INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2021
INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2021
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 />
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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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Robotik<br />
Schweißprozesse<br />
Nicole Steinicke<br />
Chefredakteurin<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />
Elektronik-Produktion<br />
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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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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
Intel Atom® x6000E<br />
Für Ihre Edge-Computing-Anwendung die richtige Intelligenz<br />
Hier geht’s mit High-Speed zu den Modulen in<br />
SMARC, COM Express® Mini und COM Express® Compact:<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 />
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Tel.: 06123/9238-266<br />
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Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
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VERLAG<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 />
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lösbaren Applikationsraum<br />
ANWENDUNG<br />
„Easy ASi“:<br />
Planen, konfigurieren,<br />
betreiben und diagnostizieren<br />
leicht gemacht<br />
ASi-5 UND ASi-3:<br />
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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 />
AUTOMATISIERUNG<br />
NEU GEDACHT.<br />
IHR WEG IN<br />
DIE DIGITALE<br />
ZUKUNFT.<br />
Halle 7, Stand 200 + 201<br />
23.11. – 25.11.<strong>2021</strong><br />
www.bihl-wiedemann.de