebs der Funktionsumfang einer<br />

Komponente durch ein Software-Update erweitern, indem die<br />

dafür relevanten Informationen in der VWS aktualisiert werden.<br />

Das darf aber das Echtzeit-Verhalten modularer Anlagen nicht<br />

beeinträchtigen. Bei Gefahren müssen Alarme ausgelöst und<br />

auch auf Ausfälle angemessen reagiert werden. Der sichere Anlagenzustand<br />

für größtmöglichen Personenschutz steht auch hier<br />

im Vordergrund. Hacker dürfen sich daher keinen Zugriff zur<br />

Anlagensteuerung oder Sicherheitseinrichtung verschaffen und<br />

durch Änderungen die Sicherheitseinrichtungen negativ Beeinträchtigen<br />

oder neue Gefährdungssituationen erzeugen.<br />

Bilder: Aufmacher Panuwat – stock.adobe.com, sonstige SmartFactory-KL/A.Sell<br />

www.tuev-sued.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

TÜV SÜD AG, Westendstr. 199 , 80686 München<br />

info@tuev-sued.de, www.tuev-sued.de<br />

AUTOREN<br />

Michael Pfeifer, Experte für Maschinensicherheit<br />

und Industrie 4.0, TÜV SÜD<br />

Industrie Service GmbH, Dimitri Harder,<br />

Projektmanager Automation, TÜV SÜD<br />

Product Service GmbH, beide in München<br />

AndonWIRELESS<br />

Frei konfigurierbares Ruf- und Meldesystem mit Quittierfunktion<br />

Mit dem neuen Ruf- und Meldesystem AndonWIRELESS können<br />

Probleme schnell und einfach gemeldet, angezeigt sowie<br />

zielgerichtet behoben werden.<br />

www.werma.com<br />

Besuchen Sie uns vom 23.-25.11.<strong>2021</strong> auf der sps in Nürnberg<br />

Halle 4 · Stand 330


5FRAGEN AN...<br />

… Reinhard Knapp,<br />

Leiter Global Strategies beim<br />

Engineering-Software-Entwickler<br />

Aucotec in Isernhagen<br />

Ein digitaler Zwilling spiegelt die<br />

Realität, so die Idee. Und wie ein<br />

Spiegel nur das sichtbare Äußere zeigt,<br />

wurde auch der Begriff Digital Twin<br />

ursprünglich verstanden. Wenn aber<br />

Goethe schon den Pflanzen zuschrieb,<br />

dass ihr Äußeres nur die Hälfte ihrer<br />

Wirklichkeit sei, dann gilt das für<br />

Anlagen im Zeitalter von Industrie 4.0<br />

erst recht. Ihr Zwilling muss also viel<br />

mehr als nur Äußerlichkeiten abbilden.<br />

Ein hoher Anspruch, aber machbar?<br />

Die Redaktion fragt nach.<br />

01 ZUNÄCHST EXISTIERT VON EINER ANLAGE JA NUR DAS ORIGINAL? WIE KOMMT<br />

MAN NUN ZUM ABBILD UND WAS MACHT EINEN DIGITAL TWIN SO WERTVOLL?<br />

Genau, im Engineering existiert erst einmal nur die digitale Realität. Ist die Anlage gebaut, wird das ursprüngliche Original zum<br />

Abbild. Doch es ist nicht selbstverständlich, dass die Zwillinge Ebenbilder bleiben bis ans Ende ihrer Tage. Tatsächlich wird die<br />

Aktualisierung oft sträflich vernachlässigt. Mit jeder nicht nachgetragenen Reparatur oder Anlagen-Optimierung im Digital Twin<br />

ähneln sich die beiden weniger. Deshalb muss im Lebenszyklus der Anlage mit all ihren Veränderungen der digitale Zwilling<br />

parallel lebendig bleiben, mitwachsen und -reifen, um den enormen Schatz an Anlagen-Wissen z. B. für Analysen, den Einsatz<br />

künstlicher Intelligenz (KI) oder Störfälle sofort parat zu haben. Diese Lebendigkeit, die Fähigkeit zum Wachsen und als Gedächtnis<br />

der Anlage zu dienen, macht für mich quasi die Seele und damit den besonderen Wert des Digital Twin aus.<br />

02 ANLAGEN UND IHRE DIGITALEN ZWILLINGE BESTEHEN AUS VIELEN TEILEN,<br />

DIE MITEINANDER VERBUNDEN SIND. BLEIBT DA NICHT MANCHES AUF DER STRECKE?<br />

Entscheidend ist, dass der Zwilling bzw. das Anlagenmodell disziplinübergreifend die gesamte Anlage repräsentiert. Denn wie<br />

ein lebendiger Körper, lässt sich Armen oder einem Bauch keine Seele einhauchen. Deshalb hat Aucotec eine Plattform entwickelt,<br />

die mit ihrem universellen Datenmodell alle Kerndisziplinen des Engineerings in einer Single Source of Truth (SSoT) vereint und<br />

auch als Repository für ergänzende Daten, z. B. aus Simulationen, dient. Das erlaubt fast grenzenlose Kooperation – dank<br />

Mehrschichtarchitektur auch clientunabhängig über Webservices von überall. Jedes Objekt gibt es nur einmal in der Datenbank<br />

von Engineering Base (EB) und jede Fachrichtung kann es aus ihrer Sicht spezifizieren. Gleichzeitig sieht jeder, was die anderen<br />

Disziplinen bereits erarbeitet haben und baut darauf auf. Das schafft nahtlose Transparenz – ohne Schnittstellen und Übergaben.<br />

82 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


03 WIE BLEIBT NUN ABER DAS<br />

GESAMTBILD DER ANLAGE UP-TO-DATE?<br />

In EB beginnt das Leben des digitalen Zwillings schon vor<br />

der ‚Geburt‘, wenn das System automatisiert Simulationsszenarien<br />

vergleicht. Vom Basic Design über e-technisches<br />

Detail Engineering bis zur Leitsystem-Konfiguration nimmt<br />

nun nicht nur der Anlagen-Körper, sondern mit immer mehr<br />

Eigenschaften, Verknüpfungen und Logiken auch die Seele<br />

des Zwillings Gestalt an und halten ihn auf dem aktuellen<br />

Stand. Sind OPC-UA-fähige Geräte in der Anlage verbaut,<br />

können sie sogar direkt mit EB kommunizieren. Ein neuer<br />

Sensor meldet seine Existenz dem digitalen Zwilling und<br />

EB dokumentiert selbstständig das Ersatzgerät sowie den<br />

Austausch. Auch trägt der Service-Experte über sein mobiles<br />

Tablet seine Änderungsinformationen direkt am Objekt ein<br />

und schickt sie ans Engineering. Auf diese Weise wird das<br />

aktuelle Gesamtbild der Anlage effizient am Leben erhalten.<br />

05 WIR SEHEN ALSO STETS DIE<br />

GANZE WIRKLICHKEIT?<br />

Ja, im zentralen Datenmodell verbreiten sich Änderungen,<br />

wie jede Dateneingabe, unmittelbar automatisch in alle<br />

Gewerke. Zusätzlich ermöglicht die SSoT u. a. transparentes<br />

Data Tracking, Versionshistorien und rollenbasierte Rechtevergabe<br />

für den gesamten Zwilling. Darin zeigt sich die<br />

Ebenbürtigkeit und der enorme Wert eines aktuellen Digital<br />

Twin samt allem, was nicht auf den ersten Blick sichtbar ist:<br />

Funktionen, Verknüpfungen, Interpretationen – die Seele<br />

eben, lebendig, lern- und anpassungsfähig, wachsend und<br />

eins mit ihren Zwillings-Körpern – dem draußen ebenso wie<br />

dem in Objekten, Daten, Plänen und Tabellen. So repräsentiert<br />

Engineering Base die ganze Wirklichkeit der Anlage.<br />

DIE FRAGEN STELLTE NICOLE STEINICKE,<br />

CHEFREDAKTEURIN <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

Bilder: Aucotec AG<br />

www.aucotec.com<br />

04 SIE SPRECHEN VON „MOST COM-<br />

PLETE MODEL“ STATT „BEST IN CLASS“?<br />

Dabei geht’s um die enormen Synergien, die disziplinübergreifendes<br />

Arbeiten mit sich bringt. Das Einsparen von<br />

Datenübergaben und entsprechenden Fehlerquellen, von<br />

IT-Aufwand und Schnittstellen durch EB als Single Source<br />

of Truth schafft sehr viel mehr Zeit- und Qualitätsgewinn,<br />

als Optimierungen an separaten Spezialtools für einzelne<br />

Disziplinen erreichen können, selbst wenn sie noch so gut<br />

sind. Toolketten sind und bleiben Showstopper. Das Zusammenführen<br />

aller Engineering-Gewerke, vom Prozess-Design<br />

über Instrumentierung und Detailplanung bis Automatisierung,<br />

ist für unsere Kunden der entscheidende Pluspunkt.<br />

Die universelle Verfügbarkeit übergreifend verknüpfter<br />

Engineeringdaten in einem zentralen Anlagenmodell, das<br />

ist unser Fokus – und zudem DIE Voraussetzung, um den<br />

Anforderungen des IoT gerecht werden zu können.<br />

Kurz erklärt<br />

Die Aucotec AG entwickelt Engineering-<br />

Software für den gesamten Lebenszyklus<br />

von Maschinen, Anlagen und<br />

mobilen Systemen – seit über 35 Jahren.<br />

Die Lösungen reichen vom Fließbild über<br />

die Leit- und Elektrotechnik in Großanlagen<br />

bis zum modularen Bordnetz in<br />

der Automobilindustrie. Neben der<br />

Zentrale in Hannover gibt es sechs<br />

weitere Standorte in Deutschland. Neun<br />

Tochtergesellschaften in Europa, Asien<br />

und den USA sowie ein globales<br />

Partner-Netzwerk sichern lokalen<br />

Support überall auf der Welt.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 83


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

LÜTZE STIFTET PROMOTION AN DER UNI STUTTGART<br />

Der Automationsspezialist Lütze hat eine Stiftungsvereinbarung mit der Universität Stuttgart für das AirStream Verdrahtungssystem<br />

geschlossen. Die Mittel dienen der Finanzierung einer Promotion im Bereich der energieeffizienten Schaltschrankkühlung.<br />

Damit soll die Forschung auf dem Gebiet der thermischen Auslegung und Optimierung von Schaltschränken<br />

weiter vorangetrieben werden. Die Forschungsarbeiten dienen<br />

als Grundlage für einen energieeffizienten Schaltschrankbetrieb<br />

im Hinblick auf Industrie 4.0. Das kanallose AirStream Verdrahtungssystem<br />

ermöglicht das Klima im Schaltschrank so zu verbessern,<br />

dass die aktive Kühlleistung minimiert werden kann. Anders<br />

als beim konventionellen Schaltschrankaufbau wird bei AirStream<br />

die Aufbau- von der Verdrahtungsebene getrennt. So werden<br />

strömungstechnisch ungünstige Kabelkanäle vermieden. Es<br />

entsteht eine permanente Luftzirkulation zwischen wärmerer<br />

Verdrahtungsvorder- und kühlerer Verdrahtungsrückseite.<br />

www.luetze.de<br />

PER SERVICE-TOOL NOCH SCHNELLER KONFIGURIEREN<br />

Die neue Software RKX von RK Rose+Krieger erleichtert die Konfiguration<br />

individueller Profile für die Antriebssteuerung MultiControl II. Statt über<br />

Handschalter erfolgt die Bedienung einfach und schnell via PC. Einstellungen<br />

können nun auf einer übersichtlich gestalteten Bedienoberfläche<br />

vorgenommen werden. Die RKX-Software zeigt Motorströme und weitere<br />

Betriebsparameter in Echtzeit an, auch in Bussystemen mit bis zu 32 Antrieben.<br />

Infolge können Unregelmäßigkeiten im System erkannt und<br />

frühzeitig eliminiert werden. Somit fallen auch weniger Arbeiten wie das<br />

Anklemmen von Strommessdosen an jedem Antrieb an.<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

IOT-SENSORIK IN STEUERUNGS-<br />

ANWENDUNGEN EINBINDEN<br />

Treffen Sie uns auf der SPS –<br />

in Halle 7A, Stand 240<br />

SMART Safety System<br />

Ihre smarte Gesamtlösung<br />

zur Absicherung von Maschinen<br />

SSV hat eine Protokollerweiterung für Bluetooth Low Energy<br />

(BLE) entwickelt, um IoT-Sensorik in Steuerungsanwendungen<br />

einzubinden. Die Neuentwicklung mit dem Namen „Secure<br />

Sensor Beacon (SSB)“ dient in erster Linie zur Bluetoothbasierten<br />

Übertragung von physischen und virtuellen Sensordaten<br />

an speicherprogrammierbare Steuerungen. SSV/SSB<br />

unterstützt neben der Sensordatenfragmentierung über mehrere<br />

BLE-Beacon-Datenpakete eine nachprüfbare Datenintegrität<br />

sowie die Senderauthentifizierung per Message Authentication<br />

Code. Per Smartphone-App ist ein optionales SSB-Sicherheits-Pairing<br />

zwischen Sender und Empfänger möglich.<br />

www.ssv-embedded.de<br />

www.bernstein.eu


FUNKSENDER MIT PLUG-AND-PLAY<br />

Das funkbasierte<br />

Maschinen-Daten-Erfassungs-System<br />

(kurz:<br />

MDE-System) Smart-<br />

Monitor von Werma<br />

Signaltechnik besteht<br />

aus Funksender,<br />

Funkempfänger und<br />

der Software. Das<br />

robuste und erprobte<br />

Funknetzwerk<br />

(868 MHz) für das<br />

Produktionsumfeld sucht sich selbst die beste Verbindung<br />

und sorgt so für einfachste Integration in Ihren Fertigungsprozess.<br />

Der Funksender wird einfach per Plug-and-play als<br />

zusätzliches Element in die bestehende Werma-Signalsäule<br />

integriert und überwacht Zustände oder Stückzahlen von<br />

Maschinen, Anlagen und manuellen Arbeitsplätzen. Per<br />

Funk werden diese Zustände an den Funkempfänger<br />

übertragen, welche alle Daten lückenlos überträgt und in<br />

einer Microsoft SQL-Datenbank sichert. Dabei entsteht<br />

durch die intelligente Vernetzung von Signalsäulen eine<br />

einfache, kostengünstige und nachrüstbare Alternative zu<br />

herkömmlichen komplexen MDE-Systemen. Laut Hersteller<br />

lassen sich so Störungen und unproduktive Zeiten schneller<br />

erkennen, analysieren und dokumentieren.<br />

www.werma.com<br />

SUPERFLACHE OLED-BELEUCHTUNG<br />

Das Unternehmen Evotron startet mit der OLED-Beleuchtung<br />

A-102x102-W4K0-W-DIF-S eine Serie neuer superflacher<br />

und homogener Flächenbeleuchtungen. Bei Auflichtund<br />

Durchlichtanwendungen glänzen sie mit einer<br />

Homogenität von mehr als 95 %. Für wiederholgenaue<br />

Präzision bei Dauer- und Blitzbeleuchtung sorgt Evotrons<br />

patentierte<br />

lumisens-Technologie<br />

mit<br />

digitaler<br />

Regelungstechnik.<br />

Sie überwacht<br />

permanent<br />

die<br />

Einhaltung<br />

stabiler Betriebsparameter bis an die physikalischen<br />

Belastungsgrenzen der OLED. Mit nur 5 mm Dicke und<br />

102 × 102 mm² Leuchtfläche sind die Beleuchtungen<br />

äußerst platzsparend und robust zugleich. Das verdanken<br />

sie dem montagefreundlichen Aluminiumgehäuse, einer<br />

Gorilla-Glasabdeckung und dem Schutzgrad IP67. Der<br />

Betrieb zusammen mit dem digitalen LED-Beleuchtungscontroller<br />

DCS2402-1S garantiert die schnelle, definierte<br />

und wiederholgenaue Einstellung der Helligkeit und sorgt<br />

gleichzeitig für Temperatur- und Ausfallschutz. So sind<br />

Dauer- und Blitzbetrieb bis hin zu Blitzfrequenzen von<br />

500 kHz möglich bei einer Konstanz der Blitzenergie von<br />

99 %, selbst bei nur mikrosekundenlangen Blitzen.<br />

www.evotron-gmbh.de<br />

Umspritzte Steckverbinder<br />

in Deutsch-DT-Bauform<br />

engineerd by ESCHA / made in Germany<br />

kurze Lieferkette / hohe Verfügbarkeit<br />

2-, 4-, 6-polig / Stecker, Buchse / Anschluss-,<br />

Verbindungsleitung, angespritztes Gewinde<br />

zur Schutzschlauchmontage<br />

kundenspezifische Modifikationen /<br />

B-Seiten-Konfektionierung / Kabelbäume<br />

Wir sehen uns J Halle 10.0 / 341


REDESIGN DER STEUERUNGSTECHNIK BRINGT<br />

DEUTLICH MESSBARE VERBESSERUNGEN<br />

ERWEITERTE FUNKTIONALITÄT<br />

UND PERFORMANCE<br />

Als Pensar Otra Vez (POV) für einen Automobilzulieferer ein System für den<br />

Leiterplatten-Endtest bei erhöhten Temperaturen entwickeln sollte, hatte<br />

das Unternehmen bereits Erfahrung mit ähnlichen Systemen gesammelt.<br />

Ein Redesign der Steuerungstechnik erbrachte dennoch deutlich messbare<br />

Verbesserungen. Außerdem vereinfachte die PC-basierte Steuerungstechnik<br />

die Datenerfassung und -analyse für das Energiemanagement des Endkunden.<br />

86 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

01 Das Multitouch-Control-Panel bietet eine übersichtliche Bedienoberfläche<br />

und macht durch die Tastererweiterung u. a. mit einem<br />

Not-Halt-Schalter zusätzliche Feldverdrahtungen überflüssig<br />

Maschinenbauingenieur Mike Edwards gründete Pensar<br />

Otra Vez, Inc. 1994 in Tucson, Arizona. Seither liefert<br />

das Unternehmen Maschinen für viele Branchen, vor<br />

allem für die Medizintechnik, Batterie- und Automobilproduktion.<br />

Der Gedanke, Komponenten, Prozesse und Strategien<br />

regelmäßig neu zu bewerten, steckt schon im Namen des Unternehmens:<br />

Pensar Otra Vez bedeutet wörtlich aus dem Spanischen<br />

übersetzt „neu denken“. So mag es nicht überraschen, dass<br />

Mike Edwards auf direktem Weg zurück ans Zeichenbrett ging,<br />

statt ein bestehendes Design zu verwenden, als ein führender<br />

Automobilzulieferer und langjähriger Kunde im Jahr 2019 ein<br />

neues System für den Test von Leiterplatten bei erhöhten Temperaturen<br />

benötigte. Mehr als 20 dieser sogenannten Testhandler<br />

waren in einer älteren Variante schon in einem der Werke des<br />

Kunden in Texas in Betrieb und lieferten eine gute Ausgangsbasis<br />

für die Messung weiterer Verbesserungen.<br />

Die neuen Testhandler übernehmen eine Leiterplatte bei<br />

Raumtemperatur, erhöhen deren Temperatur schrittweise auf ca.<br />

110 °C und halten diese während des finalen Funktionstests auf<br />

± 3 ° genau, um die Betriebsbedingungen in einem Fahrzeug zu<br />

simulieren. Da die Testzeit weniger als 120 s beträgt, muss der<br />

Testhandler die Wärme in möglichst kurzer Zeit zuführen. Auf<br />

diese Weise lässt sich der Durchsatz erhöhen, da die Testzeit gegenüber<br />

der Handhabungszeit maximiert wird. Bis zur Teststation<br />

durchlaufen die Leiterplattenprodukte vier auf dem Förderband<br />

verteilte Vorwärmstationen, wobei Infrarot-Temperatursensoren<br />

den Temperaturanstieg überwachen. Die Einbindung der Sensoren<br />

in die Steuerung stellte bei den älteren Systemen eine<br />

Herausforderung hinsichtlich der Verkabelung dar und verursachte<br />

erhebliche Kosten in Hinsicht auf die Installation und<br />

Verkabelung.<br />

MEHR LEISTUNG UND TRANSPARENZ<br />

DURCH ZENTRALE PLATTFORM<br />

Der neue Hochtemperatur-Testhandler sollte nicht nur die Testvorgaben<br />

einhalten, sondern gleichzeitig die Leistung steigern<br />

sowie die Bauteilkosten senken. Außerdem wollte POV den Verkabelungsaufwand<br />

reduzieren, die Stellfläche minimieren und<br />

die Benutzerfreundlichkeit erhöhen. Der Endkunde wünschte<br />

sich zusätzlich bessere Datenerfassungs- und Analysefunktionen,<br />

um den Weg in Richtung Industrial Internet of Things (IIoT)- und<br />

Industrie-4.0-Konzepte zu ebnen.<br />

Der Automobilzulieferer unterhält Werke auf der ganzen Welt<br />

und verfolgt Strategien zur Prozessüberwachung und Effizienzsteigerung.<br />

„Das Energiemanagement wird in den Werken dieses<br />

Kunden immer wichtiger. Dazu gehört alles, von der automatischen<br />

Abschaltung der Förderanlagen im Leerlauf bis hin zur genauen<br />

Überwachung der Motordrehzahlen“, erklärt POV-Projektmanager<br />

Mike Edwards.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 87


02<br />

ZUGANG ZU ALLEN SYSTEMEN ÜBER EINE<br />

EINZIGE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG<br />

Obwohl der Kunde seine Maschinen bisher selbst mithilfe von<br />

Visual Basic programmierte, wollte der Automobilhersteller nun<br />

mehr Flexibilität und Zugriff auf alle Leistungsdaten des Systems.<br />

Deswegen übernahm das Ingenieursteam von POV die Entwicklung<br />

und Programmierung gemeinsam mit Dan Distefano, Inhaber<br />

und Senior Software Engineer bei D2 Engineering LLC. „Eines<br />

der Hauptziele war, den Zugang zu allen Systemen und Geräten<br />

über eine einzige Entwicklungsumgebung zu ermöglichen“, so<br />

Dan Distefano. „Mehr als 20 Jahre Erfahrung mit Beckhoff-<br />

Lösungen haben mir gezeigt, dass die Automatisierungssoftware<br />

TwinCAT 3 und das Industrial-Ethernet-System EtherCAT am<br />

besten geeignet sind. Beides ermöglicht die einfache Integration<br />

auch von Komponenten anderer Hersteller.“<br />

HMI, MOTION UND FUNKTIONALE SICHERHEIT<br />

Durch die Integration in Microsoft Visual Studio erlaubt TwinCAT 3<br />

die Programmierung in Hochsprachen sowie den IEC-61131-3-<br />

Sprachen mit objektorientierten Erweiterungen. Dan Distefano<br />

nutzte gleich mehrere Lösungen der Softwaresuite: „Wir implementierten<br />

TwinCAT HMI für die Bedieneroberfläche, TwinCAT<br />

PLC und Motion für die Maschinensteuerung sowie TwinSafe für<br />

die systemintegrierte funktionale Sicherheit. Das einheitliche<br />

Visual-Studio-Frontend half uns dabei, das Hauptziel des einfachen<br />

Zugriffs über ein Entwicklungssystem zu erreichen.“ Dies<br />

erleichtert den Support vor Ort und aus der Ferne.<br />

Die TwinCAT-Runtime läuft auf einem platzsparenden Ultra-<br />

Kompakt-Industrie-PC C6030 von Beckhoff mit einem Intel-<br />

Core-i3-Prozessor. Als komfortable Bedienoberfläche dient ein<br />

Multitouch-Control-Panel CP3921 mit 21,5"-Display und kundenspezifischer<br />

Tastererweiterung.<br />

KOMMUNIKATION IN ECHTZEIT UND<br />

EFFIZIENTE ANTRIEBSTECHNIK IM EINKLANG<br />

ALLE WICHTIGEN MASCHINEN-<br />

KOMPONENTEN SIND IN EINEM<br />

ÖKOSYSTEM VERBUNDEN<br />

Durch seine Offenheit, die umfangreichen integrierten Diagnosefunktionen<br />

und die hohe Echtzeit-Kommunikationsleistung verbessert<br />

EtherCAT das Maschinendesign und den Betrieb, indem<br />

es alle wichtigen Maschinenkomponenten in einem Ökosystem<br />

verbindet. EtherCAT verwendet keine IP-Adressen für Netzwerkgeräte;<br />

stattdessen identifiziert und konfiguriert es automatisch<br />

jedes Gerät im Netzwerk. „Dadurch kann auf jedes Gerät zugegriffen,<br />

in Betrieb genommen und debuggt werden, ohne dass<br />

zusätzliche Software benötigt wird“, ergänzt Dan Distefano.<br />

Der Testhandler nutzt ein System aus IP-20-geschützten Ether-<br />

CAT-I/O-Klemmen, EtherCAT-Box-Modulen in Schutzart IP 67<br />

sowie Einkabellösungen für die Versorgung der Feldgeräte mit<br />

Kommunikation und Power. „Durch die Einkabellösung Ether-<br />

CAT P und die maschinenmontierten I/O-Komponenten mussten<br />

wir nur ein einziges Kabel zurück zum Hauptschaltschrank<br />

verlegen“, so Mike Edwards.<br />

Für den Transport der Leiterplatten durch die Hochtemperatur-Teststationen<br />

wird ein von Schrittmotoren AS2022 mit<br />

AG2250-Getrieben angetriebenes Förderband eingesetzt. Die von<br />

EtherCAT-Klemmen EL7047 angesteuerten Schrittmotoren in<br />

Schutzart IP 54 verfügen über einen verdrehsicheren, integrierten<br />

Encoder. „Das vorherige Design verwendete einen Motor plus<br />

88 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

03<br />

02 Die Heißtestmaschine wird von einem Ultra-Kompakt-Industrie-<br />

PC C6030 gesteuert<br />

04<br />

03 Im POV-Werk inspizieren Dan Distefano (links), Senior Software Engineer<br />

und Inhaber von D2 Engineering, und Casey Taylor, Regional Sales Engineer<br />

von Beckhoff, den neuen Leiterplatten-Testhandler<br />

04 Die IP-67-geschützten EtherCAT-Box-Module werden über die Einkabellösung<br />

EtherCAT P mit Power und Kommunikation versorgt<br />

Getriebe für jede Seite des Kantenbandförderers. Der Ausgangswert<br />

der Motordrehzahl war eine numerische Analogzahl, die<br />

nicht als Motordrehzahl oder Bandgeschwindigkeit angezeigt<br />

wurde“, berichtet Casey Taylor. „Die Beckhoff-Antriebstechnik<br />

kann jedoch problemlos die echte Motordrehzahl anzeigen,<br />

sodass beide Förderbandseiten genau überwacht und eingestellt<br />

werden konnten.“<br />

REDESIGN BRACHTE 11 % KOSTENERSPARNIS<br />

BEI DER FELDVERDRAHTUNG<br />

„In der Automatisierungswelt hat man eher selten die Möglichkeit,<br />

neuere Technologien direkt mit der bisherigen Umsetzung zu<br />

vergleichen“, erklärt Mike Edwards. „Das Redesign des Leiterplattentesters<br />

für unseren Kunden aus der Automobilindustrie<br />

bot die perfekte Gelegenheit für einen direkten Systemvergleich.“<br />

Der Einsatz von EtherCAT-I/O-Modulen führte zu einer Kostenersparnis<br />

von 9 %, von 11 % bei der Feldverdrahtung und 12,8 %<br />

bei der Schaltschrankgröße. Ebenfalls wichtig war für das Team<br />

von POV die deutliche Reduzierung der Debugging-Zeit. Daneben<br />

ermöglichte EtherCAT die einfache Integration von Drittgeräten<br />

wie Infrarotsensoren in das durchgängige Netzwerk.<br />

REDUZIERUNG DES PROGRAMMIERAUFWANDS<br />

Weitere Vorteile waren laut Mike Edwards eine Reduzierung der<br />

Steuerungsdesignzeit von etwa 36 h für das Projekt: „Die Programmierung<br />

wurde über eine zentrale Plattform konsolidiert.<br />

Zusätzliche, bei den früheren Komponenten nicht verfügbare<br />

Funktionen, wie z. B. Temperaturregelung und -messung, Energieverbrauch<br />

und Drehzahlüberwachung, bieten jetzt mehr<br />

Flexibilität.“ Dies ist ein Teil der Stärke der Beckhoff-Plattform, so<br />

Dan Distefano: „Die Vernetzung aller Geräte über EtherCAT<br />

ermöglichte es, mit minimaler Softwareentwicklung und ohne<br />

zusätzliche Hardware mehr Informationen zu Maschinenprozessen<br />

und Diagnoseunterstützung zu sammeln.“ Nachdem sich<br />

der neu gestaltete Testhandler bereits im Feld bewährt hat, möchte<br />

das Team von POV nun weitere Maschinen mit der neuen Beckhoff-<br />

Steuerungsarchitektur nachrüsten.<br />

Bilder: Beckhoff<br />

www.beckhoff.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Beckhoff Automation GmbH & Co. KG<br />

Hülshorstweg 20, 33415 Verl<br />

info@beckhoff.com<br />

AUTOR<br />

James Figy, Senior Content Specialist,<br />

Beckhoff USA<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Die sechs zentralen Vorteile der<br />

schnellen Industrial-Ethernet-Technologie<br />

EtherCAT: www.beckhoff.com/ethercat<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 89


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

MARC BRAUN, B.SC.<br />

Produktmanager, Escha GmbH & Co. KG, Halver<br />

Das Schlüsselwort für die Konnektivität von morgen lautet Datenqualität.<br />

Während aktuelle industrielle Kommunikationsnetzwerke<br />

einigermaßen fehlertolerant sind, werden sich Produktionsprozesse<br />

in Zukunft nur über eine sichere und zuverlässige Verkabelung<br />

umsetzen lassen. Mit den stetig steigenden Anforderungen an die<br />

Netzwerkperformance steigen die Anforderungen an Steckverbinder<br />

und Kabel. Die Infrastruktur muss auch in Grenzbereichen der<br />

zukünftigen Technologien noch leistungsfähig genug sein, um eine<br />

hohe Verfügbarkeit und Robustheit zu gewährleisten ohne dass es<br />

zu Netzwerkausfällen oder Performanceeinbußen kommt. Single<br />

Pair Ethernet (SPE) wird ein wesentlicher Baustein sein. Dieser eröffnet<br />

die Möglichkeit, mit einem vergleichsweise kompakten Interface<br />

hohe Datenraten barrierefrei von der Steuerungs- in die Sensor-/<br />

Aktor-Ebene zu bringen. Im Gegensatz zu aktuellen Lösungen mit<br />

zwei oder vier verdrillten Adernpaaren setzt SPE auf nur ein verdrilltes<br />

Adernpaar. Dadurch entsteht künftig eine vergleichsweise gewichtsparende<br />

Infrastrukturlösung für IIoT- und I4.0-Applikationen.<br />

CONNECTIVITY: WIE SEHEN<br />

AKTUELLE TRENDS AUS UND<br />

WAS BRAUCHEN WIR?<br />

DATENQUALITÄT IST<br />

DER SCHLÜSSEL<br />

Die Digitalisierung ist in vollem<br />

Gange und damit steigen die<br />

Anforderungen an die<br />

Netzwerk-Infrastruktur.<br />

Angefangen von 5G über<br />

M2M-Kommunikation bis hin<br />

zu Ethernet-fähiger Verbindungstechnik<br />

oder Cloud-<br />

Lösungen. Vor welchen Herausforderungen<br />

steht die Industrie<br />

und wie sieht die Konnektivität<br />

von morgen aus?<br />

DATENVERFÜGBARKEIT<br />

UND VERNETZUNG SIND<br />

GEFORDERT<br />

Aktuelle Themen und Trends aus<br />

unterschiedlichen Blickwinkeln –<br />

genau das finden Sie hier.<br />

DR. SUSANNE KRICHEL<br />

Senior Manager Business Development IoT, Lapp Holding AG, Stuttgart<br />

Digitalisierung, Industrie 4.0 und IIoT fordern hohe Datenverfügbarkeit und<br />

Vernetzung von Komponenten in den Fabriken. Lapp hat fünf Trends definiert.<br />

Stichwort IIot: Durch Single-pair-Ethernet ergibt sich die Durchgängigkeit<br />

ethernetbasierter Netzwerke bis zur Feldebene. Wireless wird vorangetrieben:<br />

Drahtgebundene und drahtlose Technologien verschmelzen zu einer<br />

gesamtheitlichen Infrastruktur. Relevant sind auch neue technologische Ansätze<br />

wie Software-defined Networks und standardisierte Schnittstellen wie<br />

OPC-UA und Middleware. Weitere Trends sind die effiziente Verbindung von<br />

Industrial Ethernet, TSN und 5G im industriellen Umfeld für geschützte und<br />

sichere Netze, der Ausbau eines leistungsfähigen Backbones für Glasfaserleitungen<br />

bis hin zur Fabrik sowie die Kombination von Energiezufuhr und<br />

Datentransport über eine Leitung, auch umgesetzt für elektrotechnische<br />

Verfahren wie Power-over-Ethernet (PoE).<br />

90 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


DR. BJÖRN GRIESE<br />

Leiter Innovations- und R&D-Center, Weidmüller Interface GmbH & Co. KG<br />

Die Konnektivität von morgen wird vor allem viel durchgängiger sein,<br />

als wir es heute noch vielfach in der Industrie vorfinden. Mit Technologien<br />

wie Single Pair Ethernet können wir ein Ethernet-basiertes<br />

Industrienetzwerk kosteneffizient bis zum Sensor erweitern und so<br />

eine durchgängige Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud aufbauen.<br />

Drahtlose Sensorik oder auch autonome Roboter und Transportsysteme<br />

können mit 5G ins Netzwerk eingebunden werden. Mit der<br />

Durchgängigkeit und dem vollen Zugriff auf alle Daten werden wir die<br />

Flexibilität, Autonomie und Effizienz in der Produktion steigern. Eine<br />

Herausforderung wird es sicher sein, die steigende Datenmenge mit<br />

einem Mehrwert zu verarbeiten. Das belegen unter anderem aktuelle<br />

Studien: Im Jahr 2025 wird die Zahl der installierten IIoT-Geräte dreimal<br />

so hoch sein wie 2019. Analytics und Automated Machine Learning<br />

können hier Lösungsansätze sein. Als Spezialist von Digitalisierungsund<br />

Automatisierungslösungen für die Produktion unterstützen wir<br />

Kunden mit Produkten und Lösungen für durchgängige Konnektivität<br />

in ihren IIoT-Anwendungen vom Sensor bis zur Cloud.<br />

NEW<br />

NEW<br />

SLETTER<br />

SLETTER<br />

Der E-Mail-Service<br />

für Konstrukteure, Entwickler,<br />

Systemintegratoren sowie<br />

Produktionsverantwortliche<br />

die sich mit der Konstruktion<br />

und Entwicklung<br />

eigener Maschinen<br />

und Anlagen befassen.<br />

DIE DURCH-<br />

GÄNGIGKEIT<br />

STEIGT<br />

OT UND IT MÜSSEN<br />

ZUSAMMENWACHSEN<br />

Alle<br />

14 Tage<br />

NEU!<br />

RALF KLEIN<br />

Geschäftsführer, Harting Electronics GmbH, Espelkamp<br />

Die größte Herausforderung der Industrie ist das Zusammenwachsen von<br />

OT und IT. Diese Entwicklung begann mit der Öffnung „nach oben“, hin zu<br />

Cloudanwendungen. Hier war schon eine IT-Infrastruktur vorhanden, die die<br />

Anbindung strukturell gesehen vereinfachte. Was zum IIoT und der vollständig<br />

digitalisierten Fertigung fehlt, ist die Feldebene mit ihren analogen Systemen:<br />

BUS-Kommunikation, 20 mA-Schleifen, inkompatible Systeme und immer<br />

die notwendige Übersetzung in Ethernet zur Anbindung an übergeordnete<br />

Kommunikationsnetzwerke. Um die Feldebene erfolgreich zu digitalisieren<br />

und nahtlos bis in die Cloud verbinden zu können, braucht es eine einheitliche<br />

Sprache, die passende Connectivity-Infrastruktur sowie die passende Sensorik.<br />

In unseren Augen sind das OPC UA, Single Pair Ethernet und smarte Sensoren<br />

mit IEC 63171-6 Schnittstelle. Nur mit Ethernet vom Sensor bis in die Cloud<br />

wird das IIoT lebendig.<br />

Aktuelle Nachrichten<br />

rund um neueste<br />

Entwicklungen, Trends und<br />

Veranstaltungen aus<br />

dem gesamten<br />

Bereich der Mess- und<br />

Automatisierungstechnik.<br />

Jetzt<br />

kostenlos<br />

anmelden!<br />

http://bit.ly/VFV_Newsletter


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

DIE ALTERNATIVE ZU ETHERNET FÜR EINE SMARTE VERNETZUNG<br />

VON SENSOREN, AKTUATOREN UND STEUERUNGSSYSTEMEN<br />

AS-INTERFACE TECHNOLOGIE<br />

Sie haben keine Lust mehr auf teure Netzwerkkomponenten mit eigenem<br />

Ethernetanschluss? Keine Zeit, um die Ethernetanbindung aufwendig<br />

zu planen, zu verdrahten und dabei unter Umständen Ports umsonst<br />

vorzuhalten? Keine Argumente für teure, vorkonfektionierte Kabel, Stecker<br />

und Switches, wenn es auch anders geht: die Lösung ist ASi-5.<br />

Innovationen setzen sich immer dann durch, wenn sie bisherige<br />

Beschränkungen aufheben, einen neuen Nutzen stiften,<br />

Dinge ohne Kompromisse vereinfachen oder Kosten senken –<br />

oder alles zusammen. Und wenn sie verfügbar sind – so wie bei<br />

ASi-5, der Feldbus-Technologie für die untere Automatisierungsebene.<br />

Allein Bihl+Wiedemann bietet bereits mehr als 100 ASi-5<br />

Produkte an – von ASi-5/ASi-3 Gateways für eine Vielzahl von<br />

Feldbusumgebungen über selbstkonfigurierende digitale E/A<br />

Module bis hin zu einem 1-Port IO-Link Master. Ein breites, fein<br />

abgestuftes Portfolio, das perfekte und zukunftssichere Automatisierungslösungen<br />

ermöglicht.<br />

ASI-5: GEGENWART STATT ZUKUNFTSMUSIK<br />

Spätestens mit Industrie 4.0, dem Beginn der Digitalisierung im<br />

Maschinen- und Anlagenbau sowie dem Vordringen intelligenter<br />

Sensoren und Aktuatoren ist in vielen Bereichen der Bedarf an<br />

einer leistungsfähigeren Infrastruktur gewachsen. Mehr Geschwindigkeit<br />

und größere Datenbreite waren daher elementare<br />

Entwicklungsziele bei ASi-5. In ihrer Performance deckt die neue<br />

AS-Interface Generation die Anforderungen an die Netzwerkintegration<br />

der allermeisten Feldgeräte ab. Damit stellt ASi-5 immer<br />

dort eine echte Alternative zu Ethernetlösungen dar, wo diese zu<br />

aufwendig und zu teuer sind. Zudem sind sie von der Übertragungsperformance<br />

her für den Großteil der Feldgeräte auch häufig<br />

überdimensioniert – wenn nicht gerade sehr viele Daten an<br />

einzelnen Stellen im Feld übertragen werden müssen, etwa in<br />

Verbindung mit einem HMI oder einer Kamera. Natürlich wird<br />

auch im Ethernetbereich viel in Richtung günstigerer Alternativen<br />

gearbeitet, aber bis wann die Lücke zwischen Steuerungsund<br />

Feldebene auch produkttechnisch geschlossen und so eine<br />

durchgängige Ethernetverbindung geschaffen werden kann, ist<br />

Stand heute noch nicht absehbar.<br />

STARTEN STATT WARTEN!<br />

Mit ASi-5 ist dagegen heute schon so viel möglich, zumal die<br />

Technologie längst den Kinderschuhen entwachsen ist und<br />

schon intensiv im Feld getestet wurde. Sie hat sich in vielen Applikationen<br />

als valide Alternative zu Ethernet etabliert – wie viele<br />

Praxisbeispiele aus der Intralogistik zeigen. Lager- und Materialflusstechnik,<br />

Förder- und Sortieranlagen, Shuttle-Systeme, Kommissioniersysteme,<br />

Regalbediengeräte, FTS- und Krantechnik –<br />

Anlagen, Maschinen und Systeme wie diese, die früher bspw.<br />

um Profinet nicht herumkamen, können jetzt einfach mit ASi-5<br />

ausgerüstet werden. Sie profitieren schon heute von einer schlanken,<br />

leichten und leistungsstarken Infrastruktur für den Datenverkehr<br />

und die Energieversorgung im Netzwerk, die bei Bedarf<br />

ohne großen Aufwand und flexibel an neue Erfordernisse adaptiert<br />

werden kann. Und das ohne Kompromisse: Die von Ethernet<br />

gewohnten Funktionalitäten und Diagnosetiefe stehen bei ASi-5<br />

in gleichwertigem Umfang zur Verfügung.<br />

Hauptgrund für den Siegeszug von ASi war und ist die einfache<br />

Verdrahtung – ohne Stecker, ohne vorkonfektionierte Kabel, ohne<br />

besonderen Planungsaufwand im Vorfeld, ohne große Logistik im<br />

Lager und auf der Baustelle. Das ASi Kabel kommt von der Rolle<br />

92 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

bis zu zwei ASi Kreise mit jeweils bis zu 96 ASi Modulen, an die<br />

ihrerseits unterschiedliche Peripherie wie IO-Link Devices, Sensoren,<br />

Aktuatoren, Ventile oder Antriebe angeschlossen werden<br />

kann. Während bei Ethernet jede dieser Netzwerkkomponenten<br />

ihren eigenen Feldbusanschluss benötigt, reicht bei ASi-5 ein<br />

einziger Anschluss, eine einzige IP-Adresse, eine einzige IP-Konfiguration<br />

aus. Außerdem kommen die angeschlossenen Teilnehmer<br />

ohne teure Elektronik für eine integrierte Ethernetschnittstelle<br />

aus, was sie meist deutlich kostengünstiger macht. All dies<br />

spart an Kosten für Hardware und Inbetriebnahme – zumal ASi-5<br />

softwareseitig auch Funktionalitäten wie eine automatische Konfiguration,<br />

eine automatische Geräteerkennung, eine Übersicht<br />

über alle Geräte im Feldbus sowie differenzierte Diagnosemöglichkeiten<br />

mit klaren Hilfestellungen bietet. Im Betrieb gewährleistet<br />

der schnelle, redundante Datenaustausch mit den Feldgeräten<br />

damit eine robuste Maschinenperformance.<br />

ASi-5 Lösungen sind durchgängig vom Sensor bis in die Cloud<br />

SICHERE KONNEKTIVITÄT IN DIE „WELT DARÜBER“<br />

Als Verdrahtungssystem und Schnittstelle für die unterste Feldebene<br />

wohl unschlagbar, bietet ASi-5 eine globale Vereinheitlichung<br />

auch in die „Welt darüber“ – also in die Welt speicherprogrammierbarer<br />

Automatisierungssysteme und damit auch in<br />

gängige Feldbusumgebungen wie Profinet, EtherNet/IP, Ether-<br />

CAT, Powerlink oder Sercos. Zusätzlich an Bord als direkte MES-<br />

ERP-Schnitt stelle – beispielsweise für die Produktionsplanung<br />

oder das Condition Monitoring über Cloud-Applikationen – ist<br />

der Kommunikations- und Schnittstellenstandard OPC UA. Er ist<br />

hersteller- wie auch plattformunabhängig, ka nn sehr gut mit den<br />

genannten Feldbussen kombiniert und betrieben werden – und<br />

hat zusätzlich den Vorteil, umfangreiche Sicherheitsmechanismen<br />

zu unterstützen. Damit bietet ASi-5 mit den ASi-5/ASi-3<br />

Gateways von Bihl+Wiedemann vollumfängliche Datensicherheit<br />

nach außen. Hinzu kommen funktionale sowie passive Sicherheit<br />

bis SIL3 und PLe – also für den Schutz von Personen in<br />

der Anlage.<br />

Bilder: Schmuckbild kras99 – stock.adobe.com, sonstige Bihl+Wiedemann<br />

und kann passend abgelängt werden. Dies vermeidet unnötige<br />

Kabelstrecken. Die Module werden mit Durchdringungstechnik<br />

angeschlossen – senkrecht geführte Nadeln dringen in das Profilkabel<br />

ein und gewährleisten so eine sichere Kontaktierung.<br />

WAS ALSO KANN ASI-5 GENAU, WAS KANN ES<br />

BESSER ALS ...<br />

… heute verfügbare Ethernetlösungen in der Feldebene? Einiges.<br />

So bedient ein Webserver – integriert in das Gateway – gleichzeitig<br />

www.bihl-wiedemann.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Flosswoerthstrasse 41, 68199 Mannheim<br />

Werker-Assistenzsystem<br />

WGS-R<br />

Die mechanischen Vorteile des ROSE Werker-Assistenzssystems WGS-R<br />

werden auch Sie überzeugen. Die robuste, umlaufende Stoßkante ermöglicht den<br />

vertieften Einbau des Displays und sorgt für eine lange Lebensdauer des Gehäuses<br />

und Gerätes. Das sorgfältig konstruierte Alugehäuse ermöglicht die bestmögliche<br />

Wärmeabfuhr für Ihr Gerät. Wir beraten Sie gerne und sind erst zufrieden, wenn<br />

Sie Ihre Wunschlösung mit uns entworfen haben.<br />

ROSE Systemtechnik GmbH<br />

www.rose-systemtechnik.com<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 93


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

SINGLE PAIR ETHERNET<br />

WARUM DIE <strong>AUTOMATION</strong><br />

DAVON PROFITIERT<br />

Single Pair Ethernet (SPE) ist eine Schlüsseltechnologie<br />

auf dem Weg zur SmartFactory. Sie ermöglicht durchgängigere<br />

und wirtschaftlichere Industrial Ethernet<br />

Netzwerke und benötigt zur Übertragung von Daten<br />

nur noch ein Aderpaar. Allerdings herrscht über die<br />

Norm der Steckverbinder bis heute Uneinigkeit. Das<br />

muss sich rasch ändern. Lapp erklärt, warum die neue<br />

IIOT-Technologie jetzt schnell in die Fabriken muss.<br />

Über Jahrzehnte wurden für die Kommunikation in Automatisierungsanwendungen<br />

Feldbusse eingesetzt. Den<br />

Kommunikationsanforderungen moderner SmartFactories<br />

wurden sie aber nicht mehr gerecht. Die Lösung war<br />

eine Technologie, die sich bereits in Gebäudenetzwerken bewährt<br />

hatte, nämlich über IP basierte Netze, die in den Fabriken<br />

überwiegend über Ethernet Kupferleitungen, zum Teil auch über<br />

WLAN oder Glasfaser, stattfindet. Das bringt auch viele Vorteile<br />

für die Fabrik, denn Ethernet erlaubt mehr und flexiblere Topologien.<br />

Dank der wesentlich höheren Datenübertragungsraten<br />

können verschiedene Dienste über das gleiche Netzwerk betrieben<br />

werden. Die damit einhergehende Vereinheitlichung der<br />

Technologie reduziert die Anzahl der Netzwerkübergänge und<br />

schafft ein durchgängiges Kommunikationssystem, vom Sensor<br />

bis zum Warenwirtschaftssystem oder in die Cloud. Als Resultat:<br />

Planung, Administration und Wartung lassen sich einfacher<br />

durchführen. Eine Realisierung von Industrie 4.0 oder Smart Factories<br />

ist ohne durchgängige, IP basierte Netze nicht denkbar.<br />

Daten müssen ständig und an jedem Ort verfügbar sein.<br />

MEHR INSTALLATIONSAUFWAND<br />

DURCH ETHERNET<br />

Doch so einfach ist es dann doch wieder nicht: Mit der Ablösung<br />

der Feldbusse durch Ethernet entstanden neue Herausforderungen,<br />

unter anderem in der Installationstechnik. Während der bekannteste<br />

Vertreter, der Profibus noch mit einem Aderpaar in der<br />

Busleitung auskam, benötigte Profinet mit 100 Mbit/s Ethernet<br />

schon zwei Aderpaare. In manchen Anwendungen wird in den<br />

Fabriken bereits Gigabit Ethernet eingesetzt, wofür vier Aderpaare<br />

notwendig sind. Die Problematik ist offensichtlich: Gegenüber<br />

den Feldbussen stieg der Aufwand für die Feldinstallation sowie<br />

das Potential für Installationsfehler. Außerdem sind die Komponentenkosten<br />

für 4-paarige Leitungen höher als für 2-paarige.<br />

Die besagten Punkte sind auch die Hauptgründe, warum sich<br />

Ethernet bisher auf der untersten Feldebene bis hinein in einfache<br />

Sensoren und Aktoren nicht durchsetzen konnte. Stattdessen<br />

haben sich Speziallösungen mit einfacher und schneller Installation<br />

gehalten. Deren Anbindung an das übergeordnete Ethernet<br />

94 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

überwiegend im Feld, also vor Ort in der Anlage installiert. Dort<br />

lassen sich Installationsaufwand sowie Installationsfehler erheblich<br />

reduzieren. Des Weiteren benötigt die Verkabelung weniger<br />

Platz und kann Komponentenkosten reduzieren.<br />

STANDARDISIERUNG ERMÖGLICHT<br />

VIELE ANWENDUNGSFELDER<br />

Ein wichtiger Faktor für die breite Marktdurchdringung neuer<br />

Kommunikationssysteme ist die Standardisierung. Single Pair<br />

Ethernet ist durch mehrere internationale Normen abgedeckt. So<br />

sind drei für die Industrie relevante IEEE Standards für unterschiedliche<br />

Anwendungsfälle definiert worden. Die Norm IEEE<br />

802.3 bp beschreibt einen Physical Layer welcher 1 Gbit/s über<br />

eine Distanz von 40 m über geschirmte Leitungen, bzw. 15 m<br />

über ungeschirmte Leitungen erlaubt. Mögliche Anwendungen<br />

in der Fertigungsautomatisierung wären Verbindung von Gigabit-Kommunikationsteilnehmern<br />

innerhalb des Schaltschranks<br />

oder auch Sensoren mit hohen Datenraten wie Gigabit Kameras.<br />

Die Norm 802.3 bw erlaubt die gleichen Leitungslängen jedoch<br />

für 100 Mbit/s. Auch diese Technik dürfte, insbesondere aufgrund<br />

der reduzierten Distanz, zur Verbindung von Geräten im<br />

Schaltschrank interessant sein. Zum Beispiel die SPS, Antriebe<br />

SPE ERMÖGLICHT VERBINDUNGEN<br />

MIT GESCHWINDIGKEITEN<br />

ZWISCHEN 10 MBIT/S UND<br />

MEHREREN GBIT/S ÜBER<br />

NUR EIN EINZIGES ADERPAAR<br />

benötigen allerdings zusätzliche Übersetzer bzw. Gateways. Das<br />

erfordert nicht nur Spezial-Know-how, sondern erhöht auch den<br />

Aufwand für Planung und Installation sowie Komponentenkosten.<br />

Es wird also klar, dass eine durchgängige Ethernet Installation<br />

mit gleichzeitig reduziertem Installationsaufwand viele Vorteile<br />

bringen würde.<br />

WENIGER GEWICHT, MEHR PLATZ<br />

Single Pair Ethernet ist eine neue Technologie, die ursprünglich<br />

für die Anwendung im Automobil entwickelt wurde, um Gewicht<br />

und Platzbedarf der zunehmenden Vernetzung zu reduzieren.<br />

Der Einsatz von Ethernet soll übrigens auch hier die vielen verschiedenen<br />

Kommunikationssysteme vereinheitlichen. Der große<br />

Vorteil: SPE erlaubt, wie der Name sagt, Ethernet basierte<br />

Kommunikation über ein einzelnes Aderpaar. Durch die Reduktion<br />

von vier oder acht Adern auf nur zwei Adern ist die Technologie<br />

auch für die Anwendung in der industriellen Automatisierungstechnik<br />

äußerst interessant. Steckverbinder werden hier<br />

oder Switche, welche heute über eine 100 Mbit/s Profinet, Ethernet/IP<br />

oder andere Schnittstelle verfügen.<br />

Der dritte Standard IEEE 802.3 cg ist ein sehr aussichtsreicher<br />

Kandidat für den Feldeinsatz, weil er die Kabellängenbeschränkung,<br />

welche mit der Einführung von Ethernet in der Produktion<br />

einherging, auflöst. Mit bisherigem Ethernet war die erlaubte<br />

Channel Länge, also die Gesamtleitungslänge zwischen zwei aktiven<br />

Geräten auf 100 m begrenzt. Mit 802.3 cg sind Leitungslängen<br />

möglich, wie sie von den herkömmlichen Feldbussen bekannt<br />

sind. Mit diesem SPE Standard können bis zu 1 000 m Distanz<br />

oder mehr überbrückt werden. Immerhin wird damit noch<br />

eine Übertragungsrate von 10 Mbit/s erreicht, was für viele Automatisierungskomponenten<br />

ausreicht. Durch die hohe Distanz ist<br />

die Technologie sehr gut für Anwendungen im Feld, in der Anlage,<br />

zur Anbindung von dezentralen E/A Systemen oder sogar für<br />

direkte Sensor-Integration geeignet.<br />

PLANUNGSRICHTLINIEN SIND IN ARBEIT<br />

Bei Single Pair Ethernet wurde aber auch an die Spannungsversorgung<br />

der Endgeräte gedacht. Mit Power over Dataline (PoDl)<br />

ist eine Spannungsversorgung der Ethernet Teilnehmer über die<br />

Datenleitung, ähnlich wie heute bei Power over Ethernet (PoE)<br />

möglich. Damit lässt sich der Verkabelungsaufwand weiter reduzieren.<br />

Für Geräte mit moderatem Leistungsbedarf von bis zu<br />

50 Watt kann die zusätzliche Leitung für die Stromversorgung<br />

entfallen. In Automatisierungsanwendungen kommen hier zum<br />

Beispiel Sensoren in Frage.<br />

Die notwendigen applikationsbezogenen Planungs- und Installationsrichtlinien<br />

sind noch zu erstellen. Die Arbeiten hierzu<br />

haben unter anderem in den Nutzerorganisationen wie Pi für<br />

Profinet oder ODVA für Ethernet/IP begonnen. Lapp beteiligt<br />

sich aktiv an dieser Arbeit.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 95


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

DAS SPE INDUSTRIAL PARTNER NETWORK –<br />

LÖSUNGEN, KONZEPTE, INFORMATIONEN<br />

T1 Industrie-SPE Connector<br />

Single Pair Ethernet ist die Infrastrukturgrundlage,<br />

die das IIoT und Industrie 4.0 möglich macht. Das SPE<br />

Industrial Partner Network ist ein gleichberechtigter<br />

Zusammenschluss von Unternehmen, welche die Single<br />

Pair Ethernet Technologie als Grundlage für ein schnelles<br />

und erfolgreiches Wachstum des IIoT vorantreiben.<br />

Zukünftige Anwender finden hier einen Ansprechpartner<br />

in allen Fragen rund um den Aufbau von SPE Netzwerken<br />

und Geräten. Die Organisation gibt klare Empfehlungen<br />

für den Aufbau zukünftiger IIoT Anwendungen und ist<br />

zentrale Informations- und Austauschplattform.<br />

KOMPLETTE LÖSUNGEN FÜR EINE<br />

SINGLE PAIR ETHERNET-INFRASTRUKTUR<br />

Weitere wichtige Normen für die Anwendung der Single Pair<br />

Ethernet Verkabelung wie ISO/IEC 11801 oder EN 50173 sind in<br />

Arbeit. Der Weltmarktführer für integrierte Lösungen im Bereich<br />

der Kabel- und Verbindungstechnologie wird für die Single-Pair-<br />

Ethernet-Infrastruktur komplette Lösungen bereitstellen. Mit der<br />

Entwicklung von Leitungen hat Lapp bereits frühzeitig begonnen.<br />

Mit der Produktfamilie Ethernet T1 ist ein Portfolio für Single Pair<br />

Ethernet Leitungen für den Einsatz in industriellen Maschinen<br />

und Anlagen seit Frühjahr <strong>2021</strong>verfügbar. Die neue Ethernet T1 Y<br />

Flex 1x2x22/7 AWG ist eine UL-zertifizierte, zweiadrige Datenleitung<br />

für den schnellen Informationsaustauch bei gleichbleibend<br />

hohen Datenraten und deutlich reduziertem Aufbau. Dank kleiner<br />

Biegeradien und geringem Außendurchmesser ist sie besonders<br />

gewichts- und platzsparend sowie verlegefreundlich und für<br />

die Anbindung an die Feldebene unverzichtbar.<br />

Diese neue Power-over-Data-Line-fähige Leitung gemäß IEEE<br />

802.3 bu wurde speziell zur Übertragung digitaler Signale im Frequenzbereich<br />

bis 600 MHz und bis 40 m Entfernung konzipiert.<br />

Sie ermöglicht die gleichzeitige Leistungs- und Datenversorgung<br />

von SPE-Endgeräten mit geringem Energiebedarf (bis zu 50 W).<br />

Der Aufbau der SPE-Leitung garantiert einen idealen Schutz vor<br />

elektromagnetischer Störung: Dank einer aluminiumkaschierten<br />

Folie sowie Kupfergeflecht-Schirm mit hohem Bedeckungsgrad<br />

(SF/UTP) ist sie doppelt geschirmt. Zudem ist der PVC-Außenmantel<br />

beständig gegenüber Säuren und Laugen.<br />

SECHS STECKGESICHTER IN DER NORM<br />

Für eine breite Marktdurchdringung benötigt es normierte und<br />

einheitliche Steckverbinder. Die Steckverbinder für SPE sind in<br />

der Norm IEC IEC 63171 beschrieben. Die Norm beinhaltet sechs<br />

verschiedene Steckgesichter. Der Steckverbinder IEC 61171-6 hat<br />

sehr gute Chancen sich am Markt zu etablieren. Dieser Stecker<br />

wird vom SPE Industrial Partner Network propagiert. LAPP ist<br />

Mitglied in diesem Konsortium aus namhaften Unternehmen geworden,<br />

um gemeinsam der SPE Technologie in der Industrie<br />

zum Durchbruch zu verhelfen. Basierend auf diesem Steckgesicht<br />

sind je nach Anwendung weitere Ausführungen in Entwicklung.<br />

Für den IP20 Bereich, innerhalb das Schaltschranks kommt<br />

ein Stecker, welcher von der Verriegelung mittels Rastnase dem<br />

heutigen RJ45 ähnelt, zum Einsatz. Für die Anwendung außerhalb<br />

des Schaltschranks, im IP67 Bereich, sind Stecker auf Basis<br />

des bewährten M8 und M12 Prinzips in Vorbereitung. Zukünftig<br />

sind auch Hybridvarianten in Planung, welche Daten und Stromversorgung<br />

in einem Stecker vereinen, jedoch über separate Kontakte<br />

übertragen. Dadurch sind auch Geräte versorgbar, welche<br />

mehr Strom als mit PoDl möglich, benötigen.<br />

EINE WICHTIGE NEUE TECHNOLOGIE AM START<br />

Fazit: Single Pair Ethernet ist eine wichtige Technologie für die<br />

Zukunft. Für eine breite Marktdurchdringung brauchen wir aber<br />

normierte und einheitliche Steckverbinder. Ein Standard reicht,<br />

um die Kompatibilität der Komponenten zu gewährleisten. Lapp<br />

hat sich für das SPE Industrial Partner Network entschieden, weil<br />

das Unternehmen der Ansicht ist, dass dieser Standard am Markt<br />

die größten Erfolgsaussichten hat.“<br />

Bilder: Aufmacher xiaoliangge – stock.adobe.com, Infokasten SPE, sonstige Lapp<br />

www.lappkabel.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

U.I. Lapp GmbH, Schulze-Delitzsch-Str. 25<br />

70565 Stuttgart, Telefon: 0711-7838-01<br />

info@lappkabel.de<br />

AUTOR<br />

Ralf Moebus, Leiter Produktmanagement<br />

Industrielle Kommunikation bei LAPP<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Statt vier Aderpaare haben Single-Pair-<br />

Ethernet-Leitungen nur ein Aderpaar<br />

Was Sie schon immer über Kabel, Leitungen<br />

und Steckverbinder wissen wollten…<br />

https://bit.ly/FachlexikonLapp<br />

96 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net


SPECIAL CONNECTIVITY<br />

AUTOMATISIERUNG – VERBINDEN, WAS<br />

ZUSAMMEN GEHÖRT<br />

Pneumatik und Elektrotechnik bevorzugen in der Regel<br />

eigene Steckverbinder-Standards. Mit dem Mixo Modul<br />

CX 03 MP von Ilme lassen sich beide Verbindungen nun<br />

direkt in industriellen Steckverbindern vereinen. Über<br />

den Push-in Schlauchanschluss können – ähnlich der<br />

Festo Quick-connection – Schlauchleitungen von 3,0,<br />

4,0 und 6,0 mm Außendurchmesser in Sekundenschnelle<br />

angeschlossen werden. Die Metallkontakte<br />

eignen sich für einen Betriebsdruck bis 10 bar/145 psi<br />

und sind wahlweise in gerader oder gewinkelter Ausführung<br />

erhältlich. Die Buchsenkontakte der Druckseite<br />

gibt es optional auch mit automatischem Absperrventil.<br />

Neben der Quick-connection steht zudem der traditionelle<br />

Rillenanschluss für Schläuche mit einem Innendurchmesser<br />

bis 6,0 mm zur Verfügung.<br />

www.ilme.de<br />

HYBRIDSTECKER FÜR INNOVATIVE<br />

ANWENDUNGEN<br />

Hybrid-Steckverbinder<br />

gewinnen zunehmend<br />

Akzeptanz am Markt. Immer<br />

mehr Anwendungen setzen<br />

auf diese Technologie der<br />

Einkabellösung. Hummel<br />

bietet Lösungen in den<br />

Baureihen M16, M23 und<br />

M40. Die Steckverbinder der<br />

Baureihe M23 sind leistungsfähig und gleichzeitig kompakt.<br />

Der M23 Hybrid Typ 2 (4+4+4+PE) mit vier Leistungskontakten<br />

ist DC-fähig.Wie der Hybridstecker (4+4+3+PE) übertragen die<br />

vier Ethernet-Kontakte Daten bis 500 Mbit/s bei einer Leistungsverarbeitung<br />

bis 28 A/630 V. Sie sind konzipiert für die<br />

Datenübertragung via Single Pair Ethernet oder DSL. Ein<br />

Kraftpaket ist der M40 Hybrid, der Datenraten bis 100 Mbit/s<br />

übertragen kann. Darüber hinaus besitzt er ein zusätzliches<br />

Kontaktpaar, das dem Anwender in der Servo-Technik erlaubt,<br />

z. B. hohe elektrische Kennwerte von Bremsen zu realisieren.<br />

Hier sind bis zu 300 V/8 A möglich. Der Steckverbinder M16<br />

(12+) hat eine Leistungsverarbeitung bis 12 A und eine<br />

Datenübertragungsrate bis 100 Mbit/s.<br />

www.hummel.com<br />

GESCHÄFTSFELD FÜR VISION-SYSTEME<br />

Mit seinen Vision-Installationslösungen bietet Murrelektronik jetzt maßgeschneiderte Lösungen<br />

für die industrielle Bildverarbeitung. Dabei setzt das Unternehmen auf dezentrale, direkt<br />

im Maschinenumfeld montier- und steckbare Baugruppen wie Switches, Verteiler und Einspeiser<br />

sowie die entsprechende leistungsfähige konfektionierte Kabel- und Steckertechnik. Die<br />

Vorzüge sind ein minimaler Installationsaufwand und eine hohe Performance – und das bei<br />

neuen und bestehenden Maschinen und Anlagen.<br />

www.murrelektronik.de<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2021</strong> im 33. Jahrgang,<br />

ISSN: 2194-1157 / ISSN E-Paper: 2747-8017<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

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

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

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

Vanessa Weingärtner (wv), Tel.: 06131/992-352,<br />

E-Mail: v.weingaertner@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Anzeigendisposition: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 34: gültig ab 1. Oktober <strong>2021</strong><br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

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Jahresabonnement Inland: € 62,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € 68,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

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Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

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DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

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Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

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auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

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jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von<br />

Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />

DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h.<br />

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des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />

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kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

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der Einsender verfügt, und die nicht gleichzeitig<br />

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www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 97


ZUVERLÄSSIG MESSEN<br />

UND AUTONOM<br />

ÜBERWACHEN<br />

Alexej Tokarev,<br />

Geschäftsführer der Security<br />

Robotics Development &<br />

Solutions GmbH<br />

Vierbeinige Roboter, Drohnen, radbetriebene<br />

Roboter oder Digitale Empfangsassistenten –<br />

das ist das Produktportfolio des jungen<br />

Unternehmens Security Robotics. Die<br />

verschiedenen Roboter mit KI sind individuell<br />

konfigurierbar für eine Vielzahl von Einsatzbereichen<br />

– von der Überwachung von Anlagen,<br />

Objekten, Maschinen und Geländen bis zum<br />

Serviceeinsatz.<br />

Der vierbeinige Roboter liefert hohe Präzision, beispielsweise<br />

bei Kontrollgängen im Wachschutz, Messungen an Anlagen und<br />

Zugangskontrollen<br />

Die Security Robotics Development & Solutions GmbH<br />

wurde im Jahr 2020, durch die Ciborius-Gruppe, gegründet.<br />

Das junge Tech-Unternehmen bietet robotergestützte<br />

Sicherheitslösungen u. a. für den Einsatz in<br />

Industrieanlagen, Werkhallen und Innenräumen.<br />

Das junge Tech-Unternehmen stellt die Maschinen eigens für<br />

den jeweiligen Bedarf zusammen – sowohl bei Hard- als auch<br />

Software. Sie können zum Überwachen von Gerätschaften und<br />

technischen Anlagen als auch zum Schutz vor Sabotage, Diebstahl<br />

und Zerstörung eingesetzt werden. Einen Meilenstein für<br />

die damit verbundenen Aktivitäten stellte der im Juni <strong>2021</strong> durch<br />

den Rektor der NBS Hochschule, Prof. Dr.-Ing. Uwe Här, und<br />

Aleksej Tokarev, Geschäftsführer der Security Robotics Development<br />

& Solutions GmbH, unterzeichnete Kooperationsvertrag<br />

zur Erforschung der Einsatzmöglichkeiten von Robotern in der<br />

Sicherheitswirtschaft dar.<br />

Das Produktportfolio des Unternehmens umfasst eine breite<br />

Palette individuell konfigurierbarer Roboter. Die Roboter mit KI<br />

sind passend für eine Vielzahl von Einsatzbereichen. So liefert<br />

der vierbeinige Roboter Spot von Boston Dynamics hohe Präzision,<br />

z. B. bei Kontrollgängen im Wachschutz, Messungen an Anlagen<br />

und Zugangskontrollen. Dank KI-Algorithmen und Big Data-Analyse<br />

wird er mit jedem Einsatz besser. Mithilfe seines Aufbaus<br />

kann sich der Roboter in nahezu jedem Gelände bewegen. Spot<br />

kann mit fast jeder Technik ausgestattet werden, von LiDAR,<br />

hochauflösenden Kamerasystemen oder spezieller Sensorik.<br />

Der vierradbetriebene Roboter Argus überwacht Areale intelligent<br />

– und das rund um die Uhr. Dieser Roboter kann große<br />

Strecken zurücklegen, sich selbstständig an Stationen aufladen<br />

und zuverlässig seine Runden drehen. Auch bei Dunkelheit<br />

nimmt Argus dank Infrarot und Wärmebildkamera Auffälligkeiten<br />

wahr und meldet zuverlässig.<br />

Über eine ausgeklügelte Technologie für autonome Flüge, Videoaufnahmen<br />

und präzises Landen und aufladen verfügt die vollautonome<br />

Roboterdrohne ‚The Beehive‘. Die Drohne wiegt nur 1,5 kg<br />

und ist mit einer Wärmebildkamera und einer hochauflösenden<br />

Videokameratechnik ausgestattet, bietet Sicherheit und Leistung.<br />

Der digitale Empfangsroboter Promobot ist mit einem Sprechmodul,<br />

einem Touchscreen, Fotodrucker, Kartenspender sowie<br />

einem Barcodelesegerät ausgestattet. Promobot beherrscht vielzählige<br />

Sprachen und hilft bei der automatisierten Zugangsverwaltung<br />

für Gebäude, sorgt für den Check-In, der ID-Verifizierung<br />

der Besucher vor Ort oder dient als Wegweiser.<br />

Bilder: Philipp Arnoldt für Security Robotics<br />

www.security-robotics.de<br />

98 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 www.industrielle-automation.net<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> 04/2020 98


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 1/2022<br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 28. 02. 2022 • ANZEIGENSCHLUSS: 11. 02. 2022<br />

01<br />

02<br />

03<br />

04<br />

01 Der gesamte Lebenszyklus einer Software-Entwicklung in einem<br />

Prozess – mehr dazu in einem Interview mit dem Entwicklungsleiter<br />

(Bilder: Qt Company; Taiga – stock.adobe.com)<br />

02 3D-Lagebestimmung per Punktwolke: Warum setzt ein Anbieter für<br />

Bildverarbeitungssysteme auf formbasierte Antastverfahren?<br />

(Bild: VMT)<br />

Der direkte Weg<br />

Internet:<br />

www.industrielle-automation.net<br />

E-Paper:<br />

digital.industrielle-automation.net<br />

Redaktion:<br />

Redaktion@industrielle-automation.net<br />

WORLD OF INDUSTRIES:<br />

www.world-of-industries.com<br />

03 High-Speed-Bildverarbeitungssysteme tragen zur Qualitätskon trolle<br />

von Verpackungskomponenten für Pharmaprodukte bei<br />

(Bild: Stemmer Imaging)<br />

04 Automatisierung 2022 – Trends und Perspektiven von der digitalen<br />

Vernetzung über das Internet der Dinge bis hin zur Robotik<br />

(Bild: Only4denn – stock.adobe.com)<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2021</strong>/06 99


—<br />

Gemeinsam die<br />

Energieeffizienz erhöhen<br />

Um den Klimawandel zu bekämpfen, müssen wir Energie effizienter nutzen. Das hat<br />

Vorteile, die weit über den Klimaschutz hinausgehen. Energieeffizienz trägt zu sauberer<br />

Luft und sauberem Wasser, aber auch zu einer besseren Gesundheit der Bevölkerung<br />

und zu wirtschaftlicher Entwicklung und Wachstum bei. So halten wir die Welt in Bewegung<br />

und sparen dabei jeden Tag Strom. Machen Sie mit und lassen Sie uns gemeinsam<br />

die Energieeffizienz erhöhen.<br />

energyefficiencymovement.com/de/


BIHL-WIEDEMANN.DE n JAHRGANG 06 15 n AUSGABE 01.2012 02.<strong>2021</strong><br />

INTERVIEW<br />

Neue ASi-5 Safety<br />

Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

ANWENDUNG<br />

„Easy ASi“:<br />

Planen, konfigurieren,<br />

betreiben und diagnostizieren<br />

leicht gemacht<br />

ASi-5 UND ASi-3:<br />

DER BESTE MIX FÜR DIE<br />

MODERNE ANTRIEBSTECHNIK


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

ASi-5 UND ASi-3:<br />

DER BESTE MIX<br />

FÜR DIE MODERNE<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Oftmals mehrere Kilometer lang sind sie – die automatisierten Materialflussstrecken<br />

moderner Fördertechnikanlagen in Logistikzentren oder in komplexen Produktionsumgebungen.<br />

Darin immer zu finden: jede Menge Sensoren, Schalter, Messgeräte, Scanner,<br />

Antriebe, Bedienpanels und Sicherheitssysteme. Große Strecken, viele Teilnehmer,<br />

Standard- und Safety-Signale sowie einfache und komplexe Aufgaben – und das am<br />

besten alles noch in einer einzigen Applikation. Ein Umfeld, für das die Verdrahtungstechnologie<br />

AS-Interface wie geschaffen ist, weil sie mit ihren kombinierbaren ASi-5<br />

und ASi-3 Lösungen den perfekten Mix für jede Anforderung bietet.<br />

02


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Anschluss aller Netzwerkteilnehmer mit<br />

Spannungsversorgung und Kommunikation<br />

über ein einziges, gelbes Profilkabel, einfache<br />

und verpolungssichere Verdrahtung in<br />

Durchdringungstechnik, keine Stecker oder<br />

vorkonfektionierten Kabel, keine spezielle<br />

Verbindungstechnik, keine besonderen<br />

Switches und gleichzeitig auch noch Safety<br />

„on board“ – keine andere Verdrahtungstechnologie<br />

ermöglicht es, sowohl einzelne<br />

Komponenten als auch Devices in großen<br />

Stückzahlen so kostengünstig und effizient<br />

in Förderanlagen zu integrieren. Lager- und<br />

Materialflusstechnik, Förder- und Sortieranlagen,<br />

Shuttle-Palettenlager, Kommissioniersysteme,<br />

Regalbediengeräte, Krantechnik<br />

– fördertechnische Maschinen,<br />

Systeme und Anlagen können so begeisternd<br />

einfach mit AS-Interface verdrahtet<br />

werden. Während der etablierte und weit<br />

verbreitete Standard ASi-3 insbesondere<br />

beim Einsammeln von digitalen I/O-Signalen<br />

und der Umsetzung funktionaler und passiver<br />

Sicherheitstechnik punktet, bietet ASi-5<br />

mit seiner hohen Übertragungsgeschwindigkeit<br />

und der großen Datenbreite alle<br />

Voraussetzungen zur Lösung komplexerer<br />

Applikationen in Materialflusssystemen.<br />

Hinzu kommt ein hohes Maß an Zukunftssicherheit<br />

– dank der Optionen zur Integration<br />

intelligenter Sensoren mit IO-Link<br />

und zur Industrie-4.0-Kommunikation per<br />

OPC UA. Und schließlich kann mit Hilfe von<br />

ASi Safety at Work auch die Sicherheitstechnik<br />

fördertechnischer Anlagen zum<br />

Schutz von Personen in vollem Umfang<br />

integriert werden – bis SIL3 und PLe.<br />

Offen für alle<br />

Ansteuerungskonzepte und<br />

Kommunikationsanforderungen<br />

Als ASi Komplettanbieter verfügt<br />

Bihl+Wiedemann über ein Portfolio, das<br />

gerade für die Fördertechnik viele Freiheitsgrade<br />

eröffnet. Zum einen berücksichtigt<br />

es die Anforderungen unterschiedlicher<br />

Antriebskonzepte und Hersteller, zum anderen<br />

ermöglicht es durch die Feingranularität<br />

der Module sowie die Kompatibilität<br />

von ASi-3 und ASi-5 Komponenten maßgeschneiderte<br />

Lösungen vom einzelnen<br />

Binärsignal einer Lichtschranke bis zu<br />

großen und schnell zu übertragenden<br />

Datenmengen, wie sie beispielsweise von<br />

Scannern, RFID-Readern oder Drehgebern<br />

erzeugt werden.<br />

Welch vielseitige Möglichkeiten das Portfolio<br />

von Bihl+Wiedemann bietet, zeigt<br />

sich beispielsweise in der elektrischen<br />

Antriebstechnik, wie sie in automatisierten<br />

Materialflusssystemen zum Einsatz kommt.<br />

Drehstrommotoren mit Frequenzumrichter,<br />

etwa von Lenze, SEW-EURODRIVE oder<br />

NORD DRIVESYSTEMS, sind als Antriebe<br />

fördertechnischer Anlagen vielerorts der<br />

Standard. Im einfachsten Fall können sie<br />

mit Hilfe von ASi-3 Komponenten binär angesteuert<br />

werden. Wenig komplexe Funktionen<br />

wie Start/Stopp, Links-Rechts-Lauf<br />

oder Öffnen/Schließen können so mit Hilfe<br />

kostengünstiger Module sehr wirtschaftlich<br />

umgesetzt werden – zumal die Pin-<br />

Belegung an die jeweiligen Antriebe<br />

angepasst wurde und damit Plug-and-<br />

Play-Lösungen zur Verfügung stehen.<br />

Einfache Verdrahtung<br />

aller Teilnehmer über ein<br />

Kabel per Durchdringungstechnik<br />

03


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Drehstrommotore mit Frequenzumrichter,<br />

bei denen die Steuerung im Betrieb<br />

auf Performance-Parameter – beispielsweise<br />

die Geschwindigkeit oder das<br />

Beschleunigungs- und Bremsverhalten –<br />

zugreift, können heute über ASi-5<br />

effizient angesteuert werden. Die ASi-5<br />

Motormodule von Bihl+Wiedemann stellen<br />

mit CANopen, RS485, Modbus TCP und<br />

IO-Link nicht nur geeignete Schnittstellen<br />

zur Verfügung, sondern bieten auch<br />

Kompatibilität zu unterschiedlichen Feldbusanbindungen.<br />

Geschwindigkeiten oder<br />

definierte Beschleunigungs- und Verzögerungsprofile,<br />

sogenannte Rampen, können<br />

zyklisch und stufenlos aktiviert und<br />

geändert werden. So ist es beispielsweise<br />

möglich, die Transportgeschwindigkeit sowohl<br />

an die Objektes selbst als auch an die<br />

Förderstrecke anzupassen, um vorsichtig<br />

zu bremsen und zu beschleunigen –<br />

etwa bei kippgefährdeten Objekten mit<br />

hohem Schwerpunkt oder bei der Einfahrt<br />

eines Förderguts in und der Ausfahrt aus<br />

einem Kurvensegment, einer Maschine<br />

oder einem Hubwerk. Weiterhin bietet<br />

diese Form der seriellen Ansteuerung die<br />

Option einer erweiterten Diagnose: über<br />

das gelbe ASi Kabel können Informationen<br />

wie aktuelle Stromaufnahme und Temperatur<br />

sowie detaillierte Statusmeldungen<br />

vom Frequenzumrichter<br />

zum ASi-5/ASi-3<br />

Feldbus Gateway übertragen<br />

und die Diagnosedaten<br />

per OPC<br />

UA direkt in Industrie-<br />

4.0-Applikationen, beispielsweise<br />

der Predictive<br />

Maintenance,<br />

genutzt werden.<br />

vor unschlagbar effizient und kostengünstig<br />

mit den etablierten ASi-3<br />

Lösungen realisieren. Für komplexere<br />

Applikationen beinhaltet das Portfolio von<br />

Bihl+Wiedemann spezielle ASi-5 Motormodule<br />

für Motorrollen von Herstellern<br />

wie Interroll, Itoh Denki und RULMECA –<br />

auf Anfrage können aber auch weitere<br />

Hersteller und Antriebe ebenfalls mit entsprechenden<br />

ASi-5 Lösungen des Unternehmens<br />

bedient werden. Allen gemeinsam<br />

ist, dass die Module die Motorrollen direkt –<br />

Unterschiedliche Lösungen<br />

für unterschiedliche Anforderungen<br />

ohne zusätzliches Steuergerät – über ASi<br />

ansteuern. Dabei kann jedes ASi Modul<br />

gleichzeitig zwei Rollenantriebe komplett<br />

mit Energie versorgen und an die Datenkommunikation<br />

anbinden. Auch bei dieser<br />

Ansteuerung ist es möglich, Geschwindigkeiten<br />

und Rampen zyklisch und stufenlos<br />

zu verändern. Die Rampen für das Bremsen<br />

und Beschleunigen der Förderstrecke<br />

können aber auch für jeden Antrieb einzeln<br />

als Parameter hinterlegt werden.<br />

Zukunftssicherheit und Safety –<br />

mit ASi von Bihl+Wiedemann<br />

auch für die Antriebstechnik<br />

Ebenfalls eine Standard-Antriebslösung<br />

in<br />

der Fördertechnik<br />

sind Rollenantriebe<br />

mit 24 VDC- oder<br />

48 VDC- Spannungsversorgung.<br />

Auch hier<br />

gilt: einfache Applikationen<br />

mit Start/Stopp,<br />

Links-Rechts-Lauf oder<br />

Öffnen/Schließen lassen<br />

sich nach wie<br />

04


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Die ASi-5 Module mit integriertem IO-Link<br />

Master von Bihl+Wiedemann schließlich<br />

bieten die Möglichkeit, unter anderem<br />

intelligente Aktuatoren – also auch smarte<br />

Antriebe mit IO-Link – einfach über ASi-5<br />

in die Anlagensteuerung einzubinden. Die<br />

feingranulare Skalierbarkeit der Anschlussmodule,<br />

die es mit ein, zwei, vier und acht<br />

IO-Link Master Ports gibt, hilft dabei,<br />

Kosten zu sparen – der Anwender investiert<br />

nur in die IO-Link Ports, die er auch<br />

wirklich benötigt. Diese technische und<br />

wirtschaftliche Effizienz kann derzeit von<br />

IO-Link Feldbusmodulen, die üblicherweise<br />

mit acht IO-Link Master Ports und individueller<br />

Ethernet-Schnittstelle ausgerüstet<br />

sind, in dieser Form nicht erreicht werden.<br />

AS-Interface in der Umsetzung –<br />

Erfolgserlebnisse garantiert<br />

AS-Interface kann als Verdrahtungstechnologie<br />

in der Antriebstechnik all seine Stärken<br />

voll ausspielen. Das ASi-3 und ASi-5<br />

Portfolio von Bihl+Wiedemann vereint die<br />

Leistungsfähigkeit von Feldbustechnologien<br />

mit den Vorteilen einer unkomplizierten Verdrahtung<br />

von Feldgeräten. Hinzu kommt,<br />

dass Bihl+Wiedemann die Planung und<br />

Inbetriebnahme von ASi Installationen auf<br />

vielfältige Weise unterstützt und so auch<br />

ASi Neulingen schnelle Erfolgserlebnisse<br />

ermöglicht. So sorgen<br />

die Software-Suites<br />

des Unternehmens mit<br />

ihrem integrierten Hardware-Katalog<br />

nicht nur<br />

für eine einfache und<br />

fehlerfreie Projektierung<br />

und Inbetriebnahme<br />

von ASi Netzwerken,<br />

sondern auch für eine<br />

effiziente Adressierung<br />

und Parametrierung der<br />

ASi Module im Feld –<br />

unter anderem durch<br />

die Möglichkeit, Einstellungen<br />

eines Moduls beliebig oft kopieren<br />

zu können. Kommen also in einer Anlage<br />

mehrere Frequenzumrichter mit identischer<br />

Parametrierung zum Einsatz, müssen die<br />

Werte nur einmal gespeichert werden und<br />

sind danach auch auf alle anderen übertragbar.<br />

Außerdem werden – im Gegensatz<br />

zu PROFINET – für die Ansteuerung von<br />

beispielsweise bis zu 124 Umrichtern oder<br />

bis zu 248 Rollenantrieben nur eine IP-<br />

Adresse und nur ein Webserver für alle Teilnehmer<br />

benötigt. Bei der Adressierung der<br />

Teilnehmer vor Ort in der Fördertechnik-<br />

Applikation leistet das neue ASi-5/ASi-3<br />

Adressiergerät wertvolle Dienste: es ermöglicht<br />

es, Busteilnehmer schnell und<br />

einfach mit einer Adresse zu versehen,<br />

ohne dass bereits ein realer Busaufbau<br />

vorhanden sein muss. Eine weitere Funktionalität<br />

innerhalb der Software-Suites von<br />

Bihl+Wiedemann, die viele Nutzer begeistert,<br />

ist die Online Businformation. Damit<br />

lassen sich Teilnehmer jetzt ganz einfach<br />

vom PC aus adressieren, live parametrieren<br />

sowie Ein- und Ausgänge überwachen.<br />

Der Anwender erkennt unmittelbar, welche<br />

konkreten Auswirkungen die aktualisierten<br />

Einstellungen für das reibungslose Funktionieren<br />

der Fördertechnik haben und kann<br />

die Konfiguration gegebenenfalls sofort<br />

optimieren. Überhaupt machen die beiden<br />

Softwarelösungen ASIMON360 und<br />

ASi Control Tools360 – letztere ohne<br />

Safety-Funktionalität – das Planen, Konfigurieren<br />

und Parametrieren von ASi<br />

Netzwerken besonders komfortabel,<br />

sicher und schnell. Auch für die laufende<br />

Überwachung, die Wartung und die Fehlerbehebung<br />

von Applikationen stellen sie<br />

zahlreiche Diagnose-Tools mit einer breiten<br />

Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten<br />

zur Verfügung. Neben genauen Fehlerbeschreibungen<br />

liefern diese vor allem<br />

konkrete Lösungsvorschläge, die viel Zeit<br />

sparen und eine effiziente Fehlerbehebung<br />

gewährleisten. Und bei der Abnahme von<br />

Anlagen können sogar detaillierte Prüfberichte<br />

als PDF erstellt und mit der Maschinendokumentation<br />

gespeichert werden.<br />

Einfache Installation, hohe Funktionalität<br />

und Flexibilität, geringe Kosten – und<br />

das alles bei hohem Anwenderkomfort:<br />

AS-Interface hat sich als international<br />

standardisiertes Verdrahtungssystem auch<br />

in der modernen Förder- und Materialflusstechnik<br />

durchgesetzt. Der Mix aus<br />

Antriebslösungen mit ASi-5 und ASi-3,<br />

den Bihl+Wiedemann für die Integration<br />

von Rollenantrieben, Drehstrommotoren<br />

und Frequenzumrichtern bietet, sowie die<br />

verschiedenen Hard- und Software-Tools<br />

zur Einrichtung von ASi Netzwerken haben<br />

hierzu wesentlich beigetragen.<br />

Antriebslösungen<br />

von Bihl+Wiedemann –<br />

unabhängig von der<br />

„Welt darüber“<br />

05


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

ANWENDUNG<br />

„EASY ASi“: PLANEN,<br />

KONFIGURIEREN, BETREIBEN UND<br />

DIAGNOSTIZIEREN LEICHT GEMACHT<br />

Einfachheit – das ist das Versprechen von AS-Interface. Eine<br />

Zusicherung, auf die sich ASi Profis, aber auch Anwender der<br />

Verdrahtungstechnologie, die mit ASi-5 und ASi-3 Neuland<br />

betreten, verlassen können. Denn für die einfache Planung,<br />

Installation, Adressierung, Inbetriebnahme und Diagnose von<br />

ASi Applikationen stellt Bihl+Wiedemann eine Reihe nützlicher<br />

Tools zur Verfügung: Software-Suites, deren Programme<br />

die Planung, Konfiguration und Inbetriebnahme von ASi Netz-<br />

werken sehr einfach gestalten, ein neues ASi-5/ASi-3 Handadressiergerät<br />

für beste User Experience vor Ort sowie<br />

digitale Diagnose-Werkzeuge, die auch für Freigabemessungen<br />

und die Abnahme von Anlagen geeignet sind.<br />

ASi-5<br />

ASi-3<br />

Einfachheit ist alles – das ist der Grundgedanke,<br />

seit es AS-Interface gibt. Das<br />

gilt für alle ASi Generationen bis ASi-3,<br />

und noch mehr für ASi-5 als aktuellen<br />

Technologiestandard, der seit etwa drei<br />

Jahren auf dem Siegeszug durch die<br />

Welt komplexer Maschinen und Anlagen<br />

ist und dabei auch smarte, digitalisierte<br />

Automatisierungskonzepte vorantreibt.<br />

Monteure und Inbetriebnehmer verbinden<br />

schon lange viele Vorteile mit dem gelben<br />

ASi Profilkabel:<br />

3 Ein Kabel für Daten und Energie –<br />

keine Kabelbündel durch<br />

Parallelverdrahtung,<br />

3 Als Meterware von der Rolle vor Ort<br />

immer bedarfsgerecht verwendbar –<br />

keine Vorhaltung von unterschiedlichen<br />

Varianten notwendig,<br />

3 Einfacher Anschluss von Modulen<br />

per Durchdringungstechnik,<br />

3 Verpolungsschutz durch<br />

asymmetrische Kabelgeometrie,<br />

3 System- und herstellerunabhängig,<br />

3 Topologiefreiheit des ASi Netzwerkes,<br />

3 Module lassen sich – auch nachträglich<br />

– im Handumdrehen<br />

anschließen, austauschen, versetzen<br />

oder hinzufügen.<br />

Einfache Planung und Konfiguration von ASi Netzwerken über den<br />

Hardware-Katalog der Software-Suites von Bihl+Wiedemann<br />

Und das sind nur die wichtigsten. Aber<br />

AS-Interface ist längst nicht nur das Kabel<br />

selbst, sondern auch das, was man daraus<br />

und damit machen kann – nämlich<br />

Sensoren, Aktuatoren und Steuerungen<br />

von Maschinen und Anlagen intelligent<br />

und kostengünstig vernetzen. Und dafür<br />

hat Bihl+Wiedemann nicht nur eine<br />

Menge Arbeit in leistungsfähige Hard- und<br />

06


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

Software-Tools gesteckt – sondern auch<br />

die Erfahrung aus einer aktuell schon<br />

großen Anzahl installierter ASi Module<br />

und gelöster Applikationen. Das primäre<br />

Ziel der Entwicklungen war es, dem<br />

Anwender maximalen Bedienkomfort bei<br />

der Planung, Parametrierung, Inbetriebnahme,<br />

Diagnose und Wartung der einzelnen<br />

ASi Netzwerkteilnehmer sowie der<br />

gesamten Anlage zu bieten.<br />

ASi Netzwerke intuitiv und<br />

sicher einrichten<br />

Um das Planen, Konfigurieren, Parametrieren<br />

und Inbetriebnehmen von ASi<br />

Netzwerken besonders komfortabel,<br />

sicher und schnell zu gestalten, bietet<br />

Bihl+Wiedemann mit seinen Software-<br />

Suites zwei intuitiv bedienbare Softwareprogramme<br />

an: ASi Control Tools360<br />

und ASIMON360 – wobei letztere mit ASi<br />

Safety at Work auch den Aspekt der sicherheitsgerichteten<br />

Auslegung berücksichtigt<br />

und die Übertragung sicherer und<br />

nicht-sicherer Daten über das gleiche<br />

Kabel ermöglicht. Beide Software-Tools<br />

unterstützen sowohl ASi-3 als auch ASi-5<br />

Komponenten und ermöglichen die einfache<br />

Einbindung von IO-Link Devices.<br />

Die Software-Suites verfügen über einen<br />

integrierten Hardware-Katalog, der die<br />

Planung und Konfiguration von ASi Netzwerken<br />

sowie die Parametrierung von<br />

ASi Modulen in der Software wesentlich<br />

erleichtert. Die erforderlichen ASi-3 und<br />

ASi-5 Module werden per Drag-anddrop<br />

aus dem Katalog in einen virtuellen<br />

Schaltschrank gezogen. Welcher Technologiestand<br />

zum Einsatz kommt, bestimmt<br />

die jeweilige Funktion. Um Binärsignale<br />

einer Lichtschranke zu integrieren, reicht<br />

grundsätzlich ein kostengünstiges ASi-3<br />

Modul. Sollen hingegen komplexe Umrichter<br />

angebunden oder intelligente IO-Link<br />

Devices integriert werden, bietet ASi-5<br />

die dafür erforderliche Datenbreite und<br />

Übertragungsgeschwindigkeit.<br />

Während der Offline-Konfiguration nimmt<br />

der integrierte Inbetriebnahme-Assistent<br />

kontinuierlich Plausibilitätsprüfungen vor,<br />

etwa hinsichtlich der Teilnehmerzahl im<br />

Einfache Verdrahtung von ASi Modulen im Schaltschrank<br />

ASi Kreis, der voraussichtlichen Stromaufnahme<br />

oder der zu erwartenden Datenmengen.<br />

Werden dabei zulässige Werte<br />

überschritten, empfiehlt die Software<br />

die Einrichtung entsprechender weiterer<br />

ASi Kreise. Ist ein ASi Kreis dann aktiviert,<br />

kann mit Hilfe der Online Businformation<br />

das Verhalten der Ein- und Ausgänge<br />

simuliert, diagnostiziert und überwacht<br />

werden. Dadurch wird sofort erkennbar,<br />

welche Auswirkungen die aktuellen Einstellungen<br />

der ASi Module haben. Mögliche<br />

Fehler im ASi Kreis werden direkt<br />

Einfache Installation von ASi Modulen per Durchdringungstechnik<br />

in der Anlage<br />

sichtbar, alle Teilnehmer lassen sich einzeln<br />

auswählen und ansprechen sowie deren<br />

Parameter vom Anwender live ändern.<br />

Module mit Antriebsprofilen<br />

vereinfachen die Integration<br />

Bihl+Wiedemann hat für eine Reihe von Antrieben<br />

verschiedener Hersteller spezifische<br />

Profile entwickelt und in den Software-Suites<br />

hinterlegt. Zusätzlich hat das Unternehmen<br />

auch eigene, herstellerunabhängige Profile<br />

definiert. Für Kunden von Antriebsherstel-<br />

07


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

lern hat das den Vorteil, dass sie, etwa bei<br />

Lieferengpässen, flexibel zwischen verschiedenen<br />

Fabrikaten wechseln können und sich<br />

die jeweiligen Antriebe dennoch reibungslos<br />

in ihre ASi Netzwerke integrieren lassen. Die<br />

Profile sind jeweils hartcodiert in den ASi<br />

Modulen von Bihl+Wiedemann verfügbar<br />

und werden beim ersten Kommunikationsstart<br />

zwischen ASi Teilnehmer und Sensor<br />

oder Aktuator übertragen. Jeder ASi-5 Teilnehmer<br />

bietet ausreichend Platz für eine<br />

Vielzahl von Profilen. Das Aktualisieren<br />

oder das Hinzufügen von weiteren Profilen<br />

ist per Firmware-Update möglich. Eine weitere<br />

Vereinfachung ist das Hinterlegen von<br />

Parametersätzen für ASi-5 Teilnehmer und<br />

deren Peripherie in der Software. Einmal<br />

parametriert, können diese Einstellungen<br />

auf weitere Module kopiert oder sogar als<br />

Vorlage verwendet werden, die auch projektübergreifend<br />

zur Verfügung stehen kann.<br />

Die Parameter werden im ASi Kreis redundant<br />

vorgehalten: im Sensor oder Aktuator,<br />

im ASi Teilnehmer und im ASi Gateway.<br />

Dadurch ist im Fehlerfall – wo auch immer<br />

dieser auftreten sollte – eine schnelle und<br />

automatische Bereitstellung der Parameter<br />

im Austauschgerät gewährleistet.<br />

Neues Adressiergerät bietet<br />

maximalen Bedienkomfort<br />

Ob Elektro-Konstrukteur, Programmierer,<br />

Monteur, Inbetriebnehmer oder Instandhalter<br />

– Bihl+Wiedemann blickt den Menschen,<br />

die mit ASi arbeiten, immer wieder<br />

über die Schulter und sammelt dabei<br />

wertvolle Anregungen für Verbesserungen<br />

und Innovationen. So auch für das neue,<br />

tragbare ASi-5/ASi-3 Adressiergerät, das<br />

verwendet wird, um komfortabel ASi-3 Module<br />

mit Adressen und ASi-5 Devices mit<br />

Teilnehmernummern zu versehen und zur<br />

automatischen Konfiguration an den ASi<br />

Master anzuschließen. Während auf bisherige<br />

Adressiergeräte für ASi-3 Merkmale wie<br />

formschönes Design, angenehmes Lookand-Feel<br />

oder elegante Handhabung nur<br />

bedingt zutrafen, überzeugt das neue Device<br />

für den Vor-Ort-Einsatz mit genau diesen<br />

Eigenschaften: einem schlanken Äußeren,<br />

einer Wohlfühl-Haptik, hohem Bedienkomfort<br />

und perfekter User Experience. Mehrere<br />

fortschrittliche Produktmerkmale sind in<br />

dem Gerät vereint. Optisch „hervorstechend“<br />

ist auf jeden Fall das OLED-Farbdisplay,<br />

das in jeder Umgebungs- und Beleuchtungssituation<br />

eine gestochen scharf<br />

ablesbare Darstellung von Einstellungen und<br />

Informationen gewährleistet. Im Inneren des<br />

handlichen Adressiergerätes bewährt sich<br />

ein Superkondensator als leistungsstarker<br />

Energiespeicher. Nach nur etwa 30 Minuten<br />

voll aufgeladen, können Nutzer etwa 120<br />

ASi Module ansprechen. Geht die Ladung<br />

zur Neige, reicht ein etwa zehnminütiges<br />

Zwischenladen aus, um 70 weitere Adressen<br />

oder Teilnehmernummern vergeben zu können.<br />

Das neue ASi-5/ASi-3 Adressiergerät<br />

lässt sich per Standard-USB-C-Schnittstelle<br />

an einen PC anschließen – aber nicht nur zum<br />

Laden, sondern vor allem, um die gewohnten<br />

Parametrier-, Diagnose- und Test-Tools der<br />

Bihl+Wiedemann Software-Suites nutzen zu<br />

können. Über die Schnittstelle können zudem<br />

Erweiterungen des Funktionsumfanges<br />

per Firmware-Update geladen werden, was<br />

dem Gerät zusätzliche Zukunftssicherheit<br />

verleiht. Wer also die Vorteile einer dezentralen<br />

Adressierung von ASi Teilnehmern mit<br />

den Vorteilen einer zentralen Konfiguration<br />

und Parametrierung im ASi Netzwerk verbinden<br />

will, liegt mit dem neuen ASi-5/ASi-3<br />

Adressiergerät und den Software-Suites von<br />

Bihl+Wiedemann genau richtig.<br />

Read<br />

ESC<br />

Write<br />

OK<br />

#<br />

Einfache Vergabe von ASi Adressen (ASi-3) und Teilnehmernummern<br />

(ASi-5) mit dem neuen Adressiergerät von Bihl+Wiedemann<br />

08


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

Nachdem die Geräte im Feld installiert und<br />

adressiert wurden, kann das ASi Netzwerk<br />

über die Software-Suites in Betrieb genommen<br />

werden. Auch jetzt werden wieder<br />

umfangreiche Plausibilitätsprüfungen<br />

durchgeführt. Entspricht die Planung in der<br />

Software der installierten und adressierten<br />

Realität an der Maschine? Sind die richtigen,<br />

sind zu viele oder zu wenige Teilnehmer angeschlossen?<br />

Entspricht die Konfiguration<br />

der gewünschten Ausbaustufe? Wurden<br />

die richtigen Geräte aus einer vorhandenen<br />

Maximalkonfiguration entfernt oder einer<br />

vorhandenen Konfiguration hinzugefügt?<br />

Ob ASi Profi oder ASi Neuling, ob Erst- oder<br />

Serienprojekt – die Anwender werden bei<br />

der Inbetriebnahme von den Software-<br />

Suites von Bihl+Wiedemann auf vielfältige<br />

Weise unterstützt. Einfacher kann man<br />

ASi Netzwerke nicht planen, verdrahten,<br />

adressieren und in Betrieb nehmen – zumal<br />

bisherige ASi-3 Nutzer per Download der<br />

neuesten Programmversionen kostenlos auf<br />

ASi-5 upgraden können.<br />

Diagnose-Tools gewährleisten hohe<br />

Verfügbarkeit von ASi Netzwerken<br />

Diagnosen sind die Voraussetzung, um die<br />

Verfügbarkeit und Produktivität von Maschinen<br />

und Anlagen zu gewährleisten – und<br />

sind damit unverzichtbar. Ob Inbetriebnahme,<br />

Überwachung und Wartung oder<br />

Fehlerbehebung – bei Bihl+Wiedemann<br />

stehen zahlreiche Diagnose-Tools mit<br />

einer breiten Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten<br />

zur Verfügung. Sie liefern neben<br />

genauen Fehleranalysen sofort konkrete<br />

Vorschläge zur Störungsbeseitigung.<br />

Das beginnt bereits bei der Konfiguration.<br />

Werden Geräte aus dem Hardware-Katalog<br />

der Software-Suites ausgewählt, wird beispielsweise<br />

die zu erwartende Netz- und<br />

Feldbusauslastung automatisch überprüft.<br />

Damit können so bereits in einem frühen<br />

Stadium mögliche Planungsfehler vermieden<br />

werden. Der Inbetriebnahme-Assistent, der<br />

den Anwender intuitiv durch die Adressierung<br />

und Konfiguration von ASi Modulen<br />

führt, zeigt etwaige Abweichungen oder<br />

Fehler bei der Inbetriebnahme sofort an. Im<br />

Zuge der kontinuierlichen Anlagenüberwachung<br />

findet eine permanente Prüfung des<br />

Einfache Inbetriebnahme von ASi Applikationen mit Hilfe des Inbetriebnahme-Assistenten<br />

ASi Netzes auf mögliche Fehler statt. So<br />

werden beispielsweise Informationen über<br />

die Qualität der Installation sowie der Datenkommunikation<br />

gesammelt und geprüft,<br />

um Problemen durch sich verschlechternde<br />

Übertragungseigenschaften frühzeitig vorbeugen<br />

zu können. Ringpuffer ermöglichen<br />

Dauertests, um auch sporadischen Ereignissen<br />

im ASi Kreis auf die Spur zu kommen.<br />

Darüber hinaus werden Peripherie-,<br />

Konfigurations- und Telegramm-Fehlerlisten<br />

zyklisch ausgelesen und ausgewertet. Mit<br />

Hilfe der Online Businformation als integralem<br />

Bestandteil von ASi Control Tools360<br />

und ASIMON360 kann der Anwender<br />

Module auf einfache Weise diagnostizieren<br />

sowie Ein- und Ausgänge live überwachen<br />

und testen. Mit ASIMON360 und ASi<br />

Safety at Work können zudem auch sichere<br />

Ein- und Ausgänge sowie Safe Link Verbindungen<br />

analysiert werden. Über die OPC-UA-<br />

Schnittstelle, wie sie alle ASi-5/ASi-3 Gateways<br />

von Bihl+Wiedemann standardmäßig<br />

an Bord haben, können die vielfältigen<br />

Maschinen- und Diagnosedaten durch eine<br />

Cloud-Applikation, einen lokalen MES-Server<br />

oder ein Visualisierungstool abgerufen und<br />

genutzt werden. Der ebenfalls integrierte<br />

Webserver erlaubt schnelle Systemdiagnosen,<br />

auch remote, während das Display der<br />

Gateways Spontandiagnosen vor Ort ohne<br />

zusätzliche Software ermöglicht. Viele ASi<br />

Module von Bihl+Wiedemann sind zudem<br />

für eine kanalspezifische Diagnose ausgelegt.<br />

Dadurch lassen sich Fehler wie etwa<br />

ein Ausgangskurzschluss oder eine Überlast<br />

an einem Teilnehmer schnell lokalisieren,<br />

identifizieren und beheben.<br />

Eingesetzt werden können die Diagnose-<br />

Tools aber nicht nur bei Inbetriebnahmen<br />

oder für regelmäßige Wartungsintervalle<br />

und Predictive-Maintenance-Applikationen,<br />

sondern auch für die Abnahme von Anlagen.<br />

Konfigurationen und Installationen lassen<br />

sich vor der Auslieferung einer Maschine auf<br />

mögliche Fehler überprüfen. Zudem können<br />

mit den Diagnose-Tools Freigabemessungen<br />

durchgeführt werden. Dabei entstehen automatisch<br />

detaillierte Prüfberichte, die als<br />

PDF der digitalen Maschinendokumentation<br />

beigefügt werden können.<br />

Mit intelligenten und kontinuierlich in ihrer<br />

Bedienbarkeit und ihrem Nutzererlebnis<br />

verbesserten Hard- und Software-Tools gewährleistet<br />

Bihl+Wiedemann eine perfekte<br />

Unterstützung der Anwender bei der Einrichtung,<br />

beim Betrieb und bei der Wartung von<br />

ASi Netzwerken. Easy ASi eben ...<br />

09


AS-INTERFACE<br />

INTERVIEW<br />

Interview mit Bernhard Wiedemann, Geschäftsführer der Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Neue ASi-5 Safety Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

Größere Datenbandbreite, höhere Übertragungsgeschwindigkeiten,<br />

erweiterte<br />

Diagnosen – die Möglichkeiten, die ASi-5<br />

als Verdrahtungstechnologie auf der untersten<br />

Feldebene bietet, wünschen sich<br />

viele auch bei der Integration von sicherheitsgerichteten<br />

ASi Teilnehmern. Im<br />

Interview erläutert Bernhard Wiedemann,<br />

Geschäftsführer der Bihl+Wiedemann<br />

GmbH in Mannheim, wie ASi-5 Safety die<br />

etablierte Technologie von ASi Safety at<br />

Work ergänzen wird. Außerdem spricht<br />

er über den Stand der ASi-5 Safety Entwicklung<br />

in seinem Unternehmen und<br />

zeigt auf, welche neuen Perspektiven sich<br />

damit eröffnen.<br />

Bernhard Wiedemann,<br />

Geschäftsführer von Bihl+Wiedemann<br />

ASi MASTER NEWS: Zukunft hat immer<br />

auch etwas mit Herkunft zu tun. Das gilt auch<br />

für die Umsetzung von funktionaler Sicherheit<br />

über AS-Interface. Wie stellt sich das Thema<br />

Safety im entwicklungstechnischen Kontext<br />

von ASi-3 und ASi-5 dar?<br />

Bernhard Wiedemann: Als AS-Interface<br />

im Jahr 1990 von mehreren Unternehmen<br />

als System zur Vernetzung von Sensoren<br />

und Aktuatoren initiiert wurde, war man<br />

technologisch weit davon entfernt, Bussysteme<br />

generell für die funktionale Sicherheit<br />

nutzen zu können und auch nutzen zu wollen.<br />

Dies änderte sich erst etwa zehn Jahre<br />

später, so dass funktionale Sicherheit dann<br />

nachträglich in ASi integriert wurde. Gleichzeitig<br />

aber war es für den Feldbus selbst<br />

ein Meilenstein, auch die Signale einfacher<br />

Sicherheitssensoren im Feld einsammeln<br />

und gemeinsam mit nicht-sicheren Signalen<br />

über das gelbe ASi Profilkabel übertragen zu<br />

10<br />

können. AS-Interface war damit das erste<br />

System, das Sicherheitstechnik auf einem<br />

Feldbus praxistauglich gemacht hat. Und<br />

dies hat den Erfolg von ASi dann signifikant<br />

weiter vorangetrieben.<br />

Bei ASi-5 war Safety dagegen von Beginn an<br />

ein integraler Bestandteil aller technischen<br />

Entwicklungen, um eine möglichst effiziente<br />

Integration auch von komplexen Safety-<br />

Sensoren und Anwendungen sicherstellen<br />

zu können. Die Arbeiten am ASi-5 Safety<br />

Stack, etwa den Übertragungsmechanismen<br />

und den Protokollen, waren daher bereits<br />

mit der Präsentation der eigentlichen ASi-5<br />

Spezifikation zur SPS 2018 abgeschlossen.<br />

Und spätestens seit der Zertifizierung der<br />

ASi-5 Safety Monitor Reference Firmware<br />

für die Anwendung in ASi-5 Sicherheitsmonitoren<br />

und ASi-5 Safety Teilnehmern durch<br />

den TÜV NORD im Januar 2019 ist ASI-5<br />

Safety auch für Produkte faktisch einsetzbar.<br />

ASi MASTER NEWS: Bedeutet das, dass<br />

sichere Produkte für ASi-5 schneller auf den<br />

Markt kommen werden als bei bisherigen ASi<br />

Generationen?<br />

Bernhard Wiedemann: Auf jeden Fall. Wir<br />

werden noch in diesem Jahr – und damit bereits<br />

knapp drei Jahre nach Markteinführung<br />

des neuen Technologiestandards – die ersten<br />

ASi-5 Produkte für die funktionale Sicherheit<br />

präsentieren.<br />

ASi MASTER NEWS: Wenn jetzt schon<br />

erste ASi-5 Safety Produkte auf den Markt<br />

kommen, was passiert dann zukünftig mit<br />

ASi Safety at Work? Steht ein Auslaufen von<br />

ASi-3 Safety und seine Ablösung durch ASi-5<br />

Safety bevor?<br />

Bernhard Wiedemann: Wir gehen davon<br />

aus, dass ASi Safety at Work und ASi-5 Safety<br />

in den nächsten Jahren gemeinsam am


AS-INTERFACE<br />

INTERVIEW<br />

Markt sein werden. Geschätzte 80 Prozent<br />

der sicherheitstechnischen Anwendungen<br />

sind nämlich eher weniger komplex, häufig<br />

muss nur ein einzelnes zweikanalig sicheres<br />

Signal übertragen werden – etwa von einem<br />

Not-Halt-Taster. Und dafür ist ASi Safety at<br />

Work immer noch perfekt. ASi-5 Safety bietet<br />

hier keine besondere Überlegenheit, es ist<br />

weder besser noch billiger. Anders sieht es<br />

aus, wenn mehrere sichere Signale oder eine<br />

Kombination aus sicheren und nicht-sicheren<br />

Signalen übertragen werden soll. Dann ist<br />

ASi-5 Safety mit seiner hohen Geschwindigkeit<br />

und großen Datenbandbreite sowie<br />

seinen erweiterten Diagnosen eine optimale<br />

Ergänzung für ASi Safety at Work – so, wie es<br />

ASi-5 im Standardbereich schon für ASi-3 ist.<br />

ASi MASTER NEWS: Was bedeutet das für<br />

Anwender?<br />

Bernhard Wiedemann: Wie ASi-3 und<br />

ASi-5 im nicht-sicheren Bereich arbeiten<br />

auch ASi Safety at Work und ASi-5 Safety<br />

vollständig parallel auf demselben Profilkabel.<br />

Das heißt, es können sichere und<br />

nicht-sichere Signale aller ASi Generationen<br />

gleichzeitig in einen Netzwerk genutzt<br />

werden. Somit profitiert der Anwender jetzt<br />

auch mit ASi-5 Safety von der einfachen<br />

und kostengünstigen Installationstechnik von<br />

AS-Interface. Außerdem lassen sich mit<br />

ASi-5 Safety die Maschinenkosten weiter<br />

reduzieren. Das hat primär zwei Gründe:<br />

Zum einen kann mit ASi-5 Safety jetzt eine<br />

Adresse für bis zu 16 sichere Bits und weitere<br />

nicht-sichere Signale genutzt werden.<br />

Zum anderen, was für Anwender vielleicht<br />

noch wichtiger ist, lassen sich ASi-5 Safety<br />

Module mit ein oder zwei sicheren Eingängen<br />

und mehreren nicht-sicheren E/A Punkten<br />

jetzt nahezu preisgleich realisieren wie<br />

vergleichbare rein nicht-sichere E/A Module.<br />

ASi MASTER NEWS: ASi-5 Safety ist fertig<br />

und zertifiziert. Und erweitert ASi Safety at<br />

Work, insbesondere, was die Datenbandbreite<br />

an sicheren und nicht-sicheren Signalen<br />

angeht. Damit bietet es doch alle Optionen,<br />

um zukünftig auch IO-Link Safety Devices<br />

einzubinden, oder?<br />

Bernhard Wiedemann: Richtig. Mit der<br />

Technologie von ASi-5 Safety lassen sich<br />

zukünftig auch sichere IO-Link Signale kostengünstig<br />

und effizient im Feld einsammeln.<br />

Auch leistungsstarke IO-Link Safety Devices<br />

können dann, wenn sie verfügbar sind, mit<br />

der hohen Datenbandbreite von ASi-5 ohne<br />

Einschränkungen in ASi Netzwerke integriert<br />

werden. ASi-5 Safety, bereits fertig und zertifiziert,<br />

steht damit auch als idealer Zubringerbus<br />

bereit, um sichere IO-Link-Safety-Geräte<br />

in höhere Automatisierungsebenen, in denen<br />

auch Sicherheitsfunktionalitäten umgesetzt<br />

werden, einzubinden. Wir sind startklar.<br />

ASi MASTER NEWS: Fassen wir zusammen:<br />

ASi Safety at Work reicht für sicherheitsgerichtete<br />

Standardanwendungen aus,<br />

während ASi-5 Safety jetzt die Realisierung<br />

von High-End-Applikationen, zukünftig auch<br />

mit IO-Link Safety, ermöglicht. Heißt das,<br />

dass gemischte Systeme die optimale<br />

Lösung sind?<br />

Bernhard Wiedemann: Ich denke, das<br />

wird einer der Trends sein. Wer nur einzelne<br />

sichere Signale wie etwa einen Not-Halt-<br />

Taster einbinden möchte,<br />

für den wird auch<br />

in Zukunft ASi-3 Safety<br />

sowohl preislich wie technologisch<br />

die erste Wahl<br />

bleiben. Bei einer höheren<br />

Dichte an sicheren und<br />

nicht-sicheren Signalen in<br />

einer Applikation – egal,<br />

ob es sich um einzelne<br />

Signale oder komplexe<br />

Sicherheitssensoren<br />

handelt – steht mit ASi-5<br />

Safety eine wirtschaftlich<br />

und technologisch perfekte<br />

Ergänzung zu ASi Safety<br />

at Work zur Verfügung.<br />

ASi MASTER NEWS:<br />

Dazu müssten die geeigneten<br />

Module aber<br />

auch verfügbar sein.<br />

Wie sieht es damit bei<br />

Bihl+Wiedemann aus?<br />

Bernhard Wiedemann:<br />

Technologisch sind wir da<br />

– auch dank der schon seit<br />

fast drei Jahren vorliegenden<br />

Spezifikation und der Zertifizierung durch<br />

den TÜV – schon sehr weit. Aktuell arbeiten<br />

wir an einem ASi-5 Safety Gateway sowie einem<br />

Modul mit zwei sicheren zweikanaligen<br />

Eingängen und 12 selbstkonfigurierenden<br />

E/As für nicht-sichere Signale. Mit diesem<br />

Modul lässt sich beispielsweise die Anschaltung<br />

von einem Bedienpanel mit mehreren<br />

Leuchttastern, einem Not-Halt-Taster und<br />

einem sicheren Schlüsselschalter an ASi<br />

äußerst kostengünstig realisieren. Sowohl<br />

das ASi-5 Safety Gateway als auch das E/A<br />

Modul werden wir schon dieses Jahr zur SPS<br />

vorstellen. An weiteren ASi-5 Safety Modulen<br />

in IP67, in IP20 und als Leiterplattenvariante<br />

wird bereits gearbeitet. Und im Übrigen<br />

erwarte ich für Bihl+Wiedemann, dass sich,<br />

wie auch schon früher, weitere Produkte aus<br />

neuen, kundenseitigen Anforderungen ergeben<br />

werden. Wäre jedenfalls nicht das erste<br />

Mal, wenn ich so auf unser Portfolio und<br />

manche Spezialität darin schaue.<br />

ASi MASTER NEWS: Herr Wiedemann,<br />

vielen Dank für das Gespräch.<br />

Zertifizierung der ASi-5 Safety Monitor Reference Firmware<br />

durch den TÜV NORD bereits vor fast drei Jahren.<br />

11


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

ASi-5 UND ASi NEUHEITEN<br />

ASi-5/ASi-3 Gateways mit 8 A Entkoppelspulen und 30 V Netzteile -<br />

eine Kombination mit vielen interessanten Vorteilen<br />

Bihl+Wiedemann hat sein Portfolio ergänzt um ASi-5/ASi-3 Gateways<br />

mit zwei ASi Kreisen und zwei 8 A Entkoppelspulen, die sich besonders<br />

für große ASi-3 bzw. ASi-5 Applikationen mit vielen Teilnehmern<br />

eignen. Außerdem verfügt das Mannheimer Unternehmen jetzt auch<br />

über 30 V Netzteile, die speziell für die ASi-5 Kommunikation konzipiert<br />

wurden.<br />

Kombiniert man die beiden neuen „Familienmitglieder“, ergeben sich<br />

hieraus viele interessante Vorteile für den Anwender:<br />

3 Reibungslose ASi-5 Kommunikation – alle neuen Netzteile wurden<br />

für den Einsatz mit ASi-5/ASi-3 Gateways optimiert und ausführlich<br />

mit ihnen getestet.<br />

3 Reduzierte Kosten – vor allem, weil die Datenentkopplung jetzt in den<br />

ASi-5/ASi-3 Gateways integriert ist, sind die 30 V Netzteile günstiger<br />

als bisherige ASi Netzteile.<br />

3 Platzersparnis im Schaltschrank – die 30 V Netzteile lassen sich<br />

aneinander reihen und sind – verglichen mit ASi Netzteilen mit<br />

Entkoppelspulen – deutlich kompakter.<br />

3 Detaillierte Diagnose im Gateway – dank integrierter ASi Strommessung<br />

lässt sich der Stromverbrauch der ASi Installation permanent überwachen.<br />

3 Feldupdatefähigkeit – Firmware- und Sicherheitsupdates lassen sich<br />

manipulationssicher installieren und neue Funktionen sind schnell verfügbar.<br />

3 Integrierter OPC UA Server und Webserver – Daten aus der Feldebene können<br />

direkt an Industrie-4.0-Anwendungen übertmittelt werden.<br />

Der Webserver ermöglicht unter anderem eine schnelle Diagnose des<br />

Systems per Fernwartung.<br />

Neue ASi-5 Module mit integriertem IO-Link Master<br />

3 Komfortable Parametrierung über Bihl+Wiedemann Software-Suites<br />

3 In 1,27 ms bis zu 4 x 16 Bit Nutzdaten verfügbar<br />

3 Bis zu 32 Bytes zyklische Prozessdaten<br />

Artikel<br />

Typ<br />

Anzahl IO-Link Ports<br />

IO-Link Port Class A<br />

IO-Link Port Class B<br />

Analoge Eingänge<br />

(4 .. 20 m A)<br />

ASi Anschluss<br />

Versorgung IO-Link Ports<br />

Peripherieanschluss<br />

Schutzart<br />

BWR4771 OEM-Modul 4<br />

Konfigurierbare<br />

Stiftleiste<br />

–<br />

Stiftleiste,<br />

gerade<br />

AUX<br />

Stiftleiste oder<br />

Anschlussboard<br />

IP00<br />

BWU4386 Feldmodul 8 8 – – M12 AUX 8 x M12-Buchse (5-polig) IP67<br />

BWU4748 Aktiver Verteiler 1 1 – – Profilkabel ASi<br />

1 x M12-Kabelbuchse<br />

(gerade, 5-polig)<br />

IP67<br />

BWU4775<br />

Schaltschrankmodul<br />

4<br />

Konfigurierbare<br />

Klemmen<br />

4<br />

6 x<br />

COMBICON-<br />

Stecker<br />

AUX 6 x COMBICON-Stecker IP20<br />

12


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

VON BIHL+WIEDEMANN<br />

Artikel<br />

BWU4721<br />

BWU4722<br />

BWU4769<br />

Typ<br />

ASi Kabelkanal Motormodule<br />

im neuen Kabelkanalgehäuse<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 2 x 48 V Motorrollen<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 2 x 24 V Motorrollen<br />

ASi-3 Modul für Ansteuerung<br />

von 2 x 24 V Motorrollen Itoh<br />

Denki (PM500XE/XP,<br />

PM605XE/XP)<br />

Digitale Eingänge<br />

Digitale Ausgänge<br />

Versorgung der Eingänge<br />

Versorgung der Ausgänge,<br />

Motorrollen oder Antriebselektronik<br />

ASi Anschluss<br />

4 – ASi AUX Profilkabel<br />

4 – ASi AUX Profilkabel<br />

4 – ASi AUX Profilkabel<br />

Peripherieanschluss<br />

2 x M8 Snap-in Kabelbuchsen,<br />

gerade, 5-polig (Motoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 4-polig (Sensoren)<br />

2 x M8 Snap-in Kabelbuchsen,<br />

gerade, 5-polig (Motoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 4-polig (Sensoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 5-polig (Motoren)<br />

2 x M8 Kabelbuchsen,<br />

gerade, 4-polig (Sensoren)<br />

Schutzart<br />

IP67<br />

IP67<br />

IP67<br />

ASi Motormodule<br />

BWU4370<br />

BWU4371<br />

BWU4369<br />

BWU4377<br />

BWU4201<br />

BWU4068<br />

BWU3135<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x EBM-Papst K4<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x NORD NORDAC FLEX<br />

Umrichter<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x Rockwell PF525 Umrichter<br />

über RS485<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

ASi-5 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

ASi-3 Modul für Ansteuerung<br />

von 1 x SEW MOVIMOT<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 – ASi – Profilkabel 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX ASi über M12 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

4 2 ASi AUX Profilkabel 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

2 – ASi ASi Profilkabel 4 x M12-Buchsen, 5-polig IP67<br />

Aktiver Verteiler ASi-5 Motormodul<br />

BWU4718<br />

Ansteuerung von 1 x SEW<br />

MOVI-C Frequenzumrichter<br />

1 – ASi – Profilkabel<br />

1 x M12-Kabelstecker, D-kodiert,<br />

gerade, 4-polig<br />

IP67<br />

13


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

Passivverteiler AUX<br />

Artikel<br />

Typ<br />

Flache Baumform,<br />

Montage im<br />

Kabelkanal möglich<br />

Interne Absicherung<br />

Profilkabelanschluss<br />

Peripherieanschluss<br />

Kabel<br />

Schutzart<br />

BW3513<br />

IP67,<br />

19 mm tief<br />

ja,<br />

19 mm tief<br />

8 A<br />

Schmelzsicherung<br />

1 x AUX<br />

1 x M12-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, T-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

BW3766<br />

IP67,<br />

19 mm tief<br />

ja,<br />

19 mm tief<br />

1 A,<br />

selbstzurücksetzend<br />

2 x AUX<br />

1 x M12-Kabelbuchse,<br />

gerade, 5-polig<br />

1,0 m IP67<br />

BW3381<br />

IP67,<br />

19 mm tief<br />

ja,<br />

19 mm tief<br />

1 A,<br />

selbstzurücksetzend<br />

2 x AUX 1 x Rundkabel / Anschlusslitzen 3,0 m IP67<br />

BW3763<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

4 A<br />

Schmelzsicherung<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

2 x M8-Kabelbuchse,<br />

gerade, 4-polig<br />

1,5 m IP67<br />

BW3738<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

– 2 x AUX<br />

1 x M16-Power-Kabelstecker,<br />

gerade, 3-polig<br />

0,8 m IP67<br />

BW3568<br />

BW4247<br />

12<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

– 2 x AUX<br />

2 x 8 A<br />

Schmelzsicherung<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

1 x M12-Power-Kabelstecker,<br />

gerade, T-codiert, 4-polig<br />

1 x M12-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, L-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

1,0 m IP67<br />

BW4765<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

2 x 8 A<br />

Schmelzsicherung<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

1 x M12-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, T-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

BW4252<br />

IP67,<br />

25 mm tief<br />

ja,<br />

25 mm tief<br />

–<br />

2 x AUX<br />

(galvanisch getrennt)<br />

1 x M12-Power-Kabelbuchse,<br />

gerade, L-codiert, 4-polig<br />

1,0 m IP67<br />

ASi-5 Safety<br />

Eingangsmodul, IP67, M12,<br />

2SE/12E/12A<br />

n 2 x 2-kanalige sichere<br />

Eingänge (SIL 3, Kat. 4)<br />

3 für potentialfreie Kontakte<br />

(BWU4209) 3 für<br />

optoelektronische Schutzeinrichtungen<br />

(BWU4210)<br />

n bis zu 12 digitale<br />

Ein- und Ausgänge n Y-Beschaltung<br />

n Versorgung der Ein- und Ausgänge<br />

aus AUX n Peripherieanschluss über<br />

8 x M12-Buchsen, 5-polig n ASi Anschluss<br />

über Profilkabel n 1 ASi-5 Adresse<br />

n Schutzart IP67<br />

14<br />

ASi Safety<br />

E/A Modul, IP67, M12,<br />

1SE/1SRA/1E (BWU4379)<br />

n 1 Freigabekreis (2 x Relaisausgänge)<br />

n 1 x 2-kanaliger<br />

sicherer Eingang (SIL 3, Kat.<br />

4) für potentialfreie Kontakte<br />

n 1 digitaler Eingang<br />

n Versorgung der Eingänge<br />

aus AUX n Versorgung der Ausgänge aus<br />

ASi n Peripherieanschluss über 3 x M12-<br />

Buchsen, 5-polig, ohne Längenbegrenzung<br />

für das Anschlusskabel (Schleifenwiderstand<br />

150 Ω) n Anschluss von ASi und AUX über<br />

Profilkabel n 2 Single Adressen + 1 AB<br />

Adresse (ASi-3) n Schutzart IP67<br />

Aktiver Verteiler ASi-5, IP67,<br />

1 RGB/RGBW LED Stripe (BWU4101)<br />

n 1 Ausgang für RGB/RGBW LED Stripe<br />

n Versorgung des Ausgangs aus AUX<br />

n Peripherieanschluss über 1 x Rundkabel/<br />

Anschlusslitzen (Kabellänge: 0,2 m) n Anschlüsse<br />

für 1 x ASi und 1 x AUX Profilkabel<br />

n ASi Anschluss über Profilkabel n Flache<br />

Bauform, Montage in Kabelkanal möglich<br />

(Einbautiefe ≥ 35 mm) n LED Statusanzeige<br />

n 1 ASi-5 Adresse zum Anschluss von RGB/<br />

RGBW LED Stripe an ASi n Schutzart IP67


AS-INTERFACE<br />

ENTWICKLUNG<br />

Aktiver Verteiler ASi-3, IP67,<br />

selbstkonfigurierende 4E/A (BWU4727)<br />

n 4 digitale Signale können beliebig verteilt<br />

als Ein- oder Ausgänge eingesetzt werden,<br />

d.h., bis zu 4 digitale Ein- bzw. Ausgänge<br />

möglich n Versorgung der Ein- und Ausgänge<br />

aus AUX n Peripherieanschluss über<br />

2 x M12-Kabelbuchsen (gerade, 5-polig)<br />

n Kabellänge 1 m n ASi Anschluss über<br />

Profilkabel n Flache Bauform, Montage in<br />

Kabelkanal möglich n LED Statusanzeige<br />

n 1 AB Adresse<br />

ASi-5 Leiterplattenmodul,<br />

selbstkonfigurierende 16E/A (BWR4736)<br />

n 16 digitale Signale<br />

können beliebig<br />

verteilt als<br />

Ein- oder Ausgänge<br />

eingesetzt<br />

werden, d.h., bis zu 16 digitale Ein- bzw.<br />

Ausgänge möglich n Versorgung der Eingänge<br />

aus 24 VDC ext. n Versorgung der Ausgänge<br />

aus AUX, max. 350 mA pro Ausgang<br />

n Peripherieanschluss über Stiftleiste,<br />

gerade n ASi Anschluss über Stiftleiste, gerade<br />

n LED Statusanzeige n 1 ASi-5 Adresse<br />

UL<br />

optimiert<br />

2-kanaliges Leistungsbegrenzungsmodul,<br />

limited energy<br />

circuit (< 100 W) (BWU4189)<br />

n 2 x Eingänge (galvanisch<br />

getrennt) auf 2 x UL-zertifizierte<br />

strombegrenzte<br />

(< 3 A) limited energy<br />

circuit konforme Ausgänge (galvanisch getrennt)<br />

n Interne Absicherung über elektronische,<br />

selbstzurücksetzende Sicherungen<br />

n Bemessungsbetriebsspannung ASi oder<br />

19...32 VDC n 6 x COMBICON-Anschlüsse<br />

n Eingangs- und Ausgangsanschluss über<br />

Klemmen n Optimiert für den Einsatz im zentralen<br />

Schaltschrank n Schutzart IP20<br />

ASi-5/ASi-3<br />

openSAFETY über<br />

POWERLINK Gateway<br />

(BWU3865)<br />

n mit integriertem<br />

Sicherheitsmonitor<br />

n 2 ASi-5/ASi-3 Master<br />

n 6 digitale Eingänge oder 3 x 2-kanalige<br />

sichere Eingänge (SIL 3, Kat. 4) 3 erweiterbar<br />

um max. 62 x 2-kanalige sichere Eingänge<br />

3 max. 1922 x 2-kanalige sichere Eingänge im<br />

Verbund n 6 Freigabekreise (6 x elektronische<br />

sichere Ausgänge 3 erweiterbar auf max. 64<br />

sichere Ausgänge 3 max. 1984 sichere Ausgänge<br />

im Verbund n 1 Netzteil für 2 ASi Kreise<br />

n openSAFETY über POWERLINK und Safe<br />

Link n OPC UA Server n Diagnose und Konfiguration<br />

über Ethernet Diagnoseschnittstelle<br />

n Doppeladresserkennung n ASi Wächter<br />

n Programmierung in C optional n Schutzart<br />

IP20<br />

IMPRESSUM<br />

Herausgeber:<br />

Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Floßwörthstraße 41<br />

D-68199 Mannheim<br />

Telefon: +49 (621) 339960<br />

Telefax: +49 (621) 3392239<br />

info@bihl-wiedemann.de<br />

www.bihl-wiedemann.de<br />

Herstellung:<br />

MILANO medien GmbH<br />

Hanauer Landstraße 196A<br />

D-60314 Frankfurt am Main<br />

Telefon: +49 (69) 48000540<br />

Telefax: +49 (69) 48000549<br />

info@milanomedien.com<br />

www.milanomedien.com<br />

Redaktion:<br />

Dirk Heyden,<br />

Thomas Rönitzsch<br />

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Halle 7,<br />

Stand 200+201<br />

23-25 NOV 21<br />

Wir freuen uns auf ein persönliches Wiedersehen mit Ihnen<br />

Halle 7, Stand 200+201<br />

23-25 NOV 21<br />

Wir freuen uns auf ein persönliches Wiedersehen mit Ihnen<br />

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ASi-5<br />

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Halle 7, Stand 200 + 201<br />

23.11. – 25.11.<strong>2021</strong><br />

www.bihl-wiedemann.de

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