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Digital Scout SPS 2021

Digital Scout SPS 2021

Digital Scout SPS 2021

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SMART UND<br />

DIGITAL<br />

HYBRIDE MESSE,<br />

INTELLIGENTE LÖSUNGEN<br />

23.–25. NOVEMBER <strong>2021</strong><br />

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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 />

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Sie ist eine der wichtigsten Kommunikationsplattformen, wenn es um die Welt<br />

der smarten und digitalen Automation geht: die Messe <strong>SPS</strong> – smart production<br />

solutions. Vom 23. bis 25. November präsentieren Ihnen rund 750 Aussteller<br />

zahlreiche Neuheiten und Trends: von klassischer Sensorik über elektrische<br />

Steuerungstechnik bis hin zu antriebstechnischen Lösungen und Industrial IT<br />

in der Fertigung. Im Mittelpunkt stehen ganzheitliche Konzepte, die sich bereits<br />

heute realisieren lassen. Aber<br />

WIR BIETEN IHNEN<br />

INSPIRATION, TRENDS,<br />

UND TECHNOLOGIEN<br />

auch viele Visionen einer<br />

umfassend digitalisierten<br />

Industriewelt laden zum<br />

Meinungsaustausch und<br />

Brainstorming ein.<br />

In unserem digitalen Kompass DIGITAL SCOUT <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> zeigen wir Ihnen schon<br />

jetzt zahlreiche Ideen für die Automatisierungsaufgaben in Ihrem Unternehmen.<br />

Freuen Sie sich auf 143 Seiten spannende Beiträge zu Neuheiten und Industrietrends<br />

sowie auf Praxisbeispiele aus unterschiedlichen Branchen. Dabei<br />

präsentieren Ihnen unsere Medienmarken das nahezu komplette Spektrum der<br />

smarten und digitalen Automation.<br />

MASCHINE<br />

STOP!<br />

ENERGIE<br />

RAUS.<br />

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Stöbern und vor allem Inspiration und Neugier<br />

auf die smarte Welt von morgen.<br />

Herzlichst Ihre<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

INDUSTRIELLE AUTOMATION<br />

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16<br />

SERVICE<br />

03 Editorial<br />

28 Impressum<br />

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

BEILAGEN<br />

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Die aktuelle Ausgabe enthält Beilagen der<br />

Unternehmen Bihl+Wiedemann, Mannheim, und<br />

Dunkermotoren GmbH, Bonndorf.<br />

INDUSTRIELLE AUTOMATION<br />

06 <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> als Präsenzmesse im hybriden Format<br />

08 Mit intelligenten Kunststofflösungen zu<br />

maximaler Anlagenverfügbarkeit<br />

12 Chancen und Risiken in der <strong>Digital</strong>isierung<br />

von modularen Anlagen<br />

16 Mit Lineartechnik die Reichweite von Cobots erhöhen<br />

20 Zuverlässige Waldbrandfrüherkennung<br />

24 Sicherheitszuhaltungen und -sensoren<br />

26 Neue Anwendungsfelder für den „magischen Draht“<br />

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

34 RFID-System sichert Hochspannungstests bei der<br />

belgischen Eisenbahn<br />

38 Sensoren als Schlüssel im IoT<br />

40 Alternative zu Ethernet für eine smarte Vernetzung<br />

42 Regelungstechnik der neuen Generation<br />

44 Deutsch-chinesisches Forschungs projekt zum Schutz<br />

von 3D-Druck- Daten und Vermögenswerten<br />

33 Produkte und Neuheiten<br />

DER KONSTRUKTEUR<br />

46 Generation Plus – Fluidsensorik mit Mehrwert<br />

50 Effizienzschub durch digitales Engineering<br />

54 Das beste Rezept: ein optimaler Wechsel<br />

56 So stoppt die Maschine sicher<br />

58 Taiwanesische Werkzeugmaschinenindustrie<br />

64 Hubdreh-Motoren verschrauben Deckel<br />

in der Abfüllung<br />

68 Optische Inline-Dickenmessung<br />

71 Torquemotoren und ein neues Antriebskonzept<br />

72 Sicherheitskupplungen bleiben als mechanisches<br />

Bauteil unverzichtbar<br />

74 Höhere Prozessqualität durch Software<br />

4 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

76 Vorhang auf – aber leise<br />

82 Ultraschallsensorsystem lässt sich dank seiner kleinen<br />

Sensoreinheiten praktisch überall integrieren<br />

85 Produkte und Neuheiten<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

86 Funktionale Sicherheit für industrielle Linearmotoren<br />

90 Stahlketten – für extreme Einsatzbedingungen<br />

93 Sicherheitskarte erweitert Antriebs-integrierte<br />

Safe-Motion-Lösung<br />

94 Zahnstangentriebe als kompaktes, prozesssicheres<br />

Easy-to-Use-System<br />

96 Getriebeauswahl leicht gemacht<br />

98 Effiziente Elektromotoren für Klimaneutralität<br />

100 Bürstenlose Motor-Treiberkombination<br />

103 Produkte und Neuheiten<br />

MY FACTORY<br />

110 Maschinensicherheit in der Nahrungsmittelindustrie<br />

114 <strong>Digital</strong>isierung als ganzheitlicher Ansatz<br />

118 Die Macht der Daten produktiv nutzen<br />

122 Mit E-Learning immer up to date<br />

126 Vollautomatische Einzelstück-Kommissionierung<br />

128 Produkte und Neuheiten<br />

90<br />

110<br />

VERFAHRENSTECHNIK<br />

130 Cloudbasiertes Füllstandmessgerät für<br />

neue Anwendungsgebiete<br />

132 Prüfzeiten in eigensicheren Abschaltungen verkürzen<br />

134 Produkte und Neuheiten<br />

F+H - FÖRDERN UND HEBEN<br />

138 Mammut-Modernisierung im Coil-Lager termingerecht<br />

umgesetzt<br />

140 Automatisierung konsequent zu Ende gedacht<br />

143 Produkte und Neuheiten<br />

TITELBILD<br />

Mesago Messe<br />

Frankfurt GmbH<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 5


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

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

SEHEN WIR UNS?<br />

Die <strong>SPS</strong> geht <strong>2021</strong> erneut an den Start. Wir dürfen uns auf viele spannende<br />

Neuheiten aus der Welt der smarten und digitalen Automatisierung freuen –<br />

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 <strong>SPS</strong> <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 <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> in Nürnberg<br />

vertreten sein.<br />

Neben zahlreichen Produktpräsentationen und intelligenten<br />

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

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

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

persönlichen Gesprächen und dem fachlichen Austausch mit<br />

Experten. Vorträge und Live-Demonstrationen runden den<br />

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 das Messeforum und<br />

bieten fachspezifische Vorträge sowie Podiumsdiskussionen an.<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 />

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

möglich, ein Zugang nur mit 2G-Nachweis gestattet ist.<br />

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

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

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

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 />

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

www.sps-messe.de<br />

6 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


GRUSSWORT<br />

Bei der Planung der Messe war für uns von<br />

zentraler Wichtigkeit, der globalen Automatisierungs-Community<br />

eine Plattform und ein<br />

Zuhause zu bieten, wo sie sich austauschen, über<br />

die neuesten Trends der Branche informieren und<br />

Produktinnovationen erleben kann. Aus diesem<br />

Gedanken heraus entstand die erste hybride <strong>SPS</strong>,<br />

im Rahmen derer Interessierte in Nürnberg live<br />

die Messe besuchen und sich persönlich begegnen,<br />

aber auch über die digitale Plattform „<strong>SPS</strong> on<br />

air“ Kontakte knüpfen und sich zu aktuellen<br />

Trendthemen informieren können. Ersten<br />

Erkenntnissen aus Veranstaltungen seit Beginn<br />

der Pandemie zufolge bildet die <strong>SPS</strong> mit diesem<br />

Modell schon heute das „New Normal“ der<br />

Messelandschaft ab. Ein hochkarätiges hybrides<br />

Vortragsprogramm erweitert das diesjährige<br />

Angebot zusätzlich. So finden während der drei<br />

Präsenztage sowohl vor Ort, als auch digital auf<br />

der Plattform „<strong>SPS</strong> on air“ spannende Diskussionsrunden<br />

und Fachvorträge statt. Die „<strong>SPS</strong> on<br />

air“ bleibt nach Veranstaltungsende eine weitere<br />

Woche geöffnet, sodass auch Besucher der<br />

Präsenzmesse noch die Möglichkeit haben, sich<br />

Vorträge im Nachgang on demand anzusehen<br />

oder Kontakte zu rein digitalen Teilnehmern zu<br />

knüpfen. Ich freue mich auf Ihren Besuch – ob<br />

physisch oder digital – und wünsche Ihnen eine<br />

erlebnis- und erfolgreiche <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>!<br />

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8 INDUSTRIELLE DIGITAL SCOUT AUTOMATION Ihr Kompass <strong>2021</strong>/06 zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> www.industrielle-automation.net


<strong>SPS</strong> <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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 9


<strong>SPS</strong> <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 />

10 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 11


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

12 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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 />

Obwohl sich modulare Anlagen fast beliebig verketten lassen, unterliegen sie<br />

dennoch denselben Sicherheitsbestimmungen wie gewöhnliche Anlagen.<br />

Sie sollen nicht nur miteinander funktionieren, sondern auch als Gesamtsystem<br />

sicher sein. Bei Änderungen sind Anlagenverbünde einer Bewertung<br />

zu unterziehen. Denn bei der Interaktion von Modulen entstehen Wechselwirkungen,<br />

die neue, komplexe Anforderungen an die Maschinensicherheit stellen können.<br />

Der Arbeitsschutz für Personal im Maschinenumfeld steht dabei an vorderster<br />

Stelle. Je stärker die Marktanforderungen variieren, desto häufiger müssen die Anlagenverbünde<br />

neu konfiguriert werden. Das erfordert jedoch jedes Mal eine erneute<br />

Sicherheitsbewertung von im Vorfeld nicht bedachten Konfigurationen, was in Summe<br />

lange Stillstände verursacht. Die hohen Zeit- und Kostenaufwände manueller<br />

Prüfungen schwächen die Vorteile modularer Anlagenkonzepte.<br />

Safety-Agentensysteme können diesen Prozess automatisieren, indem sie die Maschinensicherheit<br />

eigenständig bewerten und zertifizieren. Auf diese Weise lassen<br />

sich Ressourcen sparen sowie Fertigungslinien kurzfristig anpassen, ohne dabei das<br />

Sicherheitsniveau zu senken.<br />

DIGITALES MASCHINENABBILD<br />

Das Konzept der cyber-physischen Produktionssysteme (CPPS) spielt in der Industrie<br />

4.0 (I4.0) eine zentrale Rolle. Maschinenrepräsentanzen physischer Anlagenkomponenten<br />

werden als digitale Zwillinge abgebildet und über moderne IT mitein ander<br />

verbunden. Komplexe Anlagenverbünde und Infrastrukturen lassen sich so simulieren,<br />

steuern und optimieren, was eine flexiblere und effizientere Produktion ermöglicht.<br />

Die Maschinenrepräsentanzen werden in einer Verwaltungsschale (VWS – engl.<br />

Asset Administration Shell, AAS) digital hinterlegt. Sie enthalten Informationen zur<br />

Identifikation und charakteristische Merkmale einzelner Assets (zum Beispiel Komponenten,<br />

Maschinen oder ganze Anlagen). Dazu gehören unter anderem Leistungsangaben,<br />

Statusinformationen oder Grenzwerte, die während des Betriebs zu<br />

(125 μs – PROFINET)<br />

(1 ms – Ethernet/IP)<br />

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01 02<br />

erfüllen sind. Von besonderem Interesse für Betreiber modularer<br />

An lagen sind typenbedingte Eigenschaften und der aktuelle Zustand<br />

eines Assets, weil diese Daten bspw. für die Produktionsplanung<br />

und Instandhaltung relevant sind. Sie sorgen zudem für<br />

die erforderliche Transparenz, um Zusammenhänge erkennen<br />

zu können.<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 />

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 />

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 />

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 können<br />

z. B. aufgrund einer Fehlfunktion oder menschlichen Fehlverhaltens<br />

auftreten. Um mit einem Agenten die Anlagensicherheit<br />

bewerten zu können, müssen die möglichen Gefahren und vorhandenen<br />

Schutzmaßnahmen im Safety-Profil der Verwaltungsschale<br />

beschrieben sein. Ein digitaler Smart-Safety-Agent wägt<br />

zur Freigabe die Schutzmaßnahmen für die jeweilige Gefährdungssituation<br />

gegeneinander ab. In einer Simulation bewertet er<br />

so die Maschinen sicherheit. Für die Freigabe können sich die Betreiber<br />

das Ergebnis grafisch aufbereitet darstellen lassen.<br />

14 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

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 />

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 <strong>Digital</strong>isierung 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


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

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 />

16 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 <strong>Digital</strong>isierung 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 <strong>SPS</strong> 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.


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

18 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

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 />

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 GANZEN WELT<br />

Sintra ist mit dem Einsatz des modernen Früherkennungs systems<br />

nicht allein. Rund 350 IQ FireWatch Systeme sind weltweit im Einsatz,<br />

von Brandenburg bis Kalifornien. Mit den unterschiedlichen<br />

01 Drei Industriekameras von Baumer verbergen sich<br />

in einer Schwenk- und Neigeeinheit<br />

20 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


Wetterbedingungen gehen besondere Ansprüche an die Hardware einher – gerade<br />

an wärmeren Orten wie Portugal oder dem Westen der USA kann Hitze Kameras<br />

zu schaffen machen. Ein Ausfall wäre das schlimmste Szenario.<br />

Der hohe Temperatureinsatzbereich der Kameras VCXG-24M (Monochrom),<br />

VCXG-24C (Farbe) und VCXG-22M.R (NIR) war also ein wichtiger Entscheidungsgrund:<br />

„Bei unseren Komponenten legen wir Wert auf eine lange Lebensdauer<br />

von mindestens zehn Jahren“, sagt Dr. Kurt Winter, Geschäftsführer von IQ<br />

wireless. „Wenn man sich ständig am Rand der Toleranzen bewegt, setzt man das<br />

aufs Spiel. Dass die Baumer Kameras bis zu Temperatuten von 65 °C (statt wie üblich<br />

50 °C) funktionieren, war für uns daher ein erhebliches Argument.“ In mehreren<br />

Versuchen zeigte sich, dass die Kameras von Baumer im Vergleich zu anderen<br />

Herstellern eindeutig rauschfreiere Bilder mit einem sehr hohen Dynamikumfang<br />

lieferten. Dadurch wurde die Erkennung durch das Softwaresystem<br />

deutlich genauer und fehlerresistenter. Gleichzeitig können die Kameras dank<br />

umlaufender M3-Befestigung beliebig montiert werden – für bergige Regionen ist<br />

z. B. eine um 90° Grad gedrehte mögliche Montage vorteilhaft. „Da passt einfach<br />

das Zusammenspiel von Hardware und Software“, so Winter. „Und mithilfe des<br />

Software Development Kits Baumer Gapi konnten wir die Kameras sehr komfortabel<br />

in unser bestehendes System integrieren.“<br />

MERKMALBASIERTER ALGORITHMUS KOMBINIERT MIT KI<br />

Für eine 360°-Erfassung werden in Sintra derzeit zwischen vier bis sechs Minuten<br />

am Tag und rund zwölf Minuten in der Nacht benötigt. Die drei Kameras<br />

sind dazu auf einer Turmspitze des Nationalpalastes in einer Schwenk-Neigeeinheit<br />

installiert und arbeiten nach dem Prinzip verteilter Rollen zusammen:<br />

Die Monochrom-Kamera übernimmt die Sichtung auf große Reichweiten, die<br />

Kamera mit hoher NIR-Empfindlichkeit kommt insbesondere bei schlechten<br />

Lichtverhältnissen und in der Nacht zum Einsatz. Die Bilder der Farbkamera<br />

dienen aktuell dem Operator als zusätz liche Orientierungshilfe bei der Entscheidung,<br />

ob es sich bei einer Meldung wirklich um einen Brand handelt. Zukünftig<br />

werden aber auch ihre Daten in die automatisierte Detektion eingebunden.<br />

Die Verarbeitungseinheit nutzt einen merkmalbasierten Algorithmus, um die<br />

unterschiedlichen Eigenschaften von Rauch, Wolken und Nebel voneinander<br />

zu trennen und so eine Unterscheidung zu ermöglichen. Die Kombination mit<br />

einer KI in Form eines neuronalen Netzes, das ständig mit neuem Wissen und<br />

Daten trainiert wird, erhöht die Genauigkeit der Erkennung weiter. Erst wenn<br />

die Verarbeitungseinheit mit hoher Sicherheit einen Brand identifiziert, wird<br />

eine Meldung an einen Operator ausgegeben, der anhand der aufgenomme-<br />

MOVE<br />

Endlich wieder live!<br />

Besuchen Sie uns vom 23. bis 25. November <strong>2021</strong><br />

auf der <strong>SPS</strong> in Nürnberg, Halle 3A /111. Erleben Sie<br />

auf unserem multimedialen Messestand verschiedene<br />

Ansätze für smarte und intelligente<br />

Automationsprozesse. Lassen Sie uns gemeinsam<br />

nach Potentialen suchen, die auch ihre Fertigung<br />

ein bisschen schneller, effizienter und intelligenter<br />

machen.<br />

Wir freuen uns auf Ihren Besuch.<br />

Superior Clamping and Gripping<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 21<br />

AZ_MOVE_Lay_03.indd 1 26.10.21 15:54


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 INDUSTRIELLE AUTOMATION<br />

22 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

nen Bilder die Entscheidung trifft, ob er das System anweist, die<br />

Feuerwehr 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


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

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 />

24 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 25


<strong>SPS</strong> <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 />

26 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

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<br />

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

zu automatisieren 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 />

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<br />

konkret ist etwa die Nutzung von Wiegand<br />

Sensoren als eigensichere Näherungsschalter<br />

zur Überwachung<br />

von Objekten aus Eisen oder<br />

Stahl. Energy Harvesting ist bei<br />

diesem Ex-Schutz-Einsatz kein<br />

Thema. Es geht rein um den<br />

durch die Ummagnetisierung<br />

IMPRESSUM<br />

Verlag<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner<br />

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Koordination:<br />

Dipl.-Chem. Katja Friedl<br />

Redaktion<br />

Chefredakteure:<br />

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer, Dipl-Ing. (FH) Eva Linder,<br />

Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (verantwortlich für den<br />

redaktionellen Inhalt)<br />

Redakteure:<br />

Dipl.-Chem. Katja Friedl, Dipl.-Geogr. Martina Laun,<br />

Miles Meier, Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf, Svenja<br />

Stenner, Dipl.-Ing. Manfred Weber, Vanessa Weingärtner<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter<br />

Gestaltung<br />

Sonja Daniel, Anette Fröder, Cornelia Grothe<br />

28 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

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

sobald sich die Objekte zu nahekommen. Genau hier punkten<br />

Wiegand Sensoren, die ohne externe Stromquelle funktionieren<br />

und Überspannungen bzw. Funkenflug ausschließen.<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 />

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 />

<strong>SPS</strong> Nürnberg<br />

23.–25. November <strong>2021</strong><br />

Halle 1, Stand 224<br />

Die Wirtschaft<br />

braucht neue<br />

Motoren.<br />

Wir bauen sie.<br />

Würde die Wirtschaft durch Motoren<br />

angetrieben, wären diese von maxon.<br />

Denn unsere zuverlässigen und effizienten<br />

Antriebssysteme leisten auch in schwierigen<br />

Zeiten präzise Arbeit. In Kombination<br />

mit unseren Encodern und Motor<br />

Controllern überzeugen sie zudem<br />

durch eine hohe Intelligenz.<br />

www.maxongroup.de<br />

Precision Drive Systems


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 <strong>SPS</strong> handelt es sich um einen Profinet-Controller mit<br />

30 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

<strong>SPS</strong>en 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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 31


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

32 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <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 />

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


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

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 />

34 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 <strong>SPS</strong> angesteuert werden, um ihre Farbe zu ändern<br />

03 Über das kompakte I/O-Modul TBEN-S2 sind die LED-Signalleuchten<br />

angeschlossen<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 35


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 <strong>SPS</strong> 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 <strong>SPS</strong> 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 <strong>SPS</strong>. „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 <strong>SPS</strong>. 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 <strong>SPS</strong> 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 <strong>SPS</strong>, Scada oder der Cloud<br />

bis hin zu Komplettlösungen für Track-andtrace.<br />

Mehr dazu: https://bit.ly/RFID_Turck<br />

36 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <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 />

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.<br />

www.eckelmann.de<br />

ANBINDUNG ÜBER GROSSE ENTFERNUNGEN<br />

Das Unternehmen EKS Engel zeigt<br />

auf der <strong>SPS</strong> 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


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

INDUSTRIELLE 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 <strong>Digital</strong>isierung 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 Temperaturänderungen<br />

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 <strong>SPS</strong>, ein MES-System, ein<br />

ERP-System oder eine Cloud-Applikation – den Anwendern zur<br />

Verfügung gestellt. Auf diese Weise können die Aktor-Diagnosedaten<br />

zur Zustandsüberwachung einfach genutzt werden. Sie sollen<br />

dabei helfen, Maschinenstillstände zu vermeiden und die<br />

Transparenz maschineller Prozesse zu erhöhen. Mit innovativen<br />

Lösungen für die vertikale Integration und Industrial<br />

Connectivity, der Sensorwartung per Remote-Service-App sowie<br />

der Nutzung Künstlicher Intelligenz eröffnet Sick smarten Sensoren<br />

immer neue und spannende Integrations- und Applikations-<br />

Horizonte.<br />

38 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


SMART – SAFE – SECURE<br />

Aus der Umsetzung von Industrie 4.0 ergibt<br />

sich unmittelbar ein stetig steigender Automatisierungs-<br />

und <strong>Digital</strong>isierungsgrad. Mit smarten<br />

Lösungen, z. B. mit moderner Sensorik und<br />

Kommunikationstechnik, gelingt es Sick, vorhandene<br />

Maschinen und Anlagen per Retrofit<br />

startklar für das digitale Zeitalter zu machen.<br />

So ist es mit dem Gateway TDC-E möglich, erfasste<br />

Produktionsdaten zu analysieren und sie<br />

der vernetzten Kommunikation zwischen Anlagen<br />

und übergeordneten Systemen, z. B. einem<br />

MES oder ERP-System oder einer Cloud,<br />

bereitzustellen. Auch in neuen Applikationen,<br />

wie im Bereich Energiemanagementsysteme,<br />

ist Sick zu Hause – mit dem Multifunktionssensor<br />

FTMg zur gleichzeitigen Messung und<br />

Überwachung von Durchfluss, Temperatur<br />

und Prozessdruck nicht korrosiver Gase in<br />

pneumatischen Systemen, Leckage-Überwachung<br />

inklusive.<br />

Nicht immer reicht die Eigenschaft „smart“<br />

aus – oft kommt es auch darauf an, dass eine<br />

Lösung „safe“ ist. Daher ist Sick bspw. im Bereich<br />

fahrerloser Transportsysteme und autonom-mobiler<br />

Plattformen ganzheitlicher Lösungsanbieter<br />

nicht nur für Navigation, Positi-<br />

onierung und Ladungshandhabung, sondern<br />

auch für Safety, wie den Sicherheits-Laserscanner<br />

outdoorScan3. Dies gilt auch für die<br />

Robotik: hier bietet der „One-stop-shop“ von<br />

Sick aus einer Hand Lösungen für die Bildverarbeitung,<br />

die Roboterführung per Vision, die<br />

Greiferüberwachung sowie die Positionierung<br />

und die Sicherheitstechnik an. Mit der steigenden<br />

<strong>Digital</strong>isierung in der Maschinen- und Anlagenwelt<br />

wachsen auch die Gefahren durch<br />

Cyberangriffe. Um auch hier ein durchgängig<br />

hohes Sicherheitsniveau zu bieten, wird Cybersecurity<br />

bei Lösungen von Sick von der Entwicklung<br />

über den gesamten Lebenszyklus vorweggedacht<br />

und in die Produkte und Services<br />

implementiert.<br />

TRANSPARENZ UND EFFIZIENZ<br />

Daten und Informationen smarter Sensoren<br />

sind die Grundlage der Sick Smart Services. Ob<br />

Asset Management, Produktion, Intralogistik,<br />

Lokalisierung, Supply Chain Management oder<br />

Qualitätskontrolle – die digitalen Services und<br />

Software Lösungen von Sick machen auch<br />

komplexe Fertigungs-, Handhabungs- oder<br />

Prozessabläufe transparent – und dadurch optimierbar.<br />

Das speziell für Verpackungsmaschinen<br />

konzipierte Filling Level Monitoring bspw. ist<br />

ein <strong>Digital</strong> Service, der maschinenherstellerneutral<br />

die Füllstände von Kartonagen, Flüssigkeiten<br />

oder Granulaten überwacht, diese<br />

Daten aggregiert und über einen Cloudservice<br />

jederzeit und überall aktuell abrufbar macht.<br />

Dies sorgt für Transparenz beim Anwender<br />

und für reibungslose Produktionsabläufe.<br />

Mit der SensorApp Quality Inspection weiß<br />

der Anwender, dass Produkte nach ihrer Fertigung<br />

genau den exakten Anforderungen<br />

entsprechen. Die Informationen Abmessungen<br />

und Anwesenheit liefern hierbei 2D-Kameras<br />

der Produktfamilie InspectorP6xx.<br />

Weitere Smart Services von Sick ermöglichen<br />

es, Materialflüsse zu optimieren, Ladungsträger<br />

und Produkte zu identifizieren und zu lokalisieren<br />

oder Regalsysteme intelligent zu<br />

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 />

P.TOUCH<br />

DRUCKSENSOR<br />

Innovatives Bedienkonzept<br />

Touch-Display mit virtuellem<br />

Drehrad<br />

Konfigurierbare Ausgänge<br />

(digital / analog)<br />

Integrierte Systemdiagnose<br />

<strong>SPS</strong> HALLE 4A<br />

Stand 640<br />

www.mp-sensor.de


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 <strong>Digital</strong>isierung 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 />

40 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 41


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

Der modulare Regler mit<br />

<strong>SPS</strong>-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 <strong>Digital</strong>eingängen. 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 />

42 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


AUTOMATISIERUNGSLÖSUNG FÜR KOOPERATIVE ROBOTIK<br />

SEW-Eurodrive stellt ein Automatisierungskonzept für kooperative Robotik und<br />

weitere funktional sichere Kinematiken vor. Auf der <strong>SPS</strong> zeigt der Hersteller, wie<br />

ein Industrie-PC mit Intel-Quad-Core-Prozessor als <strong>SPS</strong> 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 />

HYGIENIC<br />

DESIGN.<br />

DER PMS<br />

AUS EDEL-<br />

STAHL.<br />

ROBUSTE MINIATUR-DRUCKSENSOREN<br />

In vielen Anwendungen bietet ein frontbündiger Einbau von Drucksensoren in<br />

Rohrleitungen und anderen Prozessgefäßen einen entscheidenden Vorteil: Es<br />

entsteht kein Totraum, der sich zusetzen könnte. Diese Anforderung erfüllt der<br />

neue Miniatur-Drucksensor 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 />

SINGLE PAIR ETHERNET: STANDARD DER ZUKUNFT<br />

Escha entwickelt Steckverbinder mit Single-<br />

Pair-Ethernet-Technologie (SPE). Auf der <strong>SPS</strong><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 />

PMS<br />

Besuchen<br />

Sie uns auf der<br />

<strong>SPS</strong> 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 />

microsonic.de/pms


<strong>SPS</strong> <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


<strong>SPS</strong> <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 <strong>Digital</strong><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 />

<strong>SPS</strong> smart production solutions Nürnberg<br />

23.–25. November, Stand 4A –136


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

GENERATION PLUS –<br />

FLUIDSENSORIK MIT MEHRWERT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Das modulare und frei konfigurierbare Mechanikkonzept der Fluid+ Familie erlaubt<br />

eine hohe Variantenvielfalt, Kombinierbarkeit und kurze Lieferzeiten. Der Aufbau<br />

gibt den Sensoren ein einheitliches Aussehen und eine vergleichbare Handhabung.<br />

Flexible Montagemöglichkeiten, eine intelligente Systemintegration und die<br />

Bedieneinheit mit Smartphone-Haptik sorgen für eine schnelle Geräte-<br />

Inbetriebnahme. Zur Sicherung der Anlagenverfügbarkeit stellen die IO-Linkfähigen<br />

Geräte neben Prozesswerten Diagnosedaten für IIoT-Anwendungen zur<br />

Verfügung. Das kapazitive Touch-Display und die verwendeten Werkstoffe<br />

machen die Sensoren widerstandsfähig gegenüber äußeren Einflüssen.<br />

Thorsten Evers ist Business Development Manager<br />

Fluidsensoren bei Turck<br />

46 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

KONSOLIDIERUNG DURCH<br />

PLATTFORMSTRATEGIE<br />

Die Fluid+ Architektur teilt die Produktfamilie in ihre Elemente<br />

auf, die spezifischen Modulen zugeordnet sind. Die Interaktion<br />

der einzelnen Module wird auf standardisierte Schnittstellen<br />

begrenzt, sodass die Module unabhängig voneinander entwickelt<br />

werden können. Das frei konfigurierbare Konzept der Plattform<br />

begünstigt eine hohe Variantenvielfalt von Geräten, ein vereinfachtes<br />

Lagermanagement und kurze Lieferzeiten, sodass gefragte<br />

Sensoren binnen weniger Tage verfügbar sind.<br />

INNOVATIVES DESIGNKONZEPT – GLEICH IST,<br />

WAS GLEICH SEIN MUSS<br />

Die Plattform basiert auf der Strategie, dass für den Anwender<br />

familienweit das gleich ist und gleich aussieht, was gleich sein<br />

muss. So haben alle Fluid+ Sensoren das gleiche Aussehen und<br />

eine ebenso vertraute Handhabung, unabhängig von der jeweiligen<br />

Applikation.<br />

Charakteristisches Merkmal der Sensoren ist ihr Sensorkopf,<br />

der sich aus einem Edelstahlgehäuse und einer einteiligen,<br />

transluzenten Frontkappe zusammensetzt. Aufgrund der so reduzierten<br />

Dichtflächen gelangen weder Feuchtigkeit noch<br />

Staub ins Innere der Geräte, denn die Sensoren haben keine<br />

mechanischen Bedienelemente mehr, die abgedichtet werden<br />

müssten. Zusätzlich sorgen UV- und Salzsprüh nebelbeständige<br />

Werkstoffe für maximalen Schutz im Außenbereich.<br />

Wie auf dem Smartphone, navigieren Anwender über abnutzungsfreie,<br />

kapazitive Touchpads. Anlagen lassen sich somit<br />

einfacher erweitern und warten, da Mitarbeiter nur noch auf<br />

ein Bedienkonzept geschult werden müssen. Die Überwurfmutter<br />

M18 × 1 erlaubt die Anpassung verschiedener Prozessanschlüsse<br />

an die jeweilige Anwendung. Auf diese Weise sind<br />

die Geräte der Fluid+ Familie variantenreich und kombinierbar,<br />

teilen aber zugleich wichtige Eigenschaften. Das Dichtungskonzept<br />

ermöglicht die Schutzarten IP66, IP67 sowie IP69K.<br />

Gute Schock- und Vibrationseigenschaften sowie eine hohe<br />

Druckfestigkeit kommen der Anlagenverfügbarkeit zugute.<br />

Eine große Herausforderung in der Entwicklung von<br />

Lösungen für Industrie 4.0 und IIoT ist es, schon<br />

heute zu wissen, wie künftige Produkte aussehen<br />

müssen, um den spezifischen Anwenderanforderungen<br />

und -erwartungen langfristig gerecht zu werden. Vor<br />

diesem Hintergrund stellt sich auch in der Fluidsensorik<br />

die zentrale Frage nach der Beschaffenheit künftiger Lösungen.<br />

Präzise Druck-, Strömungs- und Temperaturmessung<br />

sowie kontinuierliche Füllstandmessung und Grenzwerterfassung<br />

erfordern eine breite Palette an maßgeschneiderten<br />

Lösungen, was oft immer komplexere Fluidsensorik-<br />

Portfolios nach sich zieht. Logistische Prozesse werden unübersichtlich,<br />

die Lagerhaltung aufwendig und es kommt<br />

zu verlängerten Lieferzeiten. Gleichzeitig stellen immer<br />

kürzere Entwicklungszyklen die Entwicklung vor zusätzliche<br />

Herausforderungen: Schnelligkeit, Flexibilität, Skalierbarkeit<br />

und Effizienz werden mehr denn je zu entscheidenden<br />

Erfolgsfaktoren. Genau da setzt die modulare Fluid+ Familie<br />

von Turck an.<br />

VEREINFACHTE INTEGRATION<br />

UND INBETRIEBNAHME<br />

Wichtige Anforderungen bei der Entwicklung der Sensor-Familie<br />

waren ein problemloser Einbau und eine vereinfachte Inbetriebnahme<br />

und Bedienung. Der Anwender sollte sich schnell<br />

in der Menüstruktur zurechtfinden. Entsprechend bietet die<br />

Sensor-Familie neben einem durchgängigen Bedienkonzept<br />

flexible Montagemöglichkeiten, da der Sensorkopf um 340° frei<br />

drehbar und das Display für einen Überkopfeinbau umkehrbar<br />

ist. Die Sensoren erkennen automatisch, ob die Steuerung beziehungsweise<br />

das Feldbusmodul eingangsseitig PNP- oder<br />

NPN-Signale erwarten. Werden analoge Ausgangssignale ausgewertet,<br />

gilt gleiches für Strom oder Spannung. Plug-und-play<br />

wird dadurch zur gelebten Praxis.<br />

Das Display der Sensoren ist im Vergleich zu anderen Geräten<br />

größer und heller, was bei entsprechender Montage eine problemlose<br />

Sichtbarkeit aus jeder Position ermöglicht. Die berührungsempfindlichen<br />

Tastenfelder der Bedieneinheit mit<br />

Smartphone-Haptik sind auch mit verschiedenen Handschuhtypen<br />

bedienbar, ohne Kraftaufwand oder Hilfsmittel. Dabei<br />

verhindert ein Sperrmechanismus zunächst potenzielle Fehlbedienungen.<br />

Erst durch eine Wischbewegung auf dem Display<br />

wird die Bedienung freigegeben. Eine benutzerfreundliche<br />

Navigation führt den Anwender intuitiv durch das Klartext-Menü,<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 47


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

01 02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

01 Die Bedienoberfläche der Fluid+ Sensoren bietet intuitiven<br />

Eingabekomfort und Sichtbarkeit aus jeder Position<br />

02 Bei der Fluid+ Sensorfamilie sind der Sensorkopf um 340° frei<br />

drehbar und das Display für den Überkopfeinbau umkehrbar<br />

03 Robuste PS+ Sensoren überwachen den Druck an<br />

dieser Hydraulikpresse<br />

04 FS+ Strömungssensoren überwachen Strömung und Temperatur<br />

flüssiger Medien und erlauben aufgrund der Schutzart die Montage<br />

in rauen Umgebungen<br />

05 Mithilfe der Radarüberwachung sorgt der LS+ Füllstandsensor<br />

LRS für einen korrekten Füllstand in diesem Tauchlackierbecken<br />

dessen Struktur wahlweise dem Turck- oder dem VDMA-Standard<br />

folgt. Relevante Einstellungen werden komfortabel durch Berührung<br />

des jeweiligen Bedienfelds vorgenommen. Auch erweiterte<br />

Funktionen wie die Einrichtung des Passwortschutzes oder Farbwechsel<br />

des Displays als Handlungsaufforderung bei Überschreitung<br />

definierter Schaltpunkte lassen sich so konfigurieren.<br />

KOMMUNIKATIONSKONZEPT FÜR INDUSTRIE 4.0<br />

Durchgängigkeit und Transparenz bei Erfassung, Übertragung<br />

und Aufbereitung von Sensordaten bilden zentrale Anforderungen<br />

von Industrie 4.0. Daher unterstützen die Geräte der Fluid+<br />

Familie offene Standards wie IO-Link 1.1, über den sie bidirektional<br />

mit der Steuerung kommunizieren. Die IO-Link-Schnittstelle<br />

stellt dem Anwender neben Prozesswerten zahlreiche Condition-<br />

Monitoring-Daten für IIoT-Anwendungen zur Verfügung. Dabei<br />

übertragen die Sensoren nicht nur digitale Prozesswerte, sondern<br />

empfangen auch zum Beispiel Schaltpunkte. Zur Vermeidung<br />

von Maschinenausfällen lassen sich Diagnosedaten via IO-Link<br />

auslesen und auswerten. So können Anwender Unregelmäßigkeiten<br />

erkennen und potenzielle Schäden frühzeitig abwenden.<br />

Die Geräte der Fluid+ Familie bieten unterschiedliche IO-Link-<br />

Prozessdatenprofile, die eine flexible Einbindung des Sensors in<br />

bestehende Systemlandschaften durch einen 1:1-Austausch vorhandener<br />

Geräte erlauben – auch von Fremdherstellern. Auf diese<br />

Weise entfallen Anpassungen der Steuerungsumgebung.<br />

DRUCKSENSOREN – MAXIMALE ROBUSTHEIT<br />

Die intuitiv bedienbaren PS+ Drucksensoren waren 2019 die ersten<br />

Geräte der Sensor-Familie. Die hohe Zahl unterschiedlicher<br />

Druckbereiche und Prozessanschlüsse bietet eine Variantenvielfalt,<br />

mit der sich viele Applikationen umsetzen lassen. Anwendungsfelder<br />

sind u. a. Hydraulikapplikationen und Kühlkreisläufe.<br />

Ausgelegt sind die Sensoren für Druckbereiche bis 600 bar und<br />

mit Keramikmesszellen (PS310) sowie Metallmesszellen (PS510)<br />

verfügbar. Die Messzellen haben einen Berstdruck, der mindestens<br />

dem Vierfachen des maximalen Nenndrucks entspricht.<br />

Der Minimal-/Maximaldruck-Speicher bildet einen digitalen<br />

„Schleppzeiger“, der es ermöglicht, Prozesse noch besser zu analysieren.<br />

Auch im Fall einer Überlast stellen die Drucksensoren<br />

hermetische Dichtheit sicher.<br />

STRÖMUNGSSENSOREN – EIN SENSOR<br />

FÜR ZWEI ABFRAGEN<br />

Die Strömungssensoren der FS+ Serie lassen sich komfortabel in<br />

Maschinen oder Anlagen integrieren. Sie überwachen flüssige<br />

Medien nach dem kalorimetrischen Prinzip und bieten daher die<br />

Möglichkeit, zusätzlich zur Strömung dauerhaft die Medientemperatur<br />

zu messen. Das heißt, ein Sensor kann zwei Aufgaben<br />

übernehmen. Anwendungsfelder sind u. a. Kühlkreisläufe in<br />

Schweißapplikationen und Prozessabläufe bei Reinigungsvorgängen.<br />

Die Überwachung von Strömung und Temperatur sowie<br />

durchgängige Kommunikation via IO-Link sichern so den Anlagenbetrieb<br />

und verringern Stillstandzeiten. Mit ihren vielfältigen<br />

Montagemöglichkeiten und einer intuitiven Inbetriebnahme<br />

erleichtern die Strömungssensoren zudem das Engineering.<br />

Anwender haben in der Produktserie FS100 zunächst die Wahl<br />

MIT DER ROBUSTEN SENSOR-<br />

FAMILIE LASSEN SICH VIELE<br />

ANWENDUNGEN ABDECKEN<br />

zwischen Geräten mit zwei Ausgangsfunktionen: Entweder analog<br />

(4…20 mA) oder mit automatischer PNP/NPN-Erkennung und<br />

Kommunikation über IO-Link 1.1. Das Schaltverhalten ist dabei<br />

zwischen „Normally Open“ (NO) und „Normally Closed“ (NC)<br />

einstellbar. Rundum sichtbare LED-Anzeigen signalisieren den<br />

Zustand der Ausgänge, während ein zweifarbiges LED-Band auf<br />

der Benutzeroberfläche wahlweise Strömungs- oder Temperaturwerte<br />

anzeigt.<br />

Die Quick-Teach-Funktion bietet neben vereinfachter Montage<br />

und Auto-Erkennung von PNP/NPN-Signalen die Möglichkeit<br />

direkt am Gerät einen Schaltpunkt in wenigen Sekunden einzustellen.<br />

Dabei stellt die Delta-Flow-Überwachung das Einlernen<br />

des Teach-Punkts zum richtigen Zeitpunkt sicher.<br />

48 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

03 04 05<br />

TEMPERATURSENSOREN – MAXIMALE<br />

FREIHEITSGRADE<br />

Aufgrund der hohen Zahl unterschiedlicher Messbereiche<br />

und Prozessanschlüsse lassen sich mit den Temperatursensoren<br />

der TS+ Serie viele Applikationen umsetzen.<br />

Die Sensoren sind als Kompaktgeräte mit integriertem<br />

Temperaturfühler (TS700) sowie als Auswerteund<br />

Anzeigeeinheiten (TS720) für den Anschluss von<br />

Widerstandsthermometern oder Thermoelementen<br />

verfügbar. Die Geräte unterstützen und erkennen nahezu<br />

alle Temperaturfühler vollautomatisch.<br />

Um die Inbetriebnahme zu vereinfachen, bieten auch<br />

diese Sensoren die automatische Erkennung der Ausgangsart<br />

(PNP/NPN bzw. Strom/Spannung). Die Auswertegeräte<br />

der Reihe TS720 erkennen außerdem die<br />

Art des angeschlossenen Temperaturfühlers (TC oder<br />

Pt-RTD). Soll der Sensor in bestehende Anlagensysteme<br />

integriert werden oder vorhandene Geräte ersetzen,<br />

erlaubt die Auswahl unterschiedlicher IO-Link-Prozessdaten-Profile<br />

eine schnelle Anpassung ohne größere<br />

Änderungen in der Steuerung.<br />

Einsatzbereiche der TS+ Sensoren liegen im Maschinen-<br />

und Anlagenbau sowie in der Prozessindustrie.<br />

Kompaktgeräte der Bauform TS700 arbeiten in einem<br />

Messbereich von - 50 bis + 150 °C. Abhängig vom angeschlossenen<br />

Temperaturfühler, können Auswerte- und<br />

Anzeigeeinheiten vom Typ TS720 Werte zwischen - 200<br />

und + 1 800 °C erfassen.<br />

FÜLLSTANDSENSOREN – EFFIZIENTE<br />

PROBLEMLÖSER<br />

Damit Anwender für ihre Szenarien das jeweils optimale<br />

Messprinzip nutzen können, bietet Turck in der<br />

LS+ Serie zwei Sensortechnologien: die LRS-Füllstandsensoren<br />

mit Radartechnologie für größere Reichweiten<br />

und die LUS-Ultraschall-Füllstandsensoren für kleinere<br />

und mittlere Behälter.<br />

Die IO-Link-fähigen Radarsensoren der LRS-Serie<br />

wurden zur Füllstandmessung in Tanks und Silos im<br />

Bereich von 0,35 bis 10 m entwickelt. Die Geräte in den<br />

Schutzarten IP67 und IP69K empfehlen sich für Füllstandapplikationen<br />

in der Fabrikautomation, in denen<br />

optische oder Ultraschallsensoren wegen ihrer begrenzten<br />

Reichweite oder aufgrund von Störfaktoren<br />

wie Staub, Wind oder Lichteinfall ungeeignet sind. Zudem<br />

bieten die frei strahlenden LRS-Radarsensoren umfangreiche Analysefunktionen,<br />

die bislang den vielfach in der Prozessindustrie eingesetzten<br />

Highend-Radarsensoren vorbehalten waren. Die Bedieneinheit der Reihe<br />

ermöglicht die Ausgabe von Abstand-, Füllstand- und Volumenwerten. LRS-<br />

Sensoren sind entweder mit zwei Schaltausgängen oder mit einem Schaltund<br />

einem Analogausgang verfügbar. Aufgrund der zusätzlichen IO-Link-<br />

Schnittstelle und der dezentralen Signalvorverarbeitung stellen alle Varianten<br />

auch Informationen zur Verarbeitung in Condition-Monitoring-Anwendungen<br />

im IIoT bereit. Anwender der IO-Link Master können den Radar-Monitor<br />

ohne Zusatzsoftware über den IODD Configurator aufrufen. Das browserbasierte<br />

Konfigurations-Tool stellt die Messkurve des Sensors grafisch dar<br />

und bietet Klartextzugriff auf alle<br />

Parameter. So lässt sich z. B. das<br />

Störsignal eines Gitters ausblenden<br />

oder mithilfe von Echtzeit-Feedback<br />

der Sensor ausrichten. Einsatzbereiche<br />

der LRS-Sensoren liegen<br />

u. a. im Anlagenbau.<br />

Die LUS-Ultraschall-Füllstandsensoren<br />

sind für kleine und mittelgroße<br />

Tanks geeignet und können<br />

bei Drücken von 0,5 bis 5 bar<br />

am Prozessanschluss betrieben werden.<br />

Sie sind mit Prozessanschlüssen<br />

G ¾ und NPT ¾ jeweils für eine<br />

Reichweite von 40 bzw. 130 cm verfügbar,<br />

entweder mit zwei Schaltausgängen<br />

oder mit einem Schaltund<br />

einem Analogausgang. Aufgrund<br />

der IO-Link-Schnittstelle und der<br />

dezentralen Signalvorverarbeitung<br />

eignen sich alle Varianten auch als<br />

Datenlieferanten für das IIoT. Über<br />

IO-Link lassen sich die Sensoren<br />

zudem mit Behältergeometriedaten<br />

parametrieren.<br />

Für eine hohe Anlagenverfügbarkeit<br />

sorgen die kontinuierliche<br />

Auswertung der Signalstärke sowie<br />

der zurückgesetzte Schallwandler.<br />

Bei Überfüllung verhindert ein Luftpolster<br />

den Kontakt des Mediums<br />

mit dem Schallwandler.<br />

Bilder: Turck<br />

www.turck.com<br />

ISO 9001-2015 ZERTIFIZIERT<br />

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Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 49


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

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

EFFIZIENZSCHUB<br />

DURCH DIGITALES ENGINEERING<br />

Flexiblere, leistungsfähigere Maschinen und Anlagen benötigen nicht nur<br />

aufwendigere Steuerungsprogramme. Auch der Entwicklungsprozess<br />

wird komplexer. Schon heute schafft digitales Engineering hier Entlastung.<br />

Eine durchgängige Datennutzung und andere positive Effekte werden<br />

künftig noch weiter verstärkt.<br />

Patrick Bruder, Business Development <strong>Digital</strong><br />

Automation Solutions, Lenze SE, Aerzen<br />

50 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


Die<br />

perfekte<br />

KOMBI<br />

Intuitive Messtechniksoftware<br />

und zentrales<br />

Messdatenmanagement<br />

NEU<br />

Effizientere Prozesse und eine kürzere Time-to-<br />

Market sind wesentliche Faktoren, um sich im<br />

weltweit härter werdenden Wettbewerb zu behaupten.<br />

Die Anforderungen der Kunden stehen<br />

dem entgegen: Flexiblere Maschinen, die effizienter und<br />

leistungsfähiger sind, machen den Entwicklungsprozess<br />

aufwändiger und fehleranfälliger. Mit digitalen Tools<br />

gelingt es schon heute, den Zeit- und Ressourceneinsatz<br />

im Engineering zu begrenzen. Künftig können sie über<br />

den gesamten Lifecycle dazu beitragen, Abläufe zu vereinfachen,<br />

Kosten zu senken und damit das Dilemma<br />

des Maschinenbaus zu lösen.<br />

INFORMATIONSFLUSS ENTSCHEIDEND<br />

Für die Entwicklung einer Maschine ist ein bewährtes<br />

Prinzip die Modularisierung: Erprobte Funktionseinheiten<br />

werden wiederverwendet und nicht immer wieder<br />

neu designt. Profitieren können Maschinenbauer und<br />

Anwender über weite Teile des Lifecycles – vom Design<br />

über Programmierung und Inbetriebnahme bis hin zu<br />

Lagerhaltung und Ersatzteillogistik. Die wichtigste Vor-<br />

Blitzschnelle Darstellung<br />

von historischen und<br />

Live-Daten, von der msec<br />

bis zur Jahresansicht<br />

Einfache Handhabung<br />

ohne Erlernen einer<br />

Programmier-Sprache<br />

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Weltweiter, plattformunabhängiger<br />

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auf Ihre Messdaten


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

Der <strong>Digital</strong>e Zwilling bildet<br />

physische Komponenten<br />

elektronisch ab und ist<br />

Sammelakte für alle<br />

relevanten Informationen;<br />

das Konzept wird im<br />

internationalen<br />

Sprachgebrauch als Asset<br />

Administration Shell<br />

(AAS) bezeichnet<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

aussetzung, um auf Informationen aus vorangegangenen Projekten<br />

zurückgreifen zu können, ist, dass diese in standardisierter<br />

Form verfügbar sind. An dieser Stelle setzt der „<strong>Digital</strong>e Zwilling“<br />

an: Er bildet physische Komponenten und Maschinen elektronisch<br />

ab und ist Sammelakte für alle relevanten Informationen.<br />

Das Konzept ist unter dem Namen „Verwaltungsschale“ bereits<br />

ein Kernbestandteil im Referenz architekturmodell Industrie 4.0<br />

(RAMI 4.0), im internationalen Sprachgebrauch als Asset Administration<br />

Shell (AAS) bezeichnet. Zwar wurden bereits vor drei<br />

Jahren wesentliche Schritte zur Standardisierung der AAS von<br />

der Plattform Industrie 4.0 ver abschiedet. Doch erst langsam<br />

schließen sich die Lücken, die bislang einer durchgängigen Datennutzung<br />

im Weg stehen.<br />

MODERNE DESIGN-WERKZEUGE<br />

Einen wesentlichen Beitrag dazu leistet Lenze mit Werkzeugen<br />

und Apps, die das AAS-Konzept bereits heute anwendbar machen.<br />

Hier ist vor allem der EASY System Designer (ESD) zu<br />

nennen, der die ersten Engineering-Schritte wie Idee, Design<br />

und konkrete Entwicklung abdecken wird. Mit einem solchen<br />

webbasierten Werkzeug können alle am Planungsprozess beteiligten<br />

Personen der unterschiedlichen mechatronischen Fachdisziplinen<br />

die komplette Planung von Automationslösungen – vom Controller<br />

bis zur Antriebstechnik – samt der nötigen Applikationssoftware,<br />

durchführen.<br />

Die Informationen, die dabei anfallen und in der AAS beziehungsweise<br />

dem <strong>Digital</strong>en Zwilling gesammelt werden, stehen<br />

auch in den folgenden Lifecycle-Phasen zur Verfügung. So<br />

sorgt Lenze mittelfristig mit passenden Schnittstellen dafür,<br />

dass beispielsweise Werkzeuge von Drittherstellern für Simulation<br />

und Virtual Commissioning darauf zugreifen können. Im<br />

Entwicklungsprozess können Fehler schneller entdeckt und<br />

behoben werden, und die Zeit für Auslieferung und Inbetriebnahme<br />

reduziert sich deutlich.<br />

SMARTES ENGINEERING<br />

Lenze leistet mit Apps und Werkzeugen einen wesentlichen Beitrag<br />

zur durchgängigen Datennutzung. Ein neues Entwicklungsprojekt<br />

beginnt im ESD mit der Definition grundsätzlicher Maschinenfunktionen.<br />

Auf dieser Grundlage lässt sich bereits programmgestützt<br />

eine Machbarkeitsprüfung erstellen, die frühzeitig auf<br />

mögliche Probleme hinweist. Beim Design werden Struktur der<br />

Applikationen und der I/O angelegt sowie die benötigte Steuerung<br />

festgelegt. Dabei lassen sich bereits vorhandene Lösungsmodule<br />

berücksichtigen. Auch bei diesem Schritt hilft das Planungswerkzeug<br />

bei der Machbarkeitsprüfung und deckt potenzielle<br />

Konflikte auf.<br />

Für den OEM sind besonders die digitalen Assistenten eine<br />

wichtige Unterstützung. Die Auswahl von Komponenten, die<br />

Planung von Strukturen und das Aufspüren von Inkonsistenzen<br />

und potenziellen Problemen wird hiermit beschleunigt und<br />

vereinfacht. So wird der ESD zu einem smarten Entwicklertool.<br />

Außerdem legt der ESD den Grundstein für einen <strong>Digital</strong>en<br />

Zwilling, also die Asset Administration Shell (AAS), die Struktur<br />

und Daten der Maschine als Single Point of Information enthält.<br />

Dazu zählen etwa die verwendeten Komponenten und ihre Eigenschaften<br />

sowie Informationen zur Software. So kann der Anwender<br />

auch später auf alle benötigten Informationen zentral<br />

und standardisiert zugreifen. Ein einheitliches Datenmodell eröffnet<br />

die weitere Nutzung auch in anderen Werkzeugen oder<br />

sogar in Tools anderer Hersteller. Ein Beispiel dafür liefert das<br />

Asset-Management von Lenze. Es greift im späteren Betrieb genau<br />

auf diese Daten zu, beispielsweise wenn es darum geht,<br />

beim Ersatz einer Komponente die richtige Variante auszuwählen<br />

52 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

DIGITALES ENGINEERING BESCHLEUNIGT<br />

ENTWICKLUNGSPROZESSE, ...<br />

... verbessert die Qualität und ermöglicht, Tätigkeiten zu parallelisieren.<br />

So können Maschinenbauer sehr flexibel Maschinen mit hoher Modularität<br />

bei kürzerer Time-to-Market realisieren. Jeder ist gut beraten, sich geeignete<br />

Partner wie Lenze zu suchen und vom Not-Invented-Here-Syndrom zu lösen.<br />

Das heißt, offene Standards und vorgefertigte und getestete Software<br />

wie Lenze FAST nutzen.<br />

BURKHARD BALZ, Senior Vice President Automation Systems bei Lenze<br />

und Fehlbestellungen zu vermeiden.<br />

So vergrößert sich<br />

der Nutzen des <strong>Digital</strong> Engineering<br />

mittels AAS Schritt<br />

für Schritt.<br />

ZENTRALER<br />

MOSAIKSTEIN DER<br />

DIGITALISIERUNG<br />

<strong>Digital</strong>es Engineering und <strong>Digital</strong>er<br />

Zwilling sind nicht länger<br />

Theorie und auch kein<br />

Versprechen auf eine ferne,<br />

ungewisse Zukunft, sondern<br />

in der Realität angekommen.<br />

Sie sind bereits praktisch einsetzbar<br />

und liefern einen<br />

nachweisbaren Mehrwert.<br />

Die weitere Entwicklung bietet<br />

enormes Potenzial zum<br />

Beispiel hinsichtlich der<br />

durchgängigen Nutzung der<br />

AAS und aller enthaltenen Informationen.<br />

Ein weiterer Aspekt<br />

der zunehmenden <strong>Digital</strong>isierung<br />

ist das Zusammenspiel<br />

in unterschiedlichen Bereichen,<br />

das weitere Vorteile<br />

generiert. Etwa die einfachere<br />

Nutzung von Cloud-Services,<br />

die zur Optimierung von Fertigungsprozessen<br />

beitragen.<br />

Oder die intelligente Auswertung<br />

von Betriebsdaten, beispielsweise<br />

aus Antrieben, die<br />

zusätzliche Sensoren überflüssig<br />

machen. Und nicht zuletzt<br />

auch die erhöhte Flexibilität<br />

von Anlagen, in denen<br />

ganze Fertigungsmodule einfach<br />

per Plug-and-produce<br />

ausgetauscht werden können.<br />

Bilder: Lenze<br />

www.lenze.com<br />

Smart Services<br />

mit cynapse<br />

Collect. Analyze. Visualize.<br />

Ihr Schritt in die digitale Welt: Getriebe mit cynapse erfassen eigenständig<br />

Betriebsdaten. In Verbindung mit unseren Smart Services ermöglichen wir<br />

Ihnen eine einfache Analyse und Verarbeitung Ihrer Maschinendaten.<br />

• cynapse Monitor: Visualisierung des Betriebsverhaltens<br />

• Data Gateway: Sensordatenintegration und -verarbeitung<br />

• cynapse Teach-In: Schwellwertermittlung<br />

• Anomaly-Check: Abweichungserkennung<br />

Erfahren Sie mehr: www.wittenstein-alpha.de/cynapse<br />

WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme<br />

www.wittenstein-alpha.de


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

DAS BESTE REZEPT:<br />

EIN OPTIMALER WECHSEL<br />

Mit intelligenter Formatverstellung lassen sich auch in der Pharma-Branche Wettbewerbsvorteile<br />

bei Effizienz, Produktqualität und Prozesssicherheit erzielen. Durch automatisierte, vernetzte<br />

Lösungen gehen diese Unternehmen einen entscheidenden Schritt Richtung Pharma 4.0.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In der Pharmaindustrie ist das Konzept des Centerlining relevant,<br />

bei dem stets die optimalen Maschineneinstellungen zu<br />

wählen sind, um unnötige Abweichungen des Prozesses und<br />

eine Beeinträchtigung der Produktqualität zu verhindern. Es<br />

gilt, Fertigung, Technik, Instandhaltung und eine elektronische<br />

Datenerfassung bestmöglich zu vernetzen, um die Anlageneffizienz<br />

optimal auszunutzen. Daneben ist in der pharmazeutischen<br />

Produktion bei wachsender Produktvielfalt und immer geringeren<br />

Chargengrößen eine hohe Flexibilität der Anlagen gefordert.<br />

Mit einem optimierten Formatwechsel lassen sich Umrüstzeiten<br />

bei den Produktwechseln reduzieren und die Prozesssicherheit<br />

erhöhen. Siko, Hersteller von Sensoren und Positioniersystemen,<br />

stellt verschiedene Möglichkeiten der Formatverstellung vor –<br />

von rein mechanischen Positionsanzeigen bis hin zu vollautomatisierten<br />

Positionierantrieben.<br />

FORMATVERSTELLUNG – ÜBERWACHT<br />

ODER AUTOMATISIERT<br />

In der pharmazeutischen Herstellung ist eine Formatverstellung<br />

besonders bei der Verpackung, Kennzeichnung oder Inspektion<br />

Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Schuh, Leiter Geschäftsbereich Changeover<br />

Solutions bei der Siko GmbH in Buchenbach<br />

von Produkten relevant – also dann, wenn wegen eines neuen<br />

Produkts die Maße an der Maschine geändert werden müssen, ob<br />

händisch über eine Kurbel oder automatisiert per Stellantrieb.<br />

Bei der Veränderung der Maschineneinstellungen können Fehler<br />

entstehen, die möglicherweise das Produktergebnis negativ beeinflussen.<br />

Eine überwachte oder automatisierte Formatverstellung<br />

minimiert das Risiko fehlerhafter Einstellungen und kann<br />

die Prozesse flexibler gestalten.<br />

VORTEILE UND VARIANTEN<br />

IM ÜBERBLICK<br />

Eine optimierte Formatverstellung umfasst eine hohe Wiederholgenauigkeit<br />

des Produktionsvorgangs, schnelle Umrüstzeiten<br />

und somit eine höhere Prozessgeschwindigkeit, mehr Effizienz,<br />

weniger Kosten sowie eine größere Prozesssicherheit, was in der<br />

Pharmaproduktion ein entscheidendes Kriterium ist. Unterschieden<br />

wird zwischen manueller, überwachter und automatischer<br />

Formatverstellung. Welche Art des Formatwechsels am besten<br />

geeignet ist, hängt von den Anforderungen ab: Je häufiger Formate<br />

verstellt werden müssen und je qualitativ anspruchsvoller die<br />

Produktion ist, desto sinnvoller ist der Einsatz von überwachten<br />

oder automatisierten Positioniersystemen.<br />

Bei der manuellen Formatverstellung sind sowohl mechanische<br />

als auch elektronische Positionsanzeigen im Einsatz, die<br />

den Ist-Wert der aktuellen Position angeben. Sie eignen sich für<br />

54 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


escha.net<br />

Basismaschinen mit eher seltenen Verstellungen. Die gängigen<br />

mechanisch-digitalen Siko-Positionsanzeiger sind präzise,<br />

gut ablesbar und werden für jede Applikation spezifisch<br />

konfiguriert.<br />

Elektronische Positionsanzeigen haben gegenüber den mechanischen<br />

den Vorteil, dass sie frei programmierbar und dadurch<br />

flexibler einsetzbar sind. Parameter wie Spindelsteigung,<br />

Kommastellen, Drehrichtung, Einbaulage oder Nutzung<br />

im Winkel modus lassen sich bequem konfigurieren. Mechanische<br />

und elektronische Varianten sind anbaukompatibel, sodass<br />

eine Umrüstung oder Erweiterung unproblematisch ist.<br />

ÜBERWACHTE FORMATVERSTELLUNG<br />

IN TRACK-AND-TRACE-ANLAGEN<br />

Eine überwachte Formatverstellung wird durch busfähige<br />

elek tronische Positionsanzeigen mit Soll-Wert-Vorgabe ermöglicht,<br />

die in die Maschinensteuerung eingebunden sind.<br />

Ist- und Soll-Werte werden zwischen den einzelnen Positionsanzeigen<br />

und der übergeordneten Steuereinheit mittels Rezeptverwaltung,<br />

in der alle Produktvarianten mit ihren Soll-<br />

Werten als Rezepte hinterlegt sind, ausgetauscht und abgeglichen.<br />

Dies ermöglicht eine erhöhte Prozesssicherheit, da die<br />

Anlage erst dann wieder angefahren wird, wenn alle Soll- und<br />

Ist-Werte an den Anzeigen übereinstimmen. Ausschuss oder<br />

Beschädigungen an Anlagenteilen werden so vermieden.<br />

Eine überwachte Formatverstellung kann in der pharmazeutischen<br />

Produktion beispielsweise bei häufig zu verstellenden<br />

Anlagen für Kartoniermaschinen oder bei der Kennzeichnung<br />

von Produkten hilfreich sein. Eine neue Entwicklung<br />

sind Track-and-Trace-Anlagen, über die verschreibungspflichtige<br />

Arzneien mit einer eindeutigen, nachverfolgbaren<br />

Kennzeichnung versehen werden müssen. Dabei<br />

werden verschiedenste Prozesse wie Drucken, Lesen, Etikettieren<br />

und Wiegen und damit zahlreiche Verstellungen<br />

durchlaufen. Die Prozesssicherheit dieser Anlagen wird mit<br />

einer überwachten Formatverstellung deutlich erhöht.<br />

AUTOMATISCHE FORMATVERSTELLUNG<br />

MIT HOCHINTEGRIERTEM STELLANTRIEB<br />

Erfolgt die Verstellung von Achsen ohne jegliche manuelle<br />

Eingriffe, spricht man von automatischer Formatverstellung<br />

über Kompaktstellantriebe. Der mit der Maschinensteuerung<br />

vernetzte Stellantrieb fährt die geforderte Position direkt an.<br />

Mit der Automatisierung wird noch einmal eine deutliche Reduzierung<br />

der Umrüstzeiten erreicht. Außerdem ist die Automatisierung<br />

lohnenswert, wenn häufig schwer zugängliche<br />

Anlagenteile verstellt werden müssen.<br />

Ein Stellantrieb zeichnet sich durch seine hochintegrierte<br />

Bauweise aus, die alle Komponenten in einem Gerät vereint:<br />

der bürstenlose Gleichstrommotor (der verschleißfrei ist), ein<br />

spielarmes und leistungsstarkes Getriebe sowie Positionsgeber<br />

und Leistungs- und Steuerungselektronik. Die Integration des<br />

Stellantriebs in die Maschinensteuerung sowie die Kommunikation<br />

mit der Steuerung sind nicht zuletzt dank einer Vielzahl<br />

gängiger Standardschnittstellen einfach möglich. Dazu zählen<br />

Siemens-konforme Profibus- oder Profinet-Schnittstellen, kostengünstige<br />

serielle Schnittstellen wie RS485 und CAN, IO-Link<br />

sowie moderne Industrial-Ethernet-Schnittstellen.<br />

Anschlusstechnik für<br />

Roboterapplikationen<br />

PROFINET Anschlusstechnik<br />

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Sensor-/Aktorleitungen<br />

Maximale Biegewechsel & Torsion<br />

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dynamischen Anwendungen<br />

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Wir sehen uns J<br />

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

SO STOPPT DIE MASCHINE SICHER<br />

Greifen, pressen, bewegen – die Aufgaben pneumatischer<br />

Zylinder in einer Anlage sind vielfältig und oft sicherheitsrelevant. Besonders<br />

wichtig ist ein reibungsloser Betrieb immer dann, wenn Mensch und Maschine<br />

nah zusammenarbeiten. Und das wird künftig weiter zunehmen. – Deshalb hat SMC<br />

ein umfangreiches Portfolio leistungsfähiger Sicherheitslösungen entwickelt.<br />

Wenn es um die Sicherheit von Menschen geht, die<br />

sich Räume mit Maschinen teilen, ist Vertrauen gut,<br />

aber Kontrolle besser. Wird etwa eine Anlage für Instandhaltungsmaßnahmen<br />

abgeschaltet, muss das<br />

schnell und vollständig geschehen. „Die Mitarbeiter müssen wissen,<br />

dass die Maschine nicht unerwartet wieder anläuft, während<br />

sie sich im Gefahrenbereich aufhalten“, sagt Tobias Hartherz,<br />

Product Management bei SMC. Bei pneumatischen Spannern etwa<br />

besteht Quetschgefahr durch die eingesperrte Druckluft,<br />

wenn die Anlage nicht schnell in die sichere Grundstellung geht<br />

und dort verbleibt. Oberstes Ziel im Maschinenbau ist deshalb:<br />

Ralf Heldenberger, Strategic Account Manager,<br />

SMC Deutschland GmbH, Egelsbach<br />

optimale Sicherheit. Diverse Normen und Richtlinien regeln die<br />

Bewertung von Arbeitsrisiken und den Umgang mit ihnen. Um<br />

diese zu erfüllen und höchste Perfomance-Level zu erreichen,<br />

hat SMC leistungsstarke Pneumatik-Lösungen entwickelt.<br />

Die wichtigsten Leitplanken für die funktionale Sicherheit von<br />

Maschinensteuerungen in Europa sind die Maschinenrichtlinie<br />

2006/42/EG sowie die Norm EN ISO 13849. Hartherz: „Die EN<br />

ISO 13849 gibt vor, wie sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen<br />

und die sichere Arbeit mit pneumatischen und elektrischen<br />

Antrieben gestaltet werden. Währenddessen macht die Maschinenrichtlinie<br />

Vorgaben für die ganze Maschine: Schutzumhausungen<br />

müssen etwa so gestaltet sein, dass beim Betreten die<br />

pneumatischen Antriebe stillstehen, bevor der Werker den<br />

Gefahrenbereich erreicht.“ In Einlegebereichen, die durch Lichtschranken<br />

abgesichert sind, müssen die Antriebe ebenfalls blitzschnell<br />

gestoppt werden, bevor der Werker an den Gefahrenbereich<br />

des pneumatischen Antriebs herankommt.<br />

56 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


REDUCE YOUR<br />

FOOTPRINT<br />

Gleichzeitig kostet jeder Anlagenstopp Zeit und mindert die Produktivität. „Deshalb<br />

muss die Maschine schnell wieder anfahren können“, erläutert Hartherz.<br />

„Komponenten von SMC schützen Mitarbeiter und ermöglichen einen produktiven<br />

Betrieb, indem sie Druckluftsysteme sicher entlüften und gewährleisten, dass abgeschaltete<br />

Anlagen nicht unerwartet wieder anlaufen.“<br />

ENTLÜFTUNGSVENTILE SICHERN<br />

MASCHINENSTOPPS<br />

Diese Anforderungen sind besonders wichtig, wenn es um „eingezäunte“ Roboterarme<br />

geht, die z. B. Bauteile schnell heben und bewegen. Betritt jemand im laufenden<br />

Betrieb den umzäunten Gefahrenbereich, müssen sich pneumatische Systeme<br />

sicher entlüften lassen. Zudem darf der Roboter bei Wartungsarbeiten nicht unerwartet<br />

anlaufen. Dafür werden zuverlässige Lösungen wie die VP-Sicherheitsentlüftungsventile<br />

von SMC benötigt. Sie sind nach EN ISO 13849 validiert und erfüllen<br />

die Vorgaben der EU-Maschinenrichtlinie dank ihrer sicheren Entlüftung und<br />

einem integrierten Endschalter zur Schieberabfrage mit 99 % Diagnosedeckungsgrad.<br />

Die Entlüftung wird über ein Eingangssignal, z. B. eine Lichtschranke und eine<br />

sichere Steuerung, ausgelöst. „Mit einem B10D-Wert von 10 Millionen Schaltzyklen<br />

sind die Sicherheitsentlüftungsventile sehr langlebig“, sagt Hartherz. Muss das<br />

System entlüftet werden, schaltet das Ventil dank der Federrückstellung des Ventilschiebers<br />

unabhängig vom Betriebsdruck in die sichere Grundstellung. Hartherz:<br />

„Die VP-Serie lässt sich auch redundant aufbauen. Mit einem weiteren Sicherheitsentlüftungsventil<br />

ist der sichere Betrieb dann auch in höheren Kategorien, in denen<br />

Redundanz gefordert wird, gewährleistet.“<br />

ENTSPERRBARE RÜCKSCHLAGVENTILE<br />

MIT SCHIEBERABFRAGE<br />

In vielen Fällen ist es zudem nicht gewollt, dass ein abgeschalteter Antrieb in seine<br />

Ausgangsposition zurückfährt – etwa wenn Werkstücke oder Werkzeuge über einen<br />

senkrecht hebenden, pneumatischen Zylinder gehalten werden. Dann müssen<br />

Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, dass dieser Zylinder unerwartet<br />

absinkt. Ein sicherer und schneller Stopp aller Antriebe ist vonnöten, um das<br />

Risiko für Mitarbeiter zu minimieren. Auf diese Funktionen müssen sich Anwender<br />

verlassen können.<br />

Dieses Vertrauen gaben bisher regelmäßige Testroutinen, bei denen geprüft wurde,<br />

ob Sicherheitsfunktionen wie „sicherer Stopp“ an jedem einzelnen Ventil noch<br />

funktionieren. Ohne sie könnten Anlagen nicht dauerhaft nach der EN ISO 13849<br />

betrieben werden. Für die Diagnose haben die Antriebe Signalgeber an den Hub-<br />

Enden. Wird das Pilotventil entlüftet, sollte das Rückschlagventil die Druckluft fehlerfrei<br />

einsperren, der Antrieb kann die Endlage nicht erreichen und die Prüfung ist<br />

bestanden. Dieser Test wird in beiden Antriebsrichtungen durchgeführt.<br />

Separate Prüfungen wie diese haben jedoch auch Nachteile. „Sie sind enorm arbeitsaufwendig“,<br />

sagt Hartherz. Zudem müssen die entsprechenden Prozesse und<br />

Arbeitsabfolgen in der Steuerung programmiert werden. Das kostet Zeit und Geld.<br />

Deshalb haben die Pneumatikexperten von SMC ein spezielles Konzept entwickelt,<br />

um die separate Prüfung der Rückschlagventile überflüssig zu machen. Die neuen,<br />

entsperrbaren Rückschlagventile der Serie XT34-303 sind jetzt mit einer Schieberabfrage<br />

ausgestattet. Sie erlaubt die direkte Überwachung der Ventile – die aufwändigen<br />

Testroutinen entfallen somit.<br />

Für den Einsatz in rauen Umgebungen wie etwa der Lebensmittelproduktion, wo<br />

oft nicht nur Wasser, sondern auch chemische Reinigungsmittel unter Hochdruck<br />

eingesetzt werden, ist eine Ausführung der Ventile in Edelstahl verfügbar. SMC<br />

stellt zudem eine passende Sistema-Bibliothek zur Verfügung – daraus können Anwender<br />

alle sicherheitsrelevanten Kennzahlen der verwendeten Bauteile in ihr eigenes<br />

Sistema-Projekt einlesen.<br />

Bilder: SMC Deutschland<br />

www.smc.de<br />

Die Neuheit<br />

kommt!<br />

Exklusiv auf<br />

der <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><br />

vom 23. - 25.<br />

November<br />

Halle 1- Stand 560<br />

baumueller.com<br />

DIE NEUHEIT<br />

IN DER<br />

ANTRIEBS-<br />

TECHNIK!


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

TAIWANESISCHE WERKZEUGMASCHINENINDUSTRIE<br />

DIE ZUKUNFT<br />

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 />

UNSERE IN TAIWAN<br />

HERGESTELLTEN<br />

ERODIERMASCHINEN<br />

ZÄHLEN WELTWEIT ZU<br />

DEN HOCHWERTIGSTEN<br />

IN IIHREM SEGMENT.<br />

Brad Wang, General Manager, CHING<br />

HUNG Machinery & Electric Industrial<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. Die<br />

komplette Wertschöpfung liegt dabei im Unternehmen selbst,<br />

von der Maschine über die Steuerungstechnik und Software bis<br />

hin zu Netzteilen. Kurzum: Die in Taiwan hergestellten Erodiermaschinen<br />

von CHMER zählen zu den hochwertigsten und leistungsfähigsten<br />

auf dem internationalen Parkett. Wir sprachen mit<br />

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

Ching Hung genießt weltweit einen hervorragenden<br />

Ruf in der Erodiermaschinen-Industrie. Was zeichnet Ihre<br />

Maschinen aus und was macht sie so besonders im Vergleich<br />

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 />

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

58 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

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 F&E-Ingenieure<br />

gehen genau auf die Anforderungen und Fragen unserer<br />

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

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

je nach Anforderung unserer Kunden präzise und 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 <strong>Digital</strong>isierung,<br />

beispielweise mit Blick auf vernetzte Maschinen?<br />

Wir sehen uns als Anbieter von intelligenten Maschinen, mit<br />

denen wir mit Systemintegratoren eine intelligente Produktion<br />

aufbauen können. So kann der Werksleiter die Bearbeitungshistorie<br />

jeder Maschine in einem bestimmten Zeitraum sowie<br />

die Auslastungsrate aller Produktionslinien einsehen, um daraus<br />

die Effizienz des Betriebs 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 Predictive 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 auf.<br />

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

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

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<br />

möchten Sie sich noch entwickeln?<br />

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

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

anzieht. 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 1200<br />

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

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

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

weltweit 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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 59


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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. Dabei<br />

wurde der Blick stets auf die Bedürfnisse der Kunden gerichtet,<br />

nach der Devise: „Der Kunde soll den Weg weisen“. Und<br />

genau das hat bis heute zu nachhaltigem Wachstum geführt. Das<br />

Produktspektrum umfasst neben Kreis- und Bandsägemaschinen<br />

modernste Anlagen für die Profilstahlbearbeitung sowie komplette<br />

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<br />

sowie in Kunshan, China. Allein 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 />

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 />

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<br />

mit einem möglichst geringen Materialverlust konfektionieren<br />

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

effizient 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-Datenbanksystem<br />

eingerichtet. Das hilft unseren Anwendern, beim Einsatz<br />

der Maschine schnell die passenden Sägeparameter zu finden.<br />

Somit lassen sich individuelle Spezifikationen bestmöglich<br />

umsetzen.<br />

Die Nachfrage nach halb- und vollautomatisierten Maschinen<br />

steigt zunehmend. Wie setzen Sie diese Anforderung in Ihren<br />

Anlagen um?<br />

Vollautomatische Bandsägemaschinen haben den Vorteil,<br />

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

keiner weiteren Einstellung bedarf. Dies spart Unternehmen<br />

Zeit und Ressourcen. Die Automatisierung des Sägeprozesses<br />

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

Bandsägemaschinen sind mit einem automatischen<br />

Stangenvorschub ausgestattet. Eine PLC Steuerung übernimmt<br />

sämtliche elektrischen und hydraulischen Funktionen.<br />

60 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

Die Zuführung des Werkstücks erfolgt über die Antriebsrollen<br />

eines hydraulisch gesteuerten dualen Schraubstockspannsystems.<br />

Auch die Arbeitshöhenkontrolle durch einen Schnellanlaufsensor<br />

erfolgt automatisch. Ein Bewegungsdetektor für<br />

das Umlenkrad sorgt für eine sichere Abschaltung bei Klingenstillstand<br />

und -bruch. Und natürlich dürfen auch Reinigungsutensilien<br />

wie ein Spül schlauch sowie entsprechende Werkzeuge<br />

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<br />

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

mit Blick auf eine Smart Factory?<br />

Hierzu bringen wir die drei Kernthemen <strong>Digital</strong>isierung, 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 Expertise<br />

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 Steuerungs-<br />

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

und erhöht die Produktivität bei gleichzeitiger Senkung<br />

der Überwachungskosten und kann zu einem interaktiven Service<br />

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

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

für eine umfassende Kontrolle der Maschinenbedingungen<br />

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 />

<strong>Digital</strong>isierung 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<br />

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

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

Everising stellt hochmoderne Bandsägemaschinen mit einer<br />

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

technischen Konzepten bedienerfreundlich gestaltet sind.<br />

Hohe Produktivität resultiert aus den richtigen Schnittparametern,<br />

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

in die Praxis umzusetzen und neue Möglichkeiten der digitalen<br />

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

UNTERNEHMEN<br />

EVERISING<br />

No.1 Jingke 1st Road, Nantun District<br />

Taichung 408, Taiwan<br />

www.everising.com<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 61


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

Die Werkzeugmaschinenindustrie hat in Taiwan eine<br />

lange Tradition und viele der weltgrößten Hersteller<br />

haben hier ihre Wurzeln. Dazu zählt auch die TT-<br />

Group. Wir richten den Blick auf eine der Tochtergesellschaften:<br />

die Asia Pacific Elite Corp. (APEC). Sie hat sich<br />

zum Ziel gesetzt, Fertigungstechnologien und -prozesse für<br />

verschiedenste Aufgaben in der Luft- und Raumfahrt zu optimieren.<br />

Dabei sieht sich Apec als Systemintegrator, Lösungsanbieter<br />

und strategischer Partner. Dafür hat Apec einiges<br />

vorzuweisen, nämlich die umfassendsten Lösungen für die<br />

Bearbeitung mittlerer und großer Luft- und Raumfahrtstrukturen<br />

und Triebwerksteile weltweit. Hinzu kommen Dienstleistungen<br />

wie Fabrikplanung, Gestaltung einer intelligenten Fertigung,<br />

technische Schulungen, Prozess-Upgrades sowie schlüsselfertige<br />

Lösungen. Durch Know-how und stetiges Streben nach<br />

Verbesserungen stehen heute zahlreiche hochmoderne 5-Achsen-<br />

Großbearbeitungszentren zur Verfügung, die die hohen Anforderungen<br />

der Luft- und Raumfahrt sowie des Werkzeug- und<br />

Formenbaus erfüllen.<br />

WIR ARBEITEN<br />

KONTINUIERLICH AN<br />

DER VERBESSERUNG<br />

UNSERER MASCHINEN,<br />

AUCH IM HINBLICK<br />

AUF INDUSTRIE 4.0.<br />

Director Matt, Asia Pacific Elite Corp.<br />

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

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

Integration verschiedener Software-Konzepte und Technologien<br />

stehen zukunftsweisende Lösungen wie das sogenannte Line Monitoring<br />

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

aus Forschung & Entwicklung mit innovativem Design, modernsten<br />

Montage- und Testverfahren und einer durchgängigen Qualitätskontrolle.<br />

Das Ergebnis sind schlüsselfertige Lösungen, die<br />

direkt für die jeweilige Anwendung eingesetzt werden können.<br />

Ein Unternehmen, das in der oberen Liga der Werkzeugmaschinenindustrie<br />

mitspielt, ist für uns Grund genug, genauer hinzuschauen.<br />

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

Raumfahrtindustrie sind besonders hoch. Wie haben<br />

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

zu 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 wesentliches Anliegen, zu verstehen, ob die<br />

Leistung unserer Produkte den Erwartungen der Kunden entspricht.<br />

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

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 />

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

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

hier sogar von Spitzentechnologie.<br />

62 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

TAIWANS KONJUNKTUR ZIEHT WEITER AN<br />

Die taiwanesische Werkzeugmaschinenbranche blickt wieder<br />

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

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

Machine Tool & Accessory Builders` Association (TMBA)<br />

rechnet damit, dass der Produktionswert dieses Jahr bei<br />

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

bei Halbleitern, 5G-Ausrüstungen und Kraftfahrzeugen. Auch kehren viele<br />

taiwanesische Werkzeugmaschinen-Hersteller wieder nach Taiwan zurück und<br />

weiten ihre Investitionen im Heimatmarkt aus. Hinzu kommt die anziehende<br />

Nachfrage aus den Auslandsmärkten.<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<br />

hervorragende 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 abgestimmten<br />

Technologiemodulen, zum Beispiel für die Prozessanalyse,<br />

Maschinenempfehlung, Spannmittel, Werkzeuge und<br />

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

den Produktionsanforderungen des Kunden entspricht, bereitstellen.<br />

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

die eine Analyse von Zeichnung, Material, Abmessung und<br />

Produktionseinschränkungen beinhaltet. Des Weiteren erfolgt<br />

eine Zeit- und Kostenstudie, in der wir beispielsweise die Anforderungen<br />

an die Maschine sowie die spezifische Maschinenplanung<br />

ausführen. Es folgen Inbetriebnahme sowie nach der<br />

Maschineninstallation Schulung und Ausbildung ein erster<br />

Durchlauf einer Werkstückbearbeitung, Fehlersuche – und<br />

natürlich die Unterstützung der Produktionsleitung. Abschließend<br />

erfolgen dann die Implementierung der Maschinen,<br />

Werkzeuge, Spannmittel, Vorrichtungen, CAD/CAM, Simulation<br />

und Verifizierung, Produktionsanlauf sowie die Endabnahme.<br />

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

werdenden Industrie 4.0 gerecht?<br />

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

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

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

und Daten und entwickeln daraufhin kundenspezifische<br />

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

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

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

optimieren – Stichwort <strong>Digital</strong>isierung 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 ein<br />

kontinuierlicher Kreislauf.<br />

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

CHEFREDAKTEURIN DER KONSTRUKTEUR<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 />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 63


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

HIER GEHT NICHTS<br />

MEHR DANEBEN<br />

Fast täglich öffnen wir<br />

Getränkekartons mithilfe eines<br />

Wing-Cap-Verschlusses. Doch<br />

hinter dem cleveren Verschluss<br />

mit den „Flügeln“ steckt mehr<br />

Know-how als wir erwarten:<br />

Bei der Abfüllung sind Hubdreh-Motoren<br />

für das korrekte<br />

Verschrauben der Deckel auf<br />

die Gewinde im Einsatz und<br />

müssen verschiedenste<br />

Prozess-Parameter präzise<br />

einhalten.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bereits seit über 43 Jahren arbeitet Hans-Peter Steuri als<br />

Projektleiter für die Emmi Schweiz AG in Suhr. In dieser<br />

Zeit hat er schon einige Innovationen der Verpackungstechnik<br />

miterlebt. „Kunden Convenience“ lautetet die<br />

prägnante Antwort, die Steuri auf die Frage gibt, was Emmi zum<br />

Einsatz des Wing-Cap-Verschlusses bewog. „Am Anfang war das<br />

Design der Verpackung von Tetra Pak rechteckig, wie bei einem<br />

Ziegelstein. In den 90er-Jahren wurde diese Verpackung dann<br />

vom Schlauchbeutel abgelöst.“ Die äußerst ökonomische und<br />

ökologische Verpackung hatte aber auch Nachteile: der Beutel<br />

war zu anfällig auf ungewollte Risse und zudem nicht wiederverschließbar.<br />

Es folgte der Wechsel zurück zur herkömmlichen Verpackung,<br />

jedoch dieses Mal mit einem aufgeklebten Drehver-<br />

Andreas Della Casa ist Content Manager bei der NTI AG,<br />

LinMot & MagSpring in Spreitenbach in der Schweiz<br />

schluss. Bei diesem musste nach der erstmaligen Öffnung eine<br />

Aluminiumschicht mittels Plastikring aus dem Inneren des Verschlusses<br />

weggerissen werden. Diese Lösung benötigte einen<br />

Kraftakt, an dessen Ende durch das ruckartige Entfernen der Aluminiumabdeckung<br />

oftmals ein wenig der Flüssigkeit verschüttet<br />

wurde. Um ihren Kunden die bestmögliche Verpackung bieten zu<br />

können, brauchte Emmi eine Lösung, die wiederverschließbar ist<br />

und sich einfach sowie ohne Krafteinsatz öffnen lässt. Auch wichtig:<br />

das Getränk muss einschenkbar sein, ohne das etwas verschüttet<br />

wird. Die Antwort auf diese Anforderungen: ein Wing-<br />

Cap-Verschluss.<br />

ZUVERLÄSSIG, PRÄZISE UND<br />

SCHNELL VERSCHLOSSEN<br />

Der Clou hinter dem Wing-Cap-Verschluss: Die Siegelscheibe<br />

wird nach dem Verschluss direkt mit dem Deckel verbunden und<br />

öffnet sich dadurch einfach und mühelos beim erstmaligen Öffnen<br />

des Wing-Caps. Entscheidend für einen effizienten und zuverlässigen<br />

Verschließprozess ist dabei das punktgenaue Aufdrehen<br />

der Wing-Cap-Verschlüsse. Und genau hier griff das Maschi-<br />

64 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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 />

nenbauer-Unternehmen Tetra Pak auf Hubdreh-Motoren von Linmot zurück. Die bereits abgefüllten<br />

Kartonverpackungen werden mittels Förderband zum Tetra-Pak-Verschließer<br />

transportiert. Dort wird zuerst ein Wing-Cap-Verschluss auf die Verpackung gelegt. Das exakte<br />

Verschließen der Deckel übernimmt im Anschluss ein Linmot Hubdreh-Motor der Serie PR01.<br />

Dieser beinhaltet in nur einem Gehäuse zwei elektromagnetische Servomotoren – einen Linearmotor<br />

und einen Drehmotor. Durch den innovativen, mechanischen Aufbau ist dieses fixfertige<br />

Maschinenelement fähig, kombinierte Linear- und Drehbewegungen auf einfachste Art<br />

DER HUBDREH-MOTOR REALISIERT<br />

KOMBINIERTE LINEAR- UND DREHBEWEGUNGEN<br />

AUF EINFACHSTE ART UND WEISE<br />

und Weise zu realisieren und z. B. Verschlüsse frei nach Kundenwunsch zu verschrauben. Im<br />

Fall von Emmi muss der Deckel wie folgt verschlossen werden: in einem 900-Winkel zugedreht,<br />

bei dem beide „Flügel“ auf einer horizontalen Linie ausgerichtet sind. Natürlich garantieren<br />

die Linmot Hubdreh-Motoren beim Verschließen nicht nur, dass der Deckel feinfühlig und beschädigungsfrei<br />

auf das Gewinde gedreht wird, sondern sie finden auch den korrekten Gewindeanfang<br />

und stellen durch die Kombination von linearer und rotativer Bewegung sicher, dass<br />

über den gesamten Prozess Parameter wie z. B. die lineare Position, Drehwinkel, Kraft sowie<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


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

01<br />

01 Der gesamte Prozess auf einen Blick:<br />

vom Platzieren der Verschlüsse über das<br />

Positionieren bis zur Versiegelung<br />

02 Der Verschluss mit den „Flügeln“<br />

sticht auch optisch aus der Masse heraus<br />

02<br />

Drehmoment immer eingehalten werden. Einem vollständig<br />

überwachten Verschluss, wie er oft in Zusammenhang mit Industrie-4.0-Anforderungen<br />

benötigt wird, steht damit nichts mehr<br />

im Wege. Einmal korrekt verschraubt, übernimmt die Versiegelungsspule<br />

im Anschluss den letzten Arbeitsschritt.<br />

Dieser gesamte Prozess wird in nur 3 Sekunden parallel von<br />

zwei Stationen gleichzeitig realisiert. Wöchentlich wechselt die<br />

Produktion von 1-l-Kartons auf 0,5-l-Kartons. Die hierfür notwendige<br />

Formatumstellung ist auf Seiten der Hubdreh-Motoren<br />

infolge einfachster Parameteranpassung der Bewegungsprofile<br />

innerhalb Sekundenbruchteilen vollzogen und kann direkt von<br />

der <strong>SPS</strong> durchgeführt werden.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

INNOVATION, DIE SICH LOHNT<br />

Die von Tetra Pak entwickelte Maschine ist<br />

bereits seit drei Jahren bei Emmi im Einsatz.<br />

In dieser Zeit gab es keinen einzigen Ausfall<br />

der Hubdreh-Motoren zu verzeichnen. Dies,<br />

trotz einer Sieben-Tage-Produktion mit je drei<br />

Schichten. Eine regelmäßige Wartung reicht<br />

aus, um eine langlebige, profitable Produktionsmaschine<br />

zu unterhalten. Aufgrund der guten<br />

Erfahrungen hat Emmi seit März <strong>2021</strong> eine<br />

weitere Produktionsstraße mit einem baugleichem<br />

Verschließer im Einsatz.<br />

HANS-PETER STEURI, Projektleiter,<br />

Emmi Schweiz AG, Suhr<br />

MEHR NACHHALTIGKEIT FÜR DIE ZUKUNFT<br />

Angesprochen auf Innovationen, die er sich für die Zukunft<br />

wünscht, sieht Steuri speziell in einem Bereich noch mehr Potenzial:<br />

der Nachhaltigkeit. „Hier haben wir bis heute bereits<br />

viel erreicht, können aber vielleicht noch Material sparen.“<br />

Schlussendlich ist es das Ziel, dass der Recycling-Zyklus von<br />

den Konsumentinnen und Konsumenten richtig geschlossen<br />

werden kann. Dies ist bereits heute mit Tetra Pak-Verpackungen<br />

möglich. In der Schweiz gibt es rund 100 Sammelstellen,<br />

an denen Getränkekartons zurückgegeben werden können. Zukünftige<br />

Verpackungen sollen noch einfacher recyklierbar sein.<br />

Nicht nur in der Schweiz, sondern auf der ganzen Welt. Und sobald<br />

das Anforderungsprofil für die Verpackung der Zukunft<br />

klar ist, werden die Motoren von Linmot wieder zuverlässig zur<br />

Stelle sein.<br />

Bilder: Aufmacher peterschreiber.media - stock.adobe.com,<br />

Einklinker LinMot, Sonstige Emmi<br />

www.linmot.com<br />

66 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


Mehr erfahren bei<br />

unserem digitalen Event<br />

sps.heidenhain.de<br />

Dual Encoder KCI 120Dplus<br />

Roboter hochgenau bewegen<br />

Der neue Dual Encoder KCI 120Dplus von HEIDENHAIN verbindet Motorfeedback und Positionsmessung in einem<br />

kompakten Drehgeber. Damit können beide Funktionen an allen Achsen eines Roboters genutzt werden. Ungenauigkeiten<br />

wie das Umkehrspiel des Getriebes oder Rückwirkungen aus der Applikation werden kompensiert. So macht<br />

der HEIDENHAIN KCI 120Dplus aus einem klassischen Gelenkarmroboter ein hochgenaues Fertigungssystem und<br />

einen sicheren Cobot.<br />

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 83292 Traunreut, Deutschland Tel. +49 8669 31-0 www.heidenhain.de<br />

Winkelmessgeräte Längenmessgeräte Bahnsteuerungen Positionsanzeigen Messtaster Drehgeber


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

OPTISCHE INLINE-<br />

DICKENMESSUNG<br />

IN PRÄZISION<br />

Die Dickenmessung von Bahnwaren gewinnt<br />

in modernen Produktionsanlagen immer<br />

mehr Bedeutung. Zunehmende Qualitätsanforderungen,<br />

schnellere Fertigungsverfahren<br />

und engere Toleranzen erfordern daher<br />

messtechnische Lösungen für die Inline-<br />

Dickenprüfung. Für diese Art Messaufgaben<br />

sind optische Sensoren von Micro-Epsilon<br />

prädestiniert. Lasersensoren, Laserscanner und<br />

konfokal-chromatische Sensoren erfassen die<br />

Dicke mikrometergenau, ohne Einfluss auf das<br />

Messobjekt zu nehmen. Neben Sensoren<br />

sind auch schlüsselfertige Messsysteme der<br />

Reihe thicknessGauge inkl. Analyse- und<br />

Steuerungssoftware verfügbar.<br />

Dipl.-Inform. Univ. Achim Sonntag, Leiter Anlagen/Systeme,<br />

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Der Sensorspezialist Micro-Epsilon bietet ein leistungsfähiges<br />

Sensorportfolio mit einer Vielzahl an physikalischen<br />

Messverfahren. Neben den Sensoren bietet das<br />

Unternehmen auch schlüsselfertige Messsysteme wie<br />

das neue thicknessGauge, das in C- und O-Rahmenbauform erhältlich<br />

ist. Das kompakte System ist stabil, leistungsstark und<br />

liefert mikrometergenaue Werte für eine 100-Prozent-Inline-Prüfung<br />

der Materialdicke. Ausgestattet ist das System mit einer integrierten<br />

Lineareinheit mit elektromagnetischem Antrieb, Motorsteuerung<br />

und automatischer Kalibriervorrichtung sowie einem<br />

Multi-Touch-PC mit vorinstallierter Software. Das Dickenmesssystem<br />

arbeitet, je nach Anforderung der Messaufgabe, mit Lasersensoren,<br />

Laserscannern oder konfokal-chromatischen Sensoren,<br />

wodurch es auf eine große Bandbreite an unterschiedlichen<br />

Oberflächen und Materialien angewendet werden kann.<br />

Eingesetzt wird das Komplettsystem daher in vielen Branchen<br />

wie der Metallindustrie bei Bändern und Platten, in der Batterieproduktion<br />

auf beschichteten wie unbeschichteten Folien und<br />

der Werkstofftechnik auf Plastikfolien und -platten, Stoffen, Holz<br />

oder Keramik.<br />

MERKMALE OPTISCHER SENSOREN<br />

ZUR DICKENMESSUNG<br />

Bei der geometrischen Dickenmessung werden zwei optische Sensoren<br />

am C- oder O-Rahmen angebracht. Diese messen jeweils<br />

von oben und unten auf das Ziel. Ein nur wenige Sekunden dauernder<br />

Kalibriervorgang ermittelt den Abstand der beiden Sensoren<br />

zueinander. Per Differenzverfahren lässt sich nun aus dem kalibrierten<br />

Arbeitsbereich abzüglich beider Sensorsignale der Dickenwert<br />

direkt im Inline-Prozess exakt bestimmen. Die optischen<br />

Sensoren messen berührungslos und bieten eine hohe Lebensdauer.<br />

Verglichen mit taktilen Messgeräten reagieren optische Sensoren<br />

direkt und damit deutlich schneller auf wechselnde Dicken.<br />

Im Vergleich zu radiometrischen Methoden sind die Messungen<br />

um ein Vielfaches präziser, da eine höhere Ortsauflösung erreicht<br />

wird und keine materialabhängige Kalibrierung geschehen muss.<br />

Aufgrund der verwendeten Laserklassen müssen zudem keine<br />

Strahlenschutzbeauftragten eingesetzt werden. Die Messsysteme<br />

thicknessGauge sind temperaturkompensiert, wodurch sie sich<br />

auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen nutzen lassen.<br />

C- UND O-RAHMENBAUFORM<br />

Die thicknessGauge-Systeme sind in C- und O-Rahmenbauform<br />

verfügbar. Beim C-Rahmen werden die Sensoren am oberen<br />

und unteren Ausleger festmontiert. Der Rahmen wird über die<br />

Lineareinheit bewegt, um die Messposition zu erreichen. C-<br />

Rahmen eignen sich vor allem bei Anwendungen an schmalen<br />

Bändern, da bei wachsender Materialbreite die Schwingungsanfälligkeit<br />

des oberen Gurtes zunimmt. Ein C-Rahmen lässt<br />

sich beim Einfädeln oder in Gefahrensituationen komplett aus<br />

der Linie entfernen.<br />

Der O-Rahmen ist rund um das Messobjekt geschlossen, das<br />

Objekt muss also durch den Rahmen gelegt werden. Aufgrund<br />

seiner Form ist der O-Rahmen stabiler als der C-Rahmen. Somit<br />

können die Ausleger länger sein und breitere Ziele gemessen<br />

werden. Zudem benötigt der O-Rahmen keinen Platz neben der<br />

Produktionslinie und lässt sich damit platzsparender in die Linie<br />

integrieren.<br />

68 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

UNTERSCHIEDLICHE MESSPRINZIPIEN FÜR<br />

FLEXIBLE ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN<br />

Neben der Standardausführung sind die thicknessGauge-Systeme<br />

auch als adaptierte Modelle z. B. für den OEM-Bereich verfügbar.<br />

Anpassungen sind bezüglich der Messbreite, des Messbereichs,<br />

des Arbeitsbereichs, des Verfahrwegs sowie der Schnittstellen<br />

wie Encoder, <strong>Digital</strong> I/O oder Feldbus möglich. Je nach<br />

Nutzung der Lineareinheit lassen sich verschiedene Messmodi<br />

nutzen: die traversierende Messung über die komplette Produktbreite<br />

bis zu 400 mm, die Festspurmessung in der Bandmitte, der<br />

Center-Line, bis zu einer Breite von 800 mm sowie die Festspurmessung<br />

am Rand, die unabhängig von der Bandbreite ist.<br />

Erhältlich ist das thicknessGauge-System in verschiedenen<br />

Ausführungen basierend auf unterschiedlichen Sensortechnologien.<br />

Die Einsatzbereiche finden sich in der Dickenüberwachung<br />

nach dem Walzen, Kalandrieren, Extrudieren, Pressen, Schleifen,<br />

die Erkennung von Doppellagen sowie zur Qualitätskontrolle<br />

und -dokumentation. Aufgrund des berührungslosen Messprinzips<br />

der optischen Sensoren können beliebige Werkstoffe und<br />

Verbundwerkstoffe sowie berührungsempfindliche, raue, weiche,<br />

klebrige oder glühende Oberflächen gemessen werden.<br />

Die thicknessGauge-C.L-Systeme sind mit Laser-Triangulationssensoren<br />

ausgestattet und bieten eine hohe Messrate und<br />

Präzision. Ihren Einsatz finden die Systeme zur Dickenmessung<br />

von Holz, Kunststoff und Metall mit einer Genauigkeit von ± 4 bis<br />

± 20 µm und einer Messrate von bis zu 4 kHz.<br />

Die thicknessGauge-C.C-Systeme sind mit konfokal-chromatischen<br />

Sensoren ausgestattet. Diese arbeiten mit einer Messrate<br />

von bis zu 5 kHz und einer Genauigkeit von ± 0,25 µm. Spiegelnde<br />

und glänzende Messobjekte sowie transparente und<br />

semitransparente Folien stellen die Objekte vor keine Probleme.<br />

Einsatzbereiche finden sich in der Prozesskontrolle beim Kal-<br />

01 Die thicknessGauge-<br />

Systeme verfügen über ein<br />

multitouchfähiges Softwarepaket<br />

zur Analyse, Darstellung<br />

und Archivierung der<br />

überwachten Produktionsdaten.<br />

Die Software ermöglicht<br />

zudem unterschiedliche<br />

Messmodi<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 69


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

02<br />

02 Die Kalibrierung geschieht regelmäßig automatisch und innerhalb<br />

weniger Sekunden; die umfangreiche Analyse- und Steuerungssoftware<br />

bietet dem Anwender individuelle Speicher-, Verarbeitungsund<br />

Einstellmöglichkeiten<br />

03 Über die Lineareinheit mit elektromechanischem Antrieb kann<br />

mit den thicknessGauge-Systemen eine traversierende Dickenmessung<br />

stattfinden; alternativ geschieht die Messung in festen Spuren,<br />

z. B. zur Center-Line-Messung (Mittendicke) oder zur Dickenmessung<br />

am Rand<br />

04 Um bei der Batterieproduktion die Dicke des Anoden- und<br />

Kathodenmaterials der Nassschicht zu messen, ist eine Genauigkeit<br />

von < ± 1 μm bei 150 bis 500 µm Objektdicke gefordert; für diese<br />

Messaufgabe wird ein thicknessGauge C-Rahmen mit zwei konfokalen<br />

Sensoren eingesetzt<br />

05 Das thicknessGauge System erfasst z. B. in der Metallproduktion<br />

Dicken von Metallfolien, Metallbändern und -platten<br />

03<br />

andrieren, Extrudieren und Beschichten von dünnen Materialien.<br />

Im Beschichtungsprozess der Batterieproduktion wird Folie entweder<br />

kontinuierlich oder intermittierend und auf einer Breite<br />

von bis zu 1 000 mm beschichtet. Um die Dicke des Anoden- und<br />

Kathodenmaterials der Nassschicht zu messen, ist eine Genauigkeit<br />

von < ± 1 μm bei 150 bis 500 µm Objektdicke gefordert. Für<br />

diese Messaufgabe wird ein thicknessGauge-C-Rahmen mit zwei<br />

konfokalen Sensoren eingesetzt. Die Präzision von ± 0,25 µm und<br />

die Messrate von bis zu 5 kHz ermöglichen eine vollautomatisierte<br />

Dickenmessung und die Messung des kompletten Querprofils.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

04<br />

05<br />

DICKENMESSUNG MIT LASER-PROFIL-SCANNERN<br />

Die thicknessGauge-C.LP-Systeme sind mit Laser-Profil-Scannern<br />

ausgestattet, die eine Messrate von bis zu 100 Hz und eine Genauigkeit<br />

von bis zu ± 0,5 µm liefern. Da die Scanner mit einer Laser-<br />

Linie arbeiten, die auf dem Messobjekt abgebildet wird, sind eine<br />

Kompensation der Bandverkippung und die Messung von strukturierten<br />

Materialien möglich, da die Messwerte entlang der Laserlinie<br />

gemittelt werden können. Eingesetzt werden sie u. a. zur<br />

Dickenmessung von Lochblech und Qualitätsdokumentation.<br />

Zum Ausstattungsumfang der Systeme gehört ein Softwarepaket,<br />

das u. a. eine performante Signalverarbeitung für stabile<br />

Messwerte, eine Artikeldatenbank sowie ein SPC-Paket enthält.<br />

Des Weiteren sind statistische Auswertungen und eine vollautomatisierte<br />

Dokumentation und Steuerung des Fertigungsprozesses<br />

möglich. Inklusive ist ferner eine stetige Überwachung von<br />

definierten Sollparametern und Grenzwerten sowie ein Interface<br />

zur Kopplung an die Produktionslinie, das wahlweise über Ethernet,<br />

Ethernet/IP, Profinet und Ethercat kommunizieren kann.<br />

FAZIT<br />

Die thickness-Gauge-Systeme liefern eine 100-Prozent-Qualitätskontrolle<br />

bei hoher Präzision und Flexibilität. Sie lassen sich mit<br />

verschiedenen Modifizierungen an die jeweilige Messaufgabe anpassen.<br />

Die verschiedenen Sensortechnologien ermöglichen die<br />

Messung auf zahlreiche unterschiedliche Oberflächen. Einsatzbar<br />

sind die C- und O-Rahmen Systeme in Standard-Industrieanwendungen<br />

und im OEM-Bereich. Die Kalibrierung geschieht regelmäßig<br />

auto matisch und innerhalb weniger Sekunden. Die<br />

Analyse- und Steuerungssoftware bietet dem Anwender individuelle<br />

Speicher-, Verarbeitungs- und Einstellmöglichkeiten.<br />

Bilder: Micro-Epsilon<br />

www.micro-epsilon.de<br />

70 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

GEMEINSAM GERECHNET –<br />

OPTIMALES ERGEBNIS!<br />

Mit Torquemotoren und einem neuen<br />

Antriebskonzept konnte ein Pressenhersteller<br />

einen neuen Maßstab in der Pressentechnik<br />

umsetzen – mit flexiblem Fahrprofil, maximalem<br />

Durchsatz und höchster Qualität.<br />

DER ANBIETER<br />

Hiwin ist spezialisiert auf standardisierte<br />

und kundenspezifische<br />

Antriebslösungen und weltweit<br />

tätiger Partner für alle Bewegungsaufgaben.<br />

Das Unternehmen aus<br />

Offenburg fertigt Produkte der<br />

Antriebstechnik von der Einzelkomponente<br />

bis zum mechatronischen<br />

System. Das Produktportfolio umfasst<br />

neben Profilschienenführungen,<br />

Kugelgewindetrieben, Linear-,<br />

Torque- und Servomotoren auch<br />

komplette Positioniersysteme samt<br />

Linearmotorachsen, Rundtischen<br />

sowie Riemen- und Spindelachsen.<br />

Um im Wettbewerb zu bestehen, müssen Unternehmen<br />

dynamisch und flexibel auf Kundenwünsche reagieren.<br />

Dadurch steigen auch die Anforderungen an ihren Maschinenpark.<br />

Eckerle Industrie GmbH übernahm einen<br />

anspruchsvollen Auftrag aus der Automobilbranche: eine Presse<br />

für Stanz-Biegeteile, die neue Maßstäbe hinsichtlich Taktzeit und<br />

kontinuierlicher Teilequalität setzt und obendrein wartungsfrei,<br />

kompakt und günstig ist zu entwickeln und zu bauen. Binnen<br />

kurzem entstand am badischen Produktionsstandort in Ottersweier<br />

eine elektromechanisch angetriebene Servopresse mit<br />

einer Presskraft von 130 kN. Das Herzstück bilden zwei Schwerlastkugelgewindetriebe,<br />

direkt angetrieben, jeweils durch einen<br />

Torquemotor – von Hiwin.<br />

Warum jedoch ein elektromechanischer Antrieb und dann<br />

noch ganz unkonventionell mit einem Direktantrieb? Die Attraktivität<br />

liegt, im Gegensatz zu rein mechanischen Antrieben, in der<br />

Möglichkeit die Presskraft und Pressgeschwindigkeit ganz individuell<br />

an die Anforderungen des Bearbeitungsprozesses anzupassen.<br />

Herr Deutsch (Teamleiter Automatisierung): „Beim<br />

eigentlichen Stanzvorgang pressen wir momentengeregelt. Damit<br />

reduzieren wir den Schnittschlag auf ein Minimum. Das Ergebnis<br />

ist eine perfekte, dauerhafte Teilequalität und ein minimaler<br />

Werkzeugverschleiß. Den restlichen Zyklus, also das Biegen,<br />

Schließen und Öffnen, fahren wir mit der für den jeweiligen<br />

Schritt maximal zulässigen Geschwindigkeit, somit erreichen wir<br />

deutlich höhere Taktzeiten als mit einer konventionellen Presse.<br />

Antriebstechnik von Hiwin ermöglicht dieses neue Pressenkonzept.<br />

Die Hohlwellenrotoren der Torquemotoren sitzen platzsparend<br />

direkt auf den Muttern und treiben die Schwerlastspindeln<br />

an. Die Lagerung übernehmen hochbelastbare Kreuzrollenlager.<br />

Das Ergebnis ist ein kompakter, nahezu wartungsfreier Antriebsstrang<br />

für die neue Servopresse. Da der Antrieb mit zwei synchronisierten<br />

Servospindeln ausgeführt wird, sind auch außermittig<br />

auftretende Kräfte während des Pressvorgangs kein Problem. Im<br />

Zusammenspiel mit der eigenen Steuerung lässt sich mit dem<br />

neuen Antriebskonzept jedes denkbare Fahrprofil umsetzen und<br />

das Maximum an Qualität und Durchsatz erzielen – ein neuer<br />

Maßstab in der Pressentechnik.<br />

Hiwin als Hersteller von Torquemotoren konnte das Komplettpaket<br />

für den Antriebsstrang der Servopresse liefern. Für Eckerle<br />

war es ein großer Vorteil, dass sämtliche Aspekte und Szenarien<br />

gemeinsam miteinander durchgerechnet werden konnten. Alles<br />

aus einer Hand und mit umfassender Beratung – das war hier der<br />

entscheidende Vorteil.<br />

Bild: HIWIN<br />

www.hiwin.de<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 71


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

MANIPULATION AUSGESCHLOSSEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Sicherheitskupplungen bleiben als mechanisches Bauteil unverzichtbar.<br />

Sie lösen zuverlässig aus, schützen Antriebskomponenten vor Schäden<br />

durch Überlast und arbeiten unabhängig von der Regelung. Und: Sie<br />

sind nicht manipulierbar.<br />

In zunehmend mehr Fabrikhallen werden elektrische Antriebe<br />

eingesetzt. Zugleich erhöhen sich Produktionsgeschwindigkeiten,<br />

die Auslastung von Maschinen steigt – bei<br />

gleichbleibend hoher Präzision. Entsprechend steif sind die<br />

Maschinenkonstruktionen. Diese Konstellation allerdings<br />

führt bei Anlagenstörungen zu harten Kollisionen mit teuren<br />

Folgeschäden. „Nur ein rein mechanisches System wie eine<br />

Sicherheitskupplung, das regelungsunabhängig arbeitet, kann<br />

hier zuverlässigen Schutz bieten“, erläutert Ralf Epple, Produktmanager<br />

bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. „Sicherheitskupplungen<br />

begrenzen das Drehmoment exakt auf den<br />

eingestellten zulässigen Grenzwert, öffnen den Antriebsstrang<br />

und entkoppeln die laufenden Massen innerhalb von Sekundenbruchteilen.“<br />

ARBEITSPROZESS PERMANENT<br />

ÜBERWACHEN, ABER WIE?<br />

Mit elektronischen Überwachungsfunktionen der Maschinensteuerung,<br />

etwa der Motorstrom-Messung, lässt sich der Arbeitsprozess<br />

permanent überwachen. Auftretende Störungen und Kollisionen<br />

lassen sich damit aber nur in gewissen Grenzen erkennen.<br />

Besonders bei Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit ist die<br />

Motorstrom-Messung zu langsam, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen<br />

einleiten zu können. In der Praxis ist eine Stromregelung nur<br />

bei Anwendungen mit wenig Dynamik und weicher Kollision als<br />

Alternative zu Sicherheitskupplungen in Betracht zu ziehen.<br />

„Heute arbeiten zwar viele Maschinen vollautomatisch, und<br />

die Gefahr durch Bedienfehler von Personen sinkt, dafür entste-<br />

72 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

01<br />

01 Spielfreie, lasttrennende Sicherheitskupplung<br />

EAS-compact-F: Die Freischaltkupplung<br />

trägt den steigenden Anforderungen<br />

an Drehzahl und Dynamik Rechnung<br />

02 EAS-HSE-Highspeed-Kupplung für hohe<br />

Anforderungen im Highspeed-Bereich<br />

02<br />

DIE EINSATZGEBIETE REICHEN<br />

VON WERKZEUGMASCHINEN<br />

ÜBER DIE FÖRDERTECHNIK BIS<br />

ZUR LEBENSMITTELINDUSTRIE<br />

hen aber andere Fehlerquellen“, umschreibt Ralf Epple die<br />

wachsenden Anforderungen. So können im Betrieb beispielsweise<br />

durch die Vielzahl an Sensoren Störgrößen in der Elektronik<br />

entstehen. Oder aber Sensoren fallen aus, und eine falsche<br />

Regelgröße wird eingespeist. Daneben sind auch Einrichtungsfehler<br />

eine Gefahrenquelle. Zugleich sind in den schelldrehenden<br />

Antriebsachsen hochwertige, teure Komponenten im Einsatz,<br />

beispielsweise Planetengetriebe mit hoher Übersetzung,<br />

die vor Schäden durch Überlast geschützt werden müssen. Ein<br />

Schaden verursacht hier nicht nur hohe Kosten, sondern führt<br />

auch zu langen Stillstandszeiten.<br />

MECHANISCHE SICHERHEITSKUPPLUNGEN<br />

VERMEIDEN STILLSTANDSZEITEN<br />

Deshalb werden mechanische Sicherheitskupplungen benötigt.<br />

Diese Kupplungen rasten bei einem definierten und nachvollziehbaren<br />

Drehmoment aus und schützen Motor, Getriebe und<br />

Antriebsstrang. So werden lange Stillstandszeiten vermieden. Die<br />

Kupplungen sind nicht anfällig für Manipulation – das Drehmoment<br />

wird werkseitig eingestellt und ist nach dem Ausrasten sofort<br />

wieder verfügbar. Der Sicherheitsaspekt ist nicht von der<br />

Wiederinbetriebnahme abhängig.<br />

Generell gilt: eine Sicherheitskupplung, die den Antriebsstrang<br />

und seine Komponenten vor Schäden durch Überlast<br />

schützen soll, muss zum jeweiligen Anwendungsfall passen.<br />

„Die eine Kupplung für alle Fälle gibt es nicht“, präzisiert Ralf<br />

Epple. Wichtig ist zudem, besonders bei hohen Drehzahlen,<br />

dass die Kupplungen das Drehmoment spielfrei und mit hoher<br />

Drehsteifigkeit übertragen. Zum Beispiel sind die EAS-HSE-<br />

Highspeed-Elementekupplungen kompakt konstruiert mit hoher<br />

Leistungsdichte und einem geringen Massenträgheitsmoment“,<br />

erklärt der Produktmanager, der den kleinen Außendurchmesser<br />

und den verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmesser hervorhebt.<br />

Auch die integrierten Elemente, über die bei der EAS-HSE-<br />

Kupplung die Drehmomentübertragung erfolgt, sind speziell<br />

ausgewählt und symmetrisch angeordnet. Für die Auslegung gilt<br />

immer, dass Bohrungsdurchmesser, Außendurchmesser und<br />

Elementegröße harmonieren müssen, um ein schwingungsarmes<br />

System zu erhalten, das im Auslösefall präzise und zuverlässig<br />

funktioniert.<br />

Bilder: Eisenhans – stock.adobe.com, Sonstige Mayr Antriebstechnik<br />

www.mayr.com<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 73


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

Die Maschinensteuerung<br />

gewährleistet<br />

ein hohes Maß an<br />

Genauigkeit,<br />

Produktivität sowie<br />

Verfügbarkeit<br />

HÖHERE PROZESSQUALITÄT<br />

DURCH SOFTWARE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

In der Leiterplattenfertigung erfordern eine wachsende funktionelle<br />

Integrationsdichte von Baugruppen sowie steigende Signalgeschwindigkeiten<br />

ein sauberes Leiterplattendesign und eine hohe Fertigungsqualität. Vor allem<br />

beim Tiefenbohren und -fräsen ist eine immer höhere Prozessgenauigkeit<br />

wichtig. Hierbei unterstützt eine Software.<br />

Bei der Fertigung von Leiterplatten benötigen vor allem<br />

Tiefenbearbeitungs-Prozesse eine intelligente und intuitiv<br />

bedienbare Steuerung. Zusätzlich zu seinen CNC-<br />

Steuerungen hat Sieb & Meyer das Software-Paket SLM<br />

(Smart Layer Manager) entwickelt, das den steigenden Anforderungen<br />

des Marktes an die Qualität und Prozessgenauigkeit von<br />

Bearbeitungsmaschinen gerecht wird. Vor allem beim Tiefenbohren<br />

und -fräsen ist eine hohe Präzision gefragt. Zur Analyse<br />

und Qualitätskontrolle müssen relevante Fertigungsdaten erfasst<br />

und gesichert werden. Hierfür stellt Sieb & Meyer für die Steuerungsgeneration<br />

CNC 84.00 die Software SLM zur Verfügung. Ziel<br />

Michael Schulz ist Key Account Manager<br />

CNC Europa, USA bei der Sieb & Meyer AG<br />

der Entwicklung war es, einerseits die Ansprüche des Marktes an<br />

die Tiefenbearbeitung zu erfüllen, etwa beim Backdrilling oder<br />

Reststegfräsen. Zum anderen sollte es eine Innovation werden,<br />

die den Anwender auch noch künftig begeistet. Und schließlich<br />

war auch die Usability ein wichtiger Aspekt: „Trotz der umfangreichen<br />

Funktionalität soll der Bediener die nötigen Prozessparameter<br />

leicht und für ihn nachvollziehbar einrichten können,“ erklärt<br />

Holger Dornau, Leiter Vertrieb/Marketing CNC der Sieb &<br />

Meyer AG.<br />

SOFTWARE-PAKET ERÖFFNET<br />

NEUE MÖGLICHKEITEN<br />

Ernst Lenz Maschinenbau baut seit 1968 Bohr- und Fräsmaschinen<br />

für die Leiterplattenindustrie mit Fokus auf Sonderanwen-<br />

74 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

HOHE PRÄZISION VEREINT MIT FUNKTIONALITÄT<br />

UND USABILITY<br />

Modernste Technologietrends stellen neue Herausforderungen an die präzise<br />

Tiefenorientierung beim Bohren und Fräsen von Leiterplatten. Neben exakten<br />

Bearbeitungsergebnissen bietet die Software Lösungen für ein breites Feld<br />

von Applikationsanforderungen und garantiert einen außergewöhnlichen<br />

Bedienkomfort.<br />

HOLGER DORNAU, Leiter Vertrieb und Marketing CNC, Sieb & Meyer AG<br />

dungen und Nischenlösungen. Jetzt hat Lenz das SLM-Paket im<br />

Einsatz. Die Tiefenbearbeitung der Leiterplatte gehört zwar<br />

schon lange zum Standard bei Lenz. Doch weil die Anforderungen<br />

an die Genauigkeit zunehmend steigen, hat Lenz mit der<br />

Bohr- und Fräsmaschine DRB 610-1+1 eine Serie entwickelt, bei<br />

der die Leiterplatte mittels CCD-Kamera in der X-Y-Lage ausgerichtet<br />

wird und mit unterschiedlichen Tiefenmesssensoren in<br />

Z-Richtung vermessen werden kann. Die hier eingesetzte Maschinensteuerung<br />

CNC 84.00 von Sieb & Meyer sorgt zwar ohnehin<br />

schon für Genauigkeit, Produktivität und Verfügbarkeit. Doch<br />

zudem kann der Anwender mit der Software SLM die gemessenen<br />

Toleranzen der Leiterplatte erfassen, berechnen und im Arbeitsprozess<br />

in Echtzeit berücksichtigen und somit die Leiterplatte<br />

präzise bearbeiten.<br />

Gut geeignet ist SLM auch für das Fräsen von Kavitäten. Der Hintergrund:<br />

Eingelassene Bauteile – sogenannte „Embedded Components“<br />

– halten immer mehr Einzug in die Elektronik industrie.<br />

Dabei müssen die Hersteller eine präzise und ebene Fläche mit<br />

sehr kleinen Toleranzen in die Leiterplatte einbringen. „Hier handelt<br />

es sich um mehrfach verpresste Multilayer, bei denen die<br />

Dickentoleranzen ausgeglichen werden müssen“, so Geschäftsführer<br />

Uwe Lenz. Das lässt sich mit der Software bewältigen.<br />

INDIVIDUELLE ANPASSUNGEN VORAB DEFINIEREN<br />

Ebenfalls von Vorteil ist SLM bei der Prozesseinrichtung, die ausschließlich<br />

auf inhaltlich abgestimmten und leicht verständlichen<br />

Eingabeseiten der CNC-Software stattfindet. Parameter wie<br />

die Stärke des Einlaufmaterials oder ein fester Tiefenversatz sorgen<br />

für Prozessgenauigkeit der CNC-Maschine. Der Bediener<br />

kann einmal eingerichtete Parameter in einer Konfigurationsdatei<br />

sichern und später wieder nutzen. Auch ermittelte Oberflächendaten<br />

lassen sich speichern und zur Wiederverwendung<br />

später neu laden. SLM ermöglicht es, in der Tiefenbearbeitung<br />

auf unterschiedliche Kundenanforderungen einzugehen und individuelle<br />

Anpassungen vorab im Programm zu verankern. Der<br />

Maschinenbediener kann einzelne produktrelevante Bearbeitungsschritte<br />

im Vorfeld definieren und muss dann nur noch das<br />

für ihn maßgeschneiderte Programm einlesen. Im Betrieb führt<br />

die CNC-Software den Anwender sicher durch den Fertigungsablauf,<br />

was mögliche Bedienfehler reduziert.<br />

Bilder: Ernst Lenz Maschinenbau, Sieb & Meyer<br />

www.sieb-meyer.de<br />

OPTIMIERT<br />

DURCH FOKUSSIERUNG<br />

Kompakt, kompatibel, zukunftsfähig:<br />

der neue dezentrale Frequenzumrichter NORDAC ON.<br />

23.11. – 25.11.<strong>2021</strong><br />

Halle: 3A<br />

Stand: 466<br />

Kompakte Bauweise für Bauraumoptimierung<br />

Ethernet-Kommunikation für Integration<br />

Plug & Play Lösung für schnelle Inbetriebnahme<br />

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG | T: +49 4532 289-0 | info@nord.com | www.nord.com


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

VORHANG AUF – ABER L<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Bühnen- und Veranstaltungstechnik hält spezielle Anforderungen<br />

an die Antriebstechnik bereit. Für fliegende Darsteller oder schnelle<br />

Szenenwechsel werden Spezialgetriebe eingesetzt, die belastbar und<br />

leistungsstark, aber auch sicher und leise sein müssen.<br />

Wer schon einmal ein Musical besucht hat, weiß<br />

welch pompöse Inszenierung den Zuschauer in der<br />

Regel verzaubern soll. Fliegende Artisten, schwebende<br />

Requisiten und blitzschnelle Kulissenwechsel.<br />

All das trägt zur Faszination der Bühnendarbietung bei.<br />

Damit dies reibungslos vonstattengehen kann, braucht es leistungsstarke<br />

Getriebe. Sie heben und senken die teils tonnenschweren<br />

Bühnenaufbauten. Damit der Zuschauer möglichst<br />

nicht aus seiner Immersion gerissen wird, müssen die Bühnentechnik<br />

und -antriebe nahezu geräuschlos agieren.<br />

LEISE SPEZIALANTRIEBE MIT POWER<br />

Genau mit diesen Anforderungen trat Waagner Biro Stage Systems<br />

an die ZAE-AntriebsSysteme aus Hamburg heran. Waagner<br />

Biro Stage Systems hat seinen Hauptsitz in Wien und ist ein<br />

Komplettanbieter rund um die Bühnentechnik für Theater,<br />

Opern, Kreuzfahrtschiffe oder Konzerthallen. Von der Elbphilharmonie<br />

bis zum Theatrium der AIDAprima: Waagner Biro<br />

DIE DETAILKONSTRUKTION<br />

DER ANTRIEBE FAND IN<br />

REKORDZEIT STATT<br />

Stage stattet die bekanntesten Bühnen der Welt aus und übernimmt<br />

von der Konzeption, über die Fertigung und Montage bis<br />

hin zur Inbetriebnahme und Wartung alle Arbeitsschritte von<br />

der Idee bis zur Aufführung – und setzt hierbei seit vielen Jahren<br />

76 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


1.13.0??.2XX<br />

1.13.0??.4XX<br />

vorne<br />

41×61mm<br />

41×83mm<br />

hinten<br />

iStock © Wenjie Dong<br />

Passion in Motion<br />

EISE<br />

Modular<br />

Mechatronic<br />

Drive Solutions<br />

| Unzählige vordefinierte<br />

Varianten<br />

| Lösungen wie<br />

maßgeschneidert<br />

KEINE BÜHNE GLEICHT<br />

DER ANDEREN<br />

In unserem Geschäft gibt es immer<br />

nur die Stückzahl 1. Das bedeutet,<br />

dass die Technik ebenfalls individuell<br />

auf die Anforderungen ausgelegt<br />

sein muss. ZAE-AntriebsSysteme<br />

hat sich bei uns über viele Jahre<br />

als zuverlässiger und erstklassiger<br />

Getriebepartner etabliert. Egal,<br />

wie hoch unser Anspruch an die<br />

Antriebstechnik ist, ZAE kreiert für<br />

uns eine passende Lösung.<br />

ERWIN PAPST, Konstruktionsleiter<br />

bei Waagner Biro Stage Systems, Wien<br />

<strong>SPS</strong> –<br />

Smart Production Solutions<br />

23.11. – 25.11.<strong>2021</strong><br />

Halle 1 | Stand 230<br />

Modulares System:<br />

| DC Motoren<br />

| Getriebe<br />

| Bremsen<br />

| Encoder<br />

bMotion<br />

Modular Mechatronic Drive Solutions<br />

www.buehlermotor.com


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

01<br />

01 Der Blick hinter die Kulissen der<br />

Bühnentechnik: Für das Opernprojekt im<br />

Nahen Osten brauchte Waagner Biro Stage<br />

rund 80 Antriebe mit Drehmomenten<br />

über 5 000 Nm<br />

02 Das Schneckengetriebe WB125 hat<br />

ZAE bereits tausendfach an Waagner Biro<br />

Stage Systems geliefert<br />

03 Das WB 140 ist die Weiterentwicklung<br />

der WB 125 und punktet mit einer<br />

besonders dicken Wandstärke, um die<br />

Geräuschemissionen auf ein Minimum<br />

zu reduzieren<br />

03<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

auf individuelle Getriebelösungen der ZAE-AntriebsSysteme.<br />

So auch bei einem der jüngeren Großprojekte der Bühnenspezialisten.<br />

Für eines der ambitioniertesten Opernprojekte im<br />

Nahen Osten brauchte Waagner Biro Stage rund 80 neuartige<br />

Antriebe. Die bisher von ZAE für andere Projekte der Bühnenspezialisten<br />

gefertigten Spezialantriebe entsprachen nicht den<br />

Anforderungen hinsichtlich des Drehmoments. Für dieses spezielle<br />

Projekt brauchte es Getriebe mit Drehmomenten über<br />

5 000 Nm, die dennoch den üblichen Anforderungen an Montageoptionen,<br />

Übersetzung, Anschlüsse und v. a. leisen Lauf entsprachen.<br />

„Diese oder ähnliche Spezialanforderungen haben<br />

wir eigentlich in jedem Sondergetriebeauftrag. Was das Ganze<br />

zu einer speziellen Herausforderung machte, war der enge<br />

Zeithorizont“, erinnert sich Olaf Borger, stellv. Vertriebsleiter<br />

der ZAE-AntriebsSysteme.<br />

KONSTRUKTION UND PRODUKTION<br />

ENG TERMINIERT<br />

Vom Erstkontakt bis zum Liefertermin waren es lediglich 14 Wochen.<br />

In diesem engen Zeitfenster waren sämtliche Prozess-schritte<br />

von Detailkonstruktion, Modellierung des Gehäuses sowie die<br />

Abstimmung mit Zulieferern zu durchlaufen. Dementsprechend<br />

gab es kaum Zeit für eine umfangreiche Bemusterung bzw. Prototypenentwicklung.<br />

Ein leicht terminlich vorgezogenes Getriebe<br />

konnte beim Windenfertiger getestet werden.<br />

Waagner Biro Stage vertraute auf das Know-how der ZAE: „Erfahrungsgemäß<br />

werden die Getriebe der Hamburger mit<br />

höchster Qualität ausgeliefert. Die jahrelange Zusammenarbeit<br />

hat bewiesen: Die Vorgaben an Qualität, Genauigkeit und damit<br />

auch an der Lautstärke werden meist sogar übertroffen“, erklärt<br />

Erwin Papst, Konstruktionsleiter bei Waagner Biro Stage<br />

Systems. Und der Vertrauensvorschuss hat sich gelohnt: Die<br />

Schneckengetriebe vom Typ WB140 konnten fristgerecht geliefert<br />

werden.<br />

Denn ZAE hat mit dem WB125 eine etwas leistungsschwächere<br />

Variante bereits tausendfach an Waagner Biro Stage Systems geliefert.<br />

Das Getriebe hat sich auf den Bühnen der Welt bewährt.<br />

Da es sich beim WB140 um eine Weiterentwicklung dieses Dauerbrenners<br />

handelt, vertraute man in Österreich auf das Engineering<br />

aus Hamburg.<br />

SCHNECKENGETRIEBE – NAHEZU UNHÖRBAR<br />

Neben dem geforderten Drehmoment von über 5 000 Nm und<br />

der Übersetzung von 15:1 ist das WB 140 individuell auf die<br />

Montagesituation der Anwendung angepasst. Die Schneckenradgetriebe<br />

kommen im Schnürboden der Bühne zum Einsatz,<br />

und mussten in das Rastermaß der Obermaschinerie von 40 cm<br />

passen. Weiterhin punkten die Getriebe mit einer besonders<br />

dicken Wandstärke. Diese hat ZAE im Vergleich zum WB 125<br />

nochmals verstärkt, um die Geräuschemissionen auf ein<br />

78 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

UM DIE IMMERSION BEIM<br />

ZUSCHAUER NICHT ZU STÖREN,<br />

MÜSSEN DIE BÜHNENANTRIEBE<br />

NAHEZU GERÄUSCHLOS AGIEREN<br />

Minimum zu reduzieren. Erwin Papst erläutert die besonderen<br />

Anforderungen in der Bühnentechnik: „Früher gab es spezielle<br />

Technikräume für Bühnen, in denen die gesamte Maschinerie<br />

untergebracht war. Dies war der enormen Lautstärke der Antriebe<br />

geschuldet. Heute möchten unsere Auftraggeber, auf diesen<br />

Maschinenraum verzichten, da jeder zusätzliche Raumbedarf natürlich<br />

Geld kostet. Dadurch, dass die Maschinen nun Teil des<br />

Veranstaltungsraums sind, müssen<br />

sie nahezu unhörbar sein. Der<br />

Zuschauer will in einer stillen<br />

Phase einer Aufführung keine Motorengeräusche<br />

im Hintergrund<br />

hören. Hier haben Schneckengetriebe<br />

Vorteile gegenüber anderen<br />

Getriebeausprägungen mit stärkerem<br />

Zahneingriff.“<br />

SICHERHEIT GEHT VOR<br />

SK<br />

Weitere Entwicklungsvorgaben<br />

von Waagner Biro Stage betrafen<br />

den Wellendurchmesser und die<br />

Aufnahme für die Lastmessung in<br />

der Drehmomentstütze des Getriebes.<br />

Darüber hinaus verfügen die<br />

ZAE-Sonderfertigungen über eine<br />

Aufnahme für einen sog. End-of-<br />

Drum-Schalter, der dem Getriebe<br />

das vollständige Ab wickeln der<br />

Kulissenstange meldet und weiteres<br />

Abwickeln und damit Schäden<br />

verhindert. „Die Anforderungen in<br />

der Bühnentechnik werden immer<br />

anspruchsvoller. Die Gewichte der<br />

Kulissen steigen, trotzdem sollen<br />

sie immer schneller hoch- und<br />

herunter gefahren werden. Dabei<br />

darf jedoch die Sicherheit nicht<br />

leiden. Deshalb braucht es diese<br />

zusätzliche Sensorik“, erklärt Olaf<br />

Borger Sinn und Zweck des Endof-Drum-Schalters.<br />

Da die Sicherheitsvorschrift<br />

für Bühne, Theater,<br />

etc. sehr hohe Safety- Vorgaben<br />

macht, muss zudem eine Redundanz<br />

der Sicherheitssysteme gegeben<br />

sein.<br />

Für die Antriebe bedeuten die Sicherheitsvorgaben,<br />

dass alle Verbindungen<br />

im Antriebsstrang<br />

formschlüssig ausgeführt sein<br />

müssen. Zu mehr Sicherheit trägt<br />

zudem die schneckenrad typische<br />

hohe Überlastfähigkeit bei. Trotz<br />

dieser hohen Sicherheitsanforderungen,<br />

der restriktiven Vorgaben hinsichtlich der Geräuschemissionen<br />

und des sehr knappen Zeitplans konnte ZAE-AntriebsSysteme<br />

die Schneckengetriebe fristgerecht liefern. Erwin<br />

Papst freut sich: „Wir haben uns bei diesem Projekt auf die ZAE<br />

verlassen. Wir wissen, dass es kein leichtes Projekt für die Hamburger<br />

war. Aber wir wurden für unser Vertrauen belohnt. Alles<br />

lief reibungslos ab, die Getriebequalität entspricht unserer Erwartungshaltung.<br />

Zusätzlich konnten wir das gemeinsame Portfolio<br />

in kürzester Zeit ideal erweitern, dass freut uns, ZAE und<br />

natürlich unsere Kunden.“<br />

Bilder: Aufmacher Volkstheater Wien @Martin Phox,<br />

Aufmacher-Einklinker, 02, 03 ZAE-AntriebsSysteme, 01 Martin Phox,<br />

Statementgeber Waagner Biro Stage Systems<br />

www.zae.de<br />

www.waagner-biro-stage.com<br />

DIE KUPPLUNG.<br />

FÜR DIE WELT DER<br />

PRÄZISION<br />

SICHERHEITS-<br />

KUPPLUNGEN<br />

RW-KUPPLUNGEN.DE<br />

0,1 - 2.800 Nm<br />

Exakte Drehmomentbegrenzung<br />

bei Überlast<br />

Hohe Steifigkeit der<br />

Bauteile & Spielfreiheit


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

XXX<br />

Bewegung ist unsere Leidenschaft.<br />

Unser Wellgetriebe - Wir denken weiter.<br />

80 DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/11-12 www.derkonstrukteur.de


XXX<br />

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR <strong>2021</strong>/11-12 81<br />

www.hiwin.de


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

SICHERHEIT,<br />

DIE PASST<br />

Sicherheitssysteme müssen nicht nur zuverlässig<br />

sein, sondern auch zur Anwendung passen und<br />

den Umgebungsbedingungen trotzen. Ein<br />

robustes Ultraschallsensorsystem lässt sich dank<br />

seiner kleinen Sensoreinheiten praktisch überall<br />

integrieren und über eine flexible Steuerung auf<br />

verschiedenste Weise parametrieren.<br />

Für eine sichere Interaktion zwischen Menschen und Maschinen<br />

steht grundsätzlich die Einhaltung der Maschinenrichtlinie<br />

an erster Stelle. In Produktion und Logistik gibt es immer<br />

mehr Roboter und fahrerlose Transportsysteme (FTS,<br />

bzw. automated guided vehicles, AGV), die autonom agieren. Für<br />

Matthias Sollmann Global Product Manager, Innovation Unit Ultrasonic and<br />

Radar Sensors, Factory Automation Pepperl+Fuchs SE in Mannheim<br />

eine effizienzsteigernde Automatisierung werden Sicherheitskonzepte<br />

benötigt, die mit komplexen, dynamisch-variablen<br />

Situationen zurechtkommen. Die Sensorik besetzt dabei eine<br />

Schlüsselrolle.<br />

Das USi-safety-System von Pepperl+Fuchs beruht auf der bauartbedingten<br />

Robustheit der Ultraschallsensorik und ist laut Hersteller<br />

als einziges sicheres Ultraschallsystem gemäß der Norm<br />

EN ISO 13849 Kategorie 3 PL d zertifiziert.<br />

ROBUST UND VIELFÄLTIG EINSETZBAR<br />

Ultraschallsensoren sind bauartbedingt sehr robust und vielfältig<br />

einsetzbar. Anders als etwa der Lichtstrahl eines optischen<br />

Sensors wird der Ultraschallimpuls von der Umgebungsatmosphäre<br />

praktisch nicht beeinträchtigt. Schallwellen durchdringen<br />

Dämpfe, Staub und Niederschläge. Sie breiten sich nicht linearpunktförmig,<br />

sondern mit der Kontur einer Keule aus. Sie treffen<br />

also immer flächig auf das Zielobjekt und erfassen auch unregelmäßige<br />

Oberflächen zuverlässig. Die Schallemission der Ultraschallwandler<br />

funktioniert auch bei Verschmutzung und anhaftenden<br />

Belägen. Eine der Besonderheiten des USi-Systems ist<br />

die Form der Schallkeule, die für Sicherheitsanwendungen modi-<br />

82 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

USI-SAFETY AUF EINEN BLICK<br />

n Ultraschallsensorsystem mit zwei unabhängigen Kanälen,<br />

die jeweils die ISO 13849 Kategorie 3 PL d erfüllen<br />

n einsetzbar in rauer Umgebung und auch für Außenanwendungen<br />

geeignet<br />

n stark elliptische Schallkeule für ideale Bereichsüberwachung<br />

n Sensoreinheiten benötigen nur wenig Installationsfläche<br />

n Synchronisation mehrerer Geräte ohne physikalische<br />

Verbindung zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung zwischen<br />

z. B. mehreren AGV<br />

n intuitiv bedienbare Parametriersoftware zur Einstellung von Schaltpunkten,<br />

Ausgangslogik sowie Safety- und ultraschall-spezifischen Parametern<br />

INTUITIV BEDIENBARE PARAMETRIERSOFTWARE<br />

Jeder Wandler verfügt über zwei parametrierbare Schaltpunkte.<br />

Wird nur ein Schutzfeld benötigt, werden sie identisch definiert.<br />

Durch differenzierte Festlegung unterteilt man den Detektionsbereich<br />

in Schutz- und Warnfeld, zum Beispiel für Langsamfahrt<br />

und Stopp. Die Reaktionszeit des USi-Systems liegt bei 91 ms.<br />

Mit der Parametriersoftware des USi-safety kann man die Ausgangslogik<br />

intuitiv einstellen und periodische Tests initialisieren.<br />

Standardparameter für den Safety-Einsatz sind bereits hinterlegt.<br />

Schutz- und Warnfelder lassen sich individuell an die jeweilige<br />

Anwendung anpassen. Beim Konfigurieren im Expertenmodus<br />

kann man auch physikalische Faktoren der Ultraschallsensorik<br />

Ist es ein Vogel?<br />

Ist es ein Flugzeug?<br />

Nein! ES IST DER DS6!<br />

fiziert wurde. Durch ihre gestauchte, in einer Querachse stark<br />

verbreiterte Form mit einem elliptischen Querschnitt, deckt<br />

sie am Ort des Auftreffens in 1,5 m Abstand eine Fläche von 80<br />

auf 32 cm ab. Die maximale Reichweite beträgt 2,5 m. Die Sensoren<br />

sind in der Lage, in diesem breiten Bereich auch sehr<br />

kleine Objekte oder Körperteile zu detektieren.<br />

Der Ultraschallwandler, also die eigentliche Sensoreinheit<br />

des USi-Systems, ist selbst ebenfalls sehr klein. Er misst lediglich<br />

27 × 21 × 13 mm und lässt sich mit diesen Maßen selbst im<br />

Gabelzinken eines Staplers oder am Ende eines Roboterarms<br />

installieren. Die kompakte Größe ist möglich, weil sich die<br />

Auswerteeinheit nicht wie sonst direkt am Wandler befindet,<br />

sondern entkoppelt ist. Sie kann bis zu 3 m Kabellänge entfernt<br />

angebracht werden.<br />

Dieses Designmerkmal erlaubt eine ungewöhnliche Flexibilität<br />

bei der Installation. Zudem verfügen die Ultraschallwandler<br />

über die Schutzart IP69K und sind damit besonders widerstandsfähig.<br />

Sie vertragen sowohl eine Hochdruckreinigung<br />

als auch den Einsatz unter rauen Wetterverhältnissen im Außenbereich.<br />

Dort übernimmt im Fall großer Temperaturschwankungen<br />

ein optionaler Temperaturfühler die automatische<br />

Kompensation.<br />

- für pneumatische und<br />

hydraulische Anwendungen<br />

- Sicherheitsbauteil nach<br />

Maschinenrichtlinie<br />

- für Druckbereiche von<br />

1-300 bar<br />

Erfahren Sie mehr auf<br />

www.hydropa.de<br />

Zugegeben, Superkräfte konnten wir<br />

ihm noch nicht nachweisen aber<br />

mit dem ermittelten B10 d<br />

-Wert<br />

lassen sich höchste<br />

Sicherheitsanforderungen<br />

erfüllen und sogar das<br />

Performance Level e<br />

erreichen.<br />

<br />

®<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 83<br />

az_hydropa_o+p_90x130_201019.indd 1 22.10.2020 09:28:29


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

01 Einfache Installation und Parametriermöglichkeiten<br />

der Komponenten<br />

02 Die stark elliptische Schallkeule sorgt<br />

für eine ideale Bereichsüberwachung<br />

03 Zutrittskontrolle einer Maschine mit<br />

USi-safety: Im Gegensatz zu einem<br />

Lichtgitter sind Schallwellen unempfindlich<br />

gegen Staub und Verschmutzung<br />

01<br />

einbeziehen. Dazu gehören zum Beispiel Echoverstärkung, Empfindlichkeit,<br />

Mehrfach-Scan, Einschaltverzögerung, Nahfeld,<br />

Echoverbreitung und Hysterese. Die Software unterdrückt Interferenzen<br />

zwischen den Ultraschallsignalen, wenn sich mehrere<br />

USi-Systeme innerhalb der Reichweite der Schallwellen befinden.<br />

Das erlaubt sowohl einen Begegnungsverkehr mit mehreren AGV<br />

in derselben Halle oder die Ausstattung mehrerer Maschinen im<br />

Nahbereich mit dem USi-System. Die Detektionsfähigkeit bleibt<br />

uneingeschränkt erhalten.<br />

ERFASSUNGSBEREICHE<br />

INTELLIGENT ABGESICHERT<br />

Störgrößen lassen sich mit der Teach-In-Funktion der Software<br />

ausblenden. Das ist nicht zuletzt bei beengten Einbausituationen<br />

von Vorteil, wo häufig Komponenten der Maschine in das Warnoder<br />

Schutzfeld hineinragen. Andere Objekte, die in denselben<br />

Bereich geraten, werden trotzdem erfasst. Ein fest installiertes<br />

Objekt im Erfassungsbereich kann außerdem als Referenzobjekt<br />

zum Manipulationsschutz dienen. Safety-Protokolle für die Anlagendokumentation<br />

werden automatisch erstellt.<br />

02<br />

03<br />

Die entkoppelte Auswerteeinheit ist mit zwei parallel arbeitenden<br />

Mikrocontrollern ausgestattet. Sie überwachen sowohl die<br />

Sensorfunktion als auch gegenseitig sich selbst und führen regelmäßig<br />

Prüf- und Testroutinen durch. Auffällige Abweichungen<br />

bei den Sensoreinheiten oder zwischen den Controllern lösen<br />

automatisch die Sicherheitsschaltung aus.<br />

An die Auswerteeinheit können ein oder zwei Ultraschallwandler<br />

angeschlossen werden, jeweils durch zwei fehlersichere, voneinander<br />

unabhängige Kanäle. Jeder angeschlossene Wandler<br />

verfügt über einen Meldeausgang sowie sichere OSSD-Ausgänge<br />

nach Kategorie 3 PL d für die Signalausgabe an eine Sicherheitssteuerung.<br />

Die Voraussetzungen für ein sicheres Sensorsystem<br />

sind mit nur einer angeschlossenen Sensoreinheit erfüllt und<br />

damit eine zuverlässige Absicherung gegeben. Die Geräte-Parameter<br />

können für die beiden Ultraschallwandler unterschiedlich<br />

festgelegt werden.<br />

VIELFÄLTIGE EINSATZMÖGLICHKEITEN<br />

Das USi-safety-System ist für zahlreiche Sicherheitsaufgaben geeignet.<br />

Es kann auch mit optischen Systemen kombiniert werden,<br />

die zum Beispiel die Steuerung eines AGV übernehmen. Typische<br />

Einsatzbereiche sind:<br />

n Zutrittsabsicherung bei Maschinen: Die flach-elliptischen<br />

Schallkeulen sichern den Zutritt zu einem Gefahrenbereich ab.<br />

Im Gegensatz zu einem Lichtgitter sind sie unempfindlich gegen<br />

Staub und Verschmutzung.<br />

n Umfelderkennung bei Robotern: Zutrittschutz für den Sicherheitsbereich<br />

n Werkzeugabsicherung bei Mensch-Roboter-Kollaboration<br />

(MRK): Beim Präsentieren eines Werkstücks in einer ergonomischen<br />

Position überwacht die Schallkeule des USi-Systems den<br />

Eingriffbereich.<br />

n Fahrwegkontrolle bei AGV: Bei fahrerlosen Flurförderzeugen<br />

dient ein USi-System mit zwei Ultraschallwandlern als Personenund<br />

Kollisionsschutz bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.<br />

n Fersenschutz für Hubfahrzeuge: Bei Mitgängerfahrzeugen<br />

wird die vorangehende Person geschützt, ohne den Transport<br />

zu verzögern.<br />

n Lagerplatzkontrolle in der Logistik: Die Schallkeule übernimmt<br />

die Fach-belegt-Kontrolle.<br />

n Abstandskontrolle und Kollisionsschutz bei Servicefahrzeugen<br />

auf Flughäfen: Die Ausleger der Fahrzeuge, z. B. das mobile<br />

Gepäck-Förderband, wird in Langsamfahrt zur Endposition<br />

gelenkt; das Schutzfeld verhindert sicher die Kollision mit der<br />

Flugzeughaut.<br />

Bilder: Pepperl+Fuchs SE<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

84 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

NEUES I/O-SYSTEM<br />

Wago entwickelt mit dem<br />

I/O-System Advanced eine<br />

Lösung für die Automatisierung<br />

im Maschinen- und<br />

Anlagenbau. Das IP20-System<br />

bietet durch das Gateway<br />

zum universellen Wago<br />

I/O-System der Serie 750<br />

die bewährten Vorteile und Funktionalitäten der Serie 750<br />

und kombiniert diese mit einer komfortablen, fehlervermeidenden<br />

Mechanik und einer guten Performance. Kurze<br />

Reaktionszeiten, eine hohe Synchronität der Signalübertragung<br />

sowie die Möglichkeit, schnelle Ethernet-Feldbusse<br />

wie Profinet, Ethercat und Ethernet/IP und künftig auch TSN<br />

zu nutzen, zeichnen das I/O-System Advanced aus. Mit dem<br />

System wird auch der Controller PFC200 in neuer Bauform<br />

eingeführt, der auf der bewährten PFC-Technologie fußt.<br />

Er bildet durch das Linux-Betriebssystem und die Docker-<br />

Virtualisierung die Brücke zu vielfältigen IT- und, dank<br />

IEC-61131-Laufzeitsystem, auch zu OT-Technologien.<br />

Daten in die Cloud zu senden und alle Vorteile des Cloud-<br />

Computings zu nutzen – das ist aufgrund einer Vielzahl<br />

an Schnittstellen und höchster Cyber-Security-Standards<br />

selbstverständlich. Von den Vorteilen profitieren Anwender<br />

laut Hersteller ohne große Umgewöhnung und kostspielige<br />

Neuinvestition. Die bekannten PFC-Funktionalitäten und die<br />

auf Codesys basierte Programmierung mit e!Cockpit können<br />

mit diesem I/O-System weiter genutzt werden.<br />

www.wago.com<br />

ERWEITERTE SCARA-ROBOTERPALETTE<br />

Mit dem neuen IRB 920T erweitert ABB ihr Angebot an<br />

Scara-Robotern. Mit einer Zykluszeit von 0,29 s ist der IRB 920T<br />

einer der schnellsten Scara-Roboter seiner Klasse. Gleichzeitig<br />

ist er bis zu 14 % schneller als der aktuelle Scara IRB 910C von<br />

ABB. Der IRB 920T besitzt eine Traglast von 6 kg und ist in<br />

verschiedenen Varianten mit Reichweiten von 450, 550 und<br />

650 mm erhältlich. Ein entscheidender Aspekt seiner Leistungsfähigkeit<br />

ist seine hohe Wiederholgenauigkeit. Sein<br />

leichtes und platzsparendes Design unterstützt die hohe<br />

Flexibilität. Mit einem Gewicht von nur 24 kg ist der IRB 920T<br />

10 % leichter als andere Scara-Roboter seiner Klasse. Sämtliche<br />

Kabel verlaufen im Inneren des Roboters, was ebenfalls zu<br />

seiner Kompaktheit beiträgt und eine Optimierung der<br />

verfügbaren Produktionsfläche ermöglicht.<br />

www.abb.de<br />

KOMPAKTER RÜSTFREIER<br />

MULTIFUNKTIONSGREIFER<br />

Einen besonders<br />

kompakten rüstfreien<br />

Multifunktionsgreifer<br />

für das Handling<br />

von mehrlagig gestapelten,<br />

chaotisch<br />

abgelegten Bauteilen<br />

mit Lagentrennung hat<br />

Wickert Maschinenbau<br />

entwickelt. Das System verfügt über zwei unterschiedliche<br />

Greifertypen: Eine Gruppe von zwei bis sechs Fingern nimmt<br />

Werkstücke auf und hebt sie aus dem Transportbehälter.<br />

Sobald eine Lage komplett geleert ist, entfernen drei am<br />

Greiferarm eng anliegende, ausfahrbare Vakuumsauger die<br />

Zwischenlage. Anschließend kann das System auf die nächste<br />

Bauteilebene zugreifen. Der Multifunktionsgreifer kann ohne<br />

gesonderte Programmierung verwendet werden, denn ein<br />

Wegmesssystem überwacht permanent den gegriffenen<br />

Durchmesser und die <strong>SPS</strong> vergleicht diesen Wert mit dem<br />

Greiferdurchmesser, der in einem zentral in der <strong>SPS</strong> hinterlegten<br />

Rezept zusätzlich mit einem Toleranzband versehen<br />

ist. Aufgrund seiner platzsparenden, komplett rüstfreien<br />

Bauform ermöglicht der Multifunktionsgreifer ein automatisiertes<br />

Bauteilhandling und eine unterbrechungsfreie<br />

Produktion auch in beengten Räumlichkeiten, denn es wird<br />

kein zusätzlicher Platz für Greiferwechselsysteme in der<br />

Zelle benötigt. Dank seiner Flexibilität ist er für eine Vielfalt<br />

unterschiedlicher Anwendungen bei Handhabung,<br />

Automation und Zerspanung geeignet.<br />

www.wickert-presstech.de<br />

HLM MOTOREN<br />

Kraftvoll und effizient in<br />

den hohen Drehmomenten<br />

• enorme Spitzendrehmomente aus<br />

runder Bauform<br />

• konstante Drehmomententwicklung und<br />

minimale Reluktanzeffekte für beste Regelbarkeit<br />

• bestens geeignet für Anwendungen in der<br />

Schraub- und Befestigungstechnik<br />

www.engelantriebe.de<br />

Produktseite<br />

HLM Motoren<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 85


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

Dipl.-Ing. Franz Joachim Roßmann,<br />

Technikjournalist aus Gauting bei München<br />

86 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

SICHERES ANTRIEBSSYSTEM IM STANDARDFORMAT<br />

FUNKTIONALE SICHERHEIT<br />

FÜR INDUSTRIELLE<br />

LINEARMOTOREN<br />

Bislang waren Maschinenbauer beim Einsatz dynamischer Linearmotoren<br />

hinsichtlich der Gewährleistung der funktionalen Sicherheit weitgehend auf<br />

sich selbst gestellt. Jetzt steht erstmals ein Komplettpaket zur Verfügung, das<br />

diesen Schritt für Anwender deutlich vereinfacht: Der Linearmotorhersteller<br />

LinMot hat Sicherheitsmerkmale und neue Zusatzfunktionen direkt in Motor<br />

und Regler integriert und dabei auf eine Baugleichheit zu bislang bestehenden<br />

Produkten geachtet. Damit können sowohl neue als auch schon existierende<br />

Maschinenkonzepte gleichermaßen von den zahlreichen Vorteilen einer<br />

integrierten Sicherheitstechnik profitieren.<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 87


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

01<br />

01 Neue Drives-Serie C1251 mit<br />

integrierten Funktionalen<br />

Sicherheitsfunktionen<br />

02 Sichere und „graue“ Antriebslösungen<br />

unterscheiden sich bei<br />

LinMot weder in der Bauform noch<br />

dem Platzbedarf<br />

03 Per Software wählbare<br />

Kommunikationsprofile und eine<br />

SD-Karte für die Datensicherung<br />

reduzieren Lager-, Logistik-,<br />

Ersatzteil- und Servicekosten<br />

Insbesondere Produzenten von Handhabungs- und Montagetechnik,<br />

Verpackungsmaschinen sowie Lösungen zur Laborautomation<br />

aber auch vieler anderer Produkte schätzen Linearmotoren<br />

wegen ihrer Flexibilität und Dynamik. Gleichzeitig<br />

stellen die beim Betrieb der Motoren auftretenden hohen Beschleunigungen<br />

und Kräfte aber auch eine potenzielle Gefahr für<br />

das Bedienpersonal und die Maschinen selbst dar. Solche Antriebe<br />

müssen daher wirksam abgeschirmt oder von Sicherheitstechnik<br />

überwacht und bei einem Notereignis von ihr in einen sicheren<br />

Zustand gebracht werden, um Risiken im laufenden Betrieb<br />

zu minimieren und den Anforderungen der aktuellen Maschinenrichtlinie<br />

Genüge zu tun.<br />

Die von Linearmotoren erreichbaren hohen Verfahr- und Beschleunigungswerte<br />

stellen die konventionelle Sicherheitstechnik<br />

jedoch in der Praxis vor kaum lösbare Herausforderungen. Zu<br />

den gängigsten und grundlegendsten Sicherheitsfunktionen gehört<br />

etwa das Trennen des Motors von der Stromversorgung (Safe<br />

Torque Off, STO). Je nach zu schaltender Leistung und verwendetem<br />

Relais differiert die dafür erforderliche Abschaltzeit. Sie liegt<br />

bei den im allgemeinen Maschinenbau verwendeten Motoren<br />

durchaus im Bereich von 20 bis 50 ms. Dies ist für Rotationsmotoren<br />

und die einfachsten STO-Funktionen, bei denen auf die Freigabe<br />

der Schutztür gewartet wird, im Normalfall ausreichend. Bei<br />

den dynamischeren Linearmotoren stellen diese langen Abschaltzeiten<br />

hinsichtlich der Safety jedoch ein Problem dar, da<br />

die Motoren bei den meisten funktionalen Sicherheitsfunktionen,<br />

wie Save Limited Speed, auch im sicheren Zustand bestromt<br />

sind und sie innerhalb von kürzester Zeit bereits hohe Verfahrgeschwindigkeiten<br />

entwickeln können. Es sind daher deutlich kürzere<br />

Reaktionszeiten erforderlich, um das geforderte Sicherheitsniveau<br />

zu erreichen. Dafür ist die Integration der erforderlichen<br />

Sicherheitsfunktion direkt in den Regler Voraussetzung. LinMot<br />

hat daher eine entsprechende integrierte Sicherheitslösung für<br />

seine Linearmotoren mit kleinstmöglichen Reaktionszeiten entwickelt<br />

und beim TÜV Nord zertifizieren lassen.<br />

ZERTIFIZIERTES SAFETY-GESAMTPAKET<br />

Ende des Jahres <strong>2021</strong> startet der Hersteller von industriellen Linearmotorsystemen<br />

mit der Markteinführung dieser neuen Servo-Drive-Serie<br />

C1251 mit integrierter Sicherheitstechnik. Zeitgleich<br />

bietet das Unternehmen die bekannten Linearmotoren der<br />

Serie P01 mit sicherem Gebersystem an. Zusammen bilden sie<br />

ein durchgängiges, zertifiziertes Gesamtpaket.<br />

Damit steht Anwendern von Linearmotoren erstmals ein sicheres<br />

Antriebssystem zur Verfügung, wie es im Bereich der Rotationsmotoren<br />

schon länger üblich ist. Zeiten, in denen sie Produkte<br />

unterschiedlicher Hersteller kombinieren und die funktionale<br />

Sicherheit in allen Aspekten selbst gewährleisten mussten, gehören<br />

damit der Vergangenheit an. Die damit verbundene Reduzierung<br />

des Zertifizierungsaufwands für den Anwender ist nicht zu<br />

unterschätzen. Schließlich ist nicht jede Kombination aus einem<br />

sicheren Antrieb und einem sicheren Regler per Definition im<br />

Zusammenwirken sicher und der entsprechende Nachweis ist<br />

diffizil und arbeitsaufwändig. Bei LinMot ist dagegen das System<br />

bestehend aus sicherem Regler und sicherem Motor (inkl. Encoder)<br />

von Haus aus zertifiziert.<br />

GLEICHE BAUFORM TROTZ INTEGRIERTER<br />

SICHERHEITSFUNKTIONEN<br />

Bei der Realisierung der neuen Produktfamilien hat LinMot auf<br />

langjährig bewährte Motoren- und Reglerhardware zurückgegriffen,<br />

um Anwendern bestmögliche Technik an die Hand zu geben<br />

02<br />

C1251<br />

03<br />

88 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

und die Integration in neue und bestehende Maschinenkonzepte<br />

zu erleichtern. So basiert die Drive-Serie C1251 auf der der Servo-<br />

Drive-Serie C1250 zugrundeliegenden Antriebstechnik. Daher ist<br />

es möglich, die für diese Regler entwickelten „grauen“, also nicht<br />

sicherheitsrelevanten Softwareteile, für die neue Drive-Familie<br />

unmittelbar zu übernehmen. Die „gelben“ Sicherheitsfunktionen<br />

können mit der entsprechend erweiterten Konfigurations-Software<br />

LinMot-Talk hinzugefügt werden. Die Bauform wurde unverändert<br />

übernommen, sodass ein Generationswechsel keine<br />

Modifikation der grundlegenden Mechanik von existierenden<br />

Maschinen nach sich zieht.<br />

Auch bei den Linearmotoren konnten die kompakte Bauform<br />

und die zulässigen Betriebsbedingungen trotz des erforderlichen<br />

zusätzlichen sicheren Gebersystems beibehalten werden, da Lin-<br />

Mot das bewährte LinMot-Gebersystem speziell für diese Motoren<br />

gemeinsam mit dem TÜV-Nord für die Sicherheitsanwendung<br />

fit gemacht hat. Damit können Maschinenbauer mit minimalem<br />

Zusatzaufwand nebeneinander Maschinen gleicher Bauform<br />

mit und ohne Sicherheitsfunktionen besonders<br />

kosteneffizient anbieten.<br />

NEUE MERKMALE<br />

Der Linearsystemhersteller hat bei der Weiterentwicklung der<br />

Drives zudem darauf geachtet, die Handhabung der Drives noch<br />

einmal deutlich zu vereinfachen.<br />

So ist es jetzt möglich, die verwendete Schnittstelle für die<br />

Kommunikation mit der Maschinensteuerung per Software zu<br />

definieren. Maschinenbauer müssen so für verschiedene Kundenkreise<br />

nicht mehr verschiedene Drives oder Kommunikationsmodule<br />

vorrätig halten. Pflichtenhefte, die die Verwendung<br />

unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle bzw. Maschinensteuerungen<br />

vorsehen, werden mit nur einem einzelnen Artikel<br />

realisiert. Ein Drive deckt standardmäßig alle gängigen Busse wie<br />

PROFINET, EtherCAT, Ethernet IP, sercos oder POWERLINK ab.<br />

Die sicherheitstechnische Einbindung der Drive-Motor-Kombination<br />

erfolgt über sichere Busverbindungen. Den Anfang macht<br />

LinMot mit PROFIsafe. Weitere sichere Profile wie Safety over<br />

EtherCAT, Open Safety und CIP-Safety sind in Arbeit und befinden<br />

sich bereits im Zertifizierungsprozess. Alternativ können bis zu<br />

zwei der integrierten Sicherheitsfunktionen von der Sicherheitssteuerung<br />

über sichere, digitale I/Os aufgerufen werden.<br />

Neben diesen zusätzlichen sicheren I/Os haben die LinMot-Ingenieure<br />

die Drives der Serie C1251 mit einem Flash-Card-Steckplatz<br />

ausgestattet. Auf der passenden SD-Card wird die Drive<br />

Konfiguration inkl. der Konfiguration für die Sicherheitsfunktionen<br />

abgelegt, die beim Einstecken der Karte von dem Drive geladen<br />

werden kann. Entsprechend einfach lässt sich die Antriebshardware<br />

bei Bedarf ohne Datenverlust tauschen bzw. lassen sich<br />

neue Drives mit der gewünschten Software bespielen: Einfach die<br />

Flash-Card mit dem gewünschten Datensatz in den Regler einsetzen.<br />

Beim nächsten Start können die Daten eingelesen werden.<br />

Der Anschluss eines Computers oder die Software LinMot-<br />

Talk werden für diesen Vorgang nicht benötigt, was Wartungsund<br />

Produktionsprozesse vereinfacht und beschleunigt. Auch die<br />

Validierung der Sicherheitskonfiguration kann durch die manuelle<br />

Eingabe der Checksumme über spezielle Drehschalter direkt<br />

am Drive ohne PC vor Ort erfolgen.<br />

SICHERHEIT DURCH EINKABELLÖSUNG<br />

Seit 1997 setzt LinMot bereits auf eine Einkabellösung für die Verbindung<br />

von Drive und Motor. Diesem bewährten Konzept folgt<br />

das Unternehmen auch bei seiner Sicherheitslösung. So ist das<br />

schon im Rahmen der Vorgängergenerationen verwendete Power-<br />

und Signalkabel Bestandteil des Sicherheitspaketes und es<br />

kann auf spezielle Kabel verzichtet werden. Der Anwender von<br />

LinMot-Motoren muss sich daher auch bei sicheren Antrieben<br />

nicht mit einem separaten Kabel für das Gebersignal und einem<br />

für die Leistung inklusive der erforderlichen Stecker auseinandersetzen.<br />

Entsprechend geringer fallen die aufzubringenden<br />

Kosten und der Aufwand für das Engineering, die Montage sowie<br />

die Lagerhaltung und Wartung aus. Zusätzliche positive Aspekte<br />

sind ein reduzierter Platzbedarf, weniger Fehlerquellen und damit<br />

eine höhere Anlagenverfügbarkeit.<br />

LinMot hat mit der integrierten Sicherheitslösung sein umfassendes<br />

Produktsortiment für lineare und rotative Bewegungen<br />

optimal erweitert. Anwender profitieren von einem Komplettpaket<br />

für die Implementierung linearer Bewegungen, das den Aufbau<br />

und die Zertifizierung sicherer Antriebssysteme deutlich beschleunigt.<br />

Zu den weiteren Vorteilen zählen kurze Reaktionszeiten,<br />

weniger Verschleiß durch Wegfall mechanischer Komponenten<br />

sowie ein geringerer Platzbedarf der Implementierung und<br />

nicht zuletzt eine höhere Ausfallsicherheit der Maschine. Die Integration<br />

der Sicherheitsfunktionen wirkt sich damit unmittelbar<br />

auf die Gesamtbetriebskosten einer Maschine aus. Im ersten<br />

Schritt hat LinMot dieses Konzept bei seinen Standardlinearmotoren<br />

umgesetzt. Schrittweise werden ab 2022 die restlichen Antriebe<br />

aus dem umfangreichen Produktprogramm wie Hub-<br />

Drehmotoren oder Linearmodule folgen.<br />

Fotos: Linmot<br />

www.linmot.com<br />

DIE IDEE<br />

„Mit der neuen Lösung von LinMot<br />

steht dem Anwender ein zertifiziertes<br />

sicheres Antriebsystem mit<br />

Funktionaler Sicherheit bestehend<br />

aus dynamischen Linearmotoren<br />

und Drives im kleinen und mittleren<br />

Leistungsbereich mit 24-72VDC<br />

Speisung und einer Spitzenkraft von<br />

bis zu 1 000N zur Verfügung. In den<br />

kommenden Monaten wird LinMot<br />

die Funktionale Sicherheit mit<br />

neuen Linearmotoren, Hubdrehmotoren,<br />

Linearmodulen und<br />

weiteren sicheren Bussystemen<br />

laufend ausbauen.“<br />

Ernst Blumer, Leiter Vertrieb bei<br />

NTI AG, LinMot&MagSpring,<br />

Spreitenbach (CH)<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 89


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

ENERGIEFÜHRUNGSKETTEN<br />

STAHLKETTEN – FÜR EXTREME<br />

EINSATZBEDINGUNGEN<br />

Häufig gibt es in vielen Anwendungen keine Alternative zum Werkstoff<br />

Stahl. Vor allem in extremen Betriebsbedingungen sind die Eigenschaften<br />

wie Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Härte, Kerbschlagzähigkeit und<br />

Korrosionsverhalten unübertroffen. Mit der Steel Line bietet Tsubaki<br />

Kabelschlepp Energieführungsketten für extreme Beanspruchungen.<br />

Thomas Ameis ist Senior Technical Expert bei der<br />

Tsubaki Kabelschlepp GmbH in Wenden-Gerlingen<br />

90 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


Im Jahre 1953 erfindet Dr. Gilbert Waninger, Entwicklungsleiter<br />

der Waldrich Siegen GmbH, die Energieführungskette aus<br />

Stahl. Ein Jahr später gründet Dr.-Ing. E. H. Oskar Waldrich die<br />

Kabelschlepp GmbH und legt damit den Grundstein für eine<br />

neue Branche. Die Energieführungskette aus Stahl hält Einzug an<br />

Langfräsmaschinen, Krananlagen und vielen weiteren Anwendungen.<br />

Rund 50 Jahre später ist die Stahlkette nach wie vor eine<br />

der tragenden Säulen des Unternehmens.<br />

STETS DEN PASSENDEN WERKSTOFF<br />

Mittlerweile verfügt das Unternehmen Tsubaki Kabelschlepp<br />

über ein breites Sortiment an Kunststoff- und Hybridketten. Dadurch<br />

bietet sich die Möglichkeit, immer den richtigen Werkstoff<br />

für praktisch jeden Anwendungsfall zu finden. Bei extrem<br />

rauen Umgebungsbedingungen, sehr hohen Temperaturen oder<br />

hohen mechanischen Belastungen ist der Einsatz von Energieführungsketten<br />

mit Kettenbändern aus Stahl sinnvoll. Sie können<br />

für große freitragende Längen bei hohen Zuladungen durch<br />

Leitungen sorgen.<br />

Aufgrund des höheren Gewichts lassen sich Stahlketten zwar<br />

nur bis ca. 2 m/s Verfahrgeschwindigkeit einsetzen, allerdings<br />

spielt dieser Aspekt bei den „klassischen“ Anwendungsgebieten<br />

Schwermaschinenbau, Stahlwerktechnik, Mining oder Tiefbohrtechnik<br />

fast immer eine untergeordnete Rolle. Die Robustheit<br />

und Haltbarkeit der Lösung steht im Vordergrund. Auf Wunsch<br />

kann Tsubaki Kabelschlepp aber durch Zusatzmaßnahmen Verfahrgeschwindigkeiten<br />

bis 4 m/s realisieren.<br />

EIGENSCHAFTEN VON STAHLKETTEN<br />

Stahlketten lassen sich im Vergleich zu Kunststoffketten mit<br />

gleicher Tragfähigkeit kompakter bauen. Im Umkehrschluss bedeutet<br />

dies, dass eine Stahlkette bei gleichen Bauabmessungen<br />

und Belastungen eine höhere freitragende Länge aufweist wie<br />

eine Kunststoffkette der gleichen Größe. Der Konstruktionswerkstoff<br />

Stahl spielt hier alle Festigkeitsvorteile aus. Zusatzlasten<br />

bis mehrere hundert Kilogramm pro Meter sind ausführbar,<br />

wenn mehrere Kettenbänder nebeneinander angeordnet werden<br />

können.<br />

Häufig werden Stahlketten gewählt, die aufgrund ihrer hohen<br />

Robustheit, rauen Umgebungsbedingungen mit hohem Verschmutzungsgrad<br />

unter großer mechanischer Belastung standhalten<br />

können. Neben der typischen Anwendung zum Beispiel<br />

in Stahlwerken an Walzgerüsten, Stranggieß- oder Flämmanlagen<br />

leisten sie vor allem im Bereich der Bohrtechnik seit vielen Jahren<br />

zuverlässige Dienste. Hier meistern sie mechanische Fremdeinwirkungen<br />

der extremen Umgebungsbedingungen bedingt durch<br />

Steine, Sand und Erdreich. Auch kompliziertere Bewegungsabläufe<br />

wie die Energieversorgung eines drehenden Kohlebaggers<br />

oder Reclaimers lassen sich mit Stahlketten abdecken.<br />

Die Energieführungen von Tsubaki Kabelschlepp werden stetig<br />

weiterentwickelt und erschließen sich auch weiterhin neue Einsatzbereiche:<br />

Ganz neu im Produktportfolio des Herstellers ist<br />

das kompakte Modell TKSR, das für den Einsatz in Hubarbeitsbühnen<br />

(Aerial Lifts) konzipiert ist.<br />

HOHE HITZEBESTÄNDIGKEIT UND<br />

OFFSHORE-EINSATZ MÖGLICH<br />

01 Stahlketten sind robust und können auch in rauen Umgebungsbedingungen<br />

mit hohem Verschmutzungsgrad unter großer mechanischer<br />

Belastung eingesetzt werden<br />

Je nach Ausführung halten Stahlketten Temperaturbelastungen<br />

bzw. anwendungsabhängigen Maximalwerten von kurzfristig bis<br />

zu 400 °C stand; in Edelstahlausführung kurzeitig sogar bis<br />

1 000 °C. Verzinkte Stahlketten sind die erste Wahl in Industrieöfen,<br />

in Gießereien sowie der stahlverarbeitenden Industrie. Vergleichsweise<br />

hoch sind die Betriebstemperaturen zum Beispiel in<br />

Walzwerken. Auch Umgebungen mit heißen Spänen können die<br />

Funktionalität von Energieführungsketten aus Stahl nicht beeinträchtigen.<br />

Sie sind zudem chemikalien- sowie strahlenbeständig<br />

und überzeugen in Chemieanlagen an Handling-Robotern und<br />

Manipulatoren. Edelstahlketten, die Tsubaki Kabelschlepp in drei<br />

verschiedenen Qualitäten anbietet, lassen sich auch im Umfeld<br />

von Säurebädern in galvanischen Betrieben, in Kraftwerkanwendungen<br />

oder anderen Einsatzbereichen mit radioaktiver Strahlung<br />

einsetzen.<br />

Offshore-Applikationen sind ein weiterer klassischer Anwendungsbereich<br />

für Edelstahlketten, die in diesem Bereich strenge<br />

technische Vorgaben erfüllen müssen. Hier punkten die Stahlketten<br />

von Tsubaki Kabelschlepp durch Seewasser- und UV-Resis-<br />

KUNDENSPEZIFISCHE<br />

ANTRIEBE FÜR<br />

Maschinenbau<br />

Luftfahrt<br />

Automotive<br />

Erneuerbare Energien<br />

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www.ate-system.de<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 91


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

02 Für eine Gantry<br />

wurden verschieden<br />

große Stahlketten in<br />

Mehrbandanordnung in<br />

Kombination mit<br />

Kunststoffketten<br />

angeordnet, um eine<br />

Vielzahl von unterschiedlichen<br />

Leitungen in einer<br />

Kreisbewegung<br />

zu führen<br />

WARTUNGSFREI UND RECYCLINGFÄHIG<br />

Aus jahrzehntelangem Produkt- und Anwendungs-Know-how<br />

resultiert ein differenziertes, auf die jeweiligen Betriebs- und<br />

Umgebungsbedingungen abgestimmtes Angebotsspektrum mit<br />

entsprechenden konstruktiven Details. So konzipiert Kabelschlepp<br />

die Kettenbänder mit Kettenlaschen in unterschiedlichen<br />

Geometrien, darunter ein offenes Anschlagsystem mit<br />

selbstreinigendem Effekt, um verschmutzungsbedingten Verschleiß<br />

zu minimieren und möglichst lange Standzeiten zu realisieren.<br />

Dieses Ziel verfolgt auch die Wartungs- und Schmiermittelfreiheit<br />

der Stahlketten: Sämtliche Produkte der Steel Line<br />

müssen nicht geschmiert werden und sind daher wartungsfrei.<br />

Ganz unkompliziert können die Stahlketten dann über viele<br />

Jahrzehnte laufen – Tsubaki Kabelschlepp sollen Fälle bekannt<br />

sein, bei denen die Energieführung schon seit über 50 Jahren im<br />

Einsatz ist. Sobald das Ende der Lebenszeit erreicht ist, brechen<br />

die Vorteile einer Stahlkette jedoch nicht ab – denn Energieführungen<br />

aus diesem Werkstoff können am Ende ihrer Lebenszeit<br />

bis zu 100 % recycelt werden. Das schont Ressourcen und<br />

schützt die Umwelt: Der Einsatz einer Tonne Stahl im Recycling<br />

spart CO 2<br />

-Emissionen in gleicher Höhe und vermeidet den Abbau<br />

von 1,5 t Eisenerz.<br />

Fotos: Tsubaki Kabelschlepp<br />

www.tsubaki-kabelschlepp.com<br />

DIE IDEE<br />

tenz. Sie widerstehen dauerhaft und zuverlässig den rauen klimatischen<br />

Bedingungen. Mit ihrer hohen Belastbarkeit durch die<br />

Materialeigenschaften und die robuste Konstruktionsweise bewältigen<br />

sie auch extreme mechanische Beanspruchungen durch<br />

hohe Zusatzlasten, selbst bei großen freitragenden Längen.<br />

INDIVIDUELLE ANPASSUNGEN MÖGLICH<br />

Die „Steel-Line“ von Tsubaki Kabelschlepp umfasst zahlreiche<br />

Stahlketten in unterschiedlichen Größen und Konfigurationen,<br />

passend dazu ist ein umfangreiches Zubehör-Sortiment verfügbar.<br />

Die Ketten werden grundsätzlich aus verzinktem Stahl<br />

oder – bei noch höheren Anforderungen – aus rostfreiem Edelstahl<br />

gefertigt. In Abhängigkeit vom Anwendungsfall sind verschiedene<br />

Edelstahlsorten möglich. Abhängig vom jeweiligen<br />

Einsatzbereich und den dort auftretenden Belastungen bietet<br />

das Unternehmen unterschiedliche Stegvarianten aus einer Aluminium-Legierung<br />

an. Häufig sind sie mit Stegen aus Aluminium<br />

ausgestattet, die sich in beiden Fällen in einem 1-Millimeter-<br />

Breitenraster präzise an die jeweilige Applikation anpassen lassen.<br />

Die Stege übernehmen zwei zentrale Aufgaben: Sie bilden<br />

die mechanische Verbindung zwischen den Kettenbändern und<br />

sind zugleich die unmittelbaren Berührungs- und Reibungspunkte<br />

mit den Leitungen, die in den Ketten geführt werden. Ihr<br />

Reibungskoeffizient hat damit entscheidenden Einfluss auf die<br />

Lebensdauer der Leitungen und die Zuverlässigkeit des gesamten<br />

Energieführungssystems.<br />

„Bei Energieführungsketten gibt es<br />

in vielen Anwendungen keine<br />

Alternative zu Stahl. Vor allem in<br />

rauen Betriebsbedingungen sind die<br />

Eigenschaften des Werkstoffes wie<br />

Festigkeit, Temperaturbeständigkeit,<br />

Härte, Kerbschlagzähigkeit und<br />

Korrosionsverhalten unübertroffen.<br />

Daher bieten wir Energieführungsketten<br />

aus Stahl, die trotz extremer<br />

Beanspruchungen langlebig sind –<br />

und zudem am Ende ihrer Lebenszeit<br />

bis zu 100 Prozent recycelt<br />

werden können. Das schont<br />

Ressourcen und die Umwelt.“<br />

Thomas Ameis, Senior Technical<br />

Expert, Tsubaki Kabelschlepp GmbH<br />

92 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

SICHERHEITSKARTE ERWEITERT ANTRIEBS-<br />

INTEGRIERTE SAFE-MOTION-LÖSUNG<br />

Zu den weiteren sicheren Motion Monitoring Funktionen gehören<br />

die sicher überwachte Bewegungsrichtung (SDI-M), das<br />

sicher überwachte Schrittmaß (SLI-M), die sicher überwachte<br />

Geschwindigkeit (SLS-M) sowie der sicher überwachter Betriebshalt<br />

(SOS-M), die sicher überwachte Position (SLP-M)<br />

und der sicher überwachte Geschwindigkeitsbereich (SSR-M).<br />

Die sichere und schnelle Kommunikation bei PMCprotego S3<br />

erfolgt über das Echtzeit-Ethernet SafetyNET p RTFL.<br />

Die neue Sicherheitskarte PMCprotego S3 erweitert die antriebsintegrierte<br />

Safe-Motion-Lösung PMCprotego DS<br />

um weitere sichere Motion-Monitoring-Funktionen<br />

nach EN 61800-5-2. Mit diesen Funktionen lässt sich<br />

nun eine applikationsspezifische Fehlerreaktion im Vorhinein<br />

bereits flexibel und individuell über das Engineering Tool PASmotion<br />

konfigurieren. Das reduziert Maschinenstillstände, so<br />

dass Anlagen trotz unterschiedlichster Sicherheitsanforderungen<br />

stets ihre maximale Produktivität erreichen.<br />

ANTRIEBSAUSLEGUNG AUS EINER HAND<br />

Über SafetyNETp lässt sich die antriebsintegrierte Lösung nun<br />

auch direkt an die konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2<br />

anbinden. Darüber hinaus ist diese offen gegenüber marktgängigen<br />

Motorarten und Feedback-Systemen und unterstützt zudem<br />

die Standardkommunikation über EtherCAT und Profinet. Damit<br />

steht ein offenes Gesamtpaket aus sicherer Antriebslösung und<br />

sicherer Steuerung zur Verfügung, das einfach in bestehende<br />

Anwendungen eingebunden werden kann.<br />

Pilz bietet darüber hinaus das komplette Engineering sowie<br />

Dienstleistungen für Lösungen auch aus dem Bereich PMC (Pilz<br />

Motion Control) für Neu- sowie Bestandsanlagen (Retrofit). Das<br />

Pilz-Komplettpaket aus einer Hand minimiert den Zeitaufwand<br />

für die gesamte Antriebsauslegung. So können Anlagen – unter<br />

anderem in der Verpackungstechnik, da hier eine hohe Anzahl<br />

an Achsen sicher koordiniert werden muss – einfacher in Betrieb<br />

genommen werden.<br />

www.pilz.com<br />

MECHATRONISCHES<br />

SYSTEMVERSTÄNDNIS<br />

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REDUZIERTE KOMPLEXITÄT<br />

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23.11.-25.11.<strong>2021</strong> in Nürnberg – Halle 4, Stand 210.<br />

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

ZAHNSTANGENTRIEBE<br />

VON HIGH FLEXIBILITY<br />

BIS HIGH FORCE<br />

Stöber hat mit seinem Konzept für Zahnstangentriebe ein kompaktes,<br />

prozesssicheres Easy-to-Use-System entwickelt, das vor allem auf die<br />

Anwendungen in Automation und Robotik abgestimmt ist. Kombiniert<br />

mit den Planeten- oder Kegelradgetrieben sowie Servomotoren von<br />

Stöber im Direktanbau erhalten Anwender aus einer Hand eine Vielzahl<br />

an kompakten, hochdynamischen Antriebslösungen.<br />

Das Unternehmen Stöber hat mit seinen Zahnstangentrieben<br />

kombiniert mit Synchron-Servomotoren ein System<br />

im Portfolio, das sich an die unterschiedlichen Ansprüche<br />

hinsichtlich Belastbarkeit und Präzision anpassen<br />

lässt. Die Zahnstangentriebe basieren auf einsatzgehärteten und<br />

geschliffenen Ritzeln mit hoher Verzahnungsqualität und darauf<br />

abgestimmten Zahnstangen des Kooperationspartners Atlanta.<br />

Der Anwender soll von den Eigenschaften des Direktanbaus<br />

profitieren, denn Adapter machen Antriebseinheiten schwerer<br />

und sie benötigen mehr Bauraum. Das wirkt sich negativ auf<br />

Dynamik und Volumen aus. Dazu kommt der erhöhte Montageaufwand.<br />

Antriebsspezialist Stöber bietet vier verschiedene<br />

Baureihen an Zahnstangentrieben, die sich im Direktanbau an<br />

die Synchron-Servomotoren der Baureihe EZ in verschiedenen<br />

Größen anbinden lassen. Der Anwender erhält ein kompaktes,<br />

prozesssicheres Easy-to-Use-System aus einer Hand, das genau<br />

auf seine Aufgabe abgestimmt ist.<br />

Die schrägverzahnte Baureihe ZV ist vor allem flexibel. Die Ritzelposition<br />

kann sich je nach Einsatz am Wellenende oder an der<br />

Wellenschulter befinden, die Welle-Nabe-Verbindung ist spielfrei<br />

und formschlüssig. Sie lässt sich nicht nur mit einem Planeten-<br />

Claudia Grotzfeld, Marketing, Stöber Antriebstechnik GmbH + Co., Pforzheim<br />

HIER STEHT EIN ZWEIZEILIGES<br />

ZITAT MIT TEXTVERDRÄNGUNG<br />

getriebe koppeln, sondern auch mit Kegelradgetrieben – z. B. mit<br />

der Baureihe KS. Kombiniert mit dem Synchron-Servomotor EZ<br />

erhält der Anwender so einen Antrieb, der durch eine kompakte<br />

Gehäusegeometrie mit wenig Gewicht und einer hohen Volumenleistung<br />

punktet. Durch die großen, steifen Abtriebslager<br />

kann das Drehmoment der KS-Getriebe zudem voll in Vorschubkraft<br />

umgewandelt werden. Damit eignet sich diese Baureihe vor<br />

allem für Automation und Robotik.<br />

Der Hersteller Stöber hat für die Baureihe ZTRS eine fest verschraubte<br />

Stützlagerglocke entwickelt. Die Versteifungsrippen<br />

an der Innenkontur ermöglichen es, das Getriebemoment des<br />

Zahnstangenantriebs voll zu nutzen, was die Leistungsdichte<br />

und die Steifigkeit verbessern. Zum Einsatz kann diese Baureihe<br />

für Vorschubachsen in Werkzeug- und Lasermaschinen sowie in<br />

hochdynamischen und präzisen Handling-Systemen kommen.<br />

Die Zahnstangentriebe lassen sich mit unterschiedlichen Getrieben<br />

kombinieren.<br />

Stellt die Stützlagerglocke in Vorschubachsen eine Störkontur<br />

dar, bietet Stöber die Baureihe ZTR. Diese zeichnet sich durch<br />

94 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


01<br />

01 Die schrägverzahnte<br />

Baureihe kombiniert mit<br />

Kegelradgetriebe und<br />

Synchron-Servomotor ergibt<br />

einen leichten und<br />

kompakten Antrieb mit<br />

hoher Volumenleistung<br />

02<br />

02 Die Baureihe mit fest<br />

verschraubter Stützlagerglocke<br />

kombiniert mit<br />

Getriebe und Motor<br />

einen kleinen Ritzeldurchmesser, eine<br />

hohe Linearsteifigkeit und geringe<br />

Drehmomente bei hohen Vorschubkräften<br />

aus. Die Ritzel mit dem angeschweißten<br />

Schraubflansch lassen sich<br />

einfach montieren und demontieren.<br />

Die Zahnstangentriebe können ebenfalls<br />

mit den Getrieben der Baureihen<br />

PH und PHV kombiniert werden. Mit<br />

den Planetengetrieben der Baureihe PH<br />

z. B. erreichen die Versionen ZR, ZTR<br />

und ZTRS einen Rundlauf, der optional<br />

auf kleiner-gleich 0,01 mm optimiert<br />

werden kann.<br />

Der Anwender kann die komplett fertigen<br />

Einheiten sofort einbauen – ohne<br />

Motor und Ritzel zu adaptieren. Über<br />

alle Baureihen hinweg sind Beschleunigungsvorschubkräfte<br />

von 0,48 bis<br />

126 kN erreichbar. „Möglich ist dies<br />

durch die Gewichtseinsparung“, beschreibt<br />

Udo Cyrol, Leiter Stöber Vertriebscenter<br />

Süd-Ost. „Denn meist fahren<br />

die Zahnstangentriebe auf dem bewegten<br />

Bauteil mit. Durch den fehlenden<br />

Motoradapter lassen sich die<br />

Einheiten kürzer und leichter gestalten,<br />

was auch die Eigenschwungmasse<br />

reduziert.“ Zu einer weiteren Gewichtseinsparung<br />

trägt die One Cable Solution<br />

von Stöber bei. Mithilfe des zukunftssicheren<br />

Protokolls Heidenhain EnDat 3<br />

erübrigt sich mit dem Hybridkabel ein<br />

Encoderkabel, wodurch die Schleppkette<br />

kleiner ausfallen kann.<br />

Fotos: Stöber<br />

www.stoeber.de<br />

DIE IDEE<br />

„Mit dieser Lösung wollen wir<br />

Anwendern äußerst kompakte und<br />

hochdynamische Antriebslösungen<br />

bieten, die genau auf ihre Aufgaben<br />

abgestimmt sind. Sie erhalten<br />

komplette Einheiten und müssen<br />

weder einen Motor noch ein Ritzel<br />

adaptieren“, sagt Artur Wagner,<br />

Bereichsleiter Entwicklung Getriebe<br />

und Motoren bei Stöber Antriebstechnik.<br />

Er ist der Kopf hinter der<br />

Entwicklung der Zahnstangentriebe<br />

mit Synchron-Servomotoren im<br />

Direktanbau. Der studierte Maschinenbauer<br />

ist schon seit 1992 bei<br />

dem Antriebsspezialisten in<br />

Pforzheim.<br />

Artur Wagner, Bereichsleiter<br />

Entwicklung Getriebe und Motoren<br />

Stöber Antriebstechnik<br />

Nürnberg, 23. - 25.11.<strong>2021</strong><br />

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

PLANETENGETRIEBE<br />

PREISWERT, LEISE ODER ROBUST –<br />

GETRIEBEAUSWAHL LEICHT GEMACHT<br />

In der Welt der Getriebe bieten<br />

Planetengetriebe den Vorteil, dass<br />

durch die Lastverteilung auf mehrere<br />

Planetenräder auch bei kompakter<br />

Bauweise hohe Drehmomente<br />

übertragen werden können. Mit<br />

entsprechender Erfahrung und<br />

ausgereifter Fertigungstechnik<br />

lassen sich Planetengetriebe zudem an<br />

unterschiedliche Anwendungsanforderungen<br />

anpassen: Sie können<br />

kostenoptimiert, besonders leise oder<br />

auch sehr robust ausgelegt werden.<br />

Die Einsatzbereiche von Planetengetrieben sind breit gefächert.<br />

In der Geräte-, Förder- und Medizintechnik sind<br />

sie ebenso zu finden wie in Schranken, Türantrieben, in<br />

E-Bikes oder in der Verpackungstechnik. Bei dieser Applikationsvielfalt<br />

ist es offensichtlich, dass unterschiedliche Planetengetriebe<br />

gebraucht werden, um die vielfältigen Anwendungsanforderungen<br />

zu erfüllen. Schließlich gibt es auch bei Planetengetrieben<br />

keine eierlegende Wollmilchsau. Der Antriebsspezialist<br />

ebm-papst hat deshalb gleich mehrere Baureihen im<br />

Programm, denn Anwender brauchen immer eine Lösung, die<br />

perfekt zur Applikation passt.<br />

Bei Planetengetrieben, die auf den Fertigungslinien in Lauf bei<br />

Nürnberg produziert werden, reicht die Spanne daher vom Planetengetriebe,<br />

das nach wirtschaftlichen Kriterien optimiert wurde,<br />

über drehmomentstarke oder besonders laufruhige Varianten bis<br />

hin zu sehr robusten Lösungen, die zudem eine hohe Überlastfähigkeit<br />

bieten. Dabei haben die unterschiedlichen Getriebeauslegungen<br />

eine grundlegende Gemeinsamkeit: Ihr modularer Aufbau<br />

sorgt für ungewöhnlich viele verschiedene Untersetzungen in<br />

engmaschigen Abstufungen. Die Untersetzungen sind harmonisch<br />

gestuft und vor allem im Bereich kleiner Abtriebsleistungen<br />

bewusst feiner aufgegliedert.<br />

Plus-Planetengetrieben gut beraten. Die Getriebe-Konstruktion<br />

nutzt den zur Verfügung stehenden Bauraum bestmöglich: Durch<br />

Einsatz einer radialen Verschraubung der einzelnen Gehäusekomponenten<br />

steht ein maximaler Nutzdurchmesser für die<br />

Hohlradverzahnung zur Verfügung. Lösungen mit axialer Verschraubung<br />

schränken dagegen den für die Verzahnung nutzbaren<br />

Bauraum ein, sodass nur verhältnismäßig kleine Hohlraddurchmesser<br />

möglich sind. Durch große Zahnbreiten in der Eingangsstufe<br />

und der Festigkeitssteigerung durch die Hohlradverzahnung<br />

aus gehärtetem Stahl in der Abtriebsstufe eignet sich<br />

PerformaxPlus besonders für hohe Drehmomente, wie sie in der<br />

Türtechnik und der Automatisierung gefragt sind. Gleichzeitig<br />

sorgt das Stahlgehäuse für Stoßfestigkeit. Mit der optional einsetzbaren<br />

Radiallaststufe HRL können außerdem extra hohe Radiallasten<br />

aufgefangen werden, z. B. bei Riemenvorspannung.<br />

Abhängig von der Abtriebsdrehzahl sind Radialkräfte bis zu<br />

2 000 N übertragbar.<br />

FÜR HOHES DREHMOMENT<br />

Anwender, die laufruhige, robuste Getriebelösungen für hohe<br />

Drehmomente suchen, sind beispielsweise mit den Performax-<br />

Hans-Georg Konnerth, Market Manager Industrial Drive Technologyund<br />

Fabian Port, Project Team Leader Industrial Drive Technology,<br />

beide ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG<br />

Durch die Untersetzung von 17:1 bereits in der ersten Stufe<br />

ist es möglich auch dort ein einstufiges Getriebe einzusetzen,<br />

wo üblicherweise zwei Stufen erforderlich wären<br />

96 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


KOMPAKTE ALLROUNDER<br />

Auf der radial verschraubten Konstruktion basiert auch das für „einfachere“ Anwendungen<br />

ausgelegte Planetengetriebe Performax. Anwender, die eine effiziente, wirtschaftliche Getriebelösung<br />

z. B. für den Einsatz in Reha-Geräten oder der Fördertechnik suchen, sind damit gut<br />

beraten. Schrägverzahnte Kunststoffräder in der ersten Stufe sorgen für einen ruhigen Lauf,<br />

während das Zink-Druckguss-Hohlrad in der zweiten Stufe den Fertigungsprozess wirtschaftlich<br />

macht. Durch die Untersetzung von 17:1 bereits in der ersten Stufe ist es möglich auch<br />

dort ein einstufiges Getriebe einzusetzen, wo üblicherweise zwei Stufen erforderlich wären.<br />

Statt mit drei kommt dieses Getriebe bei Untersetzungen bis 204:1 mit nur zwei Stufen aus. In<br />

der Medizintechnik müssen Getriebe möglichst leise sein, etwa wenn sie nahe am Patienten<br />

arbeiten. Gefordert ist hier ein möglichst laufruhiger Betrieb. Die NoiselessPlus Getriebe<br />

sind in solchen Fällen eine gute Wahl. Ihr Aluminiumgehäuse und die präzise, geräuschoptimierte<br />

Schrägverzahnung der schwingungsdämpfenden Kunststoffräder in beiden Stufen<br />

reduziert die Schallabstrahlung deutlich. Das Geräuschverhalten ist auch unter extremen<br />

Betriebsbedingungen lastunabhängig und durch die doppelte Kugellagerung der Abtriebswelle<br />

mindern selbst hohe Radiallasten die Lebensdauer nicht. Die ein- oder zweistufigen<br />

Ausführungen bieten hohe Untersetzungsvielfalt von 4,33:1 bis 231:1. Dank der spanenden<br />

Fertigung der Gehäuse ist hohe Flexibilität bei der Kundenanbindung möglich.<br />

ROBUST UND LEISTUNGSSTARK<br />

Viele Anwendungen in der industriellen Automatisierung<br />

sowie der Intralogistik fordern<br />

kompakte, kraftvolle und gleichzeitig robuste<br />

Getriebe. Typische Beispiele sind Shuttle-<br />

Fahrzeuge oder Crossbelt-Förderer. Hier<br />

können die Optimax-Planetengetriebe punkten,<br />

die es in zwei Baugrößen gib. Die größere<br />

Variante bietet bei einem Einbau-Kantenmaß<br />

von 63 mm und einer Länge von 102 mm<br />

in der 2-stufigen Ausführung Spitzen-Drehmomente<br />

bis zu 150 Nm.<br />

Robustheit erreichen die Getriebe dadurch,<br />

dass alle Verzahnungsteile aus gehärtetem<br />

Stahl bestehen. Auch das Design spielt eine<br />

Rolle: Durch die Platzierung der vier axialen<br />

Befestigungsschrauben in die Ecken des Quadrates<br />

konnte ein großer Hohlraddurchmesser<br />

realisiert werden. Auch hohe Radiallasten,<br />

z. B. durch Zahnriemen oder Exzenter, sind<br />

unkritisch. Die Abtriebsstufe ist mit zwei großen<br />

Kugellagern sehr steif aufgebaut und bietet<br />

so im Nennbetrieb mit 500 N Radiallast eine<br />

wartungsfreie, berechnete Lebensdauer<br />

von bis zu 20 000 h. Die Getriebe lassen sich<br />

gut mit 63- und 80-mm-Motoren kombinieren.<br />

Für die kleineren 42-mm-Motoren steht mit<br />

Optimax 42 ebenfalls ein sehr robustes und<br />

überlastfestes ein- oder zweistufiges Planetengetriebe,<br />

standardmäßig in Schutzart IP54, zur<br />

Verfügung und rundet das Programm ab.<br />

Fotos: Ebm-Papst<br />

www.ebmpapst.com<br />

DIE IDEE<br />

„Die beschriebenen Planetengetriebe<br />

sind Teil des durchdachten modularen<br />

Antriebsystems von ebm-papst<br />

und können mit allen DC- und<br />

EC-Motoren kombiniert werden. Mit<br />

den modernen ECI-Motorenfamilien<br />

beispielsweise gibt es eine breite<br />

Auswahlpalette an dynamischen<br />

Motoren, Regelelektroniken,<br />

Getrieben, Brems- und Sensormodulen.<br />

Individuelle Antriebskomplettlösungen<br />

aus einer Hand mit<br />

aufeinander abgestimmten Komponenten<br />

sind dadurch einfach<br />

realisierbar und lassen sich z. B. im<br />

Online-Portal zusammenstellen.<br />

Insgesamt sind mehrere tausend<br />

Varianten möglich.“<br />

Fabian Port, Project Team Leader<br />

Industrial Drive Technology,<br />

ebm-papst St. Georgen<br />

GmbH & Co. KG<br />

Multi-Sensor-<br />

Messgeräte<br />

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

ENERGIEEINSPARUNG<br />

EFFIZIENTE ELEKTROMOTOREN<br />

FÜR KLIMANEUTRALITÄT<br />

Die Reduzierung und Optimierung des Energie- und Ressourcenverbrauchs ist<br />

wirtschaftlich und ökologisch eine Notwendigkeit für Industrieunternehmen<br />

weltweit. In industriellen Anwendungen beträgt der Verbrauch elektrischer<br />

Antriebe etwa 70% der erzeugten elektrischen Energie. Nord Drivesystems<br />

unterstützt seine Kunden dabei, diese Einsparpotenziale zu erschließen.<br />

Eine Wirkungsgradoptimierung des gesamten Antriebssystems<br />

einschließlich der ausgeführten Anwendung stellt einen<br />

wesentlichen Ersparnisfaktor dar. Das Potenzial liegt<br />

hier typischerweise bei rund 30 bis 60 %. Nord Drivesystems<br />

hat sich dieser Aufgabe seit dem Aufkommen der Energiedebatte<br />

vor mehreren Jahrzehnten verschrieben und versucht bei jeder<br />

Neu- und Weiterentwicklung seiner Antriebssysteme, Zukunftsfähigkeit,<br />

verbesserte Wirtschaftlichkeit, höhere Energieeffizienz<br />

sowie optimierte Funktionalität und Performance unter einen Hut<br />

zu bringen.<br />

Auf Basis offizieller OECD-Zahlen wird der Industrie mit 51 %<br />

im Zeitraum von 2000 bis 2017 der größte Anteil an der erreichten<br />

Einsparung des Energieeinsatzes durch bessere Energieeffizienz<br />

zugeschrieben. Dabei haben die Prozesswärmeerzeugung<br />

und die Nutzung elektrischen Stroms in Antrieben die größten<br />

Anteile. Elektromotoren sind hinsichtlich der Ökodesignrichtlinie<br />

die relevanteste Produktgruppe, insbesondere auch für<br />

den industriellen Energieverbrauch, denn mit Elektromotoren<br />

betriebene Systeme verbrauchen etwa 70 % der industriellen<br />

Energie. Das ist in etwa die Hälfte der insgesamt in der Europäischen<br />

Union genutzten elektrischen Energie. So wurden laut<br />

Schätzungen im Jahr 2015 ca. 1 400 Terawattstunden elektrische<br />

Energie von Elektromotoren in mechanische Energie und Wärme<br />

umgesetzt.<br />

UMSETZUNG AKTUELLER EFFIZIENZ-<br />

VORSCHRIFTEN<br />

Seit dem 1. Juli <strong>2021</strong> gelten mit der neuen Ökodesign-Verordnung<br />

(EU) 2019/1781 neue Energieeffizienzregeln für Dreiphasen-<br />

Elektromotoren, die Auswirkungen auf explosionsgeschützte<br />

Elektromotoren sowie die bewährten Standard-Elektromotoren<br />

haben. Mit der Änderung gelten unter anderem folgende neue<br />

Regeln: Die Energieeffizienzklasse IE3 gilt für 3-Phasen-Asynchronmotoren<br />

für Nennleistungen von ≥0,75 kW bis ≤1 000 kW<br />

und neuerdings auch für 8-polige Motoren, die vorher ausgenommen<br />

waren. Bisher lag die Leistungsobergrenze, ab der IE3<br />

vorgeschrieben war, bei ≤375 kW.<br />

Ganz neu hinzugekommen sind Vorgaben für die kleineren<br />

3-Phasen-Asynchronmotoren mit Nennleistungen von ≥0,12 kW<br />

bis


Mit Elektromotoren betriebene<br />

Systeme verbrauchen etwa 70 % der<br />

industriellen Energie<br />

und Ex d eingeschlossen. Bisherige Ausnahmen<br />

für Bremsmotoren, umrichterbetriebene<br />

Motoren und ex-geschützte Motoren<br />

wurden gestrichen.<br />

ÄNDERUNGEN ZUM JULI 2023<br />

Am 1. Juli 2023 erfolgt eine weitere Verschärfung<br />

der Effizienzregeln. Dann gilt<br />

die Energieeffizienzklasse IE2 für explosionsgeschützte<br />

(Zündschutzart Ex eb)<br />

3-Phasen-Asynchronmotoren mit Nennleistungen<br />

von ≥0,12 kW bis ≤1 000 kW sowie<br />

für 1-Phasen-Asynchronmotoren<br />

≥0,12 kW. Die Energieeffizienzklasse IE4<br />

wird für 3-Phasen-Asynchronmotoren<br />

von ≥75 kW bis ≤200 kW verpflichtend<br />

und das für 2-, 4- oder 6-polige Motoren.<br />

Ausnahmen sind hier Bremsmotoren und<br />

explosionsgeschützte Elektromotoren.<br />

Für Anwendungen, in denen nur kurzzeitig<br />

ein Antrieb benötigt wird, können<br />

Standard-Asynchronmotoren der Effizienzklasse<br />

IE1 verwendet werden. Sie sind<br />

auf beste Materialausnutzung und geringste<br />

Investitionskosten ausgelegt.<br />

Auch nach der neuen Ökodesign-Verordnung<br />

ab Juli <strong>2021</strong> ist das für S3 < 80 %<br />

oder Kurzzeitbetrieb möglich.<br />

UNIVERSAL MOTOR ERFÜLLT<br />

ÖKODESIGN-VERORDNUNG<br />

Durch die seit dem 1. Juli <strong>2021</strong> geltenden<br />

Verschärfungen hinsichtlich der Energieeffizienz<br />

von Elektromotoren und Drehzahlregelungen<br />

wird der Einsatz von IE3-<br />

Motoren in zusätzlichen Leistungsbereichen<br />

nicht nur wirtschaftlich attraktiver,<br />

sondern auch zwingend erforderlich. Mit<br />

dem energieeffizienten Nord Universal<br />

Motor für Leistungsbereiche von 0,12 bis<br />

45 kW bietet Nord Drivesystems einen<br />

wirtschaftlichen IE3-Motor, der international<br />

alle Vorschriften erfüllt. Wo bisher<br />

noch IE2-Motoren in Kombination mit<br />

Frequenzumrichtern eingesetzt werden<br />

konnten, werden jetzt höhere Maßstäbe<br />

an die Energieeffizienz angelegt.<br />

Während in der EU noch von der Verordnung<br />

der Effizienzklasse IE3 für<br />

Antriebe unter 0,75 kW abgesehen<br />

wurde, ist die IE3-Klasse in China<br />

bereits seit Juni <strong>2021</strong> für alle 3-Phasen-Induktionsmotoren<br />

ab 120 W<br />

Pflicht. Der Universal Motor deckt<br />

diesen Leistungsbereich ab. Er ist<br />

nach allen gängigen Standards zertifiziert<br />

und deshalb weltweit einsetzbar.<br />

Dadurch ermöglicht er die gezielte<br />

Variantenreduzierung und bietet entscheidende<br />

Kostenvorteile, gerade bei internationalen<br />

Projekten. Er kann ohne jede<br />

Anpassung für die wichtigen Weltmärkte<br />

Europa, USA, Kanada, China, Indien,<br />

Russland und Ukraine eingesetzt<br />

werden. Möglich ist dies durch die Zertifizierung<br />

des Universal Motors gemäß<br />

CE, UL, CSA, CCC, EAC, ISI und andere.<br />

Speziell für global vertriebene Maschinen<br />

und Anlagen sowie internationale Projekte<br />

bewirkt die Reduzierung der Ländervarianten<br />

klare Kosteneinsparungen für<br />

Systemintegratoren und Betreiber. Es<br />

müssen weniger Varianten und Teilenummern<br />

bearbeitet und verwaltet werden,<br />

die Antriebsauswahl wird einfacher<br />

und der Beschaffungsaufwand sinkt.<br />

Fotos & Grafiken: Nord Drivesystems<br />

www.nord.com<br />

DIE IDEE<br />

Nord Drivesystems arbeitet schon<br />

seit Jahrzehnten an der Energieeffizienz<br />

seiner Motoren. Mit den<br />

jüngsten Aktualisierungen der<br />

Ökodesign-Verordnung erzeugen<br />

neben den wirtschaftlichen auch<br />

ökologische und regulatorische<br />

Aspekte verstärkte Anreize zum<br />

Energiesparen. Elektromotoren<br />

verbrauchen einen Großteil der<br />

industriell eingesetzten Energie.<br />

Nord hat mit dem Universal Motor<br />

deshalb eine mit allen wichtigen<br />

Zertifizierungen versehene und<br />

daher weltweit einsetzbare<br />

energieeffiziente Komponente<br />

entwickelt.<br />

REGELBARE ELEKTROMOTOREN<br />

Wir lösen individuelle<br />

ANTRIEBSAUFGABEN<br />

Motoren und Generatoren:<br />

100 - 600 000 Nm<br />

100 - 3000 kW<br />

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

BÜRSTENLOSE MOTOR-TREIBERKOMBINATION<br />

HOHES DREHMOMENT UND<br />

GERINGER GERÄUSCHPEGEL<br />

Das Unternehmen Oriental Motor hat mit der BLH-Serie eine kompakte<br />

bürstenlose Motor-Treiberkombination zum Betrieb an einer<br />

Gleichspannungsquelle entwickelt, die für verschiedenste Anwendungen<br />

geeignet ist. Jetzt wurden durch die Implementierung einer dedizierten<br />

Vektorregelung die Geschwindigkeitsnachführung und die<br />

Geräuschentwicklung verbessert.<br />

Goran Podgajski, Customer Service<br />

Center bei Oriental Motor (Europe)<br />

GmbH in Düsseldorf<br />

Die BLH-Motoren von Oriental Motor werden zunehmend<br />

in fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) und anderen<br />

Anwendungen eingesetzt, die eine präzise Drehzahlregelung<br />

und leisen Betrieb erfordern. Aus diesem Grund<br />

hat das Unternehmen den neuen Treiber BLH2D für die BLH-<br />

Serie entwickelt. Er bietet bessere Performance, hohe Drehzahlstabilität<br />

bei hohem Drehmoment und geringe Geräuschentwicklung.<br />

Den BLH2D-Treiber gibt es für analoge Einstellung,<br />

digitale Einstellung und RS-485-Kommunikation.<br />

EIGENSCHAFTEN DER VERSCHIEDENEN<br />

AUSFÜHRUNGEN<br />

Bei der analogen Version ist wie beim Vorgängermodell für die<br />

Einstellung der Drehzahl nur eine analoge Einstellung mit Potentiometer<br />

oder externer DC-Spannung möglich, Strom-, I/O- und<br />

Motorzuleitung sind mit dem Vorgängermodell kompatibel. Die<br />

Abbrems- und Stoppbewegung ist jeweils freilaufend oder wahlweise<br />

rekuperierend konfigurierbar.<br />

In der neuen digitalen Version erfolgt die Einstellung der gewünschten<br />

Fahrprofile mit Hilfe der Parametriersoftware ME-<br />

XE02 via USB-Verbindung vom PC aus. Es stehen verschiedene<br />

Funktionen wie Drehzahl, Drehmomentbegrenzung, Beschleunigungs-<br />

und Verzögerungszeit zur Verfügung. Die Benutzerfreundlichkeit<br />

wurde durch zusätzliche Ein- und Ausgänge und<br />

stufenlose Drehzahlregelung mit PWM-Eingang (Pulsweitenmodulation)<br />

verbessert. Eine analoge Einstellung der Drehzahl ist<br />

aber weiterhin möglich.<br />

Die Ausführung mit RS-485-Kommunikation ist vor allem für<br />

Anwendungen gedacht, bei denen der Status des Antriebs ständig<br />

überwacht oder der Inbetriebnahmeaufwand geringgehalten<br />

werden soll. Diese Variante kann das Vorgängermodell problemlos<br />

ersetzen.<br />

VEKTORREGELUNG IM MOTORSTEUERSYSTEM<br />

Der neue BLH2D-Treiber regelt die Phasenströme durch eine<br />

Vektorregelung. Dadurch konnten eine Energierückspeisung und<br />

100 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


1.13.0??.2XX<br />

1.13.0??.4XX<br />

vorne<br />

41×61mm<br />

41×83mm<br />

hinten<br />

eine Drehmomentbegrenzungsfunktion realisiert werden. Das Motorantriebssystem<br />

wurde von der konventionellen Blockkommutierung zur Sinuskommutierung<br />

geändert. Bei diesem Regelungskonzept werden die dreiphasigen Größen<br />

des Motors in ein zweidimensionales Koordinatensystem überführt. Das<br />

Ergebnis ist nicht nur ein hocheffizienter Antrieb, es lässt sich auch der Motorstrom<br />

in Abhängigkeit von der Rotorposition regeln.<br />

Um die genaue Rotorposition zu erfassen, wurde eine Interpolationsfunktion<br />

implementiert, um mit den serienmäßigen Hall-Sensoren der BLH-Serie eine<br />

ausreichende Auflösung zu realisieren. Im Gegensatz zum Vorgängermodell<br />

kann der neue BLH2D-Treiber den Motor deshalb in allen vier Quadranten betreiben,<br />

so dass auch kontrolliertes Abbremsen möglich ist. Die Vorteile sind<br />

eine verbesserte Drehzahlregulierung während des Verzögerungsvorganges<br />

und eine verbesserte Drehzahlstabilität bei Laständerungen. Der BLH2D-<br />

Treiber verfügt außerdem über eine Drehmomentbegrenzungsfunktion und<br />

eine Lastfaktor-Anzeigefunktion zur Überwachung des erzeugten Drehmoments.<br />

Der errechnete Lastfaktor kann mit der Statusmonitor-Funktion der<br />

Parametriersoftware MEXE02 dargestellt und überprüft werden. Damit lassen<br />

sich Unregelmäßigkeiten in der Anwendung leicht erkennen und falls notwendig<br />

rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten (Predictive Maintenance).<br />

REGENERATIVES BREMSEN<br />

Wenn gebremst wird, arbeitet der Motor regenerativ als Generator. Ein typisches<br />

Schaltnetzteil ist nicht für eine Energierückspeisung ausgelegt und die<br />

rückgespeiste Leistung führt zu einer Erhöhung der Spannung außerhalb des<br />

spezifizierten Bereiches. Das kann zu einem Überspannungsalarm führen. Als<br />

Gegenmaßnahme ist der BLH2D-Treiber mit einer Funktion ausgestattet, die es<br />

dem Motor ermöglicht, regenerativen Strom unmittelbar wieder in Bewegungsenergie<br />

umzuwandeln, anstatt ihn an das Schaltnetzteil zurückzugeben. Um<br />

den neuen Treiber nicht größer als das Vorgängermodell werden zu lassen,<br />

nutzt der BLH2D mit digitaler Einstellung außerdem eine aktive Regelung zur<br />

Unterdrückung der Rückspeisespannung, bei der die regenerative Energie im<br />

Bedarfsfall unmittelbar wieder an den Motor zurückgeführt wird. So muss sie<br />

nicht über einen Widerstand in Wärme umgesetzt werden.<br />

Regenerativer Strom kann auch für Zwecke wie das Laden von Batterien verwendet<br />

werden. In solchen Fällen ist es notwendig, regenerative Energie in die<br />

Stromversorgung zurück zu speisen, ohne dass sie vom Treiber an den Motor<br />

zurückgeführt wird. Zum Handling der jeweiligen Betriebszustände ist im Hardware-Layout<br />

ein Feldeffekttransistor (FET) zur bedarfsweisen Unterbrechung<br />

der Spannungsversorgung integriert.<br />

iStock © Wenjie Dong<br />

Passion in Motion<br />

Modular<br />

Mechatronic<br />

Drive Solutions<br />

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Varianten<br />

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maßgeschneidert<br />

VERSCHIEDENE ABBREMSVORGÄNGE MÖGLICH<br />

<strong>SPS</strong> –<br />

Smart Production Solutions<br />

23.11. – 25.11.<strong>2021</strong><br />

Halle 1 | Stand 230<br />

Modulares System:<br />

| DC Motoren<br />

| Getriebe<br />

| Bremsen<br />

| Encoder<br />

Der Abbremsvorgang des Motors kann auf drei Arten erfolgen: unter vollständiger<br />

Verwendung von Regenerativstrom (Bremsbetrieb I, Energie wird nicht an<br />

die Stromversorgung zurückgespeist), ohne Verwendung von Regenerativstrom<br />

(Bremsbetrieb II, Energie wird freilaufend abgebaut und nicht zurückgespeist)<br />

oder unter vollständiger Rückführung von regenerativer Energie an die Stromversorgung,<br />

beispielsweise eine Batterie im Bremsbetrieb III.<br />

Der erste Abbremsvorgang ist eine Verzögerungsmethode für den sog. Bremsbetrieb<br />

I. Die während des Verzögerungsvorganges gespeicherte Energie wird<br />

durch die zuvor beschriebene Methode zur Unterdrückung des Spannungsanstiegs<br />

an den Motor rückgespeist, es wird keine regenerative Energie in das<br />

übergeordnete System zur Spannungsversorgung zurückgegeben. Diese Bremsmethode<br />

eignet sich z. B. bei Bandantrieben in Verbindung mit einem Schaltnetzteil.<br />

Bei Betrieb mit häufiger Rekuperation kann es jedoch zu einem starken<br />

Anstieg der Motortemperatur kommen.<br />

Der zweite Abbremsvorgang ist eine Verzögerungsmethode, um das Bremsmoment<br />

so zu steuern, dass keine Rückspeiseenergie erzeugt wird und der Verzögerungsvorgang<br />

ungeregelt ist. Die interne Spannung des Treibers wird nicht<br />

erhöht, da keine regenerative Energie umgewandelt wird. Diese Variante ist<br />

zum einen kompatibel mit dem Vorgängermodell, d. h. ältere Modelle können<br />

leicht ersetzt werden. Zudem eignet sich die Methode, wenn beim Stoppen kein<br />

Bremsmoment erzeugt werden soll.<br />

Bei der dritten auswählbaren Abbremsmethode wird die regenerative Energie<br />

vollständig in das übergeordnete System zur Spannungsversorgung rückgeführt.<br />

Bei der Verwendung von geeigneten Spannungsversorgungen wie beispielsweise<br />

einer Batterie, steigen Versorgungsspannung und interne Spannung unter VerbMotion<br />

Modular Mechatronic Drive Solutions<br />

www.buehlermotor.com


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

wendung der zuvor genannten Methode nicht an. Diese Methode<br />

eignet sich z. B. für Abwärtsfahrten eines fahrerlosen Transportfahrzeuges<br />

unter Beibehaltung der eingestellten Geschwindigkeit.<br />

MASSNAHMEN GEGEN HOHE<br />

EINSCHALTSTRÖME<br />

Die bürstenlosen<br />

DC-Motoren können<br />

mithilfe des neuen<br />

Treibers jetzt auch mit<br />

digitaler Einstellung<br />

und mit RS-485-Kommunikation<br />

betrieben<br />

werden<br />

Der neue BLH2D-Treiber ist mit einer Schaltung zur Unterdrückung<br />

von hohen Einschaltströmen ausgestattet, im Vergleich<br />

zum Vorgängermodell konnte der Einschaltstrom um 5 % reduziert<br />

werden. Für die Schaltung zur Unterdrückung hoher Ein-<br />

schaltströme ist ein FET verbaut. Der zwischen Gate und Source<br />

geschaltete Verzögerungskondensator wird allmählich aufgeladen,<br />

so dass die an den Elektrolytkondensator angelegte Spannung<br />

mit einer festgelegten Zeitkonstante kontrolliert steigt.<br />

Durch den Einsatz der Sinuskommutierung konnte bei dem<br />

neuen BLH2D-Treiber außerdem die Geräuschentwicklung reduziert<br />

werden. Er hat eine glattere Stromwellenform als das<br />

Vorgängermodell, das einen stark schwankenden Motorstrom<br />

aufweist. Dadurch werden Rotations- und Oberflächenschwingungen<br />

reduziert. Eine Tracking-Analyse der Motoroberflächenschwingung<br />

für radiale Schwingungen ergab für den<br />

BLH2D-Treiber einen deutlich niedrigeren hörbaren Pegel im<br />

Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz als beim Vorgänger, das<br />

heißt die Geräuschentwicklung fällt geringer aus.<br />

Messbare Verbesserungen ergaben sich auch hinsichtlich des<br />

begrenzten Betriebsbereichs. Beim 30 W-Motor konnte das Drehmoment<br />

um 15 %, beim 50 W-Motor um 20 % gesteigert werden,<br />

es steht somit ein größerer begrenzter Betriebsbereich zur Verfügung.<br />

Die Summe der beschriebenen Optimierungsmaßnahmen<br />

und die daraus resultierenden Eigenschaften zeigen, dass der<br />

neue BLH2D-Treiber für die bürstenlosen DC-Motoren der BLH-<br />

Serie von Oriental Motor deutliche Verbesserungen für Praxisanwendungen<br />

aller Art sowie mehr Komfort in der Bedienung und<br />

Parametrierung bietet.<br />

Fotos: Oriental Motor<br />

www.orientalmotor.de<br />

DIE IDEE<br />

www.spn-drive.de<br />

CUSTOM-MADE by SPN<br />

Für einzigartige Momente<br />

„Bei der Weiterentwicklung der<br />

Treiber für die bürstenlosen DC-<br />

Motoren der BLH-Serie hatten wir<br />

drei klare Entwicklungsziele:<br />

bessere Performance, hohe<br />

Drehzahl stabilität bei hohem<br />

Drehmoment und geringe Geräuschentwicklung.<br />

Diese Eigenschaften<br />

sind beispielsweise für den Einsatz<br />

in fahrerlosen Transportsystemen<br />

essenziell. Um die Vorteile für ein<br />

möglichst breites Anwendungsspektrum<br />

nutzbar zu machen, haben wir<br />

den BLH2D-Treiber wahlweise mit<br />

analoger oder digitaler Einstellung<br />

und mit serieller RS-485-Kommunikation<br />

ausgestattet.“<br />

Fordern Sie uns heraus! Wir haben die ideale Lösung<br />

für Ihre Anwendung – ob kleiner Bauraum, extreme<br />

Temperaturschwankungen, Gewicht oder besondere<br />

Einsatzgebiete. Unsere Antriebslösungen – zuverlässig,<br />

präzise und CUSTOM-MADE by SPN – sorgen für<br />

einzigartige Momente.<br />

Fritz-Hopf-Straße 1 ∙ 86720 Nördlingen ∙ Telefon: +49 9081 214-0<br />

Goran Podgajski, Customer Service,<br />

Oriental Motor (Europe) GmbH<br />

102 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

ZAHNRADBERECHNUNG LEICHT GEMACHT<br />

Die Zahnradberechnung in Kisssoft deckt alle gängigen<br />

Zahnradtypen wie Stirn-, Kegel-, Hypoid-, Schnecken-, Beveloid-,<br />

Kronen- und Schraubrad ab. Im Release <strong>2021</strong> stehen für die<br />

Schraubradberechnung neue Grafiken zur Verfügung. Die<br />

Auswertegrafik zum spezifischen Gleiten wird auf Basis der<br />

Geometrie eines geradeverzahnten Ersatz-Stirnrades berechnet<br />

und dargestellt. Eine visuelle Auswertung des Zahneingriffs in<br />

2D ist jetzt auch für Achskreuzungswinkel ungleich 90°<br />

möglich. Dazu berechnet die Software parallele Schnitte zur<br />

Mittelachsebene der Schnecke. Die Anzeige dieser 2D-Geometrie<br />

erfolgt über die Funktion „Zahneingriff in Schnitten“.<br />

Ebenfalls zur Auswahl steht die Option „Formkreise dFf und dFa<br />

aus der Zahnform bestimmen“. Mit Hilfe der Feinauslegung lassen sich zudem für Schraubradstufen die besten<br />

Varianten mit vorgegebenen, definierbaren Randbedingungen finden.<br />

www.kisssoft.com<br />

SICHER BEI<br />

SKALIERBAREM<br />

LEISTUNGSUMFANG<br />

Mit Flexi Compact präsentiert<br />

Sick eine neue Sicherheitssteuerung<br />

für Maschinen, die<br />

einen skalierbaren Leistungsumfang<br />

bietet und mit<br />

Diagnosefunktionen bestückt<br />

ist. Im Fokus der Entwicklung<br />

standen zudem Miniaturisierung<br />

und eine verbesserte<br />

Nutzerfreundlichkeit. Die<br />

Hardwareplattform lässt sich<br />

bei Bedarf um bis zu zwölf<br />

Module erweitern. Das<br />

Engineering Tool Safety<br />

Designer ermöglicht per<br />

Drag-and-drop eine einfache<br />

Konfiguration und Dokumentation<br />

von Sicherheitslogiken.<br />

Schmale Gehäuse sparen<br />

Platz im Schaltschrank und<br />

die Frontstecker können vorab<br />

konfektioniert werden. Auch<br />

codierbare Steckplätze sorgen<br />

für Installationssicherheit.<br />

Das TFT-Display visualisiert<br />

alle relevanten Eingaben und<br />

Einstellungen bei Inbetriebnahme<br />

und Service. Damit<br />

werden die Voraussetzungen<br />

für ein zügiges Set-up<br />

geschaffen. Kennzeichnend<br />

ist ferner ein zertifizierter<br />

High-Speed-Rückwandbus<br />

mit kurzen Ansprechzeiten.<br />

Sicherheitsabstände können<br />

angepasst und Zykluszeiten<br />

verkürzt werden.<br />

www.sick.de<br />

MOVITRAC ® advanced<br />

Standard neu definiert<br />

Erleben Sie den bedarfsoptimierten Antriebsumrichter mit Mehrwerten für Ihre Ansprüche:<br />

Schnell betriebsbereit<br />

Abgestimmtes Antriebssystem ermöglicht Auto-Inbetriebnahme in wenigen Sekunden<br />

Fehler vermeiden<br />

Durchgängig steckbare Einkabeltechnik für Asynchron- und Synchronmotoren<br />

Flexibel bleiben<br />

Viele Einsatzmöglichkeiten mit einem Umrichter für unterschiedliche Motoren mit und ohne Geber<br />

Konsequent kommunikativ<br />

Integrierte Kommunikationsschnittstelle ermöglicht Anbindung an unterschiedliche Steuerungen<br />

Besuchen Sie<br />

uns auf der <strong>SPS</strong><br />

Halle 3A<br />

am Stand 411<br />

www.sew-eurodrive.de/movitrac-advanced


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

VAKUUMGREIFER<br />

SICHERE UND SCHNELLE<br />

PROZESSE FÜR COBOTS<br />

Pick-and-place, Etikettierung, Palettierung u.v.m.:<br />

Werden kollaborative Roboter (kurz Cobots) mit<br />

Vakuum-Greifern ausgestattet, sind viele<br />

Anwendungen möglich. Wie diese schnell und<br />

sicher gelingen, Ingenieure bei Installation und<br />

Wartung Zeit sparen und unterschiedliche Cobots<br />

ausstatten können, zeigt SMC mit der Serie<br />

ZXP-X1 und ihren Variationen.<br />

Diverse Anwenderanforderungen und stets hohe Prozesssicherheit<br />

– ein Muss auch bei Vakuum-Greifern<br />

an Cobots. Mit der Serie ZXP7-01-X1 und der Erweiterung<br />

um die Serien ZXP7-41-X1, ZXP7-21-X1, ZXP7-<br />

11-X1 sowie ZXP7-X1-Assista gelingt dieser Spagat: von der<br />

schnellen Installation und Wartung über hohe Flexibilität<br />

dank variierbarer Anzahl an Vakuumsaugern und individuellen<br />

Befestigungsmöglichkeiten bis hin zur Kompatibilität mit<br />

verschiedenen Cobot-Herstellern.<br />

Die optimale Fremdbelüftung<br />

für drehzahlvariable Motoren<br />

in allen Anwendungsbereichen.<br />

Besuchen Sie uns auf der <strong>SPS</strong>:<br />

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

in Nürnberg<br />

Halle 1.0 | Stand 338<br />

www.wistro.de<br />

MÜHELOSER ANSCHLUSS DER<br />

LUFTVERSORGUNG<br />

Ob Omron Corporation und Techman Robot Inc. (Serie TM),<br />

Fanuc Corporation (Serien CRX-10iA und CRX-10iA/L),<br />

Yaskawa Electric Corporation (Serie Motoman-HC10DT) oder<br />

Mitsubishi Electric Corporation (Serie Melfa Assista) – SMC<br />

hat passende Vakuum-Greifer für verschiedene Robotersysteme<br />

parat. Dank einfacher und intuitiver Programmierung,<br />

dem mühelosen Anschluss der Luftversorgung und der elektrischen<br />

Verdrahtung sowie dem Sauger-Montageflansch gemäß<br />

Normierung ISO9409-1-50-5-M6 gelingt die Inbetriebnahme<br />

im Handumdrehen.<br />

Dabei lassen sich an den genannten Serien nicht nur ein,<br />

zwei oder vier Vakuum-Sauger am Greifer anbringen, sondern<br />

auch verschiedene<br />

Saugervarianten:<br />

von der Saugform<br />

(flach, flach mit Rippen,<br />

dünn flach, Faltenbalg<br />

oder mehrstufiger<br />

Faltenbalg)<br />

über Material (NBR,<br />

Silikonkautschuk,<br />

Urethankautschuk<br />

oder FKM) bis zum<br />

Durchmesser (8, 10,<br />

13, 16, 20, 25, 30<br />

oder 32 mm). Das<br />

geringe Gewicht und<br />

das schlanke Design<br />

der Serien wirkt sich<br />

zudem positiv auf<br />

Dynamik und Masseträgheitsmoment<br />

aus. Wird optional<br />

das Vakuumsicherheitsventil<br />

der Serie ZP2V von SMC angebracht, kann das<br />

Vakuum während des Transfers sogar bei nicht belegten<br />

Saugern aufrechterhalten werden.<br />

Fotos: SMC<br />

www.smc.de<br />

DIE IDEE<br />

Der Vakuumsauger ermöglicht das<br />

Anbringen von bis zu vier Saugern<br />

an einem Greifarm. Darüber<br />

hinaus bietet die Variantenvielfalt<br />

von fünf Saugerformen, vier<br />

Materialien und acht verschiedenen<br />

Durchmessern viele Anwendungsmöglichkeiten.<br />

Die geringe<br />

Massenträgheit der Sauger wirkt<br />

sich positiv beim Einsatz in<br />

Cobots aus.<br />

104 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><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. Erklärungsvideos leisten erweiterte Hilfestellungen<br />

und die erstellten Profile sind jederzeit abrufbar. Die RKX-Software zeigt<br />

Motorströme und weitere Betriebsparameter in Echtzeit an, auch in<br />

Bussystemen mit bis zu 32 Antrieben. Infolge können Unregelmäßigkeiten<br />

im System erkannt und frühzeitig eliminiert werden. Somit fallen auch<br />

weniger Arbeiten wie das Anklemmen von Strommessdosen an jedem<br />

Antrieb an. Ferner besteht die Möglichkeit, Serviceeinsätze digital vom<br />

RK-Personal durchführen zu lassen. Anwender können Service-und Fehlerhistorien<br />

auslesen, anhaltende Probleme identifizieren und abstellen, sodass die Lebensdauer des Systems verlängert wird.<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

INTEROPERABILITÄTSFÄHIGKEIT BESCHEINIGT<br />

Für seine Kit-Encoder mit BiSS C-Schnittstelle hat Posital das neue Konformitätszertifikat<br />

der BiSS Association erhalten. „BiSS Certified“ soll die weitere Verbreitung<br />

dieser Open Source-Technologie unterstützen. Die Zertifizierung umfasst<br />

sowohl Master- als auch Slave-Einheiten in Steuerungssystemen. „BiSS-Protokolle<br />

haben sich in der Welt der Machine-to-Machine-Kommunikation stark durchgesetzt“,<br />

sagt Jörg Paulus, Leiter des europäischen Posital-Geschäfts sowie Gründungsmitglied und ehrenamtlicher Vorstand der<br />

BiSS Association e.V. “Angesichts dieser wachsenden Popularität ist es von entscheidender Bedeutung, dass Implementierungen<br />

der Technologie von verschiedenen Herstellern hohe Standards für Kompatibilität und Interoperabilität erfüllen.“ Der<br />

Zertifizierungsprozess verhilft Anbietern zum Nachweis, dass ihre Produkte diese Anforderungen erfüllen. Gleichzeitigt<br />

garantiert das „BiSS Certified“-Label den Kunden, dass die gekauften Geräte nahtlos zusammenarbeiten.<br />

www.posital.de<br />

#B_IIoT<br />

INDUSTRIAL<br />

INTERNET<br />

OF THINGS<br />

Die Zukunft der Automation<br />

ist digital und vernetzt. Als<br />

Ihr Automatisierungspartner<br />

unterstützen wir Sie Schritt<br />

für Schritt auf dem Weg zur<br />

smarten Fabrik.<br />

Gemeinsam mit Balluff sind Sie<br />

gerüstet für das IloT.<br />

www.balluff.com


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

ANZEIGE<br />

EINEIIGE SENSOR-ZWILLINGE FÜR HOHE GENAUIGKEIT<br />

Für moderne Dreh-/Fräs-Bearbeitungszentren<br />

bietet Lenord+Bauer ein<br />

robustes und hochpräzises Sensor-Einbaukit.<br />

Zwei identische MiniCoder<br />

tasten magnetisch eine flexibel<br />

herstellbare Maßverkörperung – ein<br />

abwälzgefrästes robustes Zahnrad – ab.<br />

Die Sensorsignale werden in der i³SAAC-<br />

Precision-Box konditioniert.<br />

Bei der Positionierung von Drehtischen<br />

werden so Genauigkeiten von bis zu<br />

vier Winkelsekunden erzielt. Bei der<br />

präzisen Drehzahlregelung in Hochfrequenzspindeln<br />

ist eine zuverlässige Funktion auch jenseits von 50 000 rpm gegeben.<br />

Das i³SAAC-Precision-System ist montagefreundlich und wartungsfrei, selbst wenn Kühl- und Schmierstoffe den<br />

Einbauraum kontaminieren. Über ein Service-Tool erfolgt die menügeführte Inbetriebnahme. Durch das Überprüfen<br />

der Montagepräzision und der Qualität des Messzahnrades lässt sich die erreichbare Genauigkeit bewerten. Somit<br />

können schadhafte Maßverkörperungen bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt erkannt sowie zu große Abweichungen<br />

von Rundlauf oder MiniCODER-Montageposition korrigiert werden.<br />

Text/Foto: Lenord, Bauer & Co. GmbH<br />

www.lenord.de<br />

LASTSPITZENREDUKTION PER PLUG&PLAY<br />

HFI ANTRIEBE<br />

Leistungsstark, kommunikativ und sicher<br />

– für einen vielseitigen Einsatz<br />

• Integrierter Synchron- Servoantrieb<br />

• variable Feldbusanbindung<br />

CANopen®, EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP<br />

• optional mit funktionaler Sicherheit<br />

Safe Torque Off (STO)<br />

Performance Level e Kat. 3, SIL 3<br />

Produktseite<br />

HFI Antriebe<br />

Das aktive Energiemanagementsystem<br />

PxtMX der Michael Koch<br />

GmbH vereinfacht die<br />

strombasierte Lastspitzenreduktion.<br />

Der<br />

Anwender steckt es<br />

einfach auf ein aktives<br />

Gerät der Pxt-Energiemanagementfamilie,<br />

schließt es an und kann<br />

den Maximalwert für<br />

den Netzstrom Amperegenau<br />

eingeben. So ist<br />

sichergestellt, dass die<br />

für Lastspitzen der<br />

Maschine erforderliche Energie aus dem aktiven<br />

Energiemanagementsystem und nicht aus dem Stromnetz<br />

kommt. Der Mess- und Regelbereich des PxtMX<br />

reicht bis 100 Ampere. Zusammen mit dem Pxt-System<br />

können so zahlreiche Anwendungen mit geringerem<br />

Effektivstromwert, zum Beispiel mit 63 oder 32 Ampere,<br />

unter die Nennstromgrenzen der Sicherungen zum<br />

Stromnetz gebracht werden. Visualisiert wird der<br />

Einsatz in Echtzeit über das Tool PxtTerminal. Hierrüber<br />

lassen sich auch die aktiven Energiemanagementgeräte<br />

und -systeme der Pxt-Familie parametrieren und<br />

überwachen. PxtMX lässt sich optional mit EtherCAT<br />

ausstatten und in Feldbus-Netzwerke einbinden.<br />

www.bremsenergie.de<br />

www.engelantriebe.de


SMARTE SEILZÜGE FÜR HORIZONTALE UND<br />

VERTIKALE WEGMESSUNG<br />

BESUCHEN SIE UNS IN<br />

HALLE 3A, STAND 430<br />

Neben direkten Längenmesssystemen und Komponenten wie Messrädern<br />

führt Hengstler auch Seilzüge für Drehgeber im Programm. Ihr Einsatzspektrum<br />

reicht von Heavy Duty-Anwendungen bis zur Medizintechnik.<br />

Die Seilzüge sind Angaben zufolge robuster als klassische Wegmesssysteme<br />

und günstiger als andere indirekte Verfahren. Sie bestehen aus einer<br />

Spiralfeder, einer Präzisionsspule und einem Mess-Seil. An der Seite der<br />

Spule wird ein Drehgeber angebaut, der die Längsbewegung des Seils in<br />

eine Drehbewegung umsetzt und so die zurückgelegte Wegstrecke misst.<br />

Die Seilzüge mit Längen von 3 bis 30 m sind mit den 58 mm-Drehgebern<br />

von Hengstler kompatibel, sodass sie mit Inkremental- und Absolutwertgeber<br />

oder ATEX-zertifizierten Encodern kombinierbar sind. Ergänzend<br />

sind Komplettsysteme aus einem ACURO AC 36-Encoder sowie Seilzügen<br />

in Längen zwischen 650mm und 2 650mm erhältlich. Der Drehgeber<br />

bietet eine Auflösung bis 22 Bit (Singleturn) und ist mit einer SSI- und<br />

einer BiSS-Schnittstelle ausgestattet.<br />

www.hengstler.com<br />

EXTRA-LEICHTER COBOT MIT POLYMER-WELLGETRIEBE<br />

Ein Cobot aus<br />

Kunststoff, der<br />

weniger als 10 kg<br />

auf die Waage<br />

bringt, ist der ReBeL<br />

von Igus. Mit ihm<br />

werden auch für<br />

kleinere Unternehmen<br />

und Start-Ups<br />

innovative Ideen in<br />

der Servicerobotik<br />

machbar.<br />

Die Gründe dafür<br />

sind, neben seinem<br />

vergleichsweise niedrigen Preis, auch ein geringer Wartungsaufwand und<br />

eine einfache Bedienung. Seine Traglast liegt bei 2 kg, seine Reichweite<br />

beträgt 700 mm. Das Herzstück des Leichtbauroboters ist ein vollintegriertes<br />

Tribo-Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert-Encoder, Kraftregelung<br />

und Controller. Für den Cobot bietet der Hersteller eine kostenlose<br />

Steuerungssoftware an, für die er verspricht, dass selbst Laien schon nach<br />

kurzer Zeit die Bewegungen des Roboters festlegen und simulieren<br />

könnten. Eingesetzt werden kann der Roboter in vielen Szenarien, vom<br />

montierten Einsatz auf Agrar-Drohnen bis hin zur mobilen Unterstützung<br />

als Haushaltshilfe, auf einem fahrerlosen Transportsystem oder als<br />

Barkeeper.<br />

www.igus.de<br />

Verbunden<br />

auf Distanz<br />

One Cable<br />

Mit<br />

auf 100 Meter<br />

Next Level: Das neue STÖBER Hybridkabel<br />

verbindet Motoren und Antriebsregler zuverlässig<br />

auf 100 Meter. Mit zukunftssicherem<br />

HEIDENHAIN EnDat® 3. Für maximale<br />

Qualität bei Übertragung, Diagnose, Sicherheit<br />

und Performance. Ein MUSS für die<br />

digitale Produktion.<br />

• Erprobte Schleppfähigkeit ohne Drossel für<br />

Kabellängen bis 50 Meter.<br />

• Entwickelt in Kooperation mit HEIDENHAIN.<br />

• Automatische Systeminstallation durch<br />

elektronisches Typenschild.<br />

• <strong>Digital</strong>e Übertragung von Positionswerten<br />

und Sensordaten.<br />

• Geringer Verkabelungsaufwand.<br />

• Verkürzte Montagezeiten.<br />

• Reduzierte Betriebskosten.<br />

www.stober.com


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

45 mm<br />

NEU<br />

optoNCDT 1900<br />

< 0,4 μm<br />

10 kHz<br />

AUTOMATISIERUNGSKONZEPT FÜR COBOTS<br />

Auf <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> stellt Sew-Eurodrive erstmals ein<br />

neues Automatisierungskonzept für kooperative<br />

Robotik und weitere funktional sichere<br />

Kinematiken vor. Am Sew-Eurodrive-Stand 411<br />

in Halle 3a kann man sich informieren, wie ein<br />

Industrie-PC mit Intel Quad Core Prozessor als<br />

<strong>SPS</strong> mit voll integrierter Sicherheitssteuerung<br />

eingesetzt wird. Mit zwei Prozessorkernen<br />

dieser CPU können zweikanalige Sicherheitsfunktionen<br />

entsprechend EN ISO 13849-1 PL d<br />

(Kategorie 3) realisiert werden. Die Programmierung<br />

und Konfiguration der nicht sicheren<br />

Maschinensteuerung mit EtherCAT als Systembus<br />

erfolgt mit der integrierten Entwicklungsumgebung Codesys. Die jetzt<br />

zusätzlich integrierte Sicherheitssteuerung basiert auf dem Laufzeitsystem<br />

Codesys Safety SIL2. Auf der Messe wird als Technologiedemonstrator ein Tripod<br />

mit drei Servoachsen gezeigt.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Mehr Präzision.<br />

Laser-Wegsensor für<br />

Advanced Automation<br />

• Einmalige Kombination aus Größe,<br />

Geschwindigkeit und Genauigkeit<br />

• Ideal für hochauflösende und<br />

dynamische Messungen<br />

• Advanced Surface Compensation<br />

zur schnellen Messung auf<br />

wechselnden Oberflächen<br />

• Einfache Montage & Inbetriebnahme<br />

• Höchste Fremdlichtbeständigkeit<br />

seiner Klasse<br />

BREITER SERIENSTART AB 2022<br />

Auf der <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> stellt die Sieb & Meyer AG die<br />

neue SD4x-Serie vor, die als Frequenzumrichter<br />

für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />

sowie als hoch-dynamische Servoverstärker<br />

eingesetzt werden können. 2022 soll die<br />

komplette Leistungspalette der SD4S-Varianten<br />

bereitstehen sowie der SD4M serienreif<br />

sein. Der SD4S wird laut Hersteller in 2022 um<br />

zusätzliche Baugrößen ergänzt, die dann den<br />

aktuellen Leistungsbereich der SD2S-Serie<br />

abdecken bzw. erweitern. Zudem werden die<br />

Möglichkeiten der SD4x-Logikplattform auch<br />

für die SD2M-Modelle zur Verfügung stehen,<br />

die sich bezüglich der Leistungselektronik auf<br />

dem neuesten Stand befinden – aus der Serie<br />

SD2M wird die Serie SD4M.<br />

www.sieb-meyer.de<br />

Robotik<br />

Elektronik-Produktion<br />

Schweißprozesse<br />

Besuchen Sie uns<br />

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

Kontaktieren Sie unsere<br />

Applikationsingenieure:<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

micro-epsilon.de/opto<br />

GEHÄUSELOSE SERVOMOTOREN FÜR INDIVIDUELLE<br />

OEM-ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />

Wittenstein Cyber Motor kündigt mit der Cyber kit<br />

line small eine neue Produktfamilie gehäuseloser<br />

Servomotoren an, die zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten<br />

für Antriebslösungen in OEM-Maschinen<br />

bietet. Der Verzicht auf Motorgehäuse und Lagerung<br />

sowie die große Zahl konfigurierbarer Auslegungsvarianten<br />

geben dem Anwender Flexibilität bei der<br />

Maschinenkonzeption. Die kompakten Abmessungen<br />

und das geringe Gewicht sorgen für eine sehr hohe Leistungsdichte. Durch<br />

das besondere Design der Statoren – 24 Einzelzähne, die in Rundform gesteckt<br />

und mit einem hohen Kupferfüllfaktor vergossen werden – erreichen die neuen<br />

Servomotoren um bis zu zehn Prozent höhere Dauerdrehmomente als vergleichbare<br />

Motoren am Markt. Sie bieten Drehzahlen von bis zu 8 000 Umdrehungen/<br />

Minute. Die Cyber kit line small wird mit Außendurchmessern von 50 und 85 mm,<br />

in drei Baulängen und den Spannungsklassen 60 und 600 V erhältlich sein.<br />

www.wittenstein.de


LEISTUNGSSTARKE TORQUE MOTOREN<br />

Die QTL-A Torque Motor-Serie von<br />

Tecnotion bekommt nun Zuwachs: die<br />

noch leistungsstärkeren QTL-A-385 und<br />

QTL-A-485 Motoren. Durch ihr kompaktes<br />

Design eignen sie sich vor allem für<br />

Applikationen, die trotz begrenztem<br />

Bauraum hohe Dauerdrehmomente<br />

erfordern. Die neuen Motoren sind in<br />

den Bauhöhen 85 und 105 mm erhältlich.<br />

Bei Verwendung der integrierten<br />

Wasserkühlung können Dauerdrehmomente<br />

von 407 bis 907 Nm erreicht<br />

werden. Kombiniert mit hohen Motorkonstanten<br />

wird ein gutes Wärmemanagement<br />

ermöglicht, wodurch ein maximaler Drehmomentbereich von 1026 bis<br />

2202 Nm erreicht werden kann. Bei Betrieb mit 480 ac (680 Vdc) liegt die<br />

Nenndrehzahl des kleinsten neuen QTL-A-385-85 Motors bei 231 U/min.<br />

www.tecnotion.de<br />

ANTRIEBSTECHNIK FÜR DIGITALE ANLAGENKONZEPTE<br />

Nord Drivesystems stellt auf der<br />

<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> Antriebslösungen für die<br />

smarte und digitale Automation vor.<br />

Bereits mit dem IE5+ Synchronmotor ist<br />

es Nord gelungen, die Verluste im<br />

Vergleich mit der aktuellen IE4-Baureihe<br />

noch einmal zu reduzieren. Der zum<br />

Patent angemeldete DuoDrive soll noch<br />

einen Schritt weiter gehen und neue<br />

Maßstäbe hinsichtlich Performance,<br />

Bauraum und Variantenreduktion<br />

setzen. Mit bis zu 92 % bietet er hohe Wirkungsgrade und erreicht laut Hersteller<br />

auch im Teillastbetrieb eine hohe Systemeffizienz. Im Bereich Frequenzumrichter<br />

präsentiert Nord gleich zwei Neuheiten: den Schaltschrankumrichter Nordac Pro<br />

SK 500P mit erweitertem Leistungsbereich bis 22 kW sowie den dezentralen Umrichter<br />

Nordac On für kleine Leistungsbereiche bis 1,0 kW.<br />

www.nord.com<br />

PRECISE IN ANY SIZE<br />

Der Getriebespezialist Nabtesco<br />

präsentiert auf der <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> sein<br />

umfangreiches Präzisionsportfolio. Das<br />

Unternehmen zeigt die Servogetriebe<br />

der Neco-Serie mit allen fünf Baugrößen<br />

(25, 42, 80, 125 und 160) sowie den<br />

beiden verfügbaren Gehäuseformen<br />

(Verschraubung von der Motor- bzw. von<br />

der Anwendungsseite). Unter dem<br />

Motto „Precise in any size“ präsentiert<br />

Nabtesco in Halle 3A an Stand 426<br />

darüber hinaus weitere Lösungen seines breitgefächerten Portfolios. Besucher<br />

können sich unter anderem auf ein Update zum Projekt „Der genaueste Roboter<br />

der Welt“ freuen. Ziel der Kooperation zwischen Nabtesco und dem Steuerungsexperten<br />

Keba ist es, Anwendern die Herstellung von Robotern mit einer Punktbzw.<br />

Bahngenauigkeit im Hundertstel-Millimeter-Bereich zu ermöglichen.<br />

www.nabtesco.de


<strong>SPS</strong> SMART <strong>2021</strong> PRODUKTION<br />

MASCHINENSICHERHEIT IN DER NAHRUNGSMITTELINDUSTRIE<br />

OPTOELEKTRONIK<br />

GUT GEKAPSELT<br />

110 MY DIGITAL FACTORY SCOUT <strong>2021</strong>/11-12 Ihr Kompass www.myfactory-magazin.de<br />

zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

Hygienegerechtes Design und Unempfindlichkeit<br />

gegenüber intensiven Reinigungsprozessen:<br />

Diese (zusätzlichen) Eigenschaften<br />

sind bei berührungslosen Sicherheitsschaltgeräten<br />

in der Lebensmittelproduktion<br />

gefragt. Optoelektronische Schaltgeräte<br />

erfüllen diese Anforderungen besser als<br />

elektromechanische. Aber sind sie auch<br />

robust genug? Das beweist ein „Crashtest“,<br />

dem gekapselte Sicherheitslichtvorhänge<br />

unterzogen wurden.<br />

In der Lebensmittelproduktion müssen Sicherheitsschaltgeräte<br />

eine zusätzliche Eigenschaft erfüllen: Hygienekonformes<br />

Design ist gefragt. Daraus ergeben sich zwei konkrete<br />

Anforderungen. Die erste: Die Schaltgeräte dürfen<br />

keine „Totzonen“ aufweisen, in denen sich Verunreinigungen<br />

absetzen können. Elektromechanische Sicherheitsschaltgeräte<br />

erfüllen diese Anforderung nicht, weil sie prinzipbedingt<br />

eine Öffnung für den Betätiger benötigen. Die<br />

zweite Anforderung: Die Schaltgeräte müssen, eben weil sie<br />

im Hygienebereich eingesetzt werden, regelmäßigen und<br />

intensiven Reinigungsvorgängen z.B. mit Heißdampf,<br />

Hochdruck-Wasserstrahl (bis 80 bar) und hochwirksamen<br />

Medien standhalten.<br />

OPTOELEKTRONISCHE SCHUTZEIN-<br />

RICHTUNGEN IM HYGIENIC DESIGN<br />

DAS TRANSPARENTE GEHÄUSE<br />

DARF AUCH BEI HOHER<br />

MECHANISCHER BEANSPRUCHUNG<br />

NICHT SPLITTERN<br />

Deshalb kommen in der Nahrungsmittelproduktion häufig<br />

Sicherheitssensoren mit geeigneten Oberflächen und gekapseltem<br />

Gehäuse zum Einsatz, wenn die Stellung von<br />

Schutztüren und -klappen überwacht werden soll. Oder –<br />

noch hygienegerechter – man verzichtet ganz auf trennende<br />

Schutzsysteme und sichert den Gefahrenbereich mit optoelektronischen<br />

Schutzeinrichtungen, d.h. mit Sicherheitslichtvorhängen<br />

und -lichtgittern, ab. Diese Sicherheitsschaltgeräte<br />

bieten zusätzliche Vorteile, weil sie freie Sicht<br />

auf den Arbeitsbereich der Maschine erlauben und zusätzliche<br />

Flexibilität in den Prozess einbringen. Allerdings muss<br />

ihre Opto-Sensorik gegenüber den hoch wirksamen Reinigungsprozessen<br />

geschützt werden. Für diese Einsatzfälle<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 111


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

01 02<br />

hat die Safety Control GmbH in Mühldorf – das Kompetenzzentrum<br />

der Schmersal Gruppe für optoelektronische Schutzeinrichtungen<br />

– die Baureihe SLC/SLG 440 IP69 entwickelt.<br />

SCHUTZGEHÄUSE FÜR DIE<br />

SCHUTZEINRICHTUNG<br />

Diese Baureihe unterscheidet sich von der Basis-Serie durch<br />

ein Schutzgehäuse, dessen Verschlusskappen, Kabeleinführungen<br />

und Befestigungsteile aus Edelstahl (V4A) gefertigt sind.<br />

Bei der transparenten Schutzröhre lag es nahe, PMMA zu verwenden,<br />

weil es eine hohe Reinigungsmittelbeständigkeit<br />

aufweist. Aus diesem Material werden marktübliche Schutzgehäuse<br />

angeboten.<br />

Allerdings ist dieser Werkstoff anfällig für Spannungsrisse bei<br />

mechanischer Beanspruchung. Und es lässt sich nicht ausschließen,<br />

dass die Gehäuse der optoelektronischen Schutzeinrichtung<br />

mechanisch hoch beansprucht werden – z.B. durch<br />

Reinigungslanzen oder durch Kontakt mit Transporthilfsmitteln.<br />

Das transparente Gehäuse muss daher so stabil sein, dass<br />

es in solchen Fällen nicht splittert. Wenn das geschieht, wäre eine<br />

Kontamination der Produktion die Folge, und die wiederum<br />

hätte einen Produktionsstopp oder gar Rückrufe zur Konsequenz.<br />

Aus diesem Grund entschieden sich die Konstrukteure<br />

für Polycarbonat (PC), das mechanisch höher belastbar ist. Ein<br />

mehrfaches, d.h. außen- und innenliegendes Dichtungssystem<br />

sorgt für eine gründliche Abdichtung.<br />

MECHANISCHE BELASTBARKEIT<br />

AUF DEM PRÜFSTAND<br />

Die mechanische Belastbarkeit, insbesondere die Bruchfestigkeit<br />

dieses Gehäuses, wurde in Testreihen nachgewiesen – in Zusammenarbeit<br />

mit Coppenrath & Wiese, einem führenden Hersteller<br />

von tiefgekühlten Backwaren. Das Unternehmen setzt in einigen<br />

Bereichen der Produktion hygienegerechte optoelektronische<br />

Schutzeinrichtungen ein und favorisiert hier die Baureihe SLC/<br />

SLG 440 IP69.<br />

In einem ersten Test wurden mehrere Gehäuse auf feste Gegenstände<br />

(Tisch, Schraubstock) geschlagen. Außerdem wurden die<br />

Gehäuse mit Hammerschlägen bearbeitet. Das Ergebnis: Keine<br />

der Schutzhüllen zeigte Absplitterungen. Es kam nur zu Kratzspuren<br />

auf der Oberfläche. Beim zweiten Test wurden Gehäuse<br />

unter Lastaufbringung in einen Schraubstock gespannt, bis ihr<br />

Durchmesser nur noch rund 30 Prozent des Ursprungswertes betrug.<br />

Die starke Verformung führte zur Trübung der transparenten<br />

Schutzrohre, aber ebenfalls nicht zu Absplitterungen. Drittens<br />

wurden Schutzrohre mit einem spitzen Gegenstand – einem<br />

ANGESICHTS DER ANFORDERUNGEN, DIE IN DER LEBENSMITTEL-<br />

VERARBEITUNG GESTELLT WERDEN, IST ES FÜR ANWENDER RATSAM,<br />

KOMPLETTE GEKAPSELTE BWS-EINHEITEN ZU BEZIEHEN UND NICHT<br />

KONVENTIONELLE SYSTEME IM DO-IT-YOURSELF-VERFAHREN MIT<br />

EINER SCHUTZRÖHRE ZU VERSEHEN. NUR SO IST SICHERGESTELLT,<br />

DASS TATSÄCHLICH DIE HOHE SCHUTZART IP69 ERREICHT WIRD.<br />

Klaus Schuster, Geschäftsführer der Safety Control GmbH, Schmersal Gruppe<br />

112 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

03<br />

01 Weil sie ohne mechanische<br />

Betätiger auskommen, sind Sicherheitssensoren<br />

für den Einsatz in Hygienebereichen<br />

besser geeignet als<br />

elektromechanische Sicherheitsschalter<br />

02 Transparente Schutzhülle<br />

aus schlagfestem Polycarbonat,<br />

Verschlusskappe mit doppeltem<br />

Dichtungssatz sowie Verschraubung<br />

und Befestigung aus Edelstahl V4A –<br />

die Baureihe SLC/ SLG 40 IP69K wurde<br />

für die Anforderungen der Nahrungsmittelindustrie<br />

entwickelt<br />

03 Belastungstest für die Schutzhülle<br />

eines hygienegerechten Sicherheits-<br />

Lichtvorhangs: Das Gehäuse verformt<br />

sich ganz erheblich, splittert aber nicht<br />

– damit ist es für Anwendungen in der<br />

Lebensmittelproduktion bestens<br />

geeignet<br />

Körner – bearbeitet. Hier gelang es zwar, kraterförmige Kegel in<br />

das Gehäuse zu schlagen. Aber auch bei diesem Test wurden keine<br />

Splitter aus der Schutzhülle gelöst.<br />

TESTS BESTANDEN – FÜR DIE<br />

LEBENSMITTELPRODUKTION GEEIGNET<br />

DIE SICHERHEITSLICHTVORHÄNGE<br />

SIND NICHT NUR HYGIENE-<br />

GERECHT UND ROBUST, SONDERN<br />

AUCH ANWENDERFREUNDLICH<br />

Diese Ergebnisse sind umso überzeugender, als bei Vergleichstests<br />

mit mehreren Wettbewerbsprodukten (Schutzhüllen von<br />

Sicherheitslichtvorhängen) ausnahmslos Absplitterungen festgestellt<br />

wurden, die in der Lebensmittelproduktion nicht akzeptabel<br />

sind. Als Konsequenz der Testreihen haben die Betriebstechniker<br />

der Conditorei Coppenrath & Wiese die Sicherheitslichtvorhänge<br />

der Serie SLC 440 IP69 als Standard für entsprechende<br />

Anwendungsfälle definiert und dies in die Ausschreibungsunterlagen<br />

für Neuanlagen aufgenommen. Außerdem wird<br />

die Umrüstung von bestehenden Anlagen geprüft.<br />

BWS MIT VIELEN ZUSATZFUNKTIONEN<br />

Basis der getesteten hygienegerechten Sicherheitssensoren sind<br />

die Standardserien SLC/SLG 440 bzw. 440 COM. Diese berührungslos<br />

wirkenden Schutzeinrichtungen (BWS) bieten dem<br />

Anwender zahlreiche nützliche Zusatzfunktionen wie z.B. doppelte<br />

Quittierung und Schützkontrolle. Eine integrierte Strahlausblendung<br />

schafft die Möglichkeit, bewegliche Teile durch<br />

das Schutzfeld zu führen, ohne ein Stopp-Signal auszulösen.<br />

Eine weitere praxisgerechte Funktion ist die Verschmutzungsanzeige.<br />

Wenn das Signal der Sensoren schwächer wird, erfolgt<br />

eine optische Warnmeldung. Der Anwender kann dann eingreifen,<br />

bevor ungeplante Anlagenstopps auftreten. Außerdem<br />

unterstützen die Sensorpaare den Anwender mit einer optischen<br />

Einrichthilfe wirkungsvoll bei der Installation. Die Parametrierung<br />

ohne externe Hilfsmittel, d.h. ohne PC und Software,<br />

erleichtert ebenfalls die Inbetriebnahme. Die integrierte<br />

Bluetooth-Schnittstelle visualisiert auf einem Smartphone oder<br />

Tablet alle Statusanzeigen und Funktionseinstellungen. Überdies<br />

wird die Schalthäufigkeit ermittelt und ein Betriebsstundenzähler<br />

kann für eine vorausschauende Wartung sinnvoll<br />

genutzt werden. Damit sind die SLC/SLG 440 IP69 nicht nur<br />

hygienegerecht und mechanisch robust, sondern auch sehr<br />

anwenderfreundlich und flexibel im Betrieb.<br />

Bilder: 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 />

AUTOR<br />

Klaus Schuster, Geschäftsführer<br />

der Schmersal-Tochtergesellschaft Safety<br />

Control GmbH, Mühldorf/Inn<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

bit.ly/2ZJJZXD<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 113


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

114 MY FACTORY <strong>2021</strong>/07-08 www.myfactory-magazin.de


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

DIGITALISIERUNG ALS<br />

GANZHEITLICHER ANSATZ<br />

Moderne Informationstechnologien wie Cloud, künstliche<br />

Intelligenz oder das Internet der Dinge sind heute schon<br />

allgegenwärtig. Kurzum: An <strong>Digital</strong>isierung führt (fast) kein Weg<br />

vorbei. Der Automobil- und Industriezulieferer Schaeffler nimmt<br />

hier eine Vorreiterrolle ein und hat begonnen, seine gesamte<br />

Wertschöpfungskette zu optimieren. Wir sprachen<br />

mit Roberto Henkel, Leiter <strong>Digital</strong>isierung und Operations IT über<br />

die Herausforderungen, Hürden und die Potenziale.<br />

Herr Henkel, in einer sich rasch<br />

wandelnden Welt schneller und<br />

flexibler auf aktuelle Entwicklungen<br />

reagieren zu können, ist<br />

eine wesentliche Motivation für<br />

Schaeffler, Prozesse in allen<br />

Unternehmensbereichen zu<br />

digitalisieren. Wo sind Sie<br />

gestartet? Wo wollen Sie hin?<br />

Transformationsprozesse sind<br />

komplex und erfordern ein<br />

neues Mindset. Wie setzt<br />

Schaeffler das um?<br />

Welche technologischen Hürden<br />

mussten Sie auf dem Weg<br />

überwinden?<br />

Seit 2016 verfolgen wir unsere „<strong>Digital</strong>e Agenda“, die uns als Strategie und<br />

struktureller Leitfaden dient. Das war der große Startpunkt und inzwischen<br />

befinden wir uns mitten in einem der größten Transformationsprozesse,<br />

die das Unternehmen je durchlaufen hat. Die <strong>Digital</strong>isierung nimmt auch<br />

in unserer aktuellen Unternehmensstrategie „Roadmap 2025“ eine zentrale<br />

Rolle ein. Im spartenübergreifenden Teilprogramm „<strong>Digital</strong>ization & IT“<br />

ist die Neugestaltung unserer Prozesse für das digitale Zeitalter mittels<br />

datengesteuerter Erkenntnisse und modernster IT-Lösungen festgelegt.<br />

Wenn ich konkret auf unsere mehr als 70 produzierenden Werke weltweit<br />

und die globale Supply Chain schaue, dann liegt der Fokus darauf, noch<br />

agiler, flexibler und effizienter zu werden. Auch in den Bereichen<br />

Innovation und Nachhaltigkeit sehen wir Optimierungspotenziale<br />

durch die <strong>Digital</strong>isierung.<br />

Das stimmt, bei der Transformation durch <strong>Digital</strong>isierung kann man nicht<br />

nur die technologischen Aspekte betrachten. Gleichermaßen wichtig ist<br />

die damit einhergehende Veränderung von Arbeitsprozessen hin zu<br />

agileren Strukturen und Ansätzen. Dies bricht teilweise mit den klassischen<br />

Vorgehensmodellen, Prozessen und Organisationsformen, die wir in einer<br />

sehr ingenieurgeprägten Kultur bei Schaeffler kennen. Daher arbeiten wir<br />

in digitalen Projekten immer in crossfunktionalen Teams nach agilen<br />

Prinzipien und verankern so das digitale Mindset mehr und mehr in der<br />

Organisation – flankiert durch zahlreiche Weiterbildungsmaßnahmen.<br />

<strong>Digital</strong>isierung ist erst dann erfolgreich, wenn auf Basis von Daten Mehrwert<br />

gewonnen wird. Um Daten in ausreichender Granularität, Qualität und<br />

Menge dafür zu generieren, braucht es eine durchgängige Konnektierung<br />

vom Lieferanten bis zum Kunden. Die sehr heterogenen System- und<br />

Prozesslandschaften stellen eine große Hürde dar. Über Jahre etablierte<br />

IT- und OT-Infrastrukturen müssen zu einer hoch skalierbaren cloudbasierten<br />

Architektur umgebaut werden.<br />

www.myfactory-magazin.de Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> MY <strong>2021</strong> FACTORY DIGITAL <strong>2021</strong>/07-08 SCOUT 115


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

Konnten Sie alle Herausforderungen<br />

aus eigener<br />

Kraft meistern?<br />

Welche Herausforderungen<br />

stellt die <strong>Digital</strong>isierung<br />

bereits bestehender<br />

Produktionsbereiche?<br />

Welche Rolle spielt für Sie der<br />

Mensch in einer digitalisierten<br />

Produktion?<br />

Was bedeutet die zunehmende<br />

<strong>Digital</strong>isierung für den<br />

Produktionsverantwortlichen?<br />

Wie verändert sich sein<br />

Berufsbild? Welche Fähigkeiten<br />

bzw. Zusatzqualifikationen<br />

sind gefragt?<br />

Was würden Sie Produktionsverantwortlichen<br />

raten, die sich<br />

auf den Weg der <strong>Digital</strong>isierung<br />

machen? Worauf sollten sie<br />

Ihrer Erfahrung nach besonders<br />

achten?<br />

Welche konkreten Vorteile hat<br />

die <strong>Digital</strong>isierung in Ihrer<br />

Produktion bisher erschlossen?<br />

Eine digitale Transformation gelingt nur gemeinsam mit starken Partnern.<br />

Die eigenen Kapazitäten und Kompetenzen sind nicht ausreichend, eine<br />

solch technisch und organisatorisch komplexe Transformation erfolgreich<br />

umzusetzen. Daher arbeiten wir sehr stark mit Partnern und in Netzwerken<br />

zusammen.<br />

Im sogenannten „Brownfield“ stehen neueste Anlagen auch mal neben<br />

mehr als 25 Jahre alten Anlagen. Dort durchgehend Daten zu erheben, ist<br />

technisch komplex. Eine weitere Herausforderung stellt sich zum Beispiel<br />

bei der Integration von autonomen Transportsystemen, denn in älteren<br />

Infrastrukturen finden sie oft schmale Gänge, verwinkelte Fahrwege, etc.<br />

Das bedeutet zusätzlichen Aufwand.<br />

Der Mensch ist nach wie vor ein zentraler und sogar immer wichtiger<br />

werdender Teil des Wertschöpfungssystems. Allerdings muss er die technisch<br />

komplexer werdenden Systeme beherrschen, bedienen und optimieren<br />

können. Der Anteil an wiederkehrenden Standardtätigkeiten wird durch<br />

Automatisierung und Autonomisierung deutlich geringer. Dadurch steigt<br />

das Anforderungsprofil bei den Mitarbeitenden, sich stetig auch in einem<br />

durch neue Technologien geprägten Umfeld kontinuierlich weiter zu<br />

qualifizieren.<br />

Heute treffen Produktionsverantwortliche wesentliche Entscheidungen auf<br />

Basis von Daten des Vortags, der Vorwoche – also aus der Vergangenheit – und<br />

mit Hilfe ihres Erfahrungswissens. Mit der <strong>Digital</strong>isierung werden Entscheidungen<br />

auf Basis von Echtzeitdaten und sogar darauf aufbauenden Simulationen<br />

von Zukunftsszenarien möglich. So verlassen Produktionsverantwortliche<br />

ihre bisherige Rolle der „Feuerwehr“, die ad hoc Probleme lösen muss und<br />

werden zu „Dirigenten“ der Wertschöpfung. Generell werden dabei nahezu<br />

alle Berufsbilder mit dem zunehmenden Einsatz von IT- und Software-<br />

Technologien konfrontiert. Die Qualifikation, diese zu verstehen und zu<br />

nutzen, wird eine Grundvoraussetzung in der Produktion werden.<br />

Mit kleinen Projekten auf dem Shopfloor anfangen, wäre mein erster Rat. Die<br />

Idee, künstliche Intelligenz löst mir auf Anhieb mein komplexestes Problem,<br />

kann leicht unüberschaubar und folglich unbeherrschbar werden. Weiterhin<br />

ist es wichtig, zu verstehen, dass konsistente und qualitativ hochwertige Daten<br />

eine essenzielle Basis für eine erfolgreiche digitale Transformation sind.<br />

Mein zweiter Rat wäre daher, sich sehr früh mit dem Thema Datenerfassung,<br />

Datenintegration und Datentechnologie zu beschäftigen und in diesem<br />

Feld Kompetenz aufzubauen.<br />

Das wird offensichtlich, wenn wir auf die „harten Fakten“, also die operativen<br />

KPI, schauen: In bestimmten Technologien konnten wir durch <strong>Digital</strong>isierungsprojekte<br />

die Verfügbarkeit und den Output von Anlagen um mehr als zehn<br />

Prozent steigern. Auch die Qualitätskosten und Ausschussraten haben wir an<br />

einigen Stellen mit zehn bis teilweise sogar 30 Prozent weniger Nacharbeitskosten<br />

deutlich beeinflussen können. Und natürlich bieten flexible Automatisierungskonzepte<br />

mit Cobots und AGV ebenfalls Potenzial für eine gesteigerte<br />

Produktivität. Hier erzielen wir im Durschnitt einen ROI in weniger<br />

als zwei Jahren.<br />

116 MY DIGITAL FACTORY SCOUT <strong>2021</strong>/07-08 Ihr Kompass www.myfactory-magazin.de<br />

zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


MY <strong>SPS</strong> STORY <strong>2021</strong><br />

Wo stehen Sie heute, und<br />

wie geht die Reise weiter?<br />

Sie leben die <strong>Digital</strong>isierung<br />

ja nicht nur selbst, in Ihrer<br />

eigenen Produktion, sondern<br />

unterstützen Firmen auch<br />

dabei, diesen Schritt zu gehen.<br />

Wie sieht das aus?<br />

Wir haben in den letzten vier Jahren deutliche Fortschritte bei der<br />

Implementierung digitaler Lösungen in unserer Produktion gemacht.<br />

Viele Grundlagenprojekte sind abgeschlossen und wir beginnen, Lösungen<br />

nun global in unserem Produktionsverbund zu skalieren. In den nächsten<br />

zwei bis drei Jahren werden wir uns stark auf die <strong>Digital</strong>isierung unserer<br />

Supply Chain fokussieren. Dort sehen wir massives Potenzial und wollen<br />

nicht nur unseren Werkeverbund vernetzen, sondern auch unsere Lieferanten<br />

und Kunden einbeziehen. Ziel ist eine ganzheitliche Optimierung entlang<br />

der Wertschöpfungskette.<br />

Ein sehr gutes Beispiel dafür, wie auch andere Unternehmen von unseren<br />

Erfahrungen mit <strong>Digital</strong>isierung in der Produktion profitieren können, sind<br />

die Produkte unserer Tochtergesellschaft Schaeffler <strong>Digital</strong> Solutions. Die<br />

dort entwickelten, webbasierten Software-Lösungen können durch ihre<br />

hohe Kompatibilität mit vorhandenen Systemen, Sensoren und Steuerungen<br />

Daten aus nahezu jeder Maschine und Produktionsanlage erfassen. Verarbeitet<br />

zu Informationen können sie die Produktivität der Produktion sowie die<br />

Qualität der Produkte erhöhen. Die Software-Lösungen von Schaeffler <strong>Digital</strong><br />

Solutions werden kontinuierlich auf Basis der Erkenntnisse in der eigenen<br />

Produktion weiterentwickelt und sind mittlerweile auf allen Kontinenten an<br />

mehr als 10 000 Maschinen weltweit auch bei externen Kunden im Einsatz.<br />

Bilder: Schaeffler<br />

DAS INTERVIEW FÜHRTE DIPL.-ING. (FH) NICOLE STEINICKE,<br />

CHEFREDAKTEURIN MY FACTORY.<br />

www.schaeffler.de<br />

NETZWERKEN ALS DIGITALISIERUNGSTREIBER<br />

Um die digitale Transformation erfolgreich voranzutreiben, setzt Schaeffler auf die Zusammenarbeit mit Partnern und<br />

in Netzwerken. Aktuell ist das Unternehmen dem Forschungscampus ARENA 2036 beigetreten. An dieser Innovationsplattform<br />

beteiligen sich über 40 Partner, bestehend aus Universitäten, Hochschulen, Forschungsinstitutionen sowie<br />

einem breiten Spektrum an Unternehmen. Eine flexible Fabrikhalle am Campus der Universität Stuttgart dient als<br />

offener Co-Working-Space. Das Ziel: Die Produktion der<br />

Zukunft in unterschiedlichen Projekten zu entwickeln und zu<br />

pilotieren. Forschungsbereiche der ARENA 2036 sind unter<br />

anderem adaptive Produktionsverfahren sowie die <strong>Digital</strong>isierung<br />

der Produktion – beispielsweise mittels digitaler<br />

Zwillinge, 5G, künstlicher Intelligenz sowie Big Data.<br />

„Die ARENA 2036 ist die perfekte Ergänzung zu den Projekten<br />

und Initiativen, die wir in den eigenen Fabriken vorantreiben.<br />

Gerade im Bereich der <strong>Digital</strong>isierung in der Produktion sehen<br />

wir viele Möglichkeiten, die Effizienz und Agilität in den<br />

Werken weiter zu steigern und unsere Fertigungsexzellenz<br />

auf ein neues Niveau zu heben“, so <strong>Digital</strong>isierungsexperte<br />

Roberto Henkel.<br />

www.myfactory-magazin.de Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> MY <strong>2021</strong> FACTORY DIGITAL <strong>2021</strong>/07-08 SCOUT 117


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

DER DIGITALE ZWILLING MACHT‘S MÖGLICH<br />

DIE MACHT DER DATEN<br />

PRODUKTIV NUTZEN<br />

Der digitale Zwilling ist ein Schlüsselelement<br />

der Industrie 4.0. Er ermöglicht die einfache<br />

Erfassung und den Austausch von Daten, den<br />

unbeschränkten Zugang zu einer erheblich<br />

größeren Informationsvielfalt als bisher und<br />

eine beispiellose Interoperabilität. Für die<br />

Produktion ergeben sich damit völlig neue<br />

Möglichkeiten.<br />

Ein typisches modernes industrielles Gerät hinterlässt eine<br />

beträchtliche Spur digitaler Daten. Dazu gehören CAD-<br />

Zeichnungen und Simulationen aus der Konstruktionsphase,<br />

Informationen über den Standort, verbundene<br />

Geräte und die Konfiguration aus der Integrationsphase sowie<br />

anschließend erfasste Nutzungs-, Diagnose- und Wartungsdaten.<br />

Neben solchen bestimmbaren, messbaren oder beobachtbaren<br />

Daten können mithilfe von Algorithmen auch nicht beobachtbare<br />

Parameter (tatsächliche und vorhergesagte) errechnet bzw.<br />

simuliert werden.<br />

Diese Daten und Algorithmen liegen typischerweise bereits an<br />

verschiedenen Orten oder in verschiedenen Formaten vor.<br />

Wären diese von einem virtuellen Verzeichnis – dem digitalen<br />

Zwilling – aus zugänglich, erhielte man ein umfassendes digitales<br />

Bild des physischen Geräts. Da es sich hierbei um mehr als nur<br />

eine statische Beschreibung handelt, können die Informationen<br />

auch verwendet werden, um das Verhalten des physischen<br />

Objekts zu simulieren. 3D-Visualisierungstools ermöglichen zudem<br />

eine virtuelle Inspektion und Beobachtung und verbessern<br />

so das Verständnis und das Wissen über die Ausrüstung.<br />

ABBILD EINES REALEN GERÄTS ODER SYSTEMS<br />

Der digitale Zwilling gilt als Abbild eines realen Geräts oder Systems,<br />

das mit Live-Daten versehen und durch Simulation unter<br />

anderem für die Leistungsoptimierung und vorausschauende Wartung<br />

verwendet werden kann. Dabei ist der digitale Zwilling aber<br />

mehr als nur ein virtueller Prototyp für Simulationen. Werden die<br />

richtigen Technologien und eine offene Kommunikationstechnik<br />

eingesetzt, bietet er deutliche Kosteneinsparungen und kann<br />

neue Geschäftsmodelle eröffnen.<br />

Der Schlüssel zu den verschiedenen Aspekten eines digitalen Zwillings<br />

ist die Verbindung von einem gemeinsamen digitalen Verzeichnis<br />

zu Daten, die an verschiedenen Orten gespeichert sind. Indem<br />

er auf Daten aus dem gesamten Produktlebenszyklus zugreift,<br />

118 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

DER DIGITALE ZWILLING<br />

BEGLEITET ZUM BEISPIEL EINEN<br />

FREQUENZUMRICHTER ODER<br />

EINEN ELEKTROMOTOR VOM<br />

ENGINEERING ÜBER DIE<br />

PRODUKTION UND DEN BETRIEB<br />

BIS ZUR MODERNISIERUNG.<br />

Michael Klipphahn, Entwicklungsleiter<br />

Industrie 4.0 bei ABB Motion Deutschland<br />

ein Gerät odergrößere Systeme möglichst umfassend und einheitlich zugänglich.<br />

Beispiele sind Konstruktionsdaten, Modelle, Simulationen, historische<br />

Betriebsdaten und aktuelle Informationen von Sensoren. Statt der<br />

Daten selbst kann der digitale Zwilling auch Referenzen und Zugriffe enthalten,<br />

die beschreiben, wie und wo entsprechende Daten abgelegt sind.<br />

Der digitale Zwilling begleitet zum Beispiel einen Frequenzumrichter<br />

oder einen Elektromotor vom Engineering über die Produktion und den<br />

Betrieb bis zur Modernisierung. Auf Grundlage dieser umfangreichen<br />

Informationen kann ein Gerät in einer realen Umgebung mit realen Parametern<br />

simuliert, Produktverbesserungen können durchgeführt oder<br />

Defekte vorhergesagt werden, ohne das eigentliche Gerät zu benötigen.<br />

Abhängig von der jeweiligen Anwendung lassen sich für das betreffende<br />

Gerät, den Prozess oder das System aus einzelnen digitalen Zwillingen<br />

größere Modelle bilden, die wieder digitale Zwillinge sind.<br />

Ein Beispiel für eine umfangreiche Lösung ist der ABB Ability <strong>Digital</strong><br />

Powertrain. Der digitale Antriebsstrang beinhaltet cloudbasierte Services,<br />

um den Zustand von Motoren, Frequenzumrichtern und mechanischen<br />

Kraftübertragungskomponenten, aber auch von Kreiselpumpen und Lüftern<br />

ganzheitlich zu überwachen. Der Anwender hat so volle Transparenz<br />

bei allen Parametern des Antriebsstrangs und kann damit Wartungsmaßnahmen<br />

effizienter planen.<br />

Das Konzept des digitalen Antriebsstrangs umfasst Geräte, Software und<br />

Services. Jeder physische Antriebsstrang einschließlich seiner Komponenten<br />

und Anwendungen kann Daten an die Cloud senden, die dem Bedienpersonal<br />

anschließend auf einem Dashboard angezeigt werden. Auf einer<br />

weiteren Stufe können Services für die Zustandsüberwachung und vorausschauende<br />

Wartung genutzt werden, um Support- und Reparaturempfehkann<br />

der digitale Zwilling die Daten bereitstellen, die für<br />

die verschiedenen Anwendungen erforderlich sind.<br />

Als Konzept beschreibt der digitale Zwilling Gerätetypen<br />

sowie ihreEigenschaften und Funktionen. Durch<br />

Strukturierung und Vernetzung einzelner Gerätetypen<br />

oder deren Instanzen werden größere Systeme abgebildet.<br />

Der digitale Zwilling macht damit Daten rund um<br />

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Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 119


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

01<br />

01 Ein wesentliches Element des digitalen<br />

Antriebsstrang ist die Überwachung; jeder<br />

Antriebsstrang mit allen seinen Komponenten<br />

sendet Messdaten an die Cloud, die dem Bediener<br />

dann angezeigt werden<br />

02 Die Zustandsüberwachung des Antriebsstrangs<br />

bietet Anlagenbetreibern die Möglichkeit,<br />

die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und<br />

Effizienz ihrer Antriebskomponenten zu verbessern<br />

03 Der Service ABB Ability Condition-Based<br />

Maintenance warnt frühestmöglich vor Störungen,<br />

die zu einem vorzeitigen Ausfall eines Frequenzumrichters<br />

führen können<br />

02<br />

03<br />

ZUSTANDSORIENTIERTE WARTUNG<br />

VON FREQUENZUMRICHTERN<br />

Mithilfe digitaler Zwillinge wird ein Abbild der Realität geschaffen.<br />

Je mehr Daten es gibt, desto fundierter ist die Datenanalyse.<br />

Ein Beispiel hierfür ist ABB Ability Condition-Based Maintenance.<br />

Dieser Service für Frequenzumrichter warnt frühestmöglich<br />

vor Störungen, die zu einem vorzeitigen Ausfall eines Antriebs<br />

führen könnten. Anwendungsgebiete sind vor allem Antriebe<br />

in kritischen Prozessen, bei denen ungeplante Anlagenstillstände<br />

teuer sind. ABB Ability Condition-Based Maintenance<br />

überwacht den Zustand von Frequenzumrichtern und schätzt<br />

die Restlebensdauer der Schlüsselkomponenten ein.<br />

Bei einem Anwender in der Stahlverarbeitung hat sich die zustandsbasierte<br />

Wartung in der Praxis bewährt. Die leistungselektronischen<br />

Bauteile des Antriebs einer Walzanlage wurden im<br />

Betrieb so stark beansprucht, dass der Antrieb ausfiel. Mithilfe<br />

von ABB Ability Condition-Based Maintenance konnte ermittelt<br />

werden, dass der Defekt infolge übermäßiger zyklischer Belastung<br />

entstand und das Bauteil bei weiterer Anwendung unter dieser<br />

Belastung alle fünf Jahre ausgetauscht werden müsste. Dieses<br />

Wissen ermöglichte es, entsprechende Maßnahmen zu ergreifen,<br />

um einen weiteren ungeplanten Ausfall zu verhindern.<br />

Dieses Praxisbeispiel zeigt, dass sich ungeplante Ausfälle dank<br />

Datentransparenz und direkt nutzbarer Analyse der Antriebsdaten<br />

vermeiden lassen. Störungen im Betrieb der Antriebstechnik<br />

können damit einfach identifiziert und geplant behoben werden.<br />

Bilder: ABB<br />

www.abb.com<br />

lungen auf Basis der fortschreitenden Beanspruchung und des<br />

tatsächlichen Verschleißes zu geben. Die Abbilder der einzelnen<br />

Elemente desdigitalen Antriebsstrangs und auch das Abbild des<br />

gesamten Antriebsstrangs sind in diesem Sinne digitale Zwillinge<br />

und können zum Beispiel als Basis für weitere Datenanalysen<br />

dienen.<br />

Mithilfe von Datenaggregation und -analyse lässt sich ein genaues<br />

Bild von der Ausrüstung der Maschinen und Anlagen generieren<br />

und der Betrieb sicherer, zuverlässiger und effizienter<br />

gestalten. Der digitale Antriebsstrang ermöglicht so vollständige<br />

Transparenz über den Zustand und das Leistungspotenzial aller<br />

Antriebskomponenten und somit auch der Maschine und Anlage.<br />

AUTOR<br />

Michael Klipphahn, Entwicklungsleiter<br />

Industrie 4.0 bei ABB Motion Deutschland<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

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120 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

UNTERWEISUNG VON ELEKTROFACHKRÄFTEN<br />

MIT E-LEARNING IMMER UP TO DATE<br />

Die Unterweisung von Arbeitnehmern im Allgemeinen sowie<br />

Elektrofachkräften im Speziellen ist in Deutschland stark reglementiert.<br />

Aufgrund der zahlreichen Vorschriften fällt es vielen Unternehmen<br />

schwer, die entsprechenden Anforderungen in der Praxis effizient<br />

zu erfüllen. Am Beispiel der Umsetzung bei Phoenix Contact wird<br />

verdeutlicht, welche Rahmenbedingungen verbindlich einzuhalten sind<br />

und auf welche Weise dies erfolgen kann.<br />

122 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


B<br />

ei der Unterweisung von Elektrofachkräften steht neben<br />

der Sicherheitsunterweisung auch der Erhalt der Fachkunde<br />

im Fokus. Dabei ist klar, dass die Inhalte zu den<br />

Tätigkeiten der Mitarbeitenden passen müssen, um die<br />

erforderlichen Ziele zu erreichen. Doch die Elektrofachkräfte<br />

führen verschiedene Tätigkeiten in den Unternehmen aus. Das<br />

bedeutet, dass von der elektrischen Installation über die Instandhaltung<br />

von Maschinen bis zu Prüfungen in Laborumgebungen<br />

zahlreiche unterschiedliche Arbeiten mit jeweils individuellen<br />

Anforderungen zu betrachten sind.<br />

Mit einer regelmäßigen Schulung auf die Bedürfnisse aller<br />

Elektrofachkräfte einzugehen, hat sich bei Phoenix Contact als<br />

eine nicht zufriedenstellende Lösung erwiesen. Denn aus organisatorischen<br />

Gründen wird in der Regel versucht, möglichst viele<br />

Elektrofachkräfte in einer Schulung zusammenzufassen. Darunter<br />

leidet der Lernerfolg der einzelnen Mitarbeitenden – nicht<br />

nur wegen der oftmals großen Gruppen, sondern weil auch die<br />

Inhalte allgemeiner behandelt werden. Gerade Elektrofachkräfte,<br />

die in speziellen Bereichen tätig sind – beispielsweise in Prüf-<br />

laboren –, werden häufig mit Inhalten konfrontiert, die für ihre<br />

tägliche Arbeit nicht relevant sind. Mit über 1000 ernannten Elektrofachkräften<br />

befasst sich Phoenix Contact seit langem mit<br />

diesen Herausforderungen.<br />

ERHALT DER FACHKUNDE DURCH ZYKLISCH<br />

STATTFINDENDE SCHULUNGEN<br />

Während die jährliche Sicherheitsunterweisung für Elektrofachkräfte,<br />

die übliche Themen wie Allgemeinverhalten oder Brandschutz<br />

umfasst, schon seit Jahren über eine digitale Unterweisungssoftware<br />

durchgeführt wird, wurde für den Erhalt der<br />

Fachkunde bislang ein anderer Ansatz gewählt: Über eine zyklisch<br />

stattfindende Präsenzschulung wurden die Elektrofachkräfte<br />

im Turnus von vier bis fünf Jahren auf den neuesten Stand<br />

gebracht. Die Schulungsinhalte konzentrieren sich dabei einerseits<br />

auf die Vertiefung von Fachwissen und aktuellen Themen.<br />

Auf der anderen Seite erörterten die Referenten Änderungen von<br />

Normen und Gesetzen.<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 123


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

01<br />

01 Bei den Unterweisungen müssen die unterschiedlichen<br />

Tätigkeiten von Elektrofachkräften berücksichtigt werden<br />

02 Von Elektrofachkräften wird erwartet, dass sie aktuelle<br />

Bestimmungen und Normen kennen<br />

03 <strong>Digital</strong>e Formate unterstützen bei der Unterweisung<br />

04 Bei allen digitalen Lösungen muss der fachliche Austausch<br />

stets sichergestellt werden<br />

03<br />

02<br />

04<br />

Um den individuellen Ansprüchen gerecht zu werden, wurde die<br />

fünfstündige Schulung in zwei Teile segmentiert. Inhalt des ersten<br />

Teils waren grundlegende Themen, die für sämtliche Elektrofachkräfte<br />

wichtig sind. Im zweiten Teil vermittelten die<br />

Referenten anschließend die für die verschiedenen Zielgruppen<br />

maßgeblichen Informationen. Differenziert wurde dazu<br />

zwischen Elektrofachkräften, die im Produktmarketing, Labor,<br />

dem technischen Support oder der Entwicklung beschäftigt sind,<br />

sowie den Elektrofachkräften aus produktionsnahen Bereichen,<br />

zum Beispiel Instandhaltung oder Facility Management.<br />

In Verbindung mit der Betreuung durch nachgeordnete verantwortliche<br />

Elektrofachkräfte, die für einen definierten Bereich die<br />

Schnittstelle zur gesamtverantwortlichen Elektrofachkraft bilden,<br />

wurde der Erhalt der Fachkunde durch die beschriebene zyklische<br />

Unterweisung bis dato grundsätzlich gut sichergestellt. Als<br />

verbesserungswürdig stellten sich allerdings der hohe Aufwand<br />

für die Organisation der Präsenzseminare an den unterschiedlichen<br />

Standorten des Unternehmens sowie die trotz der Einteilung<br />

in verschiedene Zielgruppen geringe Individualisierung der<br />

Lerninhalte heraus.<br />

GERINGERER FACHLICHER AUSTAUSCH<br />

BEI ONLINE-SEMINAREN<br />

Da 2020 aufgrund der Corona-Pandemie keine Präsenzseminare<br />

veranstaltet werden konnten, war eine kurzfristige Lösung zu<br />

finden, damit die Unterweisung der Elektrofachkräfte garantiert<br />

ist. Die Wahl fiel hier auf Online-Seminare, wobei zunächst die<br />

Inhalte der bisherigen Schulungen übernommen wurden. Das<br />

neue Online-Medium brachte einige Vorteile mit sich: Beispielsweise<br />

vereinfachte sich die Organisation, weil mehr Teilnehmer<br />

gleichzeitig geschult werden können. Außerdem entfiel der<br />

Reiseaufwand, um alle Phoenix-Contact-Standorte zu bedienen.<br />

DIE PRAXIS ZEIGT, DASS EINE<br />

UNTERNEHMENSSPEZIFISCHE<br />

UNTERWEISUNGSLÖSUNG<br />

DIE ANFORDERUNGEN AM<br />

BESTEN ERFÜLLT<br />

Es zeigte sich jedoch eine gewisse Hemmung, während der<br />

Online-Schulung Fragen zu stellen, und der fachliche Austausch<br />

war eingeschränkt. Wegen dieser Schwächen beschlossen die<br />

Verantwortlichen, dass die Online-Seminare nur als Übergangslösung<br />

in Frage kommen.<br />

In einem gemeinsamen Projekt suchte die Weiterbildungs-<br />

Abteilung gemeinsam mit den verantwortlichen Elektrofachkräften<br />

daher nach einem neuen, zukunftsfähigen Konzept. Relativ<br />

schnell wurde die Verwendung von E-Learnings als passendes<br />

Medium identifiziert. Da am Markt keine geeignete Unterweisungslösung<br />

gefunden wurde, fiel die Entscheidung, in Koopera-<br />

124 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

tion mit dem unternehmenseigenen Competence Center Services<br />

(CCS) eine Lösung zu entwickeln. Das Competence Center<br />

Services hat sich schon seit vielen Jahren als Beratungs- und<br />

Serviceanbieter für externe Kunden mit dem Schwerpunkt<br />

Sicherheit am Markt etabliert. Weil sich das CCS-Team unter anderem<br />

auf die elektrische Sicherheit in Unternehmen fokussiert,<br />

war das notwendige Know-how bereits vorhanden. Im nächsten<br />

Schritt erstellten die CCS-Mitarbeitenden ein Konzept für die<br />

E-Learnings, die über das zentrale Lernmanagement-Tool an<br />

sämtliche Elektrofachkräfte verteilt werden sollen.<br />

E-LEARNINGS FÜR EIN INDIVIDUELLES LERNEN<br />

Die E-Learnings wurden in mehreren Iterationsschleifen erarbeitet.<br />

Wichtig war allen Beteiligten, möglichst früh Testphasen mit<br />

einigen Elektrofachkräften durchzuführen. Dabei entstand das<br />

folgende Konzept: Sämtlichen Elektrofachkräften werden jedes<br />

Jahr unterschiedliche Themenmodule zugeordnet, die sich mit<br />

bestimmten Inhalten befassen, etwa der Errichtung von Niederspannungsanlagen<br />

oder den Anforderungen an Prüfplätze.<br />

Hinzu kommt ein jährliches Update hinsichtlich aktueller<br />

Themen im Unternehmen – beispielsweise Unfallgeschehen –<br />

oder relevanter Normenänderungen.<br />

Die einzelnen Themenmodule sind so aufgebaut, dass jede<br />

Elektrofachkraft selbst entscheiden kann, wie detailliert sie auf<br />

ein Thema eingehen möchte. Über sogenannte Vertiefungsmodule<br />

lassen sich jederzeit weitere Informationen abrufen. Die<br />

Inhalte werden über Grafiken und Texte sowie eine Vertonung<br />

vermittelt. Zum Abschluss jedes Themenmoduls erfolgt eine<br />

Lernzielkontrolle. Auf diese Weise wird ein individuelles Lernen<br />

ganz nach den Bedürfnissen der jeweiligen Elektrofachkräfte<br />

ermöglicht, ohne die Vermittlung von grundlegendem Wissen zu<br />

vernachlässigen.<br />

Um trotz der digitalen Lösung den fachlichen Austausch weiter<br />

zu fördern und eine Anlaufstelle für Fragen bereitzustellen,<br />

wurde eine zentrale Kontaktadresse eingerichtet. Hier werden<br />

die übermittelten fachlichen Fragen einfach beantwortet. Darüber<br />

hinaus findet die Erstunterweisung der Elektrofachkräfte<br />

weiterhin in Form eines Präsenz- respektive Online-Seminars<br />

statt. Durch dieses Vorgehen sollen die Schwächen der einzelnen<br />

Module ausgeglichen werden.<br />

In der Praxis hat sich deutlich gezeigt, dass eine unternehmensspezifische<br />

Unterweisungslösung die Anforderungen am<br />

besten erfüllt. Deshalb möchte das Competence Center<br />

Services den nächsten Schritt gehen und zukünftig auch für<br />

externe Kunden individuelle E-Learning-Konzepte anbieten.<br />

Bilder: 3 GaudiLab@shutterstock.com, alle anderen Phoenix Contact<br />

www.phoenixcontact.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />

Flachsmarktstraße 8, 32825 Blomberg<br />

Tel.: +49 (0) 5235/3-00<br />

blog@phoenixcontact.com<br />

AUTOR<br />

Hauke Abbas, B.Sc., Experte für elektrische<br />

Sicherheit im Competence Center Services,<br />

Phoenix Contact Deutschland GmbH,<br />

Blomberg<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

ANLAUFSTELLE FÜR SPEZIFISCHE FRAGEN<br />

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Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 125


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

VOLLAUTOMATISCHE EINZELSTÜCK-KOMMISSIONIERUNG<br />

PICK-ROBOTER IN DER<br />

PUNKTEWOLKE<br />

In der Intralogistik herrscht seit einigen Jahren ein regelrechter Robotik-Hype. Meist handelt<br />

es sich um klassische Sechsachs-Knickarmroboter, die ihren Weg aus der Produktion in die<br />

Logistik finden. Das Ziel: die vollautomatische Kleinteile-Kommissionierung. Haupttreiber<br />

dabei ist der Arbeitskräftemangel, die große Herausforderung nicht etwa eine technische<br />

Komponente wie Roboter oder Greifer, sondern die Gestaltung eines wirtschaftlichen<br />

Gesamtprozesses. Wie dies gelingen kann, erfahren Sie nachfolgend.<br />

D<br />

a Roboter nur einen Teil der Artikel in jedem Sortiment<br />

handhaben können, entstehen parallele Warenströme<br />

und somit mögliche Risiken im Hinblick auf Warenfluss,<br />

Bestände, Synchronisation und Konsolidierung. Der<br />

Pick-Roboter „autopick“ der psb intralogistics GmbH aus Pirmasens<br />

stellt sich dieser Herausforderung. Die vollautomatische<br />

Lösung für die Einzelstück-Kommissionierung besteht im Kern<br />

aus einem Roboter mit Greifer, dem IT-Netz der Gesamtanlage<br />

sowie einem leistungsstarken Bildverarbeitungssystem – bestückt<br />

mit zwei Ensenso 3D-Kameras der IDS Imaging Development<br />

Systems GmbH.<br />

VISION-SYSTEM ALS AUGE DES ROBOTERS<br />

Das Vision-System fungiert als Auge des Roboters. Es erkennt<br />

greifbare Flächen auf den zu verarbeitenden Objekten im Quellbehälter<br />

und berechnet Greifpunkte und kollisionsfreie Bahnen<br />

für den Roboter. Dieser kann dadurch unbekannte Produkte<br />

direkt aus Schüttgut greifen und im Zielbehälter in dem Bereich<br />

mit der geringsten Befüllung ablegen. Vakuumsauger sorgen<br />

dabei für ein sanftes Fassen der jeweiligen Gegenstände.<br />

Ein vorheriges „Einlernen“ (Teach-in) der einzelnen Produkte<br />

ist nicht notwendig. Egal, ob Medizinfläschchen oder Tee-<br />

126 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

01 02<br />

01 Der Roboter greift<br />

unbekannte Produkte aus<br />

Schüttgut und legt sie im<br />

Zielbehälter ab, zwei Ensenso<br />

3D-Kameras liefern dem<br />

System die essentiellen<br />

Bilddaten<br />

02 Multifunktionale<br />

Vakuumsauger sorgen<br />

für ein sanftes Fassen<br />

unterschiedlichster Artikel<br />

packung, der multifunktionale Greifer kann für eine große Artikelvielfalt<br />

mit unterschiedlichsten Verpackungseinheiten individuell<br />

ausgelegt werden. Das System lernt mit der Zeit, welcher<br />

der verschiedenen Griffe am besten für den jeweiligen Artikel<br />

funktioniert. Die erreichbare Pickleistung für eine prozesssichere<br />

Anlage ist stark von den Eigenschaften der Greifobjekte abhängig<br />

und bewegt sich zwischen 300 und 500 Teilen pro Stunde.<br />

Zwei 3D-Kameras vom Typ Ensenso N35 liefern dem Robotik-<br />

System die nötigen Bilddaten. Sie arbeiten nach dem „Projected<br />

DANK DES VISIONSYSTEMS KANN<br />

DER ROBOTER UNBEKANNTE<br />

PRODUKTE AUS SCHÜTTGUT GREIFEN<br />

UND IM ZIELBEHÄLTER ABLEGEN<br />

Texture Stereo Vision“-Verfahren. Jedes Modell verwendet<br />

jeweils zwei CMOS-Sensoren sowie einen Projektor, der Hilfsstrukturen<br />

auf das aufzunehmende Objekt projiziert – auch bei<br />

schwierigen Lichtverhältnissen. Das Verfahren folgt damit dem<br />

Prinzip des räumlichen Sehens (Stereo-Vision), das dem<br />

menschlichen Sehvermögen nachempfunden ist. Das Ergebnis<br />

ist eine 3D-Punktewolke als Grundlage für die benötigten räumlichen<br />

Objektinformationen.<br />

3D-ROBOT-VISION-LÖSUNG FÜR BIN PICKING<br />

UND TEILE-HANDLING<br />

Zur Einbindung der Kameras in autopick nutzte psb intralogistics<br />

das Ensenso SDK. Neben Wizards für ein einfaches Setup und zur<br />

Unterstützung der Kamerakalibrierung der 3D-Kameras beinhaltet<br />

es die Möglichkeit zur GPU-basierten Bildverarbeitung für<br />

eine noch schnellere 3D-Datenverarbeitung. Außerdem ermöglicht<br />

es die in diesem Fall erforderliche Ausgabe einer einzigen<br />

3D-Punktewolke aller im Mehrkamerabetrieb eingesetzten<br />

Kameras sowie die Live-Komposition der 3D-Punktwolken aus<br />

mehreren Blickrichtungen.<br />

Die erste Kamera ist über der Quellkiste installiert, um diese<br />

als Kollisionsobjekt in der Bahnplanung des Roboterarms<br />

berücksichtigen zu können. Hier werden die unbekannten Teile<br />

präsentiert und die Punktewolke für die Griffpunktsuche erzeugt.<br />

Letzteres geschieht mithilfe der Software Mikado ARC (Adaptive<br />

Robot Control) von isys vision. Sie kombiniert die 3D-Stereovision-Kameratechnik<br />

von Ensenso mit einer leicht konfigurierbaren,<br />

adaptiven Robotersteuerung. Das Ergebnis ist eine vollständige<br />

3D-Robot-Vision-Lösung für Bin Picking und Teile-<br />

Handling mit einem autonom arbeitenden Roboter. Statt eingelernten<br />

und fest definierten Bahnen zu folgen, orientiert er sich<br />

selbständig im Arbeitsraum und reagiert auf jede Situation.<br />

Die zweite Kamera befindet sich über der Zielkiste. Hier werden<br />

freie Ablagepositionen gesucht. Zudem wird die Z-Höhe des<br />

Kisteninhaltes ermittelt, um diese bei der Bestimmung der Ablageposition<br />

berücksichtigen zu können. Entscheidend sind eine<br />

gleichmäßige Belegung der Zielkiste sowie ein sensitives Ablegen<br />

der Produkte. Die Bildaufnahme erfolgt asynchron zum Verfahren<br />

des Roboters, um taktzeitoptimiert arbeiten zu können.<br />

„Wir haben uns für die Ensenso N35 aufgrund ihrer kompakten<br />

Bauweise und der hohen Punktwolkenqualität entschieden. Für<br />

das betrachtete Sichtfeld ist die N-Serie ideal. Die Konfiguration<br />

der Kamera lässt sich einfach und präzise auf das jeweilige Produktportfolio<br />

abstimmen bzw. auch während des Prozesses anpassen“,<br />

erklärt der Systemverantwortliche bei psb intralogistics.<br />

Über die Schnittstelle in das Lagerverwaltungssystem werden<br />

Griffinformationen und Kommissionieraufträge ausgetauscht.<br />

Bilder: psb intralogistics GmbH<br />

www.ids-imaging.de; www.psb-gmbh.de<br />

AUTORIN<br />

Sabine Terrasi, Unternehmenskommunikation,<br />

IDS Imaging Development Systems GmbH<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

bit.ly/3Aovtks<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 127


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

<strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> – PERSÖNLICHER FACHAUSTAUSCH<br />

UNTER NEW-NORMAL-BEDINGUNGEN<br />

Auch in Zeiten von<br />

Covid-19 zählt die<br />

<strong>SPS</strong> – Smart<br />

Production<br />

Solutions zu den<br />

wichtigsten<br />

Treffpunkten der<br />

Automatisierungsbranche.<br />

Seit dem 1. August <strong>2021</strong> sind Messen in Bayern<br />

wieder erlaubt und so können rund 750 Aussteller vom 23.<br />

bis 25.11.<strong>2021</strong> auf der Messe in Nürnberg ihre Produkte und<br />

Lösungen für die smarte und digitale Automatisierung<br />

vorstellen. Eine digitale Erweiterung rundet das Angebot ab.<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 <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> für<br />

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

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

Innovationen und persönlichem Austausch in der Automatisierungsbranche.<br />

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

wieder abdecken können, um einen Schritt in Richtung neuer<br />

Normalität mit Corona zu gehen. Das ist nicht nur das, was<br />

die Automatisierungsindustrie will, sondern auch das, was<br />

sie jetzt braucht“, so Martin Roschkowski, President der<br />

Mesago Messe Frankfurt.<br />

www.sps-messe.de<br />

MASCHINENSICHERHEIT INDIVIDUELL:<br />

YOUR SAFETY<br />

Unter dem Messemotto „We create your safety“ stellt Pilz auf<br />

der <strong>SPS</strong> Automatisierungslösungen rund um sichere Automation<br />

vor, die die Aspekte Safety (Maschinensicherheit) und<br />

Industrial Security gleichermaßen abdecken. Im inhaltlichen<br />

Messe-Mittelpunkt: Lösungen, die individuell anpassbar sind<br />

und so Kosten sparen, da nicht überdimensioniert werden<br />

muss. Besucher des Pilz-Messestands können selbst ausprobieren,<br />

wie sich Losgröße 1 für die eigene Anforderung einfach<br />

umsetzen lässt: Über<br />

das Onlinetool myPNOZ<br />

Creator kann aus einer<br />

Vielzahl an Variationsmöglichkeiten<br />

spielend<br />

einfach die individuelle<br />

und bedarfsgerechte<br />

eigene Sicherheitslösung<br />

rund um das<br />

neuartige modulare<br />

Sicherheitsschaltgerät myPNOZ kreiert werden – ganz ohne<br />

Programmier-kenntnisse. Das modulare Sicherheitsschaltgerät<br />

myPNOZ oder auch die konfigurierbare Kleinsteuerung<br />

PNOZmulti 2 sind nicht nur Teil des Messeauftritts von Pilz,<br />

sondern auch Teil einer umfassenden neuen Pilz-Lösung<br />

für die sichere Überwachung der Kartonagenzufuhr an Verpackungsmaschinen.<br />

Halle/Stand 9-370<br />

www.pilz.com<br />

INDIVIDUELLE LÖSUNGEN FÜR JEDE AUFGABE<br />

„As individual as your needs“ – so individuell und vielfältig wie die Automatisierungsaufgaben der Kunden: Mit diesem Anspruch<br />

präsentiert sich Yaskawa auf der <strong>SPS</strong>. Unter anderem sind technisch durchgängige Gesamtlösungen aus einer Hand Thema am<br />

Messestand: So zeigt eine Demozelle mit Handling-Roboter und Delta-Kinematik, wie Maschinenbauer und Anwender Roboter in<br />

bestehende Architekturen implementieren können, ohne dass dafür eigens ein Programmiergerät oder eine proprietäre Roboterprogrammiersprache<br />

erforderlich ist. Mit einem breiten Angebot aus Drives, Motion Control, Robotik, Steuerungstechnik, Visualisierungssystemen<br />

und Chip-Lösungen kann Yaskawa Komponenten und Lösungen für fast alle Branchen aus einem Haus anbieten.<br />

Stellvertretend für diese Portfoliotiefe stehen am Messestand u.a. aktuelle Frequenzumrichter-Ausführungen, neue Module für<br />

das I/O- und Steuerungssystem SLIO sowie leistungsfähige Robotermodelle.<br />

Halle/Stand: 7-340<br />

www.yaskawa.de<br />

PROZESSTRANSPARENZ MIT<br />

360°-PROZESSVISUALISIERUNG<br />

Treffen Sie uns auf der <strong>SPS</strong> –<br />

in Halle 7A, Stand 240<br />

SMART Safety System<br />

Ihre smarte Gesamtlösung<br />

zur Absicherung von Maschinen<br />

Welches Medium befindet sich gerade im<br />

Tank? Läuft der Prozess wie gewünscht<br />

ab oder liegen die Werte außerhalb der<br />

Toleranz? All diese Informationen können<br />

Anlagenbetreiber mit der robusten 360°-Prozessvisualisierung<br />

KingCrown auf einen Blick erhalten. Bei der Grenzstandmessung<br />

mit dem CleverLevel PL20 geben fünf definierte Farben<br />

Einblick, ob der Grenzstand erreicht ist, welches Medium sich<br />

im Tank befindet oder ob eine Störung vorliegt. Durch die<br />

360°-LED ist diese Information zu jeder Zeit von überall<br />

erkennbar und ermöglicht sichere Prozesse.<br />

Halle/Stand 4A-335<br />

www.baumer.com<br />

www.bernstein.eu


SCHNELLSPANNEINRICHTUNG FÜR SEIL-<br />

ZUGSCHALTER OPTIMIERT UND NEU GEDACHT<br />

Am Fließband, in der<br />

Fertigungsstraße<br />

oder an der Maschine<br />

– wenn es um<br />

maximale Sicherheit<br />

geht, sind die<br />

Seilzugschalter der<br />

Bernstein AG eine zuverlässige und bewährte Lösung, um<br />

eine mögliche Gefahr schnell abzuwenden und eine Anlage<br />

im Notfall zum Stillstand zu bringen. Die Produktfamilie<br />

der Sicherheits-Seilzugschalter hat das Unternehmen erst<br />

kürzlich um den SRO, eine besonders kleine und kompakte<br />

Variante ergänzt. Ab sofort bietet Bernstein seine Schnellspanneinrichtung<br />

der Reihe „Quick-Fix“ auch als Zubehörteil<br />

für den SRO an – unter dem Namen QF-40. Mit der<br />

Schnellspanneinrichtung Quick-Fix wird die Installationszeit<br />

des Seils drastisch reduziert. Der besondere Clou<br />

besteht darin, dass das Seil zum Spannen nicht mehr im<br />

Klemmbereich entmantelt werden muss. Es ist jetzt<br />

möglich, das Seil mit bis zu 5mm Außendurchmesser direkt<br />

samt Mantel einzuführen und zu verklemmen – eine<br />

enorme Zeit, Werkzeug- und Kostenersparnis, die ab sofort<br />

für alle Schnellspanneinrichtungen für Seilzugschalter aus<br />

dem Hause Bernstein gilt, denn auch die bisherigen<br />

Systeme wurden grundüberholt und angepasst.<br />

Halle/Stand 7A-240<br />

www.bernstein.eu<br />

EFFIZIENT, LANGLEBIG &<br />

ROBUST: DIE INTELLIGENTE<br />

KOMMISSIONIER-LÖSUNG<br />

ROBOTER-WERKZEUGWECHSLER<br />

FÜR NUTZLASTEN BIS 80 KG<br />

Ein automatisches Werkzeugwechselsystem erhöht die<br />

Produktivität eines Roboters deutlich. Stäubli hat jahrzehntelange<br />

Erfahrung mit industriellen Anforderungen an<br />

Roboterfertigungslinien und bietet bereits ein umfassendes<br />

Produktprogramm bis 1 530 kg Robotertraglast.<br />

Zusätzlich hat Stäubli nun fünf neu entwickelten Werkzeugwechselsysteme<br />

MPS 015, MPS 025, MPS 035, MPS<br />

055 und MPS 080 im Angebot, die den Traglastbereich bis<br />

80 kg ergänzen. Alle Roboter-Werkzeugwechselsysteme<br />

von Stäubli basieren auf einem modularen Produktkonzept.<br />

Dadurch ergeben sich drei effiziente Lösungswege<br />

zum idealen Werkzeugwechselsystem: Die Bezeichnung<br />

MPS Complete steht für vorkonfigurierte und sofort<br />

einsatzbereite Komplettsysteme mit kürzester Lieferzeit.<br />

Mit MPS Modular bietet Stäubli individuell zusammengestellte<br />

Kundenlösungen, die sofort einsatzbereit sind und<br />

kurzfristig geliefert werden. MPS Customized Systeme<br />

werden spezifisch an die Applikationsanforderungen der<br />

Anwender angepasst. Auch die neuen Systeme für Traglasten<br />

bis 80 kg werden ohne Adapter direkt am ISO-Normflansch<br />

des Roboters befestigt.<br />

Halle/Stand 10-248<br />

www.staubli.com<br />

SMART LOGISTIK 4.0 MIT<br />

Mit der intelligenten Pick-by-Light Lösung oneGRID steigern<br />

Sie die Geschwindigkeit der Komissionierungsvorgänge an<br />

der Packstation und reduzieren dank intuitiver Bedienung<br />

gleichzeitig die Fehlerquote. Das System lässt sich<br />

problemlos in Ihre bestehende Softwarearchitektur einfügen<br />

und einfach erweitern. Durch intelligente Selbstdiagnose<br />

meldet ein Taster automatisch Fehlfunktionen – Sie sparen<br />

sich Wartungsaufwand und Kosten.<br />

Starten Sie mit oneGRID von CAPTRON in die Logistik 4.0.<br />

Erfahren Sie mehr über die erste<br />

kapazitive Pick-by-Light Lösung auf<br />

www.captron.de/pick-by-light<br />

SOLUTION<br />

BESUCHEN SIE UNS<br />

AUF DER <strong>SPS</strong> IN<br />

HALLE 6 / Stand 128<br />

Q U A L I T Y M A D E I N B A V A R I A


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

CLOUDBASIERTE<br />

LÖSUNG<br />

Ein cloudbasiertes Füllstandmessgerät hat sich<br />

neue Anwendungsgebiete erschlossen. Kam<br />

es bisher in Kunststoffbehältern und für<br />

Flüssigkeiten zum Einsatz, misst es nun auch<br />

Füllstände von Feststoffen in Containern oder<br />

Silos aus Kunststoff und Metall. Die Messdaten<br />

und weitere Parameter überträgt das Gerät<br />

drahtlos und digital in die Cloud, von wo aus sie<br />

von überall und zu jeder Zeit abgerufen werden<br />

können.<br />

Nutzer mobiler Silos, Tanks oder Container kennen das<br />

Problem: Sind die Behälter unterwegs oder befinden sich<br />

an entlegenen Standorten, lassen sich Füllstände nur<br />

schwer überwachen. Häufig müssen sich die Nutzer auf<br />

manuelle Messungen oder Schätzungen verlassen. An schwer zugänglichen<br />

Behältern oder bei fehlender Anbindung an Anlagennetze<br />

und Stromversorgung sind oft sogar nur Vermutungen möglich.<br />

Sinkende Bestände fallen dadurch erst spät auf – im Zweifel<br />

sogar erst dann, wenn die Behälter bereits leer sind. Produktionsund<br />

Verarbeitungsprozesse geraten dadurch ins Stocken.<br />

Ungenaue Messungen oder gar falsche Messwerte können häufig<br />

hohe Folgekosten nach sich ziehen – beispielsweise für Eil-<br />

Autorin: Ursula Barth-Modreker, freie Redakteurin,<br />

für Endress+Hauser<br />

lieferungen, die aufgrund ungenauer Logistik von Behältern notwendig<br />

werden. Wird umgekehrt zu viel Material geliefert, entstehen<br />

Kosten für die Leerung der Silos. Durch solche Leer- und<br />

Sonderfahrten laufen pro Jahr leicht Verluste in sechsstelliger<br />

Höhe auf. Doch nicht nur die Füllstände ließen sich aus der Ferne<br />

bisher nur schwer überwachen. Auch die mobilen Behälter selbst<br />

können aus dem Blick geraten und verlustig gehen.<br />

DIGITALE BESTANDSVERWALTUNG<br />

Eine benutzerfreundliche, digitale Lösung für die Überwachung<br />

von Tanks und Füllständen aus der Ferne hat Endress+Hauser<br />

mit dem cloudbasierten Radarsensor Micropilot FWR30 entwickelt.<br />

In Verbindung mit dem IIoT-Ökosystem Netilion können<br />

Nutzer von mobilen Silos, Tanks oder Containern mit einem Tastendruck<br />

auf die Füllstände zugreifen. Die Messdaten werden in<br />

frei definierbaren Intervallen erfasst und sind über die Cloudanbindung<br />

des Geräts jederzeit abrufbar.<br />

130 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

Aufgrund der flexiblen digitalen Services lässt sich der Füllstandsensor<br />

auch in ein bestehendes System leicht integrieren. Durch<br />

die <strong>Digital</strong>isierung von Füllstandmessstellen vereinfachen sich<br />

die Verwaltung von Beständen sowie Logistik- und Lagerprozesse<br />

erheblich. Insgesamt lassen sich mit den neuen Informationen<br />

Routen besser planen, Befüllungen exakt bestimmen und dadurch<br />

Lieferketten optimieren.<br />

Dank der Auswertung von präzisen GPS-Daten wissen Nutzer<br />

des Micropilot FRW30 außerdem stets, wo sich ihr Lagertank<br />

oder Container befindet. Die Positionsdaten können dabei helfen,<br />

einen Verlust von Behältern zu verhindern oder ärgerliche<br />

Suchaktionen zu vermeiden. Der 80 GHz-IIoT-Sensor läuft im<br />

Batteriebetrieb mit einer Batterielebensdauer von bis zu zehn<br />

Jahren. Eine externe Stromversorgung ist nicht notwendig, was<br />

vor allem die Verwendung an mobilen Messstellen vereinfacht.<br />

Insgesamt ermöglicht der cloudbasierte Radarsensor eine von<br />

Grund auf einfache und optimierte Bestandsverwaltung aus jeglicher<br />

Entfernung.<br />

MESSUNG VON SCHÜTTGÜTERN<br />

Seit der Markteinführung im Jahr 2020 wurde der Micropilot<br />

FWR30 zunächst zur Füllstandmessung, Bestandsverwaltung<br />

und Lokalisierung von Kunststoff-IBCs mit Flüssigkeiten wie Reinigungsmitteln,<br />

Aromastoffen, Phosphatfällmitteln und anderen<br />

Zusätzen eingesetzt. Diese kommen in allen Prozessindustrien<br />

zum Einsatz, speziell in der Chemie-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie.<br />

Auch Verflüssiger zur Herstellung von Beton und Phosphatfällmittel<br />

für Kläranlagen sind klassische Anwendungen für<br />

die cloudbasierte Messlösung. Genutzt wurde das Füllstandmessgerät<br />

Micropilot FWR30 in mobilen und stationären Kunststofftanks<br />

sowie in offenen Behältern.<br />

Durch die Entwicklung neuer Auswertealgorithmen und die<br />

Konstruktion neuer Prozessanschlüsse ist nun auch die Messung<br />

von Feststoffmedien bzw. Schüttgütern in hohen Kunststoff- und<br />

Metallbehältern wie IBCs oder Metallsilos möglich. Außerdem<br />

kann der Füllstandsensor jetzt auch Füllstände von Feststoffen<br />

wie Futtermittel, Baustoffe oder Holzpellets bestimmen.<br />

SKALIERBARER LEISTUNGSUMFANG<br />

Alle drei verfügbaren Softwarepakete zur digitalen Bestandsverwaltung<br />

sind auf die Herausforderungen der jeweiligen Anwendung<br />

abgestimmt. Die digitalen Anwendungen eignen sich für<br />

die Desktop-, Tablet- und Smartphone-Nutzung und erfüllen<br />

höchste Sicherheits- und Datenschutzstandards.<br />

Der digitale Monitoring-Service Netilion Value bietet dem Nutzer<br />

einen Überblick über den Gerätezustand, aktuelle Messwerte<br />

sowie historische Daten. Ein Alarm-Tool zeigt per Push-Meldung<br />

an, sobald Grenzwerte erreicht sind. Die Einstiegslösung schafft<br />

Transparenz bei der Füllstandkontrolle, ist einfach zu bedienen<br />

und erlaubt die Integration von intelligenten Messgeräten mit<br />

wenigen Klicks.<br />

ERWEITERTER SERVICE<br />

Netilion Inventory ist ein digitaler Bestandsmanagement-Service<br />

mit zusätzlichen Funktionen wie Volumenberechnung, die Erstellung<br />

von Vorhersagen oder die Berechnung der freien Lagerkapazität.<br />

Der erweiterte Service hilft bei der Konsolidierung von<br />

Beständen sowie einer vorausschauenden Bedarfsplanung.<br />

Volle Transparenz<br />

durch Kombination aus<br />

Messgerät und<br />

digitalem Service<br />

Ein vollumfassendes Bestandsmanagement ermöglicht die erweiterte<br />

Bestands- und Lieferkettenlösung SupplyCare Hosting.<br />

Durch eine rollenbasierte Benutzerverwaltung mit adaptierbaren<br />

Zugriffsrechten lassen sich Lieferanten, Kunden oder Partner<br />

problemlos einbinden. Die benutzerdefinierte Ansicht von Beständen<br />

in Tanks, Silos oder Behältern bietet dem Anwender stets<br />

einen einfachen Überblick. Die Auswertung von Leistungskennzahlen<br />

wie Durchschnittsbestand, Effizienz oder Umschlagshäufigkeit<br />

schafft die Basis für richtige Entscheidungen. SupplyCare<br />

Hosting kann mit allen gängigen ERP-Systemen synchronisiert<br />

werden. Die Software unterstützt den Anwender bei der Lieferund<br />

Nachschubplanung. So lässt sich die gesamte Lieferkette<br />

optimieren.<br />

EINFACHE INBETRIEBNAHME<br />

Die Montage und Inbetriebnahme des Micropilot FWR30 an Silos<br />

und Containern ist unkompliziert und in wenigen Minuten erledigt.<br />

Bei Plastikbehältern wird das Gerät außen am Tank angebracht<br />

und misst durch die Wand hindurch. Bei Metallbehältern<br />

lässt sich das Messgerät per vormontiertem Prozessanschluss<br />

einschrauben. Auch die Inbetriebnahme des Geräts funktioniert<br />

einfach auf Knopfdruck, die Messwerte sind sofort verfügbar.<br />

Das neue Füllstandmessgerät Micropilot FWR30 bietet in Kombination<br />

mit dem IIoT-Ökosystem Netilion eine benutzerfreundliche,<br />

zuverlässige und kosteneffiziente Lösung für die Füllstandmessung<br />

mit bewährter 80 GHz-Radartechnik. Der Nutzer verfügt<br />

dadurch über volle Transparenz bei Lagerung und Transport<br />

von Flüssigkeiten und neuerdings auch Schüttgütern. Skalierbare<br />

Softwareanwendungen reichen von der Messwertüberwachung<br />

bis hin zum umfassenden Bestandsmanagement.<br />

Der batteriebetriebene Sensor mit mobiler Kommunikation<br />

macht den Nutzer unabhängig von externer Stromversorgung<br />

und Anlagennetzwerken. Der zertifizierte Cloudservice Netilion<br />

erfüllt höchste Sicherheits- und Datenschutzstandards. Insgesamt<br />

ist der cloudbasierte Radarsensor Micropilot FWR30 flexibel<br />

einsetzbar und sorgt für einen reibungslosen Ablauf von Produktions-<br />

und Verarbeitungsprozessen. Zuliefer- und Logistikunternehmen<br />

eröffnet er neue Geschäftsmodelle, da diese Lieferungen<br />

und Routenplanungen verbrauchsorientiert anbieten<br />

können.<br />

Bilder: Endress+Hauser<br />

www.de.endress.com/fwr30<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 131


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

PRÜFZEITEN IN EIGENSICHEREN<br />

ABSCHALTUNGEN VERKÜRZEN<br />

Trennbarrieren mit Ex-ia-Steuerkreis vermeiden<br />

beim Aufbau einer SIL-3-Abschaltung den<br />

aufwändigen Workaround über zwei<br />

SIL-2-Steuerkreise. Dieser erfordert<br />

zwangsläufig auch zwei entsprechende<br />

Feldgeräte und ist an normative<br />

Randbedingungen geknüpft. Vor allem aber<br />

lassen sich mit den neuen Geräten die<br />

Prüfzeiten von SIL-2-Abschaltungen mit Hilfe<br />

von Stellungsreglern und intelligenten<br />

Schaltventilen verbessern.<br />

Mit neuen Ausgangstreibern macht Pepperl+Fuchs<br />

sein Portfolio von SIL-3-Trennbarrieren komplett -<br />

für alle Signalarten, sowohl zur Hutschienenmontage<br />

wie auch für Termination Boards. In der Vergangenheit<br />

wurden SIL-3-Anwendungen zur Ansteuerung analoger<br />

Stellglieder tunlichst vermieden. SIL-3-Ausgangskarten für analoge<br />

Signale (AO, analog out) waren einfach zu teuer. Stattdessen<br />

wurde – wo immer möglich – die Anlagenstruktur so konzipiert,<br />

dass digitale Ausgangssignale genutzt werden konnten, wofür es<br />

entsprechende Trennbarrieren gab.<br />

Autor: Andreas Grimsehl, Product Marketing Manager Interface Technology,<br />

Pepperl+Fuchs SE, Mannheim<br />

Unter anderem durch die Verfügbarkeit von Universal-IO-Systemen<br />

sind die Kosten für analoge Ausgangskarten auf ein erträgliches<br />

Maß gesunken. So wird in Verbindung mit Trennbarrieren<br />

auch die Nutzung analoger Stellglieder im Ex-Bereich interessant.<br />

Beispiel Steuerung von Brennern: Beim sogenannten Burner-Management<br />

muss im Fall einer Störung unbedingt die Kraftstoffzufuhr<br />

zuverlässig gestoppt werden. Zündet der Brenner<br />

beim Starten nicht oder erlischt die Flamme während des Betriebes,<br />

darf kein weiterer Treibstoff ins System gelangen. In solchen<br />

Anwendungen sind daher Trennbausteine gefordert, die für einen<br />

SIL-3-Kreis geeignet sind. Diese müssen allerdings auch<br />

Hart-transparent sein, damit Partial Stroke Tests durchgeführt<br />

werden können.<br />

GERINGERER AUFWAND<br />

Bislang standen jedoch keine geeigneten Trennbarrieren zur<br />

Verfügung, die diesen Anforderungen entsprochen hätten. Ein<br />

Workaround mit redundanten SIL-2-Geräten ist zwar unter bestimmten<br />

Bedingungen möglich. Allerdings bedeutet ein SIL-<br />

3-taugliches Interfacemodul gegenüber einer Struktur mit zwei<br />

redundanten SIL-2-Modulen einen deutlich geringeren Aufwand.<br />

Zudem können Trennbarrieren mit SIL-3-Eignung sogar<br />

in SIL-2-Anwendungen sinnvoll sein, wenn beispielsweise eine<br />

möglichst lange Proof-Zeit erreicht werden soll. Nicht zuletzt<br />

wird eine SIL-3-Eignung immer auch als Qualitätsmerkmal verstanden.<br />

Daher wurden solche Signalkreise bislang aufgebaut, indem<br />

SIL-2-Geräte redundant eingesetzt wurden. Dabei muss gewährleistet<br />

sein, dass systematische Fehler so weit wie möglich ausgeschlossen<br />

bleiben. Dies kann durch zwei unterschiedliche Ansätze<br />

erreicht werden. Die Nutzung von zwei Trennbarrieren unterschiedlicher<br />

Bauart als eine heterogene Redundanz vermeidet<br />

systematische Fehler. Diese können durch Schwächen im Design<br />

132 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

01 Die hutschienenbasierte Version ist auch mit<br />

Federklemmen mit Push-in-Anschlusstechik verfügbar<br />

02 Zur Montage auf Termination Boards ist das<br />

HiC2031ES vorgesehen<br />

02<br />

des Gerätes oder der Nutzung von systematisch fehlerhaften Bauteilen<br />

einer Charge entstehen.<br />

Auch der Einsatz baugleicher Typen, also eine homogene Redundanz,<br />

ist zum Aufbau von SIL-3-Anwendungen möglich. Dafür<br />

müssen die verwendeten Module über eine systematische Eignung<br />

(SCx für „Systematic Capability“) verfügen. SIL-2-Module<br />

mit SC3 können für den Aufbau eines SIL-3-Signalkreises genutzt<br />

werden. Die systematische Eignung kann durch ein FSM-Zertifikat<br />

(Functional Safety Management) nachgewiesen werden, da<br />

das FSM-System systematische Fehler durch organisatorische<br />

Maßnahmen reduziert. Dies wird vom TÜV-Rheinland anerkannt.<br />

Die SIL-2-Module von Pepperl+Fuchs verfügen in der Regel<br />

über SC3.<br />

Dort, wo auch die Maschinenrichtlinie relevant ist, kommt zusätzlich<br />

die EMV-Norm EN 61326-3-1 ins Spiel (Störfestigkeitsanforderungen<br />

für sicherheitsbezogene Systeme und für Geräte, die<br />

für sicherheitsbezogene Funktionen bestimmt sind – Allgemeine<br />

industrielle Anwendungen). Diese Norm gibt vor, dass bei einigen<br />

Gerätetests ein SIL-2-Gerät 3 bis 5 Mal länger als die Testdauer<br />

geprüft werden muss, wenn es für SIL-3-Anwendungen eingesetzt<br />

werden soll.<br />

In der für die Prozessautomation entsprechenden Norm gibt es<br />

diese Forderung nicht (EMV-Norm EN 61326-3-2: Störfestigkeitsanforderungen<br />

an sicherheitsbezogene Systeme und Geräte, die<br />

für sicherheitsbezogene Funktionen vorgesehen sind – Industrielle<br />

Anwendungen in spezifizierten elektromagnetischen Umgebungen).<br />

Der Workaround über redundante SIL-2-Strukturen ist also<br />

möglich, dennoch ist eine SIL-3-Trennbarriere vorteilhafter. Der<br />

Aufwand bei der Nutzung eines einzelnen Moduls ist im Vergleich<br />

zu einer SIL-2-Redundanz geringer, und die normativen<br />

Randbedingungen für eine SIL-2-Struktur sind je nach Aufgabenstellung<br />

möglicherweise gar nicht einhaltbar. Der gravierendste<br />

Nachteil ist allerdings der höhere Prüfaufwand. Für die Realisierung<br />

der Abschaltung im oben genannten Beispiel müssten zwei<br />

SIL-2-Einheiten in Reihe angeordnet werden.<br />

WENIGER HARDWARE<br />

Um die Ventile zu überprüfen, muss der Signalkreis abgeschaltet<br />

werden, die Anlagenverfügbarkeit sinkt. Soll die Abschaltung vermieden<br />

werden, müssen zwei solcher Zweige (mit jeweils zwei<br />

SIL-2-Einheiten in Reihe) parallel betrieben werden, insgesamt<br />

werden also vier SIL-2-Bausteine und Feldgeräte benötigt. Der<br />

Einsatz einer SIL-3-Trennbarriere halbiert den Hardwareaufwand:<br />

Nimmt man für die Prüfung der Hardware eine Abschaltung<br />

des Signalkreises in Kauf, ist ein SIL-3-Zweig ausreichend,<br />

andernfalls müssen nur noch zwei SIL-3-Einheiten parallel angeordnet<br />

werden.<br />

Mit den neuen Ausgangstreibern von Pepperl+Fuchs ist es nun<br />

möglich, den Hardwareaufwand nochmals zu reduzieren. Vor allem<br />

lässt sich aber der Prüfaufwand von SIL-3-Anwendungen<br />

verringern und zwar ohne den Signalkreis abschalten zu müssen.<br />

Die Stellungsregler werden dazu im „binären“ Modus verwendet.<br />

Das heißt, entweder sind sie im operativen Betrieb vollständig offen<br />

oder geschlossen.<br />

Gegenüber binären Notabschalt- oder Sicherheitsabsperrventilen<br />

hat dieser Aufbau den Vorteil, dass zusätzlich zur eigentlichen<br />

Funktion nun mit Hart-Signalen Partial Stroke Tests (PST,<br />

Teilhubtests) initiiert werden können. Damit ist eine Überprüfung<br />

der Ventilfunktion möglich, ohne den Prozess zu unterbre-<br />

01<br />

chen. Die "binäre" Betriebsart wird durch ein Exi-Schaltventil im<br />

Stellungsregler erreicht, das die Druckluft schaltet und selbst wiederum<br />

durch einen eigensicheren Signalkreis gesteuert wird. Der<br />

neue Ausgangstreiber stellt den Ex-Schutz sicher und ermöglicht<br />

die Abschaltfunktion in SIL 3. Selbst der Einsatz in einer „analogen“<br />

SIL-2-Anwendung ist sinnvoll, es werden so sehr große Prüfintervalle<br />

erreicht.<br />

SIL 3 FÜR ALLE SIGNALE<br />

Bei der Signalübertragung zwischen Steuerung und Feld werden<br />

vier Fälle unterschieden: <strong>Digital</strong>e Signale aus dem Feld zur Steuerung<br />

werden mit Schaltverstärkern übertragen, in umgekehrter<br />

Richtung durch Ventilsteuer- und Relaisbausteine. Transmitterspeisegeräte<br />

und Repeater sind für analoge Messsignale geeignet,<br />

während analoge Aktoren mit Hilfe von Ausgangstreibern angesteuert<br />

werden.<br />

Mit den neuen, einkanaligen Ausgangstreibern wird das Portfolio<br />

von Trennbarrieren für sicherheitsgerichtete Anwendungen<br />

nun komplettiert. Sowohl das K-System (Hutschienenmontage)<br />

als auch das H-System (Termination-Boards) verfügen über Module<br />

mit SIL-Level 2 und 3 für alle Signalarten. Die SIL-2-Geräte<br />

sind in der Regel mit SC3 zum Aufbau von SIL-3-Kreisen gut geeignet.<br />

Der Trennbaustein für das K-System (KCD2-SCD-EX1.ES) ist<br />

wahlweise mit Schraub- oder Federklemmen ausgestattet. Diese<br />

Geräte wie auch die Trennbarriere für das H-System (HIC2031.<br />

ES) verfügen über eine Baubreite von 12,5 mm, eine Leitungsfehlererkennung<br />

sowie einen separaten Fehlerausgang. Ein Fehler<br />

wird zudem über LEDs angezeigt und über eine separate Sammelfehlermeldung<br />

ausgegeben.<br />

Die Grundfunktion der Geräte besteht darin, das Eingangssignal<br />

des Steuerungssystems zu verstärken, um im explosionsgefährdeten<br />

Bereich Aktoren anzusteuern. Dem analogen Messwert<br />

können auf der Feld- oder Steuerungsseite digitale Signale überlagert<br />

werden, die bidirektional übertragen werden (Hart). In die<br />

Geräteklemmen sind Prüfbuchsen für den Anschluss von Hart-<br />

Kommunikatoren integriert.<br />

Damit können Anwender aus einem einzigen Portfolio sicherheitsgerichtete<br />

Anwendungen aufbauen. Und zwar unabhängig,<br />

ob SIL-3-Anwendungen mit SIL-3-Trennbarrieren oder mit redundanten,<br />

SC3-fähigen SIL-2-Modulen aufgebaut werden sollen.<br />

Über einen Produktselektor für Safety-Produkte (www.pepperlfuchs.com/safety-hub)<br />

können geeignete Geräte nach Funktion,<br />

Signalart, SIL-Level oder bei Bedarf Performance Level (Sicherheitsrelais<br />

zum sicheren Abschalten verfügen beispielsweise<br />

über SIL- und PL-Level) ausgewählt werden.<br />

Fotos: Pepperl+Fuchs, thauwald-pictures/stock.adobe.com<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong> DIGITAL SCOUT 133


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

ELEKTRO-ENGINEERING IM NEUEN LOOK<br />

Im Zentrum der neuen Eplan-Plattform 2022 steht eine<br />

einfache Bedienbarkeit sowohl für erfahrene Anwender als<br />

auch für Neueinsteiger. Die intuitive Oberfläche, die auf bereits<br />

gelernten Bedienkonzepten aufsetzt, bietet einen hohen<br />

Wiedererkennungswert<br />

und steigert<br />

zugleich das<br />

Nutzererlebnis.<br />

Das zeigt<br />

sich beispielsweise<br />

an den<br />

integrierten<br />

Ribbon-Bars,<br />

dem Backstage-View,<br />

den Anwender vielfach aus etablierten Software-<br />

Lösungen kennen und an einer deutlich verbesserten Bedienergonomie.<br />

Auch und gerade beim Thema „Workflows“ haben die Entwickler<br />

von Eplan angesetzt und die Software auf Kollaboration in<br />

der industriellen Lieferkette getrimmt. Denn CAE-Lösungen wie<br />

die Eplan-Plattform sind häufig eine Art „Backbone“ im<br />

Engineering und in der Produktentwicklung von Unternehmen.<br />

Üblicherweise sind sie tief in die Infrastruktur und Strategie des<br />

Kunden integriert und von Investitionsseite über Jahre geplant.<br />

Für die Entwicklung der Eplan-Plattform 2022 galt das klare<br />

Ziel, den Datenaustausch der einzelnen Stakeholder in den<br />

Ökosystemen von Unternehmen zu optimieren.<br />

Die Eplan-Plattform 2022 wird ausschließlich im Subscription-<br />

Modell als Abonnement angeboten. Das vermindert das<br />

Investitionsrisiko durch niedrige Einstiegspreise und flexiblere<br />

Planungsmöglichkeiten zur individuellen Softwarenutzung.<br />

www.eplan.de<br />

I/O-SYSTEM MIT KURZER REAKTIONSZEIT<br />

Wago entwickelt mit dem I/O-System Advanced eine Lösung für<br />

die Automatisierung im Maschinen- und Anlagenbau. Das<br />

IP20-System bietet durch das Gateway zum universellen Wago<br />

I/O-System der Serie 750 die bewährten Vorteile und Funktionalitäten<br />

der Serie 750 und kombiniert diese mit einer komfortablen,<br />

fehlervermeidenden Mechanik und einer guten<br />

Performance. Kurze Reaktionszeiten, eine hohe Synchronität<br />

der Signalübertragung sowie die Möglichkeit, schnelle Ethernet-Feldbusse<br />

wie<br />

Profinet, Ethercat und<br />

Ethernet/IP und<br />

künftig auch TSN zu<br />

nutzen, zeichnen das<br />

I/O-System Advanced<br />

aus. Mit dem System<br />

wird auch der Controller<br />

PFC200 in neuer<br />

Bauform eingeführt,<br />

der auf der bewährten<br />

PFC-Technologie fußt.<br />

Er bildet durch das<br />

Linux-Betriebssystem und die Docker-Virtualisierung die Brücke<br />

zu vielfältigen IT- und, dank IEC-61131-Laufzeitsystem, auch zu<br />

OT-Technologien.<br />

Daten in die Cloud zu senden und alle Vorteile des Cloud-Computings<br />

zu nutzen – das ist aufgrund einer Vielzahl an Schnittstellen<br />

und höchster Cyber-Security-Standards selbstverständlich.<br />

Von den Vorteilen profitieren Anwender laut Hersteller<br />

ohne große Umgewöhnung und kostspielige Neuinvestition.<br />

Die bekannten PFC-Funktionalitäten und die auf Codesys<br />

basierte Programmierung mit e!Cockpit können mit diesem<br />

I/O-System weiter genutzt werden.<br />

www.wago.com<br />

KOMPAKTE RADARSENSOREN<br />

Die neuen kompakten<br />

Radarsensoren<br />

von Vega eignen<br />

sich auch für<br />

preissensiblere<br />

Anwendungen, wie<br />

sie z. B. in der<br />

Wasser- und<br />

Abwasserindustrie<br />

oder in Hilfskreisläufen<br />

in der Prozessautomatisierung vorkommen.<br />

Die neue Vegapuls-Geräteserie misst Flüssigkeiten und<br />

Schüttgüter. Es gibt sie sowohl als Kompaktausführung mit<br />

Kabelanschlussraum als auch mit festem Kabelanschluss (IP68).<br />

Die Radarsensoren liefern zuverlässige Messwerte unabhängig<br />

von den äußeren Bedingungen, wie Temperaturschwankungen<br />

oder Verschmutzungen. Als direkte Ausgangssignale stehen<br />

wahlweise 4–20 mA, Hart, SDI-12 oder Modbus zur Verfügung.<br />

Ergänzt wird die Geräteserie durch die optionalen Vegamet-<br />

Steuergeräte. Diese besitzen ein großes Grafikdisplay, über das<br />

sich alle Messwerte visualisieren lassen. Auch diese Geräteserie<br />

wurde speziell auf die besonderen Anforderungen der Wasserund<br />

Abwasserindustrie ausgerichtet.<br />

Sowohl die Sensoren als auch die Steuergeräte lassen sich<br />

bequem via Bluetooth über das Smartphone oder Tablet<br />

einstellen. Gerade in rauen Umgebungen oder im Ex-Bereich<br />

werden die Parametrierung, Anzeige und Diagnose dadurch<br />

laut Hersteller erheblich erleichtert.<br />

www.vega.com<br />

MASCHINENSICHERHEIT INDIVIDUELL<br />

Das modulare Sicherheitsschaltgerät myPNOZ und die konfigurierbare<br />

Kleinsteuerung PNOZmulti 2 sind Teil einer umfassenden<br />

neuen Lösung für die sichere Überwachung der Kartonagenzufuhr<br />

an Verpackungsmaschinen: Pilz stellt seine Lösung<br />

aus PSEN (Pilz Sichere Sensorik) und dem Sicherheitsschaltgerät<br />

bzw. der Kleinsteuerung für das Packaging vor.<br />

Komplette Schutztürlösungen inklusive Zugangsberechtigung<br />

sind ein weiterer Schwerpunkt: Wie lassen sich Schutztüren<br />

effizient durch<br />

individuell<br />

anpassbare<br />

Lösungen<br />

absichern? Im<br />

Schutztürsystem<br />

lassen sich<br />

alle Module<br />

individuell<br />

zusammenstellen<br />

und<br />

begehbare<br />

Türen damit<br />

flexibel<br />

absichern. Anhand des PSENmlock-Türgriffmoduls als jüngster<br />

Erweiterung des Schutztürsystems demonstriert Pilz, wie sich<br />

durch diese umfassende Lösung aus Türgriffmodul mit integriertem<br />

Betätiger sowie integrierter Fluchtentriegelung<br />

individuell anpassbare und gleichzeitig sichere Lösungen<br />

umsetzen lassen.<br />

www.pilz.com<br />

134 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

DRAHTLOSER FAMILIENZUWACHS FÜR AUTOMATISIERUNGSSYSTEM<br />

Mit dem Jumo VariTron 300 steht Anwendern eine smarte<br />

Lösung für einfache Automatisierungs-Applikationen zur<br />

Verfügung. Das Gerät basiert auf der Jumo Jupiter-Plattform<br />

und nutzt zahlreiche Features dieses hochwertigen Embedded-<br />

Systems. Basis ist eine leistungsstarke CPU mit einem 800 MHz<br />

Single-Core-Prozessor. Die Software ist auf einer Linux-Plattform<br />

modular aufgebaut und nutzt die Codesys V3.5 Programmierumgebung<br />

SP16. Eine weitere<br />

Besonderheit ist ein kundenspezifischer<br />

Konfigurations- und Prozess-Dateneditor.<br />

Individuelle Applikationen<br />

können außerdem mit der modernen<br />

Programmierumgebung Node-RED<br />

erstellt werden.<br />

Als Verbindungsmöglichkeiten verfügt<br />

die Zentraleinheit über einen USB-Host,<br />

zwei Ethernet-Schnittstellen und einen<br />

RS485-Anschluss. Über ein Funk-Gateway<br />

können bis zu 32 drahtlose Jumo Wtrans-Sensoren,<br />

beispielsweise zur Messung von Temperatur oder Druck,<br />

angeschlossen werden.<br />

Eine große Auswahl an Anschaltmodulen mit hochwertigen,<br />

konfigurierbaren Analogeingängen und zuverlässigen, autarken<br />

PID-Reglern mit Selbstoptimierungsfunktion kann mithilfe<br />

eines speziell entwickelten 1-Port-Routers angeschlossen<br />

werden. Zur Visualisierung stehen<br />

Displays in verschiedenen Formaten zur<br />

Verfügung. Für die individuelle kundenspezifische<br />

Bedienung per Codesys<br />

Remote TargetVisu oder Codesys<br />

WebVisu stellt der Hersteller Visualisierungsbibliotheken<br />

bereit. Eine hohe<br />

Flexibilität wird auch durch die Integration<br />

aller wichtigen Feldbussysteme<br />

garantiert.<br />

www.jumo.net<br />

ERWEITERTER LEISTUNGSBEREICH BIS 22 KW<br />

Die Frequenzumrichter der Baureihe Nordac Pro SK 500P von Nord Drivesystems<br />

basieren auf neuester Technologie und sind laut Hersteller für jede<br />

Antriebsaufgabe gerüstet. In Kürze kommt die Leistungserweiterung des<br />

neuen Nord-Flaggschiffes bis 22 kW auf den Markt. Zentrale Merkmale der<br />

dann fünf Baugrößen umfassenden Umrichterfamilie sind die integrierte<br />

Multi-Protokoll-Ethernet-Schnittstelle, das Multi-Geber-Interface für<br />

Mehrachsbetrieb, eine USB-Schnittstelle zum spannungsfreien Parametrieren<br />

und eine verbesserte Motorregelung.<br />

Insbesondere die serienmäßige Vielfalt an Schnittstellen und Funktionen<br />

zeichnet die Umrichterbaureihe aus. Verschiedene Gerätevarianten können<br />

dabei den unterschiedlichen Applikationsanforderungen zugeordnet<br />

werden. Steckbare Bedienungs-, Sicherheits- und Optionsbaugruppen<br />

sorgen für hohe Flexibilität, und die kompakte Bauform im Booksize-Format<br />

ermöglicht eine platzsparende Installation im Schaltschrank.<br />

Die neuen Baugrößen sind ab Frühjahr 2022 auf dem Markt verfügbar. Dann deckt die weiterwachsende Umrichterfamilie bereits<br />

den Leistungsbereich von 0,25 bis 22 kW ab. Neben verbesserten Eigenschaften und Leistungsmerkmalen übernimmt die neue Umrichtergeneration<br />

die bewährte Nordac-Parameterstruktur und ist physisch und funktionell abwärtskompatibel.<br />

www.nord.com


HYGIENIC<br />

DESIGN.<br />

DER PMS<br />

AUS EDEL-<br />

STAHL.<br />

ELEKTRISCHE STELLANTRIEBE<br />

In Anlagen der Prozessautomatisierung<br />

sind höchste Zuverlässigkeit<br />

und Verfügbarkeit grundlegende<br />

Anforderung an die<br />

eingesetzten Kommunikationstechnologien.<br />

Hier ist zunehmend<br />

ein Trend hin zu robusten<br />

und vielseitigen Industrial<br />

Ethernet Standards und insbesondere<br />

zu Profinet zu beobachten.<br />

Auma Stellantriebe mit<br />

Profinet unterstützen den vollen Funktionsumfang der Stellantriebs-Steuerung<br />

AC.2 und lassen sich laut Anbieter einfach und flexibel in unterschiedliche<br />

Netzwerktypen integrieren.<br />

www.auma.com<br />

ECHTZEIT-SIMULATION VON ANLAGEN<br />

PMS<br />

Besuchen<br />

Sie uns auf der<br />

<strong>SPS</strong> 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 />

Die Simulationsplattform ISG-virtuos ist eine offene Software, mit der sich<br />

digitale Zwillinge realisieren lassen, insbesondere für virtuelle Inbetriebnahmen.<br />

Aber auch entlang des gesamten Lebenszyklus einer Anlage – vom<br />

Vertrieb über das digitale Engineering bis in die Betriebsphase, etwa für<br />

Mitarbeiterschulungen und Servicefälle – gestattet die Lösung, unterschiedliche<br />

Szenarien zu simulieren.<br />

Mithilfe der Simulationsplattform sollen Anwender dank 3-D-Projektierung ihre<br />

Modellierungszeiten erheblich verkürzen können, so der Anbieter. Die Materialflusssimulation<br />

komplexer Produktionsanlagen deckt beispielsweise Anwendungsfälle<br />

für Mover und fahrerlose Transportsysteme (AGV/FTS) inklusive<br />

spezifischer Sensorik und Antriebstechnik ab. Überdies profitieren Unternehmen<br />

von einer nahtlosen Integration der Simulationslösung in ihren Engineering-Prozess:<br />

Reale und virtuelle Steuerungssysteme verschiedener Hersteller<br />

lassen sich einfach anbinden. Das Einbinden von Komponentenbibliotheken<br />

direkt vom Komponentenhersteller ist ebenfalls bequem möglich.<br />

Viele Komponentenhersteller möchten ihren Kunden im Maschinen- und<br />

Anlagenbau zertifizierte digitale Zwillinge von Baugruppen und Bauteilen zur<br />

Verfügung stellen. Zu diesem Zweck hat ISG den TwinStore entwickelt, einen<br />

Online-Store für standardisierte Komponentenmodelle, die sich nahtlos in<br />

Simulationsprojekte mit ISG-virtuos 3 integrieren lassen.<br />

www.isg-stuttgart.de<br />

PROZESSTRANSPARENZ MIT 360°<br />

PROZESSVISUALISIERUNG<br />

Welches Medium befindet sich gerade im<br />

Tank? Läuft der Prozess wie gewünscht ab,<br />

oder liegen die Werte außerhalb der<br />

Toleranz? All diese Informationen können<br />

Anlagenbetreiber mit der robusten 360 °<br />

Prozessvisualisierung KingCrown auf einen<br />

Blick erhalten. Bei der Grenzstandmessung<br />

mit dem CleverLevel PL20 geben fünf<br />

definierte Farben Einblick, ob der Grenzstand<br />

erreicht ist, welches Medium sich im<br />

Tank befindet oder ob eine Störung vorliegt. Durch die 360 ° LED ist diese<br />

Information zu jeder Zeit von überall erkennbar und ermöglicht sichere Prozesse.<br />

Die 360 ° LED-Krone ermöglicht eine verzögerungsfreie Visualisierung des<br />

Betriebszustands der Anlage, mit der auch Störungen signalisiert und direkt<br />

lokalisiert werden können. Dies erhöht die Sicherheit des Prozesses und<br />

reduziert Reaktionszeiten im Störungsfall. Die Prozessvisualisierung ist direkt<br />

vor Ort in jeder Montageposition, ohne toten Winkel, auf einen Blick gut<br />

sichtbar. Zudem sind die kräftigen Farben in jeder Produktionsumgebung, selbst<br />

bei Tageslicht einfach und schnell zu erkennen.<br />

www.baumer.com<br />

microsonic.de/pms


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

FLEXIBLE PRODUKTION<br />

Als inhaltliche Erweiterung stellt PI dieses Jahr erstmalig die<br />

neu ins Portfolio aufgenommene Ortungstechnologie Omlox<br />

vor. Gemeinsam präsentieren die Mitglieder eine interoperable<br />

FRONTBÜNDIGER<br />

MINIATUR-DRUCKSENSOR<br />

Die neuen Miniatur-Drucksensoren der Baureihe<br />

PL54 besitzen einen direkt mit dem Sensor verschweißten<br />

frontbündigen Druckmittler mit<br />

G1/4-Gewinde. Die Messzelle bietet eine hohe<br />

Genauigkeit in einem äußerst kompakten Gehäuse<br />

mit nur 19 mm Schlüsselweite. Zudem zeichnen<br />

sich die Sensoren laut Hersteller durch ein<br />

kostenoptimiertes Preis-Leistungsverhältnis aus.<br />

Ortungstechnologie auf Basis von Ultrawide-Band und anderen<br />

Mechanismen, die sowohl in Edge als auch Cloud-Umgebungen<br />

orchestriert werden können. Omlox leistet dabei einen wichtigen<br />

Beitrag für eine flexible, transparente und ressourcen-schonende<br />

Produktion.<br />

Die Systemergänzung „IO-Link Safety“ (V1.1.3) ist inzwischen<br />

angepasst an den technischen Stand der IO-Link Basis-Plattform<br />

und wurde erweitert um die vollständige Test-Spezifikation<br />

V1.1 wie auch der ersten Integration in Profinet/Profisafe.<br />

Damit sind FS-Master- und FS-Device-Produkte von IO-Link<br />

Safety wie auch Entwicklungshilfen und vorzertifizierte Stacks<br />

dafür auf dem neuesten technischen Stand möglich.<br />

www.profibus.com<br />

Die PL54-Sensoren werden speziell zur Druckmessung<br />

in Applikationen, in denen Frontbündigkeit<br />

notwendig ist, eingesetzt. Dies ist üblicherweise bei<br />

Klebstoffen, Leim, Dichtungsmasse, Schäumen und<br />

anderen zähen Medien, die in Toträumen aushärten<br />

würden, der Fall. Der frontbündige Anschluss<br />

verhindert das Verstopfen des Prozessanschlusses<br />

auch bei verunreinigten Medien.<br />

www.ifm.com<br />

JUMO smartWARE · Evaluation<br />

Mit dem Automatisierungssystem JUMO variTRON 300 und 500 aufzeichnen<br />

und mit JUMO smartWARE Evaluation bequem und intuitiv auswerten<br />

• integrierte Aufzeichnungsfunktion für alle eingehenden Messwerte bei JUMO variTRON 300 und 500<br />

• zusätzliche Aufzeichnung von Min.-/Max.-/Mittel-Wert sowie Qualität des Messstatus nach NAMUR NE107<br />

• Pufferung der Prozessdatenaufzeichnung durch JUMO variTRON bei Netzwerkausfall<br />

• Aufzeichnung von Daten aus CODESYS, wie z. B. Programmvariablen und Feldbusdaten und über PROFINET, BACnet und EtherCAT<br />

• Browser-basierte Prozessdatenauswertung über individuelle, gestaltbare Dashboards<br />

• schnelle Navigation und Dashboard-Auswahl auf Basis intuitiver Geräte- und Anlagenübersicht<br />

• anlagenübergreifende Chargenauswertung mit flexiblen Filterfunktionen<br />

• Datenarchiv (Datastore) mit Manipulationserkennung auf Basis digitaler Zertifikate<br />

Besuchen Sie uns in Halle 4A, Stand 435.<br />

www.jumo.net


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

MAMMUT-MODERNISIERUNG IM<br />

COIL-LAGER TERMINGERECHT UMGESETZT<br />

Bei einer Inspektion stellten die Experten von<br />

Konecranes fest, dass die Prozesskrane im<br />

Coil-Lager der Welser Profile Deutschland GmbH<br />

mit Sitz in Bönen dringend modernisiert werden<br />

müssen. Das soll zeitnah geschehen und schnell<br />

umgesetzt werden, denn ohne den Stahl aus<br />

dem Lager steht die Produktion bei Welser Profile<br />

still. Gleichzeitig sind hohe Sicherheits- und<br />

Qualitätsanforderungen einzuhalten, damit die<br />

Arbeit im Lager weiterhin effizient und sicher<br />

ist – eine Herausforderung, die die Experten von<br />

Konecranes und Demag Services gemeinsam mit<br />

ihren Kollegen des Tochterunternehmens KSR<br />

annehmen.<br />

Coils werden in vielen Betrieben verwendet. Aus dem aufgerollten<br />

Stahlblech lassen sich verschiedene Werkstücke<br />

fertigen – und aus diesem Grund ist das Material gefragt:<br />

Nachdem die Corona-Pandemie laut dem Stahlverband<br />

Eurofer den Stahlverbrauch im Jahr 2020 um etwa 13 Prozent gedrückt<br />

hatte, soll er im laufenden Jahr wieder steigen und mit ca.<br />

152 Millionen Tonnen nahezu das Niveau von 2019 erreichen.<br />

Aus Stahlblechen hergestellte Profile sind in beinahe jedem Industriesektor<br />

zu finden – von Automotive über die Baubranche,<br />

wo der meiste Stahl überhaupt zum Einsatz kommt, bis hin zur<br />

Energiegewinnung und Agrartechnik. Die Welser Profile GmbH<br />

mit Stammsitz in Ybbsitz an der Niederösterreichischen Eisenstraße<br />

und Produktionsstandort in Bönen hat sich auf Stahlprofile<br />

aller Art spezialisiert. Ihre Produkte kommen in den neuen<br />

Nachtzügen der Österreichischen Bundesbahn ebenso zum Einsatz<br />

wie in großen Photovoltaik-Anlagen – und das weltweit. Im<br />

Rollform-Verfahren haben die Experten seit 1960 bereits mehr als<br />

23 500 einzigartige Profil-Querschnitte für individuelle Anforderungen<br />

in praktisch allen Branchen realisiert.<br />

Im Coil-Lager in Bönen arbeiten zwei Prozesskrane, die das<br />

Rohmaterial für die Profilherstellung sicher und zuverlässig<br />

transportieren müssen. Bei einer Inspektion durch Experten von<br />

Konecranes und Demag Services stellt sich heraus, dass der Träger<br />

eines Demag-Krans Risse zwischen Kopfträger und Kranbrücke<br />

aufweist und damit nicht mehr einsatzfähig ist. „Im Laufe des<br />

Lebenszyklus eines Krans muss er immer wieder hohe Lasten<br />

138 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


aufnehmen und transportieren“, erläutert Sascha Oppenhäuser, Director Service EMEA<br />

Central North bei Konecranes. „Dabei kommt es zwangsläufig mit steigendem Alter<br />

des Krans zu Materialermüdung.“<br />

Risse im Träger bedeuten: Der Kran kann so nicht mehr eingesetzt werden. Das ist<br />

Gift für die Produktivität im Werk, denn ohne Stahlbleche lassen sich auch keine Profile<br />

herstellen. Für den Transport der bis zu 30 Tonnen schweren Coils gibt es keine Alternative.<br />

Um den Träger kurzfristig zu stabilisieren, führten die Experten von Konecranes<br />

eine Notreparatur aus. Oppenhäuser: „Dabei werden die gerissenen Stellen aus<br />

dem Kranträger herausgeschnitten und gegen neue, eingepasste Stahlteile ausgetauscht.“<br />

Diese Art der Reparatur sei jedoch nur eine kurzfristige Überbrückungshilfe,<br />

denn sie verändert Form und Struktur des Trägers, was den Verschleiß erhöht.<br />

TEAMWORK FÜR EINE EFFEKTIVE MODERNISIERUNG<br />

Darüber hinaus hatte sich bei der Inspektion gezeigt, dass die Kranbahn ebenfalls stark<br />

verschlissen war. „Die Kranbahn und die Fahrwerke gehören zu den Haupt-Verschleißteilen<br />

an jeder Anlage“, betont Oppenhäuser. „Oft ändern sich mit der Zeit die Anforderungen<br />

an die Krane – wo früher etwa nur 15 Tonnen gehoben werden mussten, sind es<br />

heute schon einmal 30 Tonnen. Dafür wurden die ursprünglichen Kranbahnen allerdings<br />

meistens nicht ausgelegt.“ Eine langfristig ausgerichtete und zukunftssichere<br />

Modernisierung des Krans sei daher sinnvoll. Die Experten von Konecranes erstellen<br />

dementsprechend ein Gesamtkonzept von der Teilebestellung bis zur Abnahme. Zeit<br />

ist dabei ein wichtiger Faktor: Die Schäden wurden Mitte des Jahres 2020 festgestellt<br />

und per Notreparatur behoben und die Modernisierung sollte bis Anfang des Jahres<br />

<strong>2021</strong> umgesetzt sein. Für ein optimales Ergebnis arbeitet das Service- und Modernisierungsteam<br />

von Konecranes und Demag mit seinen Kollegen der Tochtergesellschaft<br />

KSR zusammen. Sie sind auf die Ertüchtigung von Kranbahnen spezialisiert und übernehmen<br />

diesen Teil des Projekts, während sich die Konecranes-Experten auf den Austausch<br />

der Fahrwerke an beiden Prozesskranen des Coil-Lagers, den Austausch der<br />

kompletten Brücke des beschädigten Krans sowie neue Systeme für die Energieversorgung<br />

konzentrieren. Oppenhäuser: „Katze und Elektrik des Krans haben wir erhalten.<br />

So können wir eine wirtschaftlichere und schneller umzusetzende Alternative zu einem<br />

Komplettaustausch des Krans liefern.“<br />

Das Projekt ist umfassend: 200 m Kranbahn sind zu erneuern, vier Fahrwerke für die<br />

beiden Krane sowie eine neue Kranbrücke mit einer Spannweite von mehr als 24 m<br />

und ein neues System für die Energieversorgung werden geliefert und installiert. Um<br />

diese Mammutaufgabe fristgerecht zu bewältigen, ohne die Produktion zu stark zu beeinträchtigen,<br />

werden der Kranbahn-Austausch und die Arbeiten an den Kranen selbst<br />

zeitgleich stattfinden und aufeinander abgestimmt. „Unsere Teams von Konecranes<br />

und KSR planen ihre Arbeitsschritte genau so, dass sie sich zu keiner Zeit im Wege stehen“,<br />

sagt Oppenhäuser. „Damit stellen wir einen flüssigen Arbeitsablauf sicher.“<br />

Vor allem der Transport der neuen Kranbrücke ist dabei eine Herausforderung. Vom<br />

Sonder-Lkw in die Halle und dort hinauf zu ihrer endgültigen Position transportieren<br />

die Kranbrücke bis zu vier Autokrane. Oppenhäuser: „Unsere Projektleitung stellt<br />

sicher, dass nicht nur die Brücke, sondern auch die passenden Experten am richtigen<br />

Tag da sind, um sie einzubauen.“<br />

Für den Austausch der Fahrwerke am zweiten Kran wird dieser kurzfristig „aufgebockt“.<br />

Die neue Kranbahn und die Fahrwerke sind robuster und für höhere Belastungen<br />

ausgelegt als die ursprünglichen Komponenten und damit zukunftsorientiert.<br />

MODERNE SICHERHEITSFEATURES<br />

Damit die Arbeit mit den modernisierten Kranen genauso sicher ist, rüsteten die Experten<br />

von Konecranes sie zusätzlich mit einer Bereichsabschaltung aus. Sie verhindert,<br />

dass die Katze unter Last in einen definierten Teil der Halle fährt – was die Statik<br />

der Kranbahn gefährden könnte. Dazu erfassen Laser-Distanzsensoren die Position<br />

der Katze und lösen eine Bremsung aus, wenn sie in die Nähe der definierten Sicherheitszone<br />

kommt. „Zudem haben wir die Ausgleichstraverse an der Katze gegen eine<br />

Traverse mit integrierter Duplex-Messachse ausgetauscht. So erkennt die Steuerung<br />

zuverlässig, wie viel Last am Haken hängt“, erläutert Oppenhäuser.<br />

Trotz des hohen Projektumfangs setzen die Teams von Konecranes und KSR gemeinsam<br />

das Projekt fristgerecht um. Die modernisierten Krane heben seit Anfang Januar<br />

<strong>2021</strong> wieder effizient und sicher ihre wertvolle Stahllast in Bönen.<br />

Foto: Konecranes<br />

www.konecranes.de


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

AUTOMATISIERUNG KONSEQUENT<br />

ZU ENDE GEDACHT<br />

Acht Unternehmen entwickeln in drei Jahren<br />

eine neue Intralogistiksystemlösung. Liest sich<br />

schon einmal spannend. Wenn dann in der<br />

Einladung zur Präsentation der Weltpremiere die<br />

Formulierung „Die Zukunft der Intralogistik“<br />

verwendet wird, ist die Aufmerksamkeit der<br />

Redaktion f+h vollends geweckt. Also rasch auf<br />

den Weg nach Fichtenau gemacht. Ob sich der<br />

Trip ins Schwäbische gelohnt hat? Lesen Sie<br />

selbst!<br />

Der Fachkräftemangel wirkt sich immer dramatischer auf<br />

die Geschäftstätigkeiten der Unternehmen aus. Die Automatisierung<br />

intralogistischer Prozesse kann dabei helfen,<br />

handlungsfähig zu bleiben. Antworten auf die mit<br />

entsprechenden Projekten verbundenen Herausforderungen zu<br />

finden, ist der Antrieb der Ecosphere Automation GmbH, Fichtenau.<br />

Das von Danny Denk im Jahr 2018 gegründete Unternehmen<br />

entwickelt unter seiner Führung Automatisierungslösungen<br />

für Produktion und Logistik. Im Rahmen der Bearbeitung eines<br />

derartigen Projekts lernte der Ecosphere-CEO Alexander N. Andersen<br />

von Effimat kennen. Gemeinsam mit dem Regional Manager<br />

Europe des Anbieters von u. a. Umlaufregalanlagen reifte die<br />

Idee zur Problemlösung Einheiten von Universal Robots (UR)<br />

einzusetzen. Gesagt, getan. Da man sich aber nicht mit halben<br />

Sachen zufriedengeben, sondern die Automatisierung der Intralogistik<br />

konsequent zu Ende denken wollte, sollten in einem weiteren<br />

Schritt Roboter von UR mit einem Effimat-Umlaufregalsystem<br />

zusammenarbeiten. Denk: „Diese Überlegungen aber in die<br />

140 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


WINFRIED BAUER,<br />

CHEFREDAKTEUR F+H<br />

Die Projektpartner haben eine Systemlösung<br />

zur Serienreife gebracht, die sich durch mehr<br />

››als die Summe der Einzelteile auszeichnet<br />

Realität umzusetzen, ist alles andere als trivial.“ In dem Zusammenhang habe es<br />

sich als glückliche Fügung erwiesen, dass Christian Fenk, ehemals bei Universal<br />

Robots A/S aktiv, mittlerweile bei der Robominds GmbH als CSO angeheuert hatte.<br />

Denn das Münchener Start-up beschäftigt sich mit Roboter-Lösungen auf Basis<br />

Künstlicher Intelligenz (KI) und Bildverarbeitung. Aus Sicht von Fenk „zentrale<br />

Bausteine, um die Voraussetzungen zu schaffen, damit Roboter in der Lage sind,<br />

unterschiedliche Produkte kommissionieren zu können.“<br />

Und genau darauf haben die Partner im Projekt „Sina – Smart kitting solution for<br />

Intralogistics Automation“ zurückgegriffen. Hinzu kamen Produkte und Lösungen<br />

aus weiteren Technologiefeldern.<br />

LIMITIERENDE FAKTOREN FÜR ROBOTEREINSATZ ELIMINIERT<br />

Als zentrales Element der Entwicklung fungiert ein Vertikalumlaufregal aus dem<br />

Hause Effimat. Bei der in Fichtenau installierten Anlage bietet das Lager (Grundfläche:<br />

24 m2, Höhe: 9 m) eine Kapazität von 250 Behältern. Die maximale Zuladung<br />

pro Behälter beläuft sich auf 25 kg. In dem Zusammenhang ist es Denk wichtig auf<br />

die Flexibilität und Modularität der Entwicklung hinzuweisen. „Andere Behältergrößen<br />

sind ebenso wie Tablare und eine betreiberspezifische Anzahl an Umlaufregalen<br />

möglich.“<br />

Vor der Entnahmeöffnung des Umlaufregals sind zwei UR10e-Roboter für das Behälter-Picking<br />

installiert. Als Hände der Roboter fungieren „Mini Cobot Gripper“<br />

WIR MACHEN<br />

IHRE MASCHINE<br />

SICHER<br />

Sicherheitslösungen für die<br />

Intralogistik<br />

■ Sicherheitskomponenten und<br />

-systeme für Lagerhaltung und<br />

Materialfluss<br />

■ Breites Produktangebot für<br />

Flurförderzeuge<br />

■ Safety-Lösungen für Predictive<br />

Maintenance und Industrie 4.0<br />

■ Umfassendes Beratungs- und<br />

Dienstleistungsprogramm<br />

www.schmersal.com<br />

01 Der MX-Saugnapf am „Mini Cobot Gripper“ kann Produkte jedweder Art, Geometrie<br />

und Oberflächenbeschaffenheit „verarbeiten“


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

02 Das Fahrerlose Transportfahrzeug hat die Behälter aufgenommen<br />

und dockt von der Übergabestation des Umlaufregals ab<br />

(MCG) mit MX-Saugnäpfen von Piab. Der neu entwickelte MX-<br />

Saugnapf kommt mit Produkten jedweder Art, Geometrie und<br />

Oberflächenbeschaffenheit zurande. Ohne diesen, von Robominds<br />

liebevoll „Supernupsie“ genannten, Alleskönner wäre das<br />

System undenkbar gewesen. Der MCG-Greifer ist mit 270 g ein<br />

Federgewicht unter den Cobot-Greifern und kann ein Vielfaches<br />

seines Gewichts heben.<br />

Die Roboter kommissionieren in Auftragsbehälter, die sich bei<br />

Bedarf im Lagerturm zwischenpuffern lassen. Sobald die Produktion<br />

Nachschub ordert bzw. die Ware zum Versand ansteht, gelangen<br />

die Behälter mithilfe von Fahrerlosen Transportfahrzeugen<br />

des Herstellers Mobile Industrial Robots (MiR) an die entsprechenden<br />

Stationen. Um eine parallele Kommissionierung<br />

und Bereitstellung der von anderen Unternehmensbereichen angeforderten<br />

Auftragsbehälter zu ermöglichen, ist die Übergabestation<br />

an der Rückseite des Umlaufregals platziert. Als Lastaufnahmemittel<br />

verfügen die Fahrerlosen Transportfahrzeuge über<br />

Rollenförderer TR 125 Top Roller des Herstellers Roeq. Sensorik<br />

an den Fahrzeugen und dem Umlaufregal stellt die korrekte<br />

Übergabeposition der automatischen Flurförderzeuge an der Station<br />

sicher.<br />

„Mithilfe des Systems lässt sich die Materialhandhabung der zu<br />

kommissionierenden Produkte vollautomatisch erledigen“, so<br />

Fenk. „Aufgrund der Verwendung von KI-basierter Bildaufnahme<br />

ist die Produktgeometrie kein limitierender Faktor für den Robotereinsatz.“<br />

Gleichzeitig werde die Fehlerrate auf null reduziert<br />

und ein vollständiges „Tracking & Tracing“ ermöglicht.<br />

Neben der vollautomatisierten Übergabe der Auftragsbehälter<br />

an die Fahrerlosen Transportfahrzeuge sieht das Konzept alternativ<br />

ein manuelles Handling der Ladungsträger vor. Auch in diesem<br />

Fall sorgt der Sicherheits-Laserscanner Nanoscan3 von Sick<br />

für den Personenschutz. Das Sicherheitssystem nutzt laut Roland<br />

Krauser, Vertriebsleiter Region Süd-Ost der Sick AG, den weltweit<br />

ersten Laserscanner für Personenschutzanwendungen, der mithilfe<br />

einer URCap-Software vollständig in die Bedienoberfläche<br />

Die Projektpartner und ihre Gewerke<br />

Unternehmen<br />

Ecosphere Automation<br />

www.ecosphere-automation.de<br />

Effimat<br />

www.effimat.com<br />

Mobile industrial Robots (MiR)<br />

www.mir-robots.com<br />

Piab<br />

www.piab.com<br />

Robominds<br />

www.robominds.de<br />

Roeq<br />

www.roeq.dk<br />

Sick<br />

www.sick.com<br />

Universal Robots (UR)<br />

www.universal-robots.com<br />

Gewerk<br />

Systemintegration<br />

Vertikalumlaufregal<br />

Fahrerloses Transportfahrzeug<br />

MiR250<br />

Mini Cobot Gripper (MCG)<br />

inkl. MX-Saugnäpfe<br />

Visionsystem robobrain.<br />

vision<br />

Lastaufnahmemittel TR 125<br />

Top Roller für Fahrerloses<br />

Transportfahrzeug<br />

Sicherheits-Laserscanner<br />

Nanoscan3<br />

UR10e-Roboter<br />

des Cobots integriert werden kann. Mithilfe intelligenter Funktionen<br />

lassen sich somit Sicherheitszonen einfach konfigurieren.<br />

Das Vision-System robobrain.vision erkennt Objekte ohne vorheriges<br />

Einlernen und sorgt so für die nötige Flexibilität beim<br />

Handling von Objekten aus einer hohen Produktvielfalt. Die<br />

eingesetzte Komplettlösung besteht aus einem Robobrain-Industrie-PC,<br />

einer Kamera sowie der Software robobrain.vision. Die<br />

Software ist sozusagen der Übersetzer der Informationen für die<br />

Cobots, das Vision-System und die Greifer der Roboter. In<br />

der Summe sorgt Robobrain für einen problemlosen Ablauf und<br />

die Kommunikation zwischen den verschiedenen Systemkomponenten.<br />

EXAKTE ABSTIMMUNG DER EINZELGEWERKE<br />

ENTSCHEIDEND<br />

Zwar habe es laut Denk bereits in der Vergangenheit verschiedene<br />

Lösungen gegeben, die von Systemintegratoren konfiguriert<br />

wurden, „die Kooperation der Sina-Partner in dieser Form ist jedoch<br />

einmalig.“ Aufgrund der Zusammenarbeit auf Augenhöhe<br />

ließen sich Schnittstellen verbessern und die Lösungen der am<br />

Projekt beteiligten Unternehmen exakt aufeinander abstimmen.<br />

Dies sieht auch Fenk so – wobei er unumwunden einräumt:<br />

„Doch bis es so weit war, war einiges an Koordinationsaufwand<br />

erforderlich. Aber die Mühe hat sich zweifelsohne gelohnt und<br />

wir sind zuversichtlich, den Verantwortlichen in Produktion und<br />

Logistik mit Sina Ansätze zu liefern, ihr Tagesgeschäft noch besser<br />

zu erledigen als in der Vergangenheit.“ Winfried Bauer<br />

Fotos: Die Sina-Partner, f+h, Karte auf S. 141: Stepmap, 123map. Daten:<br />

Openstreetmap, Lizenz: ODbL 1.0<br />

Quelle: f+h<br />

142 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong>


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

MIT KÜNSTLICHER INTELLIGENZ DIE SICHERHEIT ERHÖHEN<br />

Das Unternehmen Luis kombiniert bei dem Personenschutzsystem die 360°-View-<br />

Technologie und Personenerkennung mithilfe Künstlicher Intelligenz. Alle vier<br />

Kameras, die gemeinsam den Top oder Surround-View liefern, werden mit einer<br />

KI-basierten Algorithmik zur Objekterkennung ausgestattet. Das Ergebnis ist eine<br />

rund um das Fahrzeug nahtlose Personenerkennung und das ohne für das menschliche<br />

Auge wahrnehmbare Latenz. Das System ermöglicht Einsätze in Gefahrenzonen,<br />

in denen vor Personen, nicht aber vor statischen Objekten gewarnt werden soll. So<br />

z. B. bei Flurförderzeugen: hier ist eine zielgenaue optische oder akustische Warnung<br />

vor Bewegung in einem zu definierenden Radius gefragt. Zudem lässt sich das<br />

System auf die Einzigartigkeit jeder Arbeitssituation mit dem Luis-Hochleistungsrechner<br />

und Deep Learning hin anlernen. Die Kameras wurden mit Sensoren<br />

ausgestattet, die aufgrund einer Lichtempfindlichkeit von weniger als 0,1 Lux auch<br />

in ungünstigen Situationen verlässlich arbeiten.<br />

www.luis.de<br />

STECKVERBINDER­<br />

LÖSUNG FÜR 24 V DC<br />

TECHNIK<br />

Die 24 V DC Versorgungsspannung<br />

gewinnt in der Automatisierungstechnik<br />

vermehrt<br />

an Bedeutung. Um hier die<br />

Spannungsversorgung auch<br />

bei Endgeräten mit langen<br />

Zuleitungen sicherzustellen<br />

und den Spannungsabfall zu<br />

verringern, ist eine durchgängige<br />

Verdrahtung mit einem<br />

Leiterquerschnitt von<br />

2,5 mm² erforderlich. Ein<br />

Anwendungsbereich sind<br />

Werkzeugwechsel- oder<br />

Dockingsysteme in der<br />

Automobilfertigung im<br />

Presswerk und Rohbau.<br />

Stäubli Electrical Connectors<br />

hat für diesen Einsatz den<br />

E1-6/PE Kontaktträger für<br />

Signal- und Bus-Anwendungen<br />

mit einem Leiterquerschnitt<br />

von 2,5 mm² entwickelt.<br />

Der 7-polige Steckverbinder<br />

mit versilberten oder<br />

vergoldeten Kontakten ist<br />

ausgelegt für mindestens<br />

500 000 Steckzyklen und<br />

einen Bemessungsstrom von<br />

16 A. Er ist kompatibel mit<br />

den bestehenden E1-6PE-Kontakträgern<br />

der Serie Duradock<br />

multi für 0,5 bis 1,5 mm²<br />

Leiterquerschnitt.<br />

www.staubli.com/electrical<br />

Sicherheitsbremsen<br />

für fahrerlose Transportsysteme<br />

Mit kompakten und vor allem flachen elektromagne-<br />

tischen Bremsen erobern wir derzeit verstärkt den Markt<br />

der fahrerlosen Transportsysteme (FTS).<br />

Egal ob für den Transport von kleinen Lasten, Staplern<br />

für hohe Lasten, riesige Transportsysteme, die Container<br />

befördern oder Sonderanwendungen – KENDRION & INTORQ<br />

bieten für alle Anforderungen elektromagnetische Bremsen,<br />

die die Sicherheit der Fahrzeuge garantieren.<br />

Dabei sind die Lösungen so unterschiedlich wie die Anwendungen:<br />

sie reichen vom umfangreichen Standardsortiment<br />

bis hin zu maßgeschneiderten Bremsen für individuelle<br />

Ansprüche.<br />

.<br />

Kendrion INTORQ GmbH<br />

Wülmser Weg 5<br />

31855 Aerzen<br />

T +49 5154 70534-0<br />

www.kendrion.com


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

INTERVIEW<br />

Neue ASi-5 Safety<br />

Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

ANWENDUNG<br />

„Easy ASi“:<br />

Planen, konfigurieren,<br />

betreiben und diagnostizieren<br />

leicht gemacht<br />

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

DER BESTE MIX FÜR DIE<br />

MODERNE ANTRIEBSTECHNIK


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

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

DER BESTE MIX<br />

FÜR DIE MODERNE<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Oftmals mehrere Kilometer lang sind sie – die automatisierten Materialflussstrecken<br />

moderner Fördertechnikanlagen in Logistikzentren oder in komplexen Produktionsumgebungen.<br />

Darin immer zu finden: jede Menge Sensoren, Schalter, Messgeräte, Scanner,<br />

Antriebe, Bedienpanels und Sicherheitssysteme. Große Strecken, viele Teilnehmer,<br />

Standard- und Safety-Signale sowie einfache und komplexe Aufgaben – und das am<br />

besten alles noch in einer einzigen Applikation. Ein Umfeld, für das die Verdrahtungstechnologie<br />

AS-Interface wie geschaffen ist, weil sie mit ihren kombinierbaren ASi-5<br />

und ASi-3 Lösungen den perfekten Mix für jede Anforderung bietet.<br />

02


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Anschluss aller Netzwerkteilnehmer mit<br />

Spannungsversorgung und Kommunikation<br />

über ein einziges, gelbes Profilkabel, einfache<br />

und verpolungssichere Verdrahtung in<br />

Durchdringungstechnik, keine Stecker oder<br />

vorkonfektionierten Kabel, keine spezielle<br />

Verbindungstechnik, keine besonderen<br />

Switches und gleichzeitig auch noch Safety<br />

„on board“ – keine andere Verdrahtungstechnologie<br />

ermöglicht es, sowohl einzelne<br />

Komponenten als auch Devices in großen<br />

Stückzahlen so kostengünstig und effizient<br />

in Förderanlagen zu integrieren. Lager- und<br />

Materialflusstechnik, Förder- und Sortieranlagen,<br />

Shuttle-Palettenlager, Kommissioniersysteme,<br />

Regalbediengeräte, Krantechnik<br />

– fördertechnische Maschinen,<br />

Systeme und Anlagen können so begeisternd<br />

einfach mit AS-Interface verdrahtet<br />

werden. Während der etablierte und weit<br />

verbreitete Standard ASi-3 insbesondere<br />

beim Einsammeln von digitalen I/O-Signalen<br />

und der Umsetzung funktionaler und passiver<br />

Sicherheitstechnik punktet, bietet ASi-5<br />

mit seiner hohen Übertragungsgeschwindigkeit<br />

und der großen Datenbreite alle<br />

Voraussetzungen zur Lösung komplexerer<br />

Applikationen in Materialflusssystemen.<br />

Hinzu kommt ein hohes Maß an Zukunftssicherheit<br />

– dank der Optionen zur Integration<br />

intelligenter Sensoren mit IO-Link<br />

und zur Industrie-4.0-Kommunikation per<br />

OPC UA. Und schließlich kann mit Hilfe von<br />

ASi Safety at Work auch die Sicherheitstechnik<br />

fördertechnischer Anlagen zum<br />

Schutz von Personen in vollem Umfang<br />

integriert werden – bis SIL3 und PLe.<br />

Offen für alle<br />

Ansteuerungskonzepte und<br />

Kommunikationsanforderungen<br />

Als ASi Komplettanbieter verfügt<br />

Bihl+Wiedemann über ein Portfolio, das<br />

gerade für die Fördertechnik viele Freiheitsgrade<br />

eröffnet. Zum einen berücksichtigt<br />

es die Anforderungen unterschiedlicher<br />

Antriebskonzepte und Hersteller, zum anderen<br />

ermöglicht es durch die Feingranularität<br />

der Module sowie die Kompatibilität<br />

von ASi-3 und ASi-5 Komponenten maßgeschneiderte<br />

Lösungen vom einzelnen<br />

Binärsignal einer Lichtschranke bis zu<br />

großen und schnell zu übertragenden<br />

Datenmengen, wie sie beispielsweise von<br />

Scannern, RFID-Readern oder Drehgebern<br />

erzeugt werden.<br />

Welch vielseitige Möglichkeiten das Portfolio<br />

von Bihl+Wiedemann bietet, zeigt<br />

sich beispielsweise in der elektrischen<br />

Antriebstechnik, wie sie in automatisierten<br />

Materialflusssystemen zum Einsatz kommt.<br />

Drehstrommotoren mit Frequenzumrichter,<br />

etwa von Lenze, SEW-EURODRIVE oder<br />

NORD DRIVESYSTEMS, sind als Antriebe<br />

fördertechnischer Anlagen vielerorts der<br />

Standard. Im einfachsten Fall können sie<br />

mit Hilfe von ASi-3 Komponenten binär angesteuert<br />

werden. Wenig komplexe Funktionen<br />

wie Start/Stopp, Links-Rechts-Lauf<br />

oder Öffnen/Schließen können so mit Hilfe<br />

kostengünstiger Module sehr wirtschaftlich<br />

umgesetzt werden – zumal die Pin-<br />

Belegung an die jeweiligen Antriebe<br />

angepasst wurde und damit Plug-and-<br />

Play-Lösungen zur Verfügung stehen.<br />

Einfache Verdrahtung<br />

aller Teilnehmer über ein<br />

Kabel per Durchdringungstechnik<br />

03


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Drehstrommotore mit Frequenzumrichter,<br />

bei denen die Steuerung im Betrieb<br />

auf Performance-Parameter – beispielsweise<br />

die Geschwindigkeit oder das<br />

Beschleunigungs- und Bremsverhalten –<br />

zugreift, können heute über ASi-5<br />

effizient angesteuert werden. Die ASi-5<br />

Motormodule von Bihl+Wiedemann stellen<br />

mit CANopen, RS485, Modbus TCP und<br />

IO-Link nicht nur geeignete Schnittstellen<br />

zur Verfügung, sondern bieten auch<br />

Kompatibilität zu unterschiedlichen Feldbusanbindungen.<br />

Geschwindigkeiten oder<br />

definierte Beschleunigungs- und Verzögerungsprofile,<br />

sogenannte Rampen, können<br />

zyklisch und stufenlos aktiviert und<br />

geändert werden. So ist es beispielsweise<br />

möglich, die Transportgeschwindigkeit sowohl<br />

an die Objektes selbst als auch an die<br />

Förderstrecke anzupassen, um vorsichtig<br />

zu bremsen und zu beschleunigen –<br />

etwa bei kippgefährdeten Objekten mit<br />

hohem Schwerpunkt oder bei der Einfahrt<br />

eines Förderguts in und der Ausfahrt aus<br />

einem Kurvensegment, einer Maschine<br />

oder einem Hubwerk. Weiterhin bietet<br />

diese Form der seriellen Ansteuerung die<br />

Option einer erweiterten Diagnose: über<br />

das gelbe ASi Kabel können Informationen<br />

wie aktuelle Stromaufnahme und Temperatur<br />

sowie detaillierte Statusmeldungen<br />

vom Frequenzumrichter<br />

zum ASi-5/ASi-3<br />

Feldbus Gateway übertragen<br />

und die Diagnosedaten<br />

per OPC<br />

UA direkt in Industrie-<br />

4.0-Applikationen, beispielsweise<br />

der Predictive<br />

Maintenance,<br />

genutzt werden.<br />

vor unschlagbar effizient und kostengünstig<br />

mit den etablierten ASi-3<br />

Lösungen realisieren. Für komplexere<br />

Applikationen beinhaltet das Portfolio von<br />

Bihl+Wiedemann spezielle ASi-5 Motormodule<br />

für Motorrollen von Herstellern<br />

wie Interroll, Itoh Denki und RULMECA –<br />

auf Anfrage können aber auch weitere<br />

Hersteller und Antriebe ebenfalls mit entsprechenden<br />

ASi-5 Lösungen des Unternehmens<br />

bedient werden. Allen gemeinsam<br />

ist, dass die Module die Motorrollen direkt –<br />

Unterschiedliche Lösungen<br />

für unterschiedliche Anforderungen<br />

ohne zusätzliches Steuergerät – über ASi<br />

ansteuern. Dabei kann jedes ASi Modul<br />

gleichzeitig zwei Rollenantriebe komplett<br />

mit Energie versorgen und an die Datenkommunikation<br />

anbinden. Auch bei dieser<br />

Ansteuerung ist es möglich, Geschwindigkeiten<br />

und Rampen zyklisch und stufenlos<br />

zu verändern. Die Rampen für das Bremsen<br />

und Beschleunigen der Förderstrecke<br />

können aber auch für jeden Antrieb einzeln<br />

als Parameter hinterlegt werden.<br />

Zukunftssicherheit und Safety –<br />

mit ASi von Bihl+Wiedemann<br />

auch für die Antriebstechnik<br />

Ebenfalls eine Standard-Antriebslösung<br />

in<br />

der Fördertechnik<br />

sind Rollenantriebe<br />

mit 24 VDC- oder<br />

48 VDC- Spannungsversorgung.<br />

Auch hier<br />

gilt: einfache Applikationen<br />

mit Start/Stopp,<br />

Links-Rechts-Lauf oder<br />

Öffnen/Schließen lassen<br />

sich nach wie<br />

04


AS-INTERFACE<br />

TECHNOLOGIE<br />

Die ASi-5 Module mit integriertem IO-Link<br />

Master von Bihl+Wiedemann schließlich<br />

bieten die Möglichkeit, unter anderem<br />

intelligente Aktuatoren – also auch smarte<br />

Antriebe mit IO-Link – einfach über ASi-5<br />

in die Anlagensteuerung einzubinden. Die<br />

feingranulare Skalierbarkeit der Anschlussmodule,<br />

die es mit ein, zwei, vier und acht<br />

IO-Link Master Ports gibt, hilft dabei,<br />

Kosten zu sparen – der Anwender investiert<br />

nur in die IO-Link Ports, die er auch<br />

wirklich benötigt. Diese technische und<br />

wirtschaftliche Effizienz kann derzeit von<br />

IO-Link Feldbusmodulen, die üblicherweise<br />

mit acht IO-Link Master Ports und individueller<br />

Ethernet-Schnittstelle ausgerüstet<br />

sind, in dieser Form nicht erreicht werden.<br />

AS-Interface in der Umsetzung –<br />

Erfolgserlebnisse garantiert<br />

AS-Interface kann als Verdrahtungstechnologie<br />

in der Antriebstechnik all seine Stärken<br />

voll ausspielen. Das ASi-3 und ASi-5<br />

Portfolio von Bihl+Wiedemann vereint die<br />

Leistungsfähigkeit von Feldbustechnologien<br />

mit den Vorteilen einer unkomplizierten Verdrahtung<br />

von Feldgeräten. Hinzu kommt,<br />

dass Bihl+Wiedemann die Planung und<br />

Inbetriebnahme von ASi Installationen auf<br />

vielfältige Weise unterstützt und so auch<br />

ASi Neulingen schnelle Erfolgserlebnisse<br />

ermöglicht. So sorgen<br />

die Software-Suites<br />

des Unternehmens mit<br />

ihrem integrierten Hardware-Katalog<br />

nicht nur<br />

für eine einfache und<br />

fehlerfreie Projektierung<br />

und Inbetriebnahme<br />

von ASi Netzwerken,<br />

sondern auch für eine<br />

effiziente Adressierung<br />

und Parametrierung der<br />

ASi Module im Feld –<br />

unter anderem durch<br />

die Möglichkeit, Einstellungen<br />

eines Moduls beliebig oft kopieren<br />

zu können. Kommen also in einer Anlage<br />

mehrere Frequenzumrichter mit identischer<br />

Parametrierung zum Einsatz, müssen die<br />

Werte nur einmal gespeichert werden und<br />

sind danach auch auf alle anderen übertragbar.<br />

Außerdem werden – im Gegensatz<br />

zu PROFINET – für die Ansteuerung von<br />

beispielsweise bis zu 124 Umrichtern oder<br />

bis zu 248 Rollenantrieben nur eine IP-<br />

Adresse und nur ein Webserver für alle Teilnehmer<br />

benötigt. Bei der Adressierung der<br />

Teilnehmer vor Ort in der Fördertechnik-<br />

Applikation leistet das neue ASi-5/ASi-3<br />

Adressiergerät wertvolle Dienste: es ermöglicht<br />

es, Busteilnehmer schnell und<br />

einfach mit einer Adresse zu versehen,<br />

ohne dass bereits ein realer Busaufbau<br />

vorhanden sein muss. Eine weitere Funktionalität<br />

innerhalb der Software-Suites von<br />

Bihl+Wiedemann, die viele Nutzer begeistert,<br />

ist die Online Businformation. Damit<br />

lassen sich Teilnehmer jetzt ganz einfach<br />

vom PC aus adressieren, live parametrieren<br />

sowie Ein- und Ausgänge überwachen.<br />

Der Anwender erkennt unmittelbar, welche<br />

konkreten Auswirkungen die aktualisierten<br />

Einstellungen für das reibungslose Funktionieren<br />

der Fördertechnik haben und kann<br />

die Konfiguration gegebenenfalls sofort<br />

optimieren. Überhaupt machen die beiden<br />

Softwarelösungen ASIMON360 und<br />

ASi Control Tools360 – letztere ohne<br />

Safety-Funktionalität – das Planen, Konfigurieren<br />

und Parametrieren von ASi<br />

Netzwerken besonders komfortabel,<br />

sicher und schnell. Auch für die laufende<br />

Überwachung, die Wartung und die Fehlerbehebung<br />

von Applikationen stellen sie<br />

zahlreiche Diagnose-Tools mit einer breiten<br />

Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten<br />

zur Verfügung. Neben genauen Fehlerbeschreibungen<br />

liefern diese vor allem<br />

konkrete Lösungsvorschläge, die viel Zeit<br />

sparen und eine effiziente Fehlerbehebung<br />

gewährleisten. Und bei der Abnahme von<br />

Anlagen können sogar detaillierte Prüfberichte<br />

als PDF erstellt und mit der Maschinendokumentation<br />

gespeichert werden.<br />

Einfache Installation, hohe Funktionalität<br />

und Flexibilität, geringe Kosten – und<br />

das alles bei hohem Anwenderkomfort:<br />

AS-Interface hat sich als international<br />

standardisiertes Verdrahtungssystem auch<br />

in der modernen Förder- und Materialflusstechnik<br />

durchgesetzt. Der Mix aus<br />

Antriebslösungen mit ASi-5 und ASi-3,<br />

den Bihl+Wiedemann für die Integration<br />

von Rollenantrieben, Drehstrommotoren<br />

und Frequenzumrichtern bietet, sowie die<br />

verschiedenen Hard- und Software-Tools<br />

zur Einrichtung von ASi Netzwerken haben<br />

hierzu wesentlich beigetragen.<br />

Antriebslösungen<br />

von Bihl+Wiedemann –<br />

unabhängig von der<br />

„Welt darüber“<br />

05


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

ANWENDUNG<br />

„EASY ASi“: PLANEN,<br />

KONFIGURIEREN, BETREIBEN UND<br />

DIAGNOSTIZIEREN LEICHT GEMACHT<br />

Einfachheit – das ist das Versprechen von AS-Interface. Eine<br />

Zusicherung, auf die sich ASi Profis, aber auch Anwender der<br />

Verdrahtungstechnologie, die mit ASi-5 und ASi-3 Neuland<br />

betreten, verlassen können. Denn für die einfache Planung,<br />

Installation, Adressierung, Inbetriebnahme und Diagnose von<br />

ASi Applikationen stellt Bihl+Wiedemann eine Reihe nützlicher<br />

Tools zur Verfügung: Software-Suites, deren Programme<br />

die Planung, Konfiguration und Inbetriebnahme von ASi Netz-<br />

werken sehr einfach gestalten, ein neues ASi-5/ASi-3 Handadressiergerät<br />

für beste User Experience vor Ort sowie<br />

digitale Diagnose-Werkzeuge, die auch für Freigabemessungen<br />

und die Abnahme von Anlagen geeignet sind.<br />

ASi-5<br />

ASi-3<br />

Einfachheit ist alles – das ist der Grundgedanke,<br />

seit es AS-Interface gibt. Das<br />

gilt für alle ASi Generationen bis ASi-3,<br />

und noch mehr für ASi-5 als aktuellen<br />

Technologiestandard, der seit etwa drei<br />

Jahren auf dem Siegeszug durch die<br />

Welt komplexer Maschinen und Anlagen<br />

ist und dabei auch smarte, digitalisierte<br />

Automatisierungskonzepte vorantreibt.<br />

Monteure und Inbetriebnehmer verbinden<br />

schon lange viele Vorteile mit dem gelben<br />

ASi Profilkabel:<br />

3 Ein Kabel für Daten und Energie –<br />

keine Kabelbündel durch<br />

Parallelverdrahtung,<br />

3 Als Meterware von der Rolle vor Ort<br />

immer bedarfsgerecht verwendbar –<br />

keine Vorhaltung von unterschiedlichen<br />

Varianten notwendig,<br />

3 Einfacher Anschluss von Modulen<br />

per Durchdringungstechnik,<br />

3 Verpolungsschutz durch<br />

asymmetrische Kabelgeometrie,<br />

3 System- und herstellerunabhängig,<br />

3 Topologiefreiheit des ASi Netzwerkes,<br />

3 Module lassen sich – auch nachträglich<br />

– im Handumdrehen<br />

anschließen, austauschen, versetzen<br />

oder hinzufügen.<br />

Einfache Planung und Konfiguration von ASi Netzwerken über den<br />

Hardware-Katalog der Software-Suites von Bihl+Wiedemann<br />

Und das sind nur die wichtigsten. Aber<br />

AS-Interface ist längst nicht nur das Kabel<br />

selbst, sondern auch das, was man daraus<br />

und damit machen kann – nämlich<br />

Sensoren, Aktuatoren und Steuerungen<br />

von Maschinen und Anlagen intelligent<br />

und kostengünstig vernetzen. Und dafür<br />

hat Bihl+Wiedemann nicht nur eine<br />

Menge Arbeit in leistungsfähige Hard- und<br />

06


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

Software-Tools gesteckt – sondern auch<br />

die Erfahrung aus einer aktuell schon<br />

großen Anzahl installierter ASi Module<br />

und gelöster Applikationen. Das primäre<br />

Ziel der Entwicklungen war es, dem<br />

Anwender maximalen Bedienkomfort bei<br />

der Planung, Parametrierung, Inbetriebnahme,<br />

Diagnose und Wartung der einzelnen<br />

ASi Netzwerkteilnehmer sowie der<br />

gesamten Anlage zu bieten.<br />

ASi Netzwerke intuitiv und<br />

sicher einrichten<br />

Um das Planen, Konfigurieren, Parametrieren<br />

und Inbetriebnehmen von ASi<br />

Netzwerken besonders komfortabel,<br />

sicher und schnell zu gestalten, bietet<br />

Bihl+Wiedemann mit seinen Software-<br />

Suites zwei intuitiv bedienbare Softwareprogramme<br />

an: ASi Control Tools360<br />

und ASIMON360 – wobei letztere mit ASi<br />

Safety at Work auch den Aspekt der sicherheitsgerichteten<br />

Auslegung berücksichtigt<br />

und die Übertragung sicherer und<br />

nicht-sicherer Daten über das gleiche<br />

Kabel ermöglicht. Beide Software-Tools<br />

unterstützen sowohl ASi-3 als auch ASi-5<br />

Komponenten und ermöglichen die einfache<br />

Einbindung von IO-Link Devices.<br />

Die Software-Suites verfügen über einen<br />

integrierten Hardware-Katalog, der die<br />

Planung und Konfiguration von ASi Netzwerken<br />

sowie die Parametrierung von<br />

ASi Modulen in der Software wesentlich<br />

erleichtert. Die erforderlichen ASi-3 und<br />

ASi-5 Module werden per Drag-anddrop<br />

aus dem Katalog in einen virtuellen<br />

Schaltschrank gezogen. Welcher Technologiestand<br />

zum Einsatz kommt, bestimmt<br />

die jeweilige Funktion. Um Binärsignale<br />

einer Lichtschranke zu integrieren, reicht<br />

grundsätzlich ein kostengünstiges ASi-3<br />

Modul. Sollen hingegen komplexe Umrichter<br />

angebunden oder intelligente IO-Link<br />

Devices integriert werden, bietet ASi-5<br />

die dafür erforderliche Datenbreite und<br />

Übertragungsgeschwindigkeit.<br />

Während der Offline-Konfiguration nimmt<br />

der integrierte Inbetriebnahme-Assistent<br />

kontinuierlich Plausibilitätsprüfungen vor,<br />

etwa hinsichtlich der Teilnehmerzahl im<br />

Einfache Verdrahtung von ASi Modulen im Schaltschrank<br />

ASi Kreis, der voraussichtlichen Stromaufnahme<br />

oder der zu erwartenden Datenmengen.<br />

Werden dabei zulässige Werte<br />

überschritten, empfiehlt die Software<br />

die Einrichtung entsprechender weiterer<br />

ASi Kreise. Ist ein ASi Kreis dann aktiviert,<br />

kann mit Hilfe der Online Businformation<br />

das Verhalten der Ein- und Ausgänge<br />

simuliert, diagnostiziert und überwacht<br />

werden. Dadurch wird sofort erkennbar,<br />

welche Auswirkungen die aktuellen Einstellungen<br />

der ASi Module haben. Mögliche<br />

Fehler im ASi Kreis werden direkt<br />

Einfache Installation von ASi Modulen per Durchdringungstechnik<br />

in der Anlage<br />

sichtbar, alle Teilnehmer lassen sich einzeln<br />

auswählen und ansprechen sowie deren<br />

Parameter vom Anwender live ändern.<br />

Module mit Antriebsprofilen<br />

vereinfachen die Integration<br />

Bihl+Wiedemann hat für eine Reihe von Antrieben<br />

verschiedener Hersteller spezifische<br />

Profile entwickelt und in den Software-Suites<br />

hinterlegt. Zusätzlich hat das Unternehmen<br />

auch eigene, herstellerunabhängige Profile<br />

definiert. Für Kunden von Antriebsherstel-<br />

07


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

lern hat das den Vorteil, dass sie, etwa bei<br />

Lieferengpässen, flexibel zwischen verschiedenen<br />

Fabrikaten wechseln können und sich<br />

die jeweiligen Antriebe dennoch reibungslos<br />

in ihre ASi Netzwerke integrieren lassen. Die<br />

Profile sind jeweils hartcodiert in den ASi<br />

Modulen von Bihl+Wiedemann verfügbar<br />

und werden beim ersten Kommunikationsstart<br />

zwischen ASi Teilnehmer und Sensor<br />

oder Aktuator übertragen. Jeder ASi-5 Teilnehmer<br />

bietet ausreichend Platz für eine<br />

Vielzahl von Profilen. Das Aktualisieren<br />

oder das Hinzufügen von weiteren Profilen<br />

ist per Firmware-Update möglich. Eine weitere<br />

Vereinfachung ist das Hinterlegen von<br />

Parametersätzen für ASi-5 Teilnehmer und<br />

deren Peripherie in der Software. Einmal<br />

parametriert, können diese Einstellungen<br />

auf weitere Module kopiert oder sogar als<br />

Vorlage verwendet werden, die auch projektübergreifend<br />

zur Verfügung stehen kann.<br />

Die Parameter werden im ASi Kreis redundant<br />

vorgehalten: im Sensor oder Aktuator,<br />

im ASi Teilnehmer und im ASi Gateway.<br />

Dadurch ist im Fehlerfall – wo auch immer<br />

dieser auftreten sollte – eine schnelle und<br />

automatische Bereitstellung der Parameter<br />

im Austauschgerät gewährleistet.<br />

Neues Adressiergerät bietet<br />

maximalen Bedienkomfort<br />

Ob Elektro-Konstrukteur, Programmierer,<br />

Monteur, Inbetriebnehmer oder Instandhalter<br />

– Bihl+Wiedemann blickt den Menschen,<br />

die mit ASi arbeiten, immer wieder<br />

über die Schulter und sammelt dabei<br />

wertvolle Anregungen für Verbesserungen<br />

und Innovationen. So auch für das neue,<br />

tragbare ASi-5/ASi-3 Adressiergerät, das<br />

verwendet wird, um komfortabel ASi-3 Module<br />

mit Adressen und ASi-5 Devices mit<br />

Teilnehmernummern zu versehen und zur<br />

automatischen Konfiguration an den ASi<br />

Master anzuschließen. Während auf bisherige<br />

Adressiergeräte für ASi-3 Merkmale wie<br />

formschönes Design, angenehmes Lookand-Feel<br />

oder elegante Handhabung nur<br />

bedingt zutrafen, überzeugt das neue Device<br />

für den Vor-Ort-Einsatz mit genau diesen<br />

Eigenschaften: einem schlanken Äußeren,<br />

einer Wohlfühl-Haptik, hohem Bedienkomfort<br />

und perfekter User Experience. Mehrere<br />

fortschrittliche Produktmerkmale sind in<br />

dem Gerät vereint. Optisch „hervorstechend“<br />

ist auf jeden Fall das OLED-Farbdisplay,<br />

das in jeder Umgebungs- und Beleuchtungssituation<br />

eine gestochen scharf<br />

ablesbare Darstellung von Einstellungen und<br />

Informationen gewährleistet. Im Inneren des<br />

handlichen Adressiergerätes bewährt sich<br />

ein Superkondensator als leistungsstarker<br />

Energiespeicher. Nach nur etwa 30 Minuten<br />

voll aufgeladen, können Nutzer etwa 120<br />

ASi Module ansprechen. Geht die Ladung<br />

zur Neige, reicht ein etwa zehnminütiges<br />

Zwischenladen aus, um 70 weitere Adressen<br />

oder Teilnehmernummern vergeben zu können.<br />

Das neue ASi-5/ASi-3 Adressiergerät<br />

lässt sich per Standard-USB-C-Schnittstelle<br />

an einen PC anschließen – aber nicht nur zum<br />

Laden, sondern vor allem, um die gewohnten<br />

Parametrier-, Diagnose- und Test-Tools der<br />

Bihl+Wiedemann Software-Suites nutzen zu<br />

können. Über die Schnittstelle können zudem<br />

Erweiterungen des Funktionsumfanges<br />

per Firmware-Update geladen werden, was<br />

dem Gerät zusätzliche Zukunftssicherheit<br />

verleiht. Wer also die Vorteile einer dezentralen<br />

Adressierung von ASi Teilnehmern mit<br />

den Vorteilen einer zentralen Konfiguration<br />

und Parametrierung im ASi Netzwerk verbinden<br />

will, liegt mit dem neuen ASi-5/ASi-3<br />

Adressiergerät und den Software-Suites von<br />

Bihl+Wiedemann genau richtig.<br />

Read<br />

ESC<br />

Write<br />

OK<br />

#<br />

Einfache Vergabe von ASi Adressen (ASi-3) und Teilnehmernummern<br />

(ASi-5) mit dem neuen Adressiergerät von Bihl+Wiedemann<br />

08


AS-INTERFACE<br />

ANWENDUNG<br />

Nachdem die Geräte im Feld installiert und<br />

adressiert wurden, kann das ASi Netzwerk<br />

über die Software-Suites in Betrieb genommen<br />

werden. Auch jetzt werden wieder<br />

umfangreiche Plausibilitätsprüfungen<br />

durchgeführt. Entspricht die Planung in der<br />

Software der installierten und adressierten<br />

Realität an der Maschine? Sind die richtigen,<br />

sind zu viele oder zu wenige Teilnehmer angeschlossen?<br />

Entspricht die Konfiguration<br />

der gewünschten Ausbaustufe? Wurden<br />

die richtigen Geräte aus einer vorhandenen<br />

Maximalkonfiguration entfernt oder einer<br />

vorhandenen Konfiguration hinzugefügt?<br />

Ob ASi Profi oder ASi Neuling, ob Erst- oder<br />

Serienprojekt – die Anwender werden bei<br />

der Inbetriebnahme von den Software-<br />

Suites von Bihl+Wiedemann auf vielfältige<br />

Weise unterstützt. Einfacher kann man<br />

ASi Netzwerke nicht planen, verdrahten,<br />

adressieren und in Betrieb nehmen – zumal<br />

bisherige ASi-3 Nutzer per Download der<br />

neuesten Programmversionen kostenlos auf<br />

ASi-5 upgraden können.<br />

Diagnose-Tools gewährleisten hohe<br />

Verfügbarkeit von ASi Netzwerken<br />

Diagnosen sind die Voraussetzung, um die<br />

Verfügbarkeit und Produktivität von Maschinen<br />

und Anlagen zu gewährleisten – und<br />

sind damit unverzichtbar. Ob Inbetriebnahme,<br />

Überwachung und Wartung oder<br />

Fehlerbehebung – bei Bihl+Wiedemann<br />

stehen zahlreiche Diagnose-Tools mit<br />

einer breiten Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten<br />

zur Verfügung. Sie liefern neben<br />

genauen Fehleranalysen sofort konkrete<br />

Vorschläge zur Störungsbeseitigung.<br />

Das beginnt bereits bei der Konfiguration.<br />

Werden Geräte aus dem Hardware-Katalog<br />

der Software-Suites ausgewählt, wird beispielsweise<br />

die zu erwartende Netz- und<br />

Feldbusauslastung automatisch überprüft.<br />

Damit können so bereits in einem frühen<br />

Stadium mögliche Planungsfehler vermieden<br />

werden. Der Inbetriebnahme-Assistent, der<br />

den Anwender intuitiv durch die Adressierung<br />

und Konfiguration von ASi Modulen<br />

führt, zeigt etwaige Abweichungen oder<br />

Fehler bei der Inbetriebnahme sofort an. Im<br />

Zuge der kontinuierlichen Anlagenüberwachung<br />

findet eine permanente Prüfung des<br />

Einfache Inbetriebnahme von ASi Applikationen mit Hilfe des Inbetriebnahme-Assistenten<br />

ASi Netzes auf mögliche Fehler statt. So<br />

werden beispielsweise Informationen über<br />

die Qualität der Installation sowie der Datenkommunikation<br />

gesammelt und geprüft,<br />

um Problemen durch sich verschlechternde<br />

Übertragungseigenschaften frühzeitig vorbeugen<br />

zu können. Ringpuffer ermöglichen<br />

Dauertests, um auch sporadischen Ereignissen<br />

im ASi Kreis auf die Spur zu kommen.<br />

Darüber hinaus werden Peripherie-,<br />

Konfigurations- und Telegramm-Fehlerlisten<br />

zyklisch ausgelesen und ausgewertet. Mit<br />

Hilfe der Online Businformation als integralem<br />

Bestandteil von ASi Control Tools360<br />

und ASIMON360 kann der Anwender<br />

Module auf einfache Weise diagnostizieren<br />

sowie Ein- und Ausgänge live überwachen<br />

und testen. Mit ASIMON360 und ASi<br />

Safety at Work können zudem auch sichere<br />

Ein- und Ausgänge sowie Safe Link Verbindungen<br />

analysiert werden. Über die OPC-UA-<br />

Schnittstelle, wie sie alle ASi-5/ASi-3 Gateways<br />

von Bihl+Wiedemann standardmäßig<br />

an Bord haben, können die vielfältigen<br />

Maschinen- und Diagnosedaten durch eine<br />

Cloud-Applikation, einen lokalen MES-Server<br />

oder ein Visualisierungstool abgerufen und<br />

genutzt werden. Der ebenfalls integrierte<br />

Webserver erlaubt schnelle Systemdiagnosen,<br />

auch remote, während das Display der<br />

Gateways Spontandiagnosen vor Ort ohne<br />

zusätzliche Software ermöglicht. Viele ASi<br />

Module von Bihl+Wiedemann sind zudem<br />

für eine kanalspezifische Diagnose ausgelegt.<br />

Dadurch lassen sich Fehler wie etwa<br />

ein Ausgangskurzschluss oder eine Überlast<br />

an einem Teilnehmer schnell lokalisieren,<br />

identifizieren und beheben.<br />

Eingesetzt werden können die Diagnose-<br />

Tools aber nicht nur bei Inbetriebnahmen<br />

oder für regelmäßige Wartungsintervalle<br />

und Predictive-Maintenance-Applikationen,<br />

sondern auch für die Abnahme von Anlagen.<br />

Konfigurationen und Installationen lassen<br />

sich vor der Auslieferung einer Maschine auf<br />

mögliche Fehler überprüfen. Zudem können<br />

mit den Diagnose-Tools Freigabemessungen<br />

durchgeführt werden. Dabei entstehen automatisch<br />

detaillierte Prüfberichte, die als<br />

PDF der digitalen Maschinendokumentation<br />

beigefügt werden können.<br />

Mit intelligenten und kontinuierlich in ihrer<br />

Bedienbarkeit und ihrem Nutzererlebnis<br />

verbesserten Hard- und Software-Tools gewährleistet<br />

Bihl+Wiedemann eine perfekte<br />

Unterstützung der Anwender bei der Einrichtung,<br />

beim Betrieb und bei der Wartung von<br />

ASi Netzwerken. Easy ASi eben ...<br />

09


AS-INTERFACE<br />

INTERVIEW<br />

Interview mit Bernhard Wiedemann, Geschäftsführer der Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Neue ASi-5 Safety Produkte erweitern<br />

lösbaren Applikationsraum<br />

Größere Datenbandbreite, höhere Übertragungsgeschwindigkeiten,<br />

erweiterte<br />

Diagnosen – die Möglichkeiten, die ASi-5<br />

als Verdrahtungstechnologie auf der untersten<br />

Feldebene bietet, wünschen sich<br />

viele auch bei der Integration von sicherheitsgerichteten<br />

ASi Teilnehmern. Im<br />

Interview erläutert Bernhard Wiedemann,<br />

Geschäftsführer der Bihl+Wiedemann<br />

GmbH in Mannheim, wie ASi-5 Safety die<br />

etablierte Technologie von ASi Safety at<br />

Work ergänzen wird. Außerdem spricht<br />

er über den Stand der ASi-5 Safety Entwicklung<br />

in seinem Unternehmen und<br />

zeigt auf, welche neuen Perspektiven sich<br />

damit eröffnen.<br />

Bernhard Wiedemann,<br />

Geschäftsführer von Bihl+Wiedemann<br />

ASi MASTER NEWS: Zukunft hat immer<br />

auch etwas mit Herkunft zu tun. Das gilt auch<br />

für die Umsetzung von funktionaler Sicherheit<br />

über AS-Interface. Wie stellt sich das Thema<br />

Safety im entwicklungstechnischen Kontext<br />

von ASi-3 und ASi-5 dar?<br />

Bernhard Wiedemann: Als AS-Interface<br />

im Jahr 1990 von mehreren Unternehmen<br />

als System zur Vernetzung von Sensoren<br />

und Aktuatoren initiiert wurde, war man<br />

technologisch weit davon entfernt, Bussysteme<br />

generell für die funktionale Sicherheit<br />

nutzen zu können und auch nutzen zu wollen.<br />

Dies änderte sich erst etwa zehn Jahre<br />

später, so dass funktionale Sicherheit dann<br />

nachträglich in ASi integriert wurde. Gleichzeitig<br />

aber war es für den Feldbus selbst<br />

ein Meilenstein, auch die Signale einfacher<br />

Sicherheitssensoren im Feld einsammeln<br />

und gemeinsam mit nicht-sicheren Signalen<br />

über das gelbe ASi Profilkabel übertragen zu<br />

10<br />

können. AS-Interface war damit das erste<br />

System, das Sicherheitstechnik auf einem<br />

Feldbus praxistauglich gemacht hat. Und<br />

dies hat den Erfolg von ASi dann signifikant<br />

weiter vorangetrieben.<br />

Bei ASi-5 war Safety dagegen von Beginn an<br />

ein integraler Bestandteil aller technischen<br />

Entwicklungen, um eine möglichst effiziente<br />

Integration auch von komplexen Safety-<br />

Sensoren und Anwendungen sicherstellen<br />

zu können. Die Arbeiten am ASi-5 Safety<br />

Stack, etwa den Übertragungsmechanismen<br />

und den Protokollen, waren daher bereits<br />

mit der Präsentation der eigentlichen ASi-5<br />

Spezifikation zur <strong>SPS</strong> 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 <strong>SPS</strong><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 />

<strong>Digital</strong>e Eingänge<br />

<strong>Digital</strong>e 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 />

Besuchen Sie uns auf der <strong>SPS</strong> <strong>2021</strong><br />

Es warten spannende Neuerungen auf Sie im Bereich ASi-5 Safety.<br />

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Wir freuen uns<br />

auf ein persönliches<br />

Wiedersehen mit Ihnen!<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 />

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15


ASi-5<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

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DIE DIGITALE<br />

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Halle 7, Stand 200 + 201<br />

23.11. – 25.11.<strong>2021</strong><br />

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2<br />

Beyond <strong>Digital</strong>ization<br />

Die Findungsphase ist vorbei, jetzt heißt es durchstarten. Deshalb erhalten Sie von uns keine theoretischen Konstrukte,<br />

sondern handfeste Lösungen für mehr Schnelligkeit, Produktivität und Flexibilität.<br />

Nexofox unterstützt Sie von der Motorkonfiguration und -programmierung über die Feld-IIoT-Kommunikation bis zur<br />

Device Cloud und Smartphone Apps mit intelligenten Lösungen und Services – und das mit dem Knowhow des Marktund<br />

Technologieführers von smarten BLDC Motoren.


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Monitoring<br />

Remote<br />

Setup<br />

BEYOND MOTOR (EDGE / CLOUD)<br />

MotionCode<br />

Analyse<br />

ON THE MOTOR<br />

111<br />

» 101<br />

011<br />

001<br />

Motion<br />

Configuration<br />

<strong>Digital</strong> Twin<br />

Konfigurieren Sie den Motor oder Ihre Anlage<br />

ohne Programmierkenntnisse<br />

Programmieren Sie den Motor oder Ihre Anlage<br />

nach Ihren Wünschen<br />

Überwachen Sie den Motor oder Ihre Anlage<br />

von Ihrem Schreibtisch<br />

111<br />

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011<br />

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Managen Sie Konfigurationen, Firmware<br />

und MotionCode ohne vor Ort zu sein<br />

Wissen Sie, wann der Motor oder Ihre Anlage<br />

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Sehen Sie alle Informationen zum Motor oder<br />

Ihrer Anlage schnell und einfach ein<br />

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Service<br />

Vom Engineering bis zum Betrieb der<br />

Motoren und Anlagen stehen wir Ihnen<br />

natürlich über den gesamten Life-Cycle<br />

als kompetenter Dienstleister zur Seite


4<br />

Smarte Servoantriebstechnik<br />

dMove/ dPro<br />

» Integrierte Steuerung, Sensorik und Busschnittstellen<br />

» Einfache Integration in Ihr System<br />

» Motoren führen Aufgaben autonom aus<br />

» Einfaches und anwendungsnahes Condition Monitoring<br />

» Kommunikation mit anderen Geräten/ Steuerungs- bzw.<br />

SCADA Ebene


Connect<br />

Run<br />

Protect<br />

Configure<br />

Speed mode · Current<br />

mode · Position mode<br />

Functional safety STO<br />

SIL 2/3 · Integrated safety<br />

functions · Motor<br />

protection algorithms<br />

Condition monitoring<br />

Service interface<br />

.....<br />

Drive Assistant 5<br />

Konfigurationstool<br />

» Motoren werden parametriert und können danach<br />

Stand-Alone betrieben werden (Motion Configuration).<br />

Anpassungen der Motorparameter an die<br />

Anwendung sind möglich. Den digitalen Eingängen<br />

können Funktionen zugewiesen werden. <strong>Digital</strong>e<br />

Ausgänge können konfiguriert werden.<br />

» Status-Anzeige aller relevanten Motor-Parameter<br />

Service-Tool<br />

» Automatisches Erkennen von Node-ID, Baud-Rate<br />

» Soft-Oszilloskop, Online-Tuning, umfangreiche<br />

Diagnose<br />

» Automatisierte Bewegungsprofile für Online Systemanalyse<br />

» Firmware-Update<br />

Mit über einer Million smarter<br />

BLDC Motoren im Feld ist<br />

Dunkermotoren der unangefochtene<br />

Marktführer.


6<br />

Dezentrale modulare<br />

Steuerungstopologien<br />

» Motoren lassen sich zu Modulen kombinieren<br />

» Die Module lassen sich einfach zu Systemen konfigurieren und programmieren<br />

(einfache verteilte und wiederverwendbare Logik)<br />

» Motoren binden alle notwendige Sensorik an und verfügen über die dazugehörige Logik<br />

» Einfache Programmierung auf den Motoren mit C<br />

Modul 1.2<br />

BG ® dPro<br />

Modul 1.1<br />

BG ® dPro<br />

BG ® dPro BG ® dPro BGE dPro<br />

BG ® dPro BG ® dPro BGE dPro<br />

Modul 3<br />

BG ® dPro<br />

BG ® dPro BG ® dPro BGE dPro


Ihr Nutzen<br />

» Realisieren Sie Ihr skalierbares Maschinenkonzept durch modulares Softwaredesign<br />

» Sparen Sie bares Geld durch den Wegfall einer <strong>SPS</strong>:<br />

» Weniger Komponenten, die verwaltet und gepflegt werden müssen<br />

» Weniger Komponenten, die eingekauft werden müssen<br />

» Sparen Sie Zeit:<br />

» Weniger Komponenten, die verdrahtet werden müssen<br />

» Kürzere und einfachere Verdrahtungen insgesamt<br />

» Überlassen Sie das Engineering und die Programmierung Dunkermotoren nexofox<br />

Modul 2<br />

BG ® dPro<br />

BG ® dPro BG ® dPro BGE dPro<br />

EDGE<br />

Gateway<br />

Device Cloud<br />

Bereits heute laufen tausende Anwendungen,<br />

realisiert mit MotionCode,<br />

mit programmierten Dunkermotoren.<br />

Vom lokalen Fahrprofil mit Sensoreingang<br />

bis hin zur komplett autonomen Maschine<br />

ohne <strong>SPS</strong>.


8<br />

Device Cloud und Applications<br />

Remote Monitoring<br />

Behalten Sie Ihre weltweiten Dunkermotoren und EGS Automatisierungssysteme<br />

direkt von Ihrem Schreibtisch aus im<br />

Blick. (Alarme/ Zustand/ RealTime Diagnose)<br />

Remote Setup<br />

Reagieren Sie sofort auf sich ändernde Zustände ohne die<br />

Koffer zu packen. (FW/ SW Verteilung, Tuning)<br />

Analyse<br />

Reagieren Sie auf Ausfälle bevor diese passieren. Zerbrechen<br />

Sie sich nicht den Kopf darüber, sondern überlassen<br />

Sie uns die Arbeit und wir minimieren Ihr Ausfallrisiko.<br />

(Predictive Maintenance/ Motor as a Service)<br />

Mobile Support<br />

Lassen Sie Ihren Techniker nicht im Regen stehen. Die Smartphone<br />

App ermöglicht Ihren Technikern einen Wissensvorsprung.<br />

» Typenschild auslesen via QR-Code<br />

» Abrufen von Manuals etc.<br />

» Alarme und Zustand der Dunkermotoren<br />

und EGS Automatisierungssysteme abrufen<br />

» Remote-Steuerung der Dunkermotoren<br />

und EGS Automatisierungssysteme<br />

» Support Anfragen direkt an unseren Service stellen<br />

<strong>Digital</strong> Twin<br />

Erwerben Sie nicht nur die Hardware, sondern auch direkt<br />

ein digitales Abbild mit allen beschreibenden Informationen.<br />

Customer<br />

IIoT Solution<br />

Device Cloud<br />

EDGE<br />

EDGE<br />

LOCAL<br />

Analytics<br />

Gateway<br />

IT Environment


Ihr Nutzen<br />

» Sparen Sie mit unserer Lösung Geld und Zeit. Durch die<br />

Remote Diagnose unserer Dunkermotoren und EGS Automatisierungssysteme<br />

müssen Ihre Techniker nur im absoluten<br />

Notfall vor Ort erscheinen. Für diesen Fall statten<br />

wir Sie mit den richtigen Informationen und Ersatzteilen<br />

aus.<br />

» Wer kennt unsere Produkte besser als wir? Fokussieren Sie<br />

sich auf Ihre Applikation und überlassen Sie uns die Diagnose.<br />

» Wir sind keine Einzelgänger und setzen auf offene Standards<br />

und Architekturen. Dadurch ermöglichen wir Ihnen<br />

die nahtlose Integration unserer Lösungen als Plug-In in<br />

Ihr bestehendes System.<br />

» Wir gehen verantwortungsvoll mit Ihren Daten um. Schon<br />

beim Design richten wir uns nach höchsten Sicherheitsstandards.<br />

» Wir halten unsere Versprechen – und Sie bekommen die<br />

Bestätigung schwarz auf weiß.<br />

Bereits heute realisieren wir mehrere IIoT<br />

Use Cases mit unseren Kunden. Durch die<br />

Mitarbeit in der Open Industry 4.0 Alliance<br />

und der MindSphere World gestalten Dunkermotoren<br />

und EGS die Zukunft aktiv mit.<br />

111<br />

» 101<br />

011<br />

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10<br />

Wir stehen Ihnen während des gesamten<br />

Produktlebenszyklus zur Seite<br />

PROJEKTIDEE<br />

KONZEPT-<br />

ENTWICKLUNG<br />

PROJEKT-<br />

REALISIERUNG<br />

Design<br />

Workshop<br />

Programmierung<br />

Beratung<br />

Systemanalyse<br />

Lebensdaueranalyse<br />

Antriebsauslegung<br />

Konzepterstellung<br />

(System &<br />

Software)<br />

Individualentwicklung<br />

Design<br />

to Cost<br />

Systemintegration<br />

Qualifizierung &<br />

Validierung<br />

Ihr Nutzen<br />

» Greifen Sie über den gesamten Produktlebenszyklus auf unsere Expertise und Erfahrung in der Antriebstechnik zurück<br />

» Profitieren Sie von unserem Knowhow! Unsere Motoren werden nicht nur in den verschiedensten Anwendungen<br />

eingesetzt, sondern agieren dort auch vom reinen Antrieb bis hin zu den digitalen Services unseres nexofox Teams<br />

» Entlasten Sie Ihre Entwickler und überlassen Sie uns die Auswahl, Dimensionierung und Programmierung der Motoren<br />

Vertrauen Sie auf uns als Partner über Ihren gesamten Projektverlauf und darüber hinaus!


INBETRIEBNAHME<br />

SUPPORT &<br />

MONITORING<br />

Inbetriebnahmeunterstützung<br />

Spezifische<br />

Reglereinstellung<br />

<strong>Digital</strong>e Services<br />

(Device Cloud &<br />

Applications)<br />

Support<br />

(Remote &<br />

vor Ort)<br />

Trainings & Schulungen<br />

Schon immer stehen wir unseren Kunden<br />

als kompetenter Projektpartner zur Seite<br />

und bauen dies kontinuierlich mit neuen<br />

Services aus.


JETZT NEU!<br />

Smarte Motoren,<br />

Getriebe, Bremsen<br />

und Geber<br />

KONFIGURIEREN UND ONLINE BESTELLEN<br />

125.000 PRODUKTE VERFÜGBAR<br />

690 VARIANTEN AUS DEM<br />

LAGERPROGRAMM INNERHALB<br />

WENIGER TAGE LIEFERBAR<br />

Dunkermotoren GmbH | Allmendstraße 11 | D-79848 Bonndorf/ Schwarzwald<br />

Phone +49 (0) 7703 930-0 | Fax +49 (0) 7703 930-210/ 212 | shop.dunkermotoren.de

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