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Einkaufsführer 2023

Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

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Sonderheft


Editorial

Dr. Jan-Marc Lischka, Co-Founder

5thIndustry GmbH

https://5thindustry.de

20 Fragen, die Sie Ihrer Produktion

stellen sollten

Erst die Pandemie – jetzt Fachkräftemangel, Kostendruck, Lieferengpässe: Die Herausforderungen

für die Produktion in Europa sind vielfältig. Die Sorge vor einer globalen Rezession kommt hinzu.

Einigeln und auf bessere Zeiten hoffen, ist mit Sicherheit die falsche Strategie. Denn gerade jetzt ist es

entscheidend, die Modernisierung der Produktion zielstrebig voranzutreiben.

Diese Fragen helfen Ihnen, die richtigen Prioritäten zu finden:

1. Was ist die Vision von Ihrem Werk in drei Jahren?

2. Kennen und teilen Ihre Mitarbeiter dieses Zielbild?

3. Was sind Ihre konkreten nächsten Schritte, um dem Zielzustand näher zu kommen?

4. Schauen Sie auf die Arbeitsweise Ihrer Mitarbeiter in der Produktion, in der Instandhaltung,

im Qualitätsbereich: Welche Medien werden benutzt, um Informationen auszutauschen,

Problemlösungen abzustimmen, Informationen zu dokumentieren, Daten auszuwerten? Sind für

diese Themen Papier, Excel, Emails im Spiel?

5. Wieviel Zeit binden diese Arbeitsweisen bei Ihren Mitarbeitern?

6. Welche Einsparungen lassen sich erreichen und berechnen (einige Anregungen weiter unten)?

7. Wenn Sie an die Digitalisierung Ihrer Produktion denken: Welche konkreten Ziele verfolgen Sie?

8. Wenn Sie diese Ziele optimal erreichen, welchen Nutzen hat dies für Sie persönlich?

9. Warum haben Sie diese Ziele bisher nicht erreicht?

10. Wie stehen Ihre Mitarbeiter Digitalisierungsprojekten gegenüber?

11. Wer entscheidet bei Ihnen über Digitalisierungsprojekte?

12. Wen braucht es alles an einem Tisch, um ein Projekt auf den Weg zu bringen?

13. Wer in Ihrer Organisation unterstützt Veränderungen, wer sorgt für Widerstände?

14. Was sind die Ursachen für Widerstände gegen Veränderungsprojekte? Wie können Sie diesen

begegnen?

15. Wie groß ist Ihre eigene Bereitschaft, Veränderungsprojekte anzugehen?

16. Wieweit sind Sie bereit, die Verantwortung für Veränderungen an die Mitarbeiter abzugeben?

17. Wieviel Fehlertoleranz gestehen Sie Ihren Mitarbeitern zu, wenn es um Veränderungsprojekte

geht?

18. Wie stehen Sie selbst und die Entscheider in Ihrem Unternehmen modernen IT-Technologien wie

z.B. der Cloud gegenüber?

19. Welche Bedenken haben Sie gegenüber IT-Technologien, insbesondere wenn es um das Thema

Sicherheit geht?

20. Wie konsumieren Sie privat digitale Anwendungen, wie machen Sie das im Unternehmen?

Sie werden feststellen, sobald man mit der Beantwortung beginnt, tun sich neue Fragen auf. Die

schlechte Nachricht: Hinter diesen Fragen verbergen sich die Ursachen, warum wir im Jahr 2022 in

vielen Unternehmen noch auf die Benefits von Industrie 4.0 warten. Die gute Nachricht: Die Ursachen

sind lösbar. Denn es gelingt immer mehr Unternehmen, mit den richtigen Schritten Potenziale zu

haben und auf diese Weise den eingangs angesprochenen Herausforderungen zu begegnen.

Rechnen Sie selbst: Wenn Ihre Instandhalter pro Tag 45 Minuten Zeit einsparen, weil Sie alle

Informationen auf dem Tablet oder Smartphone dabeihaben. Wenn Ihre Produktionsmitarbeiter pro

Auftrag fünf Minuten sparen, da sie direkten Zugriff auf alle wichtigen Informationen zum Auftrag

haben. Wenn Sie die OEE Ihrer Anlagen um 2%-Punkte verbessern können, weil Sie jederzeit

Transparenz zu Störungsgründen haben. Wenn Ihre Sicherheitsfachkraft eine Stunde mehr Zeit

pro Tag für die Sicherheitsthemen hat, anstatt Rundgänge zu dokumentieren. Wenn Sie als

Produktionsleiter alle wichtigen KPIs Ihres Werks auch dann abrufen können, wenn Sie auf Dienstreise

sind. Wenn Sie Fragen per Mausklick beantworten können, anstatt Mitarbeiter mit Analysen zu

beschäftigen. Wenn Sie als IT-Leiter das Vertrauen haben, sich jederzeit auf führende IT-Sicherheit

verlassen zu können.

Diess alles bedeutet Digitalisierung der Produktion – und das hat nach wie vor enormes Potenzial.

Mit den richtigen Fragen kommen die richtigen Antworten. Viel Erfolg bei der Umsetzung!

Dr. Jan-Marc Lischka

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

3


Inhalt

3 Editorial

4 Inhalt

6 Aktuelles

12 Titelstory

16 IIoT

18 Automatisierung

20 Kommunikation

39 Software/Tools/Kits

44 Digitalisierung

46 HMI

50 Sicherheit

55 Cybersecurity

48 Qualitätssicherung

62 Messen/Steuern/Regeln

66 Bedienen und Visualisieren

69 Robotik

76 IPCs/Embedded Systeme

84 Antriebe

88 Stromversorgung

92 Handhabung und Montage

93 Aktuelles

Sonderheft

Zum Titelbild:

Schritt für Schritt zur

Digitalisierung

Das Industrial Internet of Things (IIoT) bietet

fantastische Aussichten: Maschinenbauer

könnten z. B. über Fernzugriff schneller auf

Probleme reagieren, Reisekosten sparen

und damit Service günstiger anbieten, neue

Geschäftsmodelle entwickeln oder höhere

Kundenzufriedenheit generieren.

Der erfolgreiche Weg zur IIoT-Integration lautet:

Groß träumen, pragmatisch starten. 12

• Herausgeber und Verlag:

beam-Verlag

Krummbogen 14

35039 Marburg

www.beam-verlag.de

Tel.: 06421/9614-0

Fax: 06421/9614-23

• Redaktion:

Christiane Erdmann

redaktion@beam-verlag.de

• Anzeigen:

Tanja Meß

tanja.mess@beam-verlag.de

Tel.: 06421/9614-18

Fax: 06421/9614-23

• Erscheinungsweise:

jährlich

• Satz und Reproduktionen:

beam-Verlag

• Druck und Auslieferung:

Bonifatius GmbH, Paderborn

www.bonifatius.de

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer Prüfung

der Texte durch die Redaktion keine Haftung

für deren inhaltliche Richtigkeit. Alle Angaben im

Einkaufsführerteil beruhen auf Kundenangaben!

Handels- und Gebrauchsnamen, sowie

Warenbezeichnungen und dergleichen werden in

der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen verwendet.

Dies berechtigt nicht zu der Annahme, dass

diese Namen im Sinne der Warenzeichen- und

Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten

sind und von jedermann ohne Kennzeichnung

verwendet werden dürfen.

Roboter ansteuern:

Nativ oder durch externen Controller?

In der Robotik gibt es zwei grundsätzlich unterschiedliche Heran gehensweisen, um

einen Industrieroboter für seine individuelle Aufgabe zu programmieren: Entweder über

seine native, herstellergegebene Programmiersprache oder durch den Einsatz eines

externen proprietären Controllers, der den Roboter dann feingranular ansteuert. 72

Durchgängige Kommunikation

für höhere Effizienz

Ethernet ist das weltweit führende Kommunikationsprotokoll.

Ob im Büro, am Telefon oder in der Videoüberwachung –

an Ethernet führt kein Weg vorbei. 32

4 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Virtuelle IoT-

Serviceassistenten

Die durchgängige Vernetzung im Internet

der Dinge ermöglicht automatisierte

virtuelle Serviceassistenten als

zusätzliche Produkteigenschaft und

darauf aufbauend wertvolle neue

Kommunikationsmöglichkeiten zwischen

Anbieter und Anwender. Sie helfen

Produkt herstellern und Anlagenbauern

nicht nur bei der Umsetzung von

Pay-per-Use-Geschäftsmodellen,

sondern verbessern in jedem Fall die

Kundenzufriedenheit. 16

Wie Automatisierung mit Cobots gelingt

Zeit ist Geld – das gilt auch für die Produktion. Denn wenn die

Fertigung zum Stillstand kommt, bleibt der Geldsegen aus. Deshalb

fragen sich Geschäftsführer und Produktionsplaner kleiner

und mittlerer Unternehmen (KMUs) zurecht, ab wann sich die

Automatisierung für sie lohnt. 69

Zusammenarbeit am Arbeitsplatz

Automatisierung kann die Arbeit weniger gefährlich, stressig

und ermüdend machen – sie erfordert aber eine sorgfältige

Implementierung und ein Bekenntnis zur Umschulung der

Arbeitskräfte. Dieser Artikel teilt Ansichten von Nicola O´Byrne,

ADIs weltweiter Beauftragten für die Robotik. 74

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

Woran

Digitalisierungsprojekte

auf Shopfloor-Ebene

scheitern

Clevere Netzwerkplanung statt zusätzlicher Infrastruktur senkt Kosten.

Digitalisierung ist seit Jahren in aller Munde. Auf Shopfloor-Ebene bringt

sie gerade beim Condition Monitoring und der Optimierung von Prozessen

zahlreiche Vorteile. Warum aber geschieht in der praktischen Umsetzung so

wenig? 28

Einkaufsführer

Produktionsautomatisierung

2023

Index ....................... 94

Produkte & Lieferanten ........ 96

Wer vertritt Wen? ............ 132

Firmenverzeichnis ........... 140

5


Aktuelles

Mehr Intelligenz und Nachhaltigkeit auf der SPS 2022

Halle 7, Stand 370

Advantech

www.advantech.eu

Advantech zeigt auf der SPS,

wie seine Produkte und Lösungen

zu einem intelligenten und nachhaltigen

Planeten beitragen. Dazu

zählen seine neuesten Innovationen

für künstliche Intelligenz (KI/

AI), funkbasierte und kabelgebundene

Kommunikation, Gerätemanagement

und Datenaggregation,

fahrerlose Transportsysteme (FTS)

und Robotik sowie Nachhaltigkeit

und ESG (Umwelt, Soziales und

Unternehmensführung) vor.

Auf der SPS zeigt Advantech, wie

sich Investitionen in seine intelligenten

IIoT-Lösungen für Fertigungs-

und Prozessanlagen sowohl

finanziell als auch ökologisch auszahlen.

Advantech wird mit mehreren

Partnern seine einzigartige „Goto-Market“-Strategie

repräsentieren.

Diese Partner verfügen über das

technische Know-how, intelligente

Automatisierungsprojekte umzusetzen

und werden durch die ECO-

Partner von Advantech unterstützt.

Künstliche Intelligenz

Zu den Lösungen, die auf dem

120 m 2 großen Stand im Mittelpunkt

stehen, zählt vor allem die künstliche

Intelligenz. Advantech bietet

eine Reihe von Edge-KI-Modulen,

KI-Inferenzsystemen, Edge-Intelligence-Servern

und IoT-Gateways

für eine schnellere AIoT-Entwicklung.

Hardware- und Software-Fortschritte

von Advantech und seinen

Co-Creation-Partnern machen die

Edge-KI-Implementierung noch einfacher

und ermöglichen mehr Leistungsfähigkeit

und Flexibilität.

Funkbasiert

und kabelgebunden

Advantech

stellt auch seine

funkbasierten

und kabelgebundenen

Kommunikationslösungen

vor. Dazu zählen

industrielle

Ethernet-Switches,

Gateways,

Mobilfunk-Router,

Wireless

Access Points/Clients, Media-Konverter

und Serial Device Server. All

diese Produkte tragen zur sicheren

Datenübertragung bei, während sie

gleichzeitig vernetzte Einrichtungen

überwachen und steuern.

Device-Management-

Lösungen

An anderer Stelle am Stand können

die Besucher die Device-Management-Lösungen

von Advantech kennenlernen,

darunter WISE-DeviceOn.

Diese schnell und einfach einzurichtende

IoT-Plattform verwaltet vernetzte

Geräte aus der Ferne und

bietet zentralisierte Verwaltungsfunktionen,

einschließlich Datenaggregation

und -analyse.

FTS- und Robotikprojekte

Wer FTS- und Robotikprojekte

begleitet, kann sich auf der SPS

2022 über das breite Angebot von

Advantech für diese Anwendungen

informieren, einschließlich der neuesten

industriellen ATX-Motherboards

und GPU-Lösungen für Bodenkontrollsysteme.

Das Unternehmen bietet

auch innovative Produkte für das

mobile Steuerungssystem und die

Kommunikationsinfrastruktur, die

Entwicklern von FTS und mobilen

Robotern helfen, Projekte zu

beschleunigen und die Markteinführungszeit

zu verkürzen.

Noch mehr Effizienz

All diesen Lösungen von Advantech

ist gemeinsam, dass sie nachhaltig

und ESG-konform sind. Das Unternehmen

setzt sich kontinuierlich für

den Aufbau nachhaltiger Lieferketten

ein, die sich auf umweltfreundliches

Design, umweltfreundliche

Fertigung und umweltfreundliche

Produkte konzentrieren.

Jash Bansidhar, Managing Director

Europe bei Advantech, dazu:

„Hinsichtlich unserer Wettbewerbsfähigkeit

und Entwicklungsstrategien

nutzen wir unsere AIoT-Kernkompetenzen

und intelligenten

Lösungen, um den Maschinenbau

effizienter zu machen. Durch

rationalisierte Fertigungsprozesse

tragen wir dazu bei, die Ziele der

Vereinten Nationen (UN) für nachhaltige

Entwicklung, mehr Energieeffizienz,

Energieeinsparung

in Gebäuden und Fertigungsanlagen

sowie niedrige CO 2 -Emissionen

in Logistik und Einzelhandel

zu erreichen.“

Da die Fähigkeiten eines einzelnen

Partners nicht alle Projekte

abdecken können, sind mehrere

Partner vor Ort, um eine Vielzahl

erfolgreicher Anwendungen zu

zeigen. Die Besucher können sich

am Stand von Advantech selbst

ein Bild davon machen. Dort finden

sich auch interaktive Videos

und ein Vortragsbereich, der Präsentationen

der eigenen Experten

und Partner bietet.

Intelligenter Planet

Advantech hat sich zum Ziel

gesetzt, „einen intelligenten Planeten

zu schaffen“ („Enable an Intelligent

Planet“). Das Unternehmen ist ein

weltweiter Leader im Bereich der

intelligenten IoT-Systeme und eingebetteten

Plattformen. Um die Trends

von IoT, große Datenmengen und

Künstlicher Intelligenz aufzugreifen,

bietet Advantech IoT-Hardware- und

Software-Lösungen mit Edge Intelligence

WISE-PaaS Core und hat

sich zum Ziel gesetzt, Geschäftspartner

und Kunden bei der Verknüpfung

ihrer Industrieketten zu unterstützen.

Advantech arbeitet darüber

hinaus mit Geschäftspartnern

zusammen, um gemeinsam Unternehmensökosysteme

zu schaffen,

die das Ziel der industriellen Intelligenz

beschleunigen. ◄

6 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Die Infranor-Gruppe gilt seit mehr als acht

Jahrzehnten im Bereich der Antriebstechnik als

innovativer Anbieter von Antriebslösungen auf Basis

einzelner Komponenten bis hin zu Gesamtsystemen.

UNSERE PRODUKTE SIND DAS ERGEBNIS INTENSVER

ENTWICKLUNGSARBEIT UND LANGJÄHRIGER

PRODUKTIONSERFAHRUNG.

Höchste Qualität und das Prinzip,

perfekte Systemlösungen anzubieten,

begründen unseren Erfolg

Wir sind globaler Partner unserer weltweiten

Kunden für Servomotoren, Servoverstärkern

und kompletten Antriebslösungen.

Unsere Entwicklungs- und Produktionsstandorte

befinden sich in Europa. Über unsere Sales- und

Marketingorganisationen mit ausgeprägtem Engineering-

KnowHow unterstützen wir unsere Kunden und zeigen

lokale Nähe mit Standorten in Europa, USA und China.

MIT ZUKUNFTSWEISENDEN TECHNOLOGIEN SETZT

INFRANOR MASSSTÄBE IN DER SERVOANTRIEBSTECHNIK.

www.infranor.com


Aktuelles

Innovationen und Digitalisierungslösungen

für Industrie 4.0 und IIoT-Anwendungen

Kontron auf der SPS 2022 in Nürnberg

Kontron präsentiert auf der Smart

Production Solutions eine breite

Palette innovativer IIoT-Lösungen

über die gesamte Value Chain. Zentrale

Themen des Messeauftritts

bilden das kontron susietec Toolset

für komplette digitale Lösungen

und Services aus einer Hand sowie

High-Performance Edge Computing

auf Basis der aktuellsten Intel

Core i Prozessoren.

einzelnen Werkzeuge des kontron

susietec Toolsets stellen dafür digitale

Lösungsansätze aus einer Hand

bereit. Auf der Messe werden die

verschiedenen Tools sowie zwei

vorkonfektionierte Systeme als

HW-/SW-Bundles gezeigt.

Kompakte robuste

High-Performance

Industrie-PCs

mechanischen und elektronischen

Komponenten. Das System sowie

alle externen Schnittstellen sind

speziell für die Anwendung innerhalb

der Bahn und öffentlichen Verkehrsmitteln

sowie in rauen Industrieumgebungen

geeignet und daher

EN 50155-konform konzipiert.

Langzeitverfügbare

Embedded Motherboards

Halle 7, Stand 193

Kontron

www.kontron.de

kontron susietec Toolset

Mit der ganzheitlichen Digitalisierungslösung

susietec hat Kontron

ein Toolset entwickelt, mit dem

unterschiedliche IoT-Infrastrukturen

problemlos zusammengeführt werden

können. Mithilfe dieser maßgeschneiderten

und skalierbaren

Kombination aus Software, Hardware

und Expertise können Maschinenbauer,

Systemintegratoren und

Hersteller ihre Ziele der digitalen

Transformation schneller, einfacher

und kostengünstiger erreichen. Die

Kontrons robuste KBox Industrie-PCs

zeichnen sich durch hohe

Leistungsfähigkeit, kompakte Bauform

sowie Langzeitverfügbarkeit

aus. Auf der SPS zeigt Kontron

den neuesten Zuwachs der KBox-

Familie mit der 12. Generation Intel

Core i Prozessoren mit wesentlich

höherer Rechenpower als seine

Vorgänger. Kontrons neue Steuerungs-

und Kommunikationsplattform

KBox R-101 basiert auf einer lüfterlosen,

passiv gekühlten und IP54-

konformen Systemlösung mit etablierten

und branchenzugelassenen

Hoch performante Grafik- und

Rechenleistung präsentiert Kontron

mit der Erweiterung seiner

neuen Motherboard- und zugehörigen

SMARTCASE System-Familie

basierend auf der 12. Generation

Intel Core i Prozessoren. Mit

dem Mini-ATX Motherboard bietet

Kontron jetzt eine Produktfamilie

neuer Motherboards „Designed and

Made in Germany“ an, bestehend

aus Mini-ITX, µATX und ATX. Die

Boards sind besonders interessant

für alle Anwendungen mit hohem

Bedarf an Skalierbarkeit für PCIe

8 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Aktuelles

- auch für PCIe 5.0, das doppelt

so schnell ist wie der bisher vorherrschende

Standard PCIe 4.0.

Sie eignen sich insbesondere für

Industrial Automation, Medizintechnik,

hoch performante Workstations

für CAD-Anwendungen

(auch Gaming PCs) sowie für

Video-Bearbeitung und Videowall-Anzeigen.

Industrietaugliche

Rackmount-Systeme

Ebenfalls auf Intels 12. Generation

Core i Prozessoren basieren

die neuesten Mitglieder der

Kontron KISS-Produktfamilie

in den Formaten 1U/2U/4U für

den Industrieeinsatz. Die Rackmount-Systeme

wurden speziell

für anspruchsvolle und fordernde

Umgebungsbedingungen

ent wickelt und eignen sich daher

für Anwendungen mit hohen Temperaturumgebungen,

vielfacher,

mechanischer Beanspruchung

und geringem Betriebsgeräusch.

Darüber hinaus stellt Kontron

unter anderem die neue Industrial

Workstation KWS 3000-ADL vor,

welche die Vorteile eines Industrie-PCs

bezüglich Robustheit und

Langzeitverfügbarkeit mit denen

eines Office-PCs hinsichtlich

Design und Nutzerfreundlichkeit

vereint. Dank des 12. Generation

Intel Core i Prozessors bewältigt

sie auch rechenintensive Applikationen

wie Machine/Deep Learning

oder AI-Workflows mit leistungshungrigen

Prozessen und

großen Datenmengen mühelos.

PiXtend Pi 4 für höhere

Leistungen

Das neue Automatisierungssystem

PiXtend Pi 4 der Marke

PiXtend, seit 2020 Teil der Kontron

Electronics GmbH, basiert auf

dem Raspberry Pi 4. Der Broadcom

BCM2711, Quad Core Arm

Cortex-A72 mit 1,5 GHz ist der

leistungsfähigste Prozessor der

Raspberry Pi Foundation. Haupteinsatzgebiet

des Einplatinencomputers

PiXtend Pi 4, optional auch

mit CODESYS, ist der Geräteund

Maschinenbau. Ferner wird

die Plattform i.MX8M, nun auch

mit CODESYS für rechenintensive

Anwendungen auf kleinstem

Raum, vorgestellt. ◄

Produktinnovationen

auf der SPS 2022

Vom 8. bis 10. November präsentieren

Gossen Metrawatt und

Camille Bauer auf der diesjährigen

SPS in Halle 7A, Stand 420 neueste

Lösungen für Power Quality,

das Energie- und Lastmanagement

sowie die Mess- und Prüftechnik.

Schwerpunkte

Zu den Schwerpunkten zählen das

ganzheitliche Energiemanagement –

von der Messdatenerfassung bis zur

Auswertung mit der neuen Energiedaten-Managementsoftware

– sowie

Lösungen zum Aufbau eines durchgängigen

Lastmanagementsystems.

Als weitere Produktinnovationen werden

der besonders bedienerfreundliche

Installationstester PROFITEST

MF mit kontextsensiblem Farbdisplay

und zukunftsgerichteter Konnektivität

sowie die Prüfgeräte der

Serie SECUTEST ST zur normenkonformen

Schutzprüfung gemäß

EN 50678 und EN 50699 vorgestellt.

Weitere Highlights

sind das METRACELL BT PRO

für die Prüfung von Batteriespeichern

sowie neue PROFITEST-

Diagnosegeräte zur funktionellen und

elektrischen Sicherheitsprüfung der

AC- und DC-Ladeinfrastruktur. Mit

dem MAVOWATT 210 bietet Gossen

Metrawatt einen kompakten Energieund

Netzqualitätstester zur Erfassung

aller relevanten Leistungs parameter

wie Spannung, Stromstärke, Wirk-,

Blind- und Scheinleistungen, der

auch als 4-Quadranten-Messgerät

fungiert. Außerdem zu sehen

ist das neue LINAX PQ5000CL von

Camille Bauer für das mehrkanalige

Power Quality Monitoring an Einspeisepunkten,

in Energieverteilungssystemen

und für Smart-Grid-Anwendungen.

Das sehr kosteneffiziente,

metrologisch zertifizierte

Messinstrument kombiniert

die Funktionalitäten

zur Messung und Überwachung

des Betriebsverhaltens

in elektrischen Verteilernetzen

nach IEC61557-12 mit

denen eines Messumformers

nach IEC60688 und eines

Prüfers der Spannungsqualität

gemäß IEC62586-1. Das

Vertriebsteam von Gossen

Metrawatt freut sich auf interessante

Gespräche und den

fachlichen Austausch vor Ort.

Halle 7A, Stand 420

• Gossen Metrawatt GmbH

www.gossenmetrawatt.com

Innovative & kundenspezifische Gehäuselösungen

Auf der Basis von mehr als 40 Jahren Erfahrung bietet die

POLYRACK TECH-GROUP ein innovatives und ganzheitliches

Produktprogramm, das in hoher Qualität und mit den ökonomischen

Vorteilen einer Serienproduktion gefertigt wird.

Der Fokus der Unternehmensgruppe liegt besonders in der Entwicklung

und Herstellung von kundenspezifischen Gehäusen und Systemen in

den Bereichen Mechanik, Systemtechnik/Elektronik, Kunststofftechnik

und Oberflächenbearbeitung – die herausragende Stärke liegt in der

technologieübergreifenden Produktlösung.

Umfassende Beratung in der Konzeptionsphase, zügige und zuverlässige

Entwicklung, Produktion und Assemblierung, sowie zeitgenaue Lieferung

und Services sind die prägenden Elemente des Leistungsangebots.

POLYRACK TECH-GROUP

Steinbeisstraße 4 | 75334 Straubenhardt | Tel.: 07082/7919-0

Fax: 07082/7919-330 | info@polyrack.com | www.polyrack.com

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

9


Aktuelles

SPS 2022: Umfassende Lösungen

für Produktion und Intralogistik

gen, auch in diesem Jahr persönlich

in den Dialog mit den Messebesuchern

zu treten und ihr Feedback

einzuholen“, ergänzt Philip Bellm,

CEO bei Captron.

Papierloses Warehouse

Halle 4, Stand 245

CAPTRON Electronic GmbH

www.captron.com/

Captron, Experte für innovative

Sensoren und Sensorsysteme

sowie Dienstleister für Softwarelösungen

für die Intralogistik, tritt

2022 erneut als Aussteller auf der

SPS auf. Auf der Fachmesse präsentiert

das Unternehmen sein neu

entwickeltes Software-Modul zur

Kalibrierung von TCPs (Tool Center

Point), neue Füllstands-Sonden,

die kapazitiven Sensortechnologien

der CANEO Reihe, sowie

die smarte All-in-One-Intralogistik-

Lösung oneGRID System.

Software-Modul für

Kalibrierung von TCPs

Der Fokus des SPS-Auftritts von

Captron liegt in diesem Jahr auf dem

eigens entwickelten Software-Modul

für die Kalibrierung von TCPs. Die

TCP-Messtechnik für Fertigungslinien

mit verschiedenen Industrierobotern

gewährleistet eine höchst

präzise Vermessung und Werkzeugkalibrierung

mit einer Reproduzierbarkeit

von wenigen Hundertsteln.

Durch die Redundanz der beiden

Laser für die X- und Y-Achse werden

Fehlmessungen sowohl bei

metallischen als auch bei nichtmetallischen

Objekten durch reflektierende

Laserstrahlen vermieden.

Verschiedene Bauformen der TCP-

Messeinheiten und integrierte Passbohrungen

ermöglichen eine präzise

Positionierung in der Serienfertigung.

Schnelle Inbetriebnahme

„Die Inbetriebnahme der TCP-

Kalibrierung ist selbst für erfahrene

Programmierer aufwendig“,

so Michael Haas, Engineer Automation

Technology bei Captron. „Ein

bis zwei Tage Aufwand sind dabei

normal. Mit dem neuen Software-

Modul sinkt der Aufwand jetzt von

mehreren Tagen auf wenige Stunden.

Besonders weniger erfahrene

Programmierer profitieren davon.

Die Zeitersparnis durch die schnellere

Einsatzbereitschaft der Anlage

schlägt sich natürlich auch in einer

Kostenersparnis für das Unternehmen

nieder.“

Immer nahe am Kunden

„Das neue Software-Modul für

die TCP-Technologie ist als Antwort

auf den Bedarf unserer Kunden

entstanden – genau so, wie

die anderen Lösungen, die wir auf

der SPS 2022 vorstellen. Durch

den engen Austausch mit unseren

Ansprechpartnern stellen wir sicher,

dass wir ihre Bedürfnisse genauestens

verstehen und unsere Innovationen

zielgenau darauf ausrichten

können. Wir freuen uns deswe-

Neben der Vorstellung des TCP-

Software-Moduls nutzt Captron die

SPS, um die papierlose Warehouse

Management Software oneGRID

System zu präsentieren. Anwender

können mit der Pick-by-Light-

Lösung die Effektivität ihrer Intralogistik-Prozesse

um 20 bis 50 % steigern.

Außerdem zeigt Captron die

CANEO series kapazitiver Taster,

die innovatives Design mit der Möglichkeit

vereinen, alle Funktionsparameter

über IO-Link frei zu konfigurieren

– sei es Tastempfindlichkeit,

Betätigungsart, Mindestbetätigungszeit

oder die passende aus

16 Millionen Leuchtfarben. Anwender

können die CANEO Reihe flexibel

in vernetzte Umgebungen integrieren

und profitieren von einem

geringeren Zeit- sowie Kostenaufwand

für Installation, Wartung und

Austausch. Bei Interesse an einem

Gespräch mit Michael Haas, Philip

Bellm oder den anderen Experten

von Captron melden Sie sich gerne

unter captron@teamlewis.com.

Michael Haas,

Engineer Automation Technology

Philip Bellm, CEO

10 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Aktuelles

PI präsentiert Digitalisierungsthemen

auf der SPS 2022

Factory Automation-

Wand gezeigt. Auch

die Vorteile des

PROFIdrive-Applikationsprofils

in den

jeweiligen Applikationsklassen

werden

durch eine Interoperabilitätsdemo

präsentiert

und IO-Link

wartet wieder mit

einer großen Anzahl

von unterschiedlichen

Produkten von

zahlreichen Herstellern

auf.

Funktionale

Sicherheit

Halle 5, Stand 210

PI (PROFIBUS & PROFINET

International) PROFIBUS

Nutzerorganisation e. V.

info@profibus.com

www.profibus.com

Die Experten der PI-Community

freuen sich auf ein persönliches

Wiedersehen mit ihren Kunden und

Interessenten auf der SPS. Auf der

Fläche von mehr als 260 m² bietet

der Gemeinschaftsstand von PRO-

FIBUS & PROFINET International

(PI) mit zahlreichen Mitausstellern

wieder interessante Neuerungen.

Die Digitalisierung treibt die Technologieentwicklung

bei PI an. Die

Anforderungen aus den unterschiedlichen

Anwenderbranchen geben

dabei die Richtung für die technologischen

Neu- und Weiterentwicklungen

auf den Feldern der industriellen

Kommunikation und Datendurchgängigkeit

vor.

TSN und OPC UA für

PROFINET

Hierbei spielen TSN und OPC UA

für PROFINET eine tragende Rolle.

In diesem Zusammenhang werden

integrierte moderne Security-Konzepte

zum Muss für alle Automatisierungssysteme.

Messebesucher

dürfen sich über Live-Demos und

Präsentationen zu den Themen

TSN, Security und PROFINET over

OPC UA freuen. Darunter befindet

sich in diesem Jahr ein besonderes

Highlight. Die neue TSN-Demo bietet

den Besuchern neben der neuen

technischen Umsetzung auch eine

größere Produktvielfalt.

Ethernet-APL

Mit Ethernet-APL können Ethernet-basierte

Kommunikationssysteme

in der Prozessautomatisierung

ohne Einschränkungen eingesetzt

werden. Mit der Fertigstellung

der Spezifikationen und

Guidelines stehen für PROFINET

over APL alle Tore für den Einsatz

in diesen Branchen offen. Die Process

Automation Live-Demo bietet

einen Überblick über die am Markt

verfügbaren Produkte im Bereich

PROFINET für die Prozessautomatisierung.

Neu hinzugekommen

ist eine Reihe von PROFINET-Produkten

mit einem Ethernet-APL Physical

Layer. Besuchern bietet sich

hierbei die Gelegenheit einer interaktiven

Bedienung der auf PRO-

FINET und PROFIBUS PA basierenden

Anlagenstruktur. Zusätzlich

wird die große Vielfalt der PI-Technologien

am Beispiel zahlreicher

unterschiedlicher Produkte an der

Das Thema funktionale

Sicherheit

wird mit einer PRO-

FIsafe Live-Demo

sowie einer OPC UA

Safety Live-Demo

dargestellt. IO-Link

präsentiert auf der

IO-Link Safety Wand

FS-Master- und FS-Device Produkte

wie auch Entwicklungshilfen

und vorzertifizierte Stacks. Neu ist

eine IO-Link Safety Live-Demo, mit

der die Wirkungsweise praxisnah

demonstriert wird.

Ortungstechnologie

Als thematische Erweiterung zum

Thema industrielle Kommunikation

stellt PI dieses Jahr erstmalig auf

der SPS die neu ins Portfolio aufgenommene

Ortungstechnologie

omlox vor. Gemeinsam präsentieren

die Community-Mitglieder die

erste offene Ortungstechnologie

auf Basis von Ultrawide-Band sowie

eine Reihe von Use Cases. Darüber

hinaus finden sich die ersten Informationen

zur neulich in das Technologieportfolio

von PI aufgenommene

Technologie MTP, mit der komplexe

Produktionssysteme modular

aufgebaut und flexibel umkonfiguriert

werden können.

Weitere Informationen über den

PI-Gemeinschaftsstand und die

Aussteller sowie zum Erwerb von

Besuchertickets finden Sie unter:

https://www.profibus.com/sps ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

11


Titelstory

IIoT: Spannung zwischen Maschinenbauer und Anlagenbetreiber auflösen

Schritt für Schritt zur Digitalisierung

Bild 1: Fernzugriff im Spannungsfeld zwischen Endkundenakzeptanz und Serviceangeboten der Maschinenbauer

© Montage HMS auf Basis Gorodenkoff - shutterstock.com

Autor:

Thilo Döring

Geschäftsführer

HMS Industrial Networks GmbH

info@hms-networks.de

www.hms-networks.de

Das Industrial Internet of Things

(IIoT) bietet fantastische Aussichten:

Maschinenbauer könnten z. B. über

Fernzugriff schneller auf Probleme

reagieren, Reisekosten sparen und

damit Service günstiger anbieten,

neue Geschäftsmodelle entwickeln

oder höhere Kundenzufriedenheit

generieren. Anlagenbetreiber

wiederum würden von

höheren Anlagenverfügbarkeiten,

optimierten Prozessen und damit

einhergehenden Energieeinsparungen

sowie vom Support durch

externe Experten u.v.m. profitieren.

Und dennoch geht die praktische

Umsetzung von IIoT nur zögerlich

vonstatten. Bedenken gibt es bei

Maschinenbauern, Anlagenbetreibern

und im Management gleichermaßen.

Ließen sich diese durch einfach

zu integrierende aber zugleich

sichere Lösungen vertreiben, entstünde

eine Win-Win-Situation

für alle Beteiligten. Wie kann das

ge lingen? Der erfolgreiche Weg zur

IIoT-Integration lautet: Groß träumen,

pragmatisch starten.

Die Situation

Das Spannungsfeld, in dem sich

Maschinenbauer und Anlagenbetreiber

im Hinblick auf die Digitalisierung

befinden, lässt sich gut an

einem Alltagsbeispiel erläutern:

Autofahrer sind in der Regel nicht

begeistert, dem Hersteller über ihre

Fahrgewohnheiten oder sonstiges

Nutzerverhalten Auskunft zu geben.

Dennoch verfügen moderne Autos

über eine Internetverbindung. Sie ermöglicht

es beispielsweise, dass die

Fahrer aktuelle Verkehrsinformationen

wie Staumeldungen in Echtzeit

erhalten. Die passende Fahrzeug-App

gibt es für Modelle neueren

Baujahrs meist gleich dazu.

Mit ihr lässt sich zum Beispiel der

Standort des Autos ermitteln, Fenster

können geöffnet und geschlossen,

Türen ver- oder entriegelt werden.

Auch das Abfragen des Tankinhalts

bzw. Akkuladestands und der

damit verbundenen Restreichweite

ist eine nützliche Funktion. Bei

E-Autos gerne in Verbindung mit

Anzeige der nächsten Ladestation.

Je nach App sind zusätzliche Motorinformationen

wie beispielsweise

Beschleunigung, Motorlast, Öl- und

Wassertemperatur abrufbar. Insgesamt

also eine nützliche Sache, die

den Fahrzeugnutzern so manchen

Vorteil bietet. Letztendlich sind es

die Vorteile, die dazu führen, dass

die Nutzer akzeptieren, dass Informationen

über ihre Nutzungs- und

Fahrgewohnheiten an die Hersteller

übermittelt werden. Diese nutzen

die Informationen wiederum dazu,

ihre Fahrzeuge weiter zu optimieren

und besser an den Nutzergewohnheiten

auszurichten. Wichtig

ist bei all dem natürlich, dass der

Datenzugriff sicher abläuft und klar

geregelt ist, wer mit welchen Daten

was tun darf.

Akzeptanz als Wegbereiter

der Digitalisierung

Grundsätzlich kann auch in der

Automatisierung umgesetzt werden,

was sich im Automobilbereich

gerade bei neuen Fahr zeugen

12 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Titelstory

Digitalisierung

Fernzugriff

zunehmend etabliert. In der Automatisierung

geht die Umsetzung

der Digitalisierung allerdings noch

stockend voran. Viele Anlagenbetreiber

sind skeptisch, wenn es

darum geht, Maschinenbauern den

Zugriff auf Maschinen innerhalb

ihrer Anlage zu erlauben. Denn

sie möchten die Kontrolle über die

Zugriffe von außen behalten. Auch

Sicherheitsbedenken spielen nach

wie vor eine große Rolle.

Laut der Microsoft-Studie „IoT

Signals“ vom Oktober 2021 scheitert

ein Drittel aller Digitalisierungsprojekte

bereits in der Proof-of-Concept-Phase,

weil eine klare Strategie

oder die Expertise fehlt, der

ROI unklar ist und die Kundenanforderungen

nicht im Fokus stehen.

Dazu kommt, dass für die meisten

Maschinenbauer Cybersicherheit ein

relativ neues Thema ist, bei dem

sie erst noch Know-how aufbauen

müssen. Die Möglichkeit des Fernzugriffs

wird seitens des Maschinenbauers

oft nur im Kontext der Fehlersuche

betrachtet, um im Notfall

einen Einblick in die Maschine zu

bekommen. Daher wird der Fernzugriff

auf eine Maschine meist nur

als Option angeboten, für die der

Anlagenbetreiber zusätzlich zahlen

muss; oder es werden alternative

Lösungen eingesetzt, wie zum

Beispiel eine Software-Verbindung

mit dem Laptop eines Instandhaltungsmitarbeiters.

Damit können

auftretende Fehler meist kurzfristig

gelöst werden, allerdings ist das

keine Basis für ein Serviceangebot

bzw. eine Digitalisierungsstrategie.

Remote Monitoring für

vorausschauende Wartung

Ein Umdenken ist notwendig

Erst wenn Maschinenbauer hier

umdenken und eine Vision für einen

strukturierten Service entwickeln, der

Anwendern wie im vorherigen Automobilbeispiel

überzeugende Vorteile

bietet, kann das Spannungsfeld

zwischen Endkunden akzeptanz

und Serviceangeboten der Maschinenbauer

aufgelöst werden.

Aufgabe der Maschinenbauer

wäre es, die Nutzerakzeptanz zu

er höhen, indem sie das Thema

Fernzugriff strategisch angehen,

zuverlässige Sicherheitsverfahren

implementieren und den Mehrwert

des Fernzugriffs für den Anlagenbetreiber

in den Fokus nehmen. Zum

Beispiel, indem sie neue, gut durchdachte

und – ganz wichtig – nutzerorientierte

Geschäftsmodelle mit klaren

Regeln zur Datennutzung entwickeln.

Der Maschinenbauer würde

selbst ab dem ersten Servicefall vom

Fernzugriff profitieren, weil er ohne

aufwendige Anreise direkt reagieren

und so eine höhere Kundenzufriedenheit

schaffen kann.

Erster Schritt:

Anlage verbinden

Integration in IIoT-Plattformen

verschiedener Anbieter

Bild 2: Fernzugriff als erster Schritt bei Digitalisierungsprojekten © HMS

IIoT lässt sich nicht einfach nebenbei

realisieren. Der erste Schritt auf

dem Weg zum Ziel besteht darin,

die Konnektivität einer Anlage herzustellen.

Laut einer Studie der

Arc Advisory Group können 63 %

aller routinemäßigen Instandhaltungsarbeiten

auch aus der Ferne

durchgeführt werden. Allerdings

ist ein Großteil industrieller Anlagen

noch nicht für einen Fernzugriff

ausgelegt, obwohl die Vorteile

des Fernzugriffs für Anlagenbetreiber

schnell sichtbar sind. Sie profitieren

von einer zügigeren Fehlerbehebung,

was die Anlagenverfügbarkeit

verbessert und haben quasi

einen direkten Draht zum Maschinenexperten.

Gleichzeitig hat der

Maschinenbauer geringere Kosten

bei den Serviceeinsätzen, da Servicetechniker

weniger reisen müssen.

Letzteres verbessert wiederum

deren Work-Life-Balance und trägt

zu einer höheren Mitarbeiterzufriedenheit

beim Maschinenbauer bei.

Hohe Sicherheitsstandards

als Grundvoraussetzung

Obwohl die Vorteile auf der Hand

liegen, ist es für Maschinenbauer

nicht einfach, die Anlagenbetreiber

vom Fernzugriff zu überzeugen.

Sicherheitsbedenken sind

eine große Hürde. Für Maschinenbauer

ist es eine Herausforderung

zu erklären, warum der Fernzugriff

sicher ist, welche Sicherheitsstandards

hinter legt sind und wie sie implementiert

wurden. Da der Fernzugriff

in der Vergangenheit meist

nur optional angeboten wurde, muss

hier zusätzliche Überzeugungsarbeit

geleistet werden.

Thierry Bieber unterstützt bei HMS

Kunden bei der Umsetzung von Digitalisierungsstrategien.

Er erläutert:

„Kunden, die unsere Ewon-Lösung

für den Fernzugriff standardmäßig

in ihre Maschinen integriert und

den Service via Fernzugriff strategisch

aufgesetzt haben, konnten die

Nutzerakzeptanz deutlich erhöhen.“

Die Lösung muss als Grundvoraussetzung

hohe Sicherheitsstandards

unterstützen. Der Anlagenbetreiber

hat bei der Ewon-Lösung von

HMS auch immer noch die Möglichkeit,

über einen „Schlüsselschalter“

direkt an der Maschine die Fernverbindung

für den Fernzugriff selbst

freizugeben. Die Investition in den

benötigten Fernwartungsrouter zahlt

sich schon beim ersten eingesparten

Service-Einsatz vor Ort aus. Damit

profitieren beide Seiten gleichermaßen

vom Fernzugriff.

Zweiter Schritt:

Serviceleistung erhöhen

und Kunden involvieren

Ist der erste Schritt getan und der

Fernzugriff auf die Anlage eingerichtet,

können weitere folgen. Da Fernzugriff

heute von den Maschinenbauern

meist nur im Fehlerfall eingesetzt

wird, wird er nur bei Bedarf

aktiviert. Ziel wäre es jedoch, den

Anlagenbetreiber stärker einzubinden

und ihm einen Service zu

bieten, der für ihn weiteren Mehrwert

generiert. Denn die Maschinenvernetzung

bietet auch dem

Anlagenbetreiber, seinem Produktionsleiter

oder Instandhaltungsmitarbeitern

zahlreiche Vorteile.

Der Maschinen bauer könnte im

Rahmen eines verbesserten Service-Angebots

für diese Akteure

Zugriffsrechte freischalten, damit

sie sich selbst einen Überblick über

den Maschinenzustand verschaffen

können, um besser und schneller

auf aktuelle Gegebenheiten reagieren

zu können. Und zwar unabhängig

davon, ob sie sich gerade in der

Anlage befinden oder nicht. Dafür

müssten auch keine weitreichenden

Nutzerrechte eingerichtet werden.

In diesem Szenario würde es zum

Beispiel genügen, dem Anlagenbetreiber

und dessen Mitarbeitern

nur lesenden Zugriff zu gewähren.

Denkbare weitere Schritte wären,

relevante Maschinendaten für den

Anlagenbetreiber zunächst nur lokal

abzufragen, um Maschinenkennzahlen

(KPIs) zu überwachen oder

Alarme und Benachrichtigungen

bei Abweichungen der Sollwerte

zu versenden. Da in diesem Fall

die Maschinendaten innerhalb der

Anlage bleiben, ist dafür keine aufwendige

Anbindung an eine IIoT-

Plattform notwendig. Die Nutzerakzeptanz

ist bei solchen Lösungen

in der Regel höher, da die Einstiegs-

Bild 3: Thierry Bieber, Industry

Segment Manager bei HMS: „Viele

IIoT-Projekte gelingen nicht, weil

man zu groß startet, denn in diese

Thematik wächst man am besten

schrittweise hinein.“ © HMS

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

13


Titelstory

experten von HMS verfügen über

umfangreiche Marktkenntnisse und

begleiten Kunden bei der schrittweisen

Umsetzung ihrer Digitalisierungsstrategie.

Unter der Marke

Ewon bietet HMS eine Lösung an,

mit der der Fernzugriff auf Maschinen

sowohl seitens der Maschinenbauer

als auch seitens der Anlagenbetreiber

einfach standardisiert

werden kann. Maschinenbauer können

damit ihren Kunden strukturierte

Service-Angebote mit deutlichem

Mehrwehrt gegenüber dem

herkömmlichen Trouble-Shooting

anbieten. Anlagenbetreiber behalten

bei der Ewon-Lösung jederzeit

die Kontrolle über die Fernzugriffe

und wissen, was in ihrer Anlage

geschieht. Da beide Seiten profitieren,

steigt die Akzeptanz beim

Thema Fernzugriff und treibt die

standardmäßige Maschinenvernetzung

voran. Die Ewon-Lösung von

HMS hilft beiden Seiten, schneller

durch die Lernkurve bei Digitalisierungsprojekten

zu kommen, was

letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit

aller Akteure verbessert. ◄

Bild 4: Die Ewon-Fernwartungslösung von HMS hilft Maschinenbauern und Anlagenbetreibern gleichermaßen,

schneller durch die Lernkurve bei Digitalisierungsprojekten zu kommen

Die Experten

für industrielle

Kommunikation

hürde für den Anlagenbetreiber relativ

niedrig ist. Mit all dem lässt sich

die Effizienz und die Kundenzufriedenheit

kontinuierlich steigern, proaktiv

auf Bedürfnisse der Anwender

eingehen und die Wettbewerbsfähigkeit

von Maschinenbauern und

Anlagenbetreibern gleichermaßen

erhöhen.

Bahn frei für Digitalisierung

Die ersten beiden Schritte sind

die Basis für eine standardisierte

Maschinenvernetzung. Damit können

Anlagenbetreiber erste Erfahrungen

mit strukturierten Service-

Angeboten auf Basis des Fernzugriffs

sammeln. Wenn die Maschinenvernetzung

mit einer offenen

Lösung realisiert wird, die auch

Schnittstellen für die Anbindung an

gängige Cloud-Plattformen bietet,

ist die Bahn frei für weitere Digitalisierungsthemen

wie Asset-Optimierung

und vorausschauende

Wartung.

Bieber resümiert: „Weil man in

Digitalisierung am besten nach

und nach hineinwächst, ist es in

der Regel sinnvoll, zuerst kleine

Pilotprojekte aufzusetzen und dann

schrittweise weitere Bereiche hinzuzunehmen.

Nach und nach ändert

sich damit die Rolle des Maschinenbauers.

Er ist nun nicht mehr

nur Trouble-Shooter, der bei Problemen

ge rufen wird, sondern ist in

der Lage, per Ferndiagnose Prognosen

abzugeben z. B. zur Lebensdauer

von Komponenten.“ Gleichzeitig

sind seine Reaktionszeiten im

Problemfall verkürzt, weil die zeitaufwendige

Anreise wegfällt. Der

Maschinenbauer kann aber auch bei

Prozessoptimierung unterstützen.

All das erleichtert dem Anlagenbetreiber

die Arbeit, weil er einen Teil

seiner Instandhaltungsaufgaben in

externe Hände abgibt, die aufgrund

ihrer Kompetenz schneller und zielgerichteter

eingreifen können.

Ungeplante Anlagenstillstände

reduzieren

Setzt man die Digitalisierung

schrittweise für eine ganze Anlage

um, bringt das weitere Vorteile, die

Anlagenbetreiber und Management

gleichermaßen erfreuen: Ungeplante

Anlagenstillstände lassen sich

deutlich reduzieren. Das spart jede

Menge Geld und steigert zugleich

die Produktivität. Die Betreiber sind

nun bei ihren Instandhaltungsarbeiten

in der Lage, unmittelbarer

mit externen Experten der jeweiligen

Maschinenbauer zusammenzuarbeiten.

Gleichzeitig lassen sich

viele Arbeiten komplett auslagern

und Instandhalter fokussieren sich

auf Tätigkeiten, die nur sie erledigen

können. Im Zuge eines solchen Digitalisierungsprozesses

verschieben

sich zwangsläufig die Geschäftsfelder

von Maschinenbauer und

Anlagenbetreiber ein wenig, aber

alle Beteiligten profitieren von den

Vorteilen der neuen IIoT-Lösung.

Mit dem richtigen Partner

schneller zum Ziel

Aus Sicht von HMS ebnet Fernzugriff

den Weg in Richtung Digitalisierung.

Die Kommunikations-

HMS Networks ist eines

der führenden Unternehmen

im Bereich der industriellen

Informations- und Kommunikationstechnologie

(IKT). Die

Produkte werden unter den

Marken Anybus, Ewon, Intesis

und Ixxat vertrieben. Ziel des

Unternehmens ist es, für den

Anwender höchste Flexibilität

bei der Anbindung von Geräten

und Systemen an die vielen

verschiedenen industriellen

Netzwerke zu schaffen.

Hier helfen die Experten für industrielle

Kommunikation ihren

Kunden, Entwicklungskosten zu

sparen und gleichzeitig immer

auf dem neuesten technischen

Stand zu sein. Hauptsitz des

Unternehmens ist in Halmstad/

Schweden.

Industrielle Fernwartungslösungen

werden unter der Marke

Ewon angeboten. Weitere Informationen

zum Thema unter:

https://www.ewon.biz/de/home

14 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


www.moxa.com

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IIoT

Virtuelle IoT-Serviceassistenten

Hochqualifizierte Online-Hilfe im Störungsfall

Bild 1: Ein virtueller Serviceassistent entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener Funktionseinheiten direkt

vor Ort an der Maschine bzw. in der Anlage sowie in einer Cloud. Der jeweilige Zustandskontext wird mit Hilfe eines

digitalen Zwillings geschaffen

Die durchgängige Vernetzung

im Internet der Dinge ermöglicht

automatisierte virtuelle Serviceassistenten

als zusätzliche Produkteigenschaft

und darauf aufbauend

wertvolle neue Kommunikationsmöglichkeiten

zwischen Anbieter

und Anwender. Sie helfen Produktherstellern

und Anlagenbauern nicht

nur bei der Umsetzung von Payper-Use-Geschäftsmodellen,

sondern

verbessern in jedem Fall die

Kundenzufriedenheit.

Jeder von uns kennt die folgende

Situation: Man steht vor

einer Maschine, die nicht einwandfrei

funktioniert. Eine rote Leuchte

blinkt und in einem relativ kleinen

LCD ist eine Meldung der Kategorie

„Fehler 4711 …“ zu lesen. Was

genau ist zu tun? Sehr häufig ist

der Weg zur Antwort recht mühevoll.

Auf jeden Fall hat ein solches

Erlebnis einen nicht unerheblichen

Einfluss auf die Kundenzufriedenheit.

Deshalb sollten Maschinenbauer

in allen Branchen zielgerichtete

Maßnahmen anwenden, um

negative Kundenerfahrungen auf

Grund von Maschinenstörungen

und ähnlichen Zuständen weitestgehend

zu vermeiden.

BLE-Anwendung mit

Unterstützungsfunktionen

Eine Bluetooth Low Energy (BLE)-

Anwendung mit entsprechenden

Unterstützungsfunktionen hilft dabei,

auch in diesem Bereich die Wettbewerbsfähigkeit

auszubauen. Bild 1

illustriert die Zusammenhänge: Eine

Maschine versendet periodisch BLE-

Beacons mit dem aktuellen Maschinenzustand.

Ein Smartphone in Funkreichweite

mit der dazu passenden

App kann die Meldungen empfangen

und an Hand eines an der Maschine

angebrachten QR-Codes oder des

BLE-RSSI-Werts feststellen, ob sich

der Benutzer im Nahbereich des Beacon-Senders

befindet. Ist das der Fall,

wird der Zustands-Beacon von der

App ausgewertet und eine deutlich

informativere Meldung mit Hintergrundinformationen

und Verhaltenshinweisen

auf dem Smartphone visualisiert.

Gleichzeit fragt die App, ob

ein Fernsupport (Remote Assistance)

benötigt wird. Falls der Benutzer diese

Unterstützung wünscht, übermittelt

die App Maschinenzustandsdaten an

einen Cloudservice. Von dort kommt

dann nach einer Datenanalyse die

gewünschte Hilfe. Bei Bedarf wird

sogar ein digitaler Zwilling einbezogen,

um die Ursachenforschung kontextbezogen

zu vertiefen. Die Umsetzung

einer solchen Lösung würde auf

Seiten der Maschine lediglich Mehrkosten

von wenigen Euro für ein IoT-

Bluetooth-SoC (SoC = System-on-

Chip) oder ein hochintegriertes BLE-

SiP (SiP = System-in-Package) plus

Antenne sowie einige weitere Bauteile

verursachen. Die Anbindung an die

jeweilige Maschinensteuerung wäre

über einfache serielle oder parallele

Schnittstellen möglich.

Details der

Funktionseinheiten

Ein Device Condition Sensor

(DCS) bildet die Datenquelle eines

virtuellen Serviceassistenten. Er

wird direkt in die Maschine bzw.

Anlage integriert, beinhaltet zumindest

ein Sensorelement und/oder

eine Verbindung zur lokalen Maschinen-

bzw. Anlagensteuerung und

versorgt den digitalen Zwilling mit

Daten. Darüber hinaus hat ein DCS

einen Blue tooth-Transceiver, um

einen BLE-Beacon zu versenden.

Hardwaretechnisch wird ein DCS

als ultrakompaktes SoC- oder SiP-

Modul mit integrierter Antenne und

anwendungsspezifischer Sensorik

konzipiert. Es lässt sich herstellerseitig

in jede Maschinensteuerelektronik

integrieren und verursacht

nur geringe Mehrkosten.

Device Assistant App

Eine Device Assistant App (DAA)

dient als Schnittstelle zwischen dem

DCS in der Maschine bzw. Anlage

und einer Person vor Ort. Die DAA

präsentiert nach einer erfolgreichen

Datenauthentifizierung zunächst

einmal die im BLE-Zustands-Beacon

enthaltenen Informationen. Des

Weiteren wird durch die Nutzung

eines Cloudservice ein erweiterter

Zustandskontext hergestellt; beispielsweise

durch Diagramme, die

bestimmte Maschineneigenschaften

über einen längeren Zeitraum visualisieren.

Über die DAA-Rückkopplung

zum Cloudservice lassen sich

aussagefähige Informationen zum

aktuellen Zustand von Maschinen

und Anlagen mit weitreichenden Wartungs-

und Instandsetzungshinweisen

an den Benutzer weitergeben.

Per DAA sind auch virtuelle und

physische Wartungs- und Instandsetzungs-

sowie Online-Chat-Termine

mit externen Experten reservierbar.

Bei Bedarf kann der DAA-

Autor:

Klaus-Dieter Walter, CEO

SSV Software Systems GmbH

https://ssv-embedded.de

Bild 2: Die Funktionseinheiten eines virtuellen Serviceassistenten sind softwaretechnisch in völlig unterschiedlichen

Welten verankert. Der Entwicklungsprozess basiert daher auf DevOps-Konzepten. Sie helfen dabei auch komplexe

Softwareanwendungen zu beherrschen

16 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


IIoT

Bild 3: Alle Funktionseinheiten des virtuellen Serviceassistenten benötigen eine Over-the-Air- (OTA-) Software-

Update-Schnittstelle. Hinsichtlich der App sowie der Cloudservices ist so etwas einfach umsetzbar. Für die

OTA-Updates der Device Condition Sensoren wird in der Regel eine spezielle Infrastruktur benötigt

Nutzer auch Echtzeit-Fernzugriffe

durch hochspezialisierte Servicefachkräfte

auf eine Maschinensteuerung

autorisieren.

Assistance Service API

Bei dem Assistance Service API

(ASA) handelt es sich um einen

Cloudservice für kontextbezogene

Datenanalysen zum Maschinenbzw.

Anlagenzustand sowie weitere

Unterstützungsfunktionen, die

von externen Endgeräten verschiedener

Teilnehmer über ein entsprechendes

Application Programming

Interface (API) angefordert werden.

Der Input für diesen Cloudservice

basiert auf einem BLE-Zustands-

Beacon, der den Echtzeitzustand

einer externen Funktionseinheit

beschreibt. Für die jeweilige Datenanalyse

stehen dem ASA verschiedene

Methoden mit und ohne individuelle

Device-Historie zur Verfügung.

Im einfachsten Fall wird ein

Zustands-Token lediglich über einen

Entscheidungsbaum klassifiziert, um

die Wartungs- und Instandsetzungshinweise

für die Antwort an die DAA

zu erzeugen. Für anspruchsvolle

Anwendungen werden die Datenbestände

eines digitalen Zwillings

hinzugezogen, um über künstliche

neuronale Netzwerke die Maschinen-

und Anlagenzustände so genau

wie möglich zu bestimmen und die

individuellen Besonderheiten einer

Maschine bzw. die Produktlebenszyklusphase

in den Handlungsempfehlungen

der Antwort an die DAA

zu berücksichtigen.

Verbund aus drei

Softwarewelten

Die drei Funktionseinheiten eines

intelligenten Serviceassistenten sind

hinsichtlich der zu entwickelnden

Software in völlig unterschiedlichen

Welten verankert. Ein Device Condition

Sensor besteht in einfachen

Anwendungen lediglich aus einem

Single-Chip-Microcontroller sowie

einem MEMS-Inertial-Sensorelement.

Eine solche Hardwareplattform

lässt sich in die Kategorie „Deeply

Embedded“ einordnen. Die für den

Betrieb erforderliche Software wird

primär in C/C++ erstellt und im integrierten

Flash-Speicherbereich des

Mikrocontrollers abgelegt.

Die Device Assistant App wird in

den meisten Anwendungen durch

eine Smartphone-App für Android

und iOS gebildet. Sie wird zum Beispiel

mit den dafür vorgesehenen

Plattform-SDKs und jeweils einem

separaten Quellcode für jedes

Betriebssystem entwickelt. Alternativ

ist auch ein HTML5-Cross-

Plattform-Projekt mit Werkzeugen

wie Apache Cordova, AngularJS

oder Ionic möglich. Als Output

der Smartphone-App-Entwicklung

wird auf jeden Fall entweder

ein APK (Android Package) oder IPK

(iOS App Store Package) erzeugt

und über die jeweiligen App Stores

verbreitet. Alternativ zur DAA für

Smartphones ist auch eine HTML5-

Webseite möglich, die durch einen

JavaScript-Code in die Lage versetzt

wird, BLE-Zustands-Beacons

zu empfangen, über das Assistance

Service API mit kontextbezogenen

Zusatzinformationen zu ergänzen

und das alles dem Webseitennutzer

zu präsentieren. Solche DAA-

Desktop-Anwendungen werden beispielsweise

durch Werkzeuge wie

dem Electron-Framework unterstützt.

Entwicklung

Das Assistance Service API wird

typischerweise auf einer Serverplattform

ausgeführt. Die zuständigen

Entwickler werden daher hochentwickelte

Programmiersprachen

wie beispielsweise Python oder

JavaScript mit einer Node.js-Laufzeitumgebung

für die Implementierung

der REST-basierten Schnittstellen

favorisieren. Ein ASA-Code

lässt sich gezielt für eine bestimmte

Cloudumgebung (z. B. Amazon-

AWS oder Microsoft-Azure) oder

universell für Docker-Container in

Docker-Laufzeitumgebungen entwickeln.

Mit einem solchen Docker-

Container lassen sich Assistance

Service API-Applikationen nahezu

plattformunabhängig weitergeben,

um sie auf Rechnern mit 32- bzw.

64-Bit-AMD/Intel-, Arm- oder RISC-

V-Prozessoren sowie Linux-, Microsoft-Windows-,

macOS- und anderen

UNIX-ähnlichen Betriebssystemen

zu betreiben. Die Bereitstellung

und Installation eines Dockerbasierten

ASA erfolgt über Registry-Server

und Repositories. Die

zu installierende Applikation wird

dabei als Docker-Container-Image

wahlweise auf einem Internet-Server

(z. B. Docker Hub) oder einer

lokalen Serveranwendung zur Verfügung

gestellt

Kundenzufriedenheit

ständig verbessern

Kundenzufriedenheit ist ein abstraktes

Konstrukt, um die Differenz

zwischen Kundenerwartung und

Bedürfnisbefriedigung zu beschreiben.

In der Welt der Maschinen und

Anlagen gibt es nach einer erfolgreichen

Inbetriebnahme zwei besonders

kritische Phasen mit erheblichem

Einfluss auf die Zufriedenheit:

Zum einen kann z. B. die Leistung

einer Maschine unzureichend

sein; die möglichen Ursachen

dafür sind im Verkaufsprozess,

bei der Planung, der Vor-Ort-

Montage oder sogar in der Qualifikation

der beteiligten Fachkräften

zu suchen. Zum anderen können

sich Betriebsstörungen und Fehlerzustände

sehr negativ auf die

Zufriedenheit eines Kunden auswirken.

Manchmal liegt es einfach

daran, dass im Fehlerfall kein qualifizierter

Expertenrat zur Verfügung

steht, der wirklich weiterhilft. Dieses

Problem lässt sich mit einem

virtuellen IoT-Serviceassistenten

in jedem Fall lösen, zumal sich in

die App umfangreiche Zusatzfunktionen

– vom Online-Voice-Chat-Client

bis zur Mixed Reality-Ansicht –

integrieren lassen. ◄

Bild 4: Mit Hilfe eines HiL-Simulators lässt sich die Mikrocontroller-basierte DCS-Hardware mit den notwendigen

Eingangsdaten versorgen, um innerhalb einer DevOps-Entwicklungsumgebung die zur Sicherung der

Softwarequalität erforderlichen Softwaretests durchzuführen

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

17


Automatisierung

Trends in der Automatisierung

ifm auf der SPS: Schaltschranklose Automatisierung, Automatisierungstechnik für die Lebensmittelindustrie

und Bildverarbeitung für mobile Robotik stehen in diesem Jahr bei ifm im Fokus.

Das Edge-Device ist zentraler Bestandteil der neuen O3R-Plattform von ifm

Intelligente Netzteile für die Installation im Feld erfüllen die Schutzart IP67

Halle 7A, Stand 302

ifm electronic gmbh

www.ifm.com

IO-Link-Master-Module und L-codierte Leitungen für den Lebensmittel-Bereich

Schaltschranklose Automatisierung

ist seit Jahren auf dem Vormarsch.

Die Vorteile liegen auf der Hand:

Komponenten, wie IO-Link-Master-

Module von ifm, können dezentral

direkt an der Maschine oder Anlage

installiert werden. Zur Spannungsversorgung

werden dann auch

24-V-Netzteile benötigt, die ebenfalls

tauglich für den Einsatz außerhalb

des Schaltschranks sein müssen.

Hier stellt ifm auf der Messe

neue Netzteile vor, die die Schutzart

IP67 erfüllen, und eine Spannungsversorgung

direkt an der

Maschine ermöglichen. Integrierte

elektronische Sicherungen in den

Netzteilen schützen die 24-V-Spannungsversorgung

vor Überspannungen

und Kurzschlüssen. Eine

IO-Link-Schnittstelle macht die

neuen Netzteile intelligent.

Produkte für die

Lebensmittelindustrie

Die Lebensmittelindustrie stellt

hohe Anforderungen an die eingesetzten

Komponenten. Dies gilt

auch für die Automatisierungstechnik,

wo eine hohe Schutzart

gefordert ist. ifm zeigt für die Branche

die neuen IO-Link-Master der

Serie PerformanceLine, die speziell

für solche Anwendungen konzipiert

sind. Sie erfüllen die Schutzarten

IP65, IP67 und IP69K, die

M12-Buchsen bestehen aus Edelstahl

und die Dichtungen aus

EPDM. Wenn mehrere Master in

einer Anwendung verwendet werden,

lässt sich die Spannungsversorgung

über L-codierte M12-Leitungen

mit einer Daisy-Chain kaskadieren.

Dies spart bei der Installation

Material, Zeit und Kosten. Die

Parametrierung der IO-Link-Master

sowie aller angeschlossenen Sensoren

kann komfortabel über die

Software moneo|configure SA erfolgen.

Für den Anschluss von Sensoren

werden passende Leitungen

benötigt, die ebenfalls die hohen

Anforderungen erfüllen. Hier bietet

ifm jetzt ein umfangreiches Sortiment

an Leitungen mit gemäß IEC

61076 L-codierten Steckverbindern.

Die bewährte ecolink-Technologie

sorgt dabei für eine zuverlässige

und dichte Verbindung durch sichere

Montage auch ohne Werkzeug.

Modell zum Anfassen

Um die verschiedenen Produkte

und Systeme für die Lebensmittelindustrie

im Einsatz zu zeigen, wird

auf dem Messestand das Modell

einer Mikrobrauerei zu sehen sein.

Dort sind unter anderem auch die

neuen Drucksensoren der Serie

PI1xxx installiert, die ebenfalls alle

Anforderungen für den Einsatz in

der Lebensmittelindustrie erfüllen:

EHEDG- und FDA-Zertifizierung,

Schutzart IP69k, robustes kapazitives

Keramikmesselement, Medientemperaturen

bis 150 °C und eine

Dichtung aus PTFE bei, die dauerhaft

wartungsfrei ist.

Edge-Device für die

Bildverarbeitung

Einer der aktuell wichtigsten Märkte

für die industrielle Bildverarbeitung ist

die mobile Robotik. Gerade im Produktionsumfeld

und in der Intralogistik

nimmt der Anteil der autonom

agierenden Fahrzeuge zu. Dabei

müssen die Daten zahlreicher Sensoren

schnell und einfach verarbeitet

werden. Mit der Hardware-Plattform

O3R zeigt ifm ein Edge-Device für

solche Anwendungen, an das sich

bis zu sechs 3D-Kameras und zahlreiche

weitere Sensoren anschließen

lassen. Die Plattform bietet ausreichend

Rechenleistung, um Bildverarbeitung

mit neuronalen Netzen und

andere KI-Anwendungen zu realisieren.

Auf dem Messestand wird

ein AGV zu sehen sein, das mit der

neuen Hardware-Plattform ausgestattet

ist. ◄

18 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kundenspezifische Lösungen

für hochpräzises Arbeiten

Automatisierung

SmarAct Gruppe gründet SmarAct Automation und erschließt neue Märkte mit bewährtem Know-How

SmarAct Automation

GmbH & Co.KG

www.smaract.com

Die im November 2021 gegründete

SmarAct Automation präsentiert

sich als Antwort auf die steigende

Nachfrage nach automatisierten

Mikromontagelösungen. Das jüngste

Unternehmen der SmarAct Gruppe,

die SmarAct Automation GmbH &

Co.KG, entwickelt kundenspezifische

Lösungen für hochpräzises

Ausrichten, Handhaben und Fügen

von Bauteilen auf Nano-, Mikro- und

Mesoskala in allen Anwendungsbereichen,

in denen Miniaturisierung

für zukünftige Entwicklungsfortschritte

unverzichtbar ist, und

reagiert damit zielgerichtet auf den

steigenden Bedarf an individuellen

Automatisierungslösungen. Als Teil

der SmarAct Gruppe mit Hauptsitz

in Oldenburg, profitiert die SmarAct

Automation von 15 Jahren Knowhow

in der hochpräzisen Positioniertechnik

und der kundenspezifischen

Technologie- und Anwendungsentwicklung.

Teil- und vollautomatisierte

Lösungen

Basierend auf strikter Modularität

entwickelt die SmarAct Automation

sowohl teil- als auch vollautomatisierte

Lösungen. Dabei werden die

innovativen Produkte aus der gesamten

SmarAct Gruppe eingesetzt und

mit weiteren State-Of-The-Art-Technologien

kombiniert, um die präzisen,

schnellen und zuverlässigen

Automatisierungslösungen zu realisieren,

die Unternehmen

derzeit benötigen. Neben

der Prozess entwicklung

bietet die SmarAct Automation

auch das Outsourcing

der Fertigung

und natürlich die obligatorischen

Wartungs- und

Servicepakete rund um

die Produkte an, um so

eine schnelle Entwicklung

und zukunftssichere Integration

der individuellen

Mikromontageprozesse

in die spezifische Produktionsumgebung

der Kunden

zu gewährleisten. „Die

P50 der SmarAct Automation

– eine schlüsselfertige

Automatisierungslösung - bietet

eine zukunftssichere und zuverlässige

Grundlage, um die vielversprechenden

Ideen unserer Kunden

aus dem Labor in die erfolgreiche

Serienproduktion zu überführen.

Anwendungen der Mikromontage,

einschließlich der anspruchsvollsten

aktiven Ausrichtungsprozesse, erhalten

mit der P50 den robusten und

sicheren Rahmen, der von unseren

Kunden benötigt wird, um die Märkte

der Zukunft in großem Maßstab

anzuführen.“ erklärt CEO Michael

Weigel-Jech.

Flexibel durch Modularität

Die Modularität der Automatisierungsplattformen

zeigt sich nicht

nur im flexiblen Einsatz verschiedener

technischer Module, sondern

auch in der mitgelieferten Software.

Neben der intuitiven Bedienbarkeit

über einen großen Touchbildschirm

ist das Bedienkonzept

an die jeweilige Rolle des Anwenders

angepasst. Matthias Mescher,

Softwareentwickler bei der SmarAct

Automation, ist sich sicher, damit

den Zeitgeist der Kundenorientierung

zu treffen: „Durch den modularen

Aufbau der Software können

unterschiedliche Prozesse auf den

Nutzer zugeschnitten werden. Im

Produktivbetrieb wird der Anwender

zielgerichtet durch den Prozess

geleitet. Nur die wichtigsten Informationen

werden übersichtlich dargestellt.

Für Produktionsingenieure

kann ein erweitertes Monitoring der

Prozessparameter erfolgen. Auch

ein direkter Eingriff in die Prozessabläufe

ist über eine Python Scripting-

Schnittstelle möglich.”

Schnittstellen

Die Anwender-Schnittstellen reichen

von einem einfachen Bediener-UI,

die den Benutzer mit kurzen

Video-Tutorials durch die Bedienprozesse

führt, bis hin zu einer voll

ausgestatteten Entwicklerschnittstelle,

die das Laden, Anpassen

und Ausführen von Python-Skripten

über eine Scripting-Schnittstelle

ermöglicht. ◄

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Mit 50 Euro im Jahr unterstützen

Sie den laufenden Betrieb unserer

Hospiz-Gemeinschaft für kranke

und sterbende Menschen sowie

deren Angehörige.

Anträge für die Fördermitgliedschaft

und weitere Informationen:

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Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

19


Kommunikation

2in1 Industrial Ethernet + Power

Intelligente Steckverbinder mit Einkabeltechnology von Conec

Industrial Ethernet nach ISO11801

Class D oder alternativ Signalen

mit Stromstärken bis 4 A. Vervollständigt

wird das Ganze durch eine

auf den jeweiligen Anwendungsfall

zugeschnittene Anzahl von Leistungskontakten.

Sichere Verbindung

CONEC Elektronische

Bauelemente GmbH

www.conec.com

Ein Steckverbinder an Stelle von zwei

oder drei, kürzere Montagezeiten, kein

Kabelsalat, geringeres Gewicht auf dem

Endgerät (zum Beispiel Motor) das sind

die überzeugenden Argumente für die

Conec Hybrid Steckverbinderserien.

Bei der konventionellen Verkabelung

von elektrischen Motoren, Servoantrieben

oder Linieareinheiten/-antrieben ist

der Verkabelungsaufwand sehr hoch.

Es werden für verschiedene, getrennte

Aufgaben jeweils separate Leitungen

für Leistung- und Daten/ Signalübertragung

eingesetzt. Dieses Verdrahtungskonzept

ist nicht nur teuer, sondern

auch platzintensiv und wartungsunfreundlich.

Durch den permanent steigenden

Kostendruck und die Miniaturisierung

der Endgeräte, in Verbindung

mit einem steigenden Daten volumen

und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten,

sind neue Lösungsansätze

für mehr Effizienz im Bereich der Verkabelung

gefragt.

Daisy Chain

Beispielhaft ist die Verkabelung

der Stromversorgung und Ansteuerung

von Motoren und Servoantrieben.

Während beim konventionellen

Ansatz jeder einzelne Motor separat

und aufwendig mit dem Schaltschrank

verkabelt wird, sind beim

dezentralen Ansatz viele Verbraucher

über eine „Daisy Chain“ mit

einheitlichen Verbindungsleitungen

verkettet.

Hybrid ‐

steckverbindersystem

Mit der CONEC Hybrid Serie (B12, B17,

B23, B40) ist ein kompaktes Hybridsteckverbindersystem

entstanden, welches

die Spannungsversorgung und die Datenübertragung

nach CAT5 über eine

speziell entwickelte Hybridleitung vereint

und überträgt. Diese Einkabeltechnik

entspricht der modernen Verbindungs-

und Schnittstellenverdrahtung.

Mit dem gewinkelten B23-Hybridflansch

ist es möglich, Servo-Antriebe

mit einer Leistung von über 20 kW

mit einer Einkabel-Lösung auszustatten.

Durch eine Drehung des Kabelabgangs

in 18 Schritten kann der

Flansch an die jeweilige Einbausituation

in der Maschine angepasst werden

und erlaubt eine stressfreie Verbindung

der Anschlussleitung unabhängig von

der Verlegesituation.

Separat geschirmtes

Datenelement

Allen Baugrößen gemeinsam ist

das separat geschirmte 4-poliges

Datenelement zur Übertragung von

Die Verriegelung des Steckverbinders

wird mit einem Bajonettschnellverschluß

sichergestellt, so

dass eine zeitraubende Verschraubung

mittels Drehmomentschlüssel

entfällt. Durch eine Vierteldrehung

wird eine sichere Verbindung und

eine IP67-Schutzart erreicht. Wichtig

dabei ist, dass das Bajonett nur

verriegelt werden kann, wenn die

Hybridsteckverbinder komplett

gesteckt sind. Die Gefahr eines Ausfalls

durch nicht komplett gesteckte

oder definiert verschraubte Steckverbinder

wird somit stark reduziert.

Unterschiedliche wählbare Codierungen

sorgen dafür, dass für verschiedene

Einsatzzwecke untereinander

unversteckbare Steckverbinder

eingesetzt werden können.

Vorteile:

• Platzersparnis durch Übertragung

von Daten und Leistung in einem

Steckverbinder

• Geringerer Zeitaufwand bei der

Steckverbindermontage

• Reduzierter Kabelaufwand

• Kostenersparnis

• Schnelle und sichere Verbindung

mittels Bajonettverriegelung

• Schutzart IP67

• Kompakte und robuste Bauform

Anwendungsfelder:

• Antriebstechnik

• Maschinenbau

• Robotik

• Montage- und Fertigungslinien

• Erneuerbare Energien ◄

20 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


TCP


Kommunikation

Passende Lösungen

für die Digitalisierung der Prozessindustrie

Industrielle Kommunikation erlaubt sinnvolle Nutzung von Prozessdaten

Für Produktions- und Betriebsleiter,

aber auch für Projektleiter, Programmierer

oder Ingenieure ist Digitalisierung

essentiell, um Prozesse

optimal zu automatisieren. Das betrifft

den Maschinen- und Anlagenbau,

die Mess-/Steuer-/Regelungstechnik

und Automatisierungstechnik in

vielen Branchen wie Pharma, Food

oder Wasser. Oft sind in den sehr

unterschiedlichen Betrieben individuell

gewachsene Anlagenstrukturen

im Einsatz. Es gibt daher kein

einfaches Patentrezept für die Digitalisierung.

Drei flexible Ansätze

erlauben aber eine Integration in

bestehende Netzwerke, nämlich

über Feldgeräte mit Ethernetanschluss,

IO-Link oder über Gateways.

Doch wo liegen die Vorteile

der einzelnen Lösungen und welchen

Benefit bringen sie in der Praxis?

Die richtige industrielle Kommunikation vernetzt Prozessdaten der Mess-/Steuer-/Regelungs- und

Automatisierungstechnik auch bei komplexen oder individuellen Anlagenstrukturen optimal

Alle Bilder © Bürkert Fluid Control Systems

Drei Lösungsansätze

Die meisten Integrationslösungen

für die industrielle Kommunikation

in der Prozesstechnik basieren

auf Ethernet, IO-Link oder Gatewaylösungen.

Jede der Lösungen

ist für spezielle Aufgaben beson-

Autor:

Michael Rausch,

Segment & Project Manager

Hygienic

Bürkert Fluid Control Systems

info@buerkert.de

www.buerkert.de

Bild 1: EtherNet/IP-Netzwerk mit Device Level Ring (DLR) Funktion

22 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

Bild 2: Aufbau eines Netzes mit S2-Redundanz

ders geeignet und in ihrem Bereich

flexibel genug, um sich der jeweiligen

Anlage anzupassen, damit

Prozessdaten sinnvoll genutzt werden

können. So erlauben Feldgeräte

mit Ethernet-Anschluss dem

Integrator einen direkten Zugriff

auf das Gerät, er kann alle notwendigen

Parameter direkt einstellen

und die Feldgeräte einfach an

übergeordnete Systeme anbinden.

Der Anlagenbetreiber kann zudem

sehr einfach vielfältige Diagnosedaten

über einen Webserver abrufen,

ohne auf spezielle Programme

oder Geräte zugreifen zu müssen.

Das bietet viel Komfort bei Wartung

und Fehlersuche.

Gateway

Werden Geräte über ein Gateway

eingebunden, ist dieses die einzige

Schnittstelle zur Steuerung. Alle Feldgeräte

in der Sensor-Aktor-Ebene

kommunizieren über ein untergeordnetes

Subsystem miteinander. Das

können verschiedene Standards, wie

z. B. AS-Interface oder CANopen

sein. Auch proprietäre kosteneffiziente

Lösungen, die auf die Kundenapplikation

zugeschnitten sind,

kommen hier zum Einsatz, z. B. die

Bürkert-eigene EDIP-Plattform (Efficient

Device Integration Platform).

IO-Link

erlaubt dagegen als standardisierte

IO-Technologie nach IEC 61131-9

eine direkte Kommunikation mit

den Sensoren und Aktoren in der

Anlage. So lassen sich Feldgeräte

über eine kostengünstige Punktzu-Punkt-Verbindung

an die Steuerungsebene

anbinden und zentral

steuern. IO-Link ist damit kein Feldbus,

sondern ein Kommunikationsprotokoll,

das auf der klassischen

Anschlusstechnik von Sensoren und

Aktoren basiert und eine durchgängige

Kommunikation bis zur Feldgeräteebene

bietet. Der Datenaustausch

zwischen übergeordneter

Steuerung und den IO-Link-Geräten

ist dabei bidirektional. Außerdem

wird in zyklische Daten (also

Prozesswerte) und zusätzliche azyklische

Daten (z. B. Diagnosemeldungen)

unterschieden, die unabhängig

voneinander übertragen werden.

Integration und Redundanz

bei Ethernet

Je nach Anwendungsbereich gibt

es unterschiedliche Anforderungen

an die Kommunikation in der

Anlage wie eine einfache Einbindung

in übergeordnete Systeme,

z. B. per Add-On-Profil (AOP) in die

Rockwell-Engineering-Umgebung

oder durch ein Hardware Support

Package (HSP) in eine Siemens-

Umgebung. Solche Integrationsmethoden

sparen viel Zeit, da alle

wichtigen Parameter in einer grafischen

Oberfläche direkt ausgewählt

werden können. Die Parameter

der konfigurierten Geräte lassen

sich kopieren und weiterverwenden.

Ist das Netzwerk in Ring-Topologie

aufgebaut, wird beim Unterbrechen

einer Kommunikationsleitung ein weiterer

redundanter Kommunikationskanal

aufgebaut (Bild 1), ohne dass

das Feldgerät die Kommunikation

zum übergeordneten System verliert.

Diese Funktion nennt sich beispielsweise

bei einem PROFINET-

Netzwerk „Media Redundancy Protocol“

(MRP); bei EtherNet/IP spricht

man von einem „Device Level Ring“

(DLR). Auch für PROFINET existieren

mit S1, S2, R1 und R2 verschiedene

Redundanzsysteme für

unterschiedliche Anforderungen. Bei

R1 und R2 nutzen Feldgeräte und

Steuerungen mehrere PROFINET-

Schnittstellen, sogenannte Network

Access Points (NAPs). Dadurch können

diese auch im Falle eines Hardwarefehlers

die Verbindung aufrechterhalten.

S1 und S2 sind singuläre

Systeme (Bild 2). Dies bedeutet,

dass das PROFINET-Gerät sich

nur mit einem einzigen NAP verbinden

kann. Bei Feldgeräten wird

die S2-Redundanz für PROFINET-

Netzwerke immer wichtiger und ist

am Markt schon weit verbreitet. Die

Einbindung und die Verkabelung

selbst sind sehr einfach.

Kundenspezifische

Gateway-Lösung

Bei Gateway-Lösungen mit der

EDIP-Kommunikations-Plattform

lassen sich anspruchsvolle, kundenspezifische

Anforderungen optimal

umsetzen. Die Plattform EDIP, über

die alle intelligenten Bürkert-Geräte

kommunizieren, umfasst dabei eine

Vielzahl an Funktionen, abgestimmte

HMI-Geräte und weitere innovative

Services, die eine Systemintegration

und Vernetzung neuer Geräte

erleichtern. Die Gateways bieten

unterschiedliche Industrial Ethernet

Bild 3: Massendurchflussregler (MFC) auf Feldebene, angeschlossen an ein Gateway mit drei I/O-Modulen

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

23


Kommunikation

Konfigurations-Provider erkannt,

genauso wie das Tauschgerät, das

automatisch mit der gespeicherten

Konfiguration des Vorgängergeräts

parametriert wird, da es die gleiche

Identnummer hat. Der Vorgang dauert

nur etwa eine Minute.

Bild 4: Feldgeräte, die über IO-Link Master an eine Steuerung angeschlossen sind

Protokolle wie PROFINET, EtherNet/

IP, Modbus TCP, EtherCAT und CC-

Link IE Field Basic. Auch konventionelle

Feldbusse wie PROFIBUS

und CC-Link werden unterstützt.

Die zugehörige Software Bürkert-

Communicator erlaubt die Konfiguration

bzw. Parametrierung aller Bürkert-Produkte

mit elektrischen Komponenten

(Bild 3). Sie bietet zudem

unter anderem auch Datenlogger,

einen Oszillographen und eine grafische

Programmieroberfläche. Der

Communicator bietet dem Nutzer

damit einen vollständigen Überblick

über alle zyklischen Prozesswerte,

sowie azyklische Diagnosedaten.

Die Registerkarte „Diagnose“ zeigt

dabei Informationen, Einstellungen

oder Werte zur gewählten Konfiguration,

z. B. Bus-, Geräte- oder Statusinformationen.

Die Registerkarte

„Wartung“ zeigt ergänzende Einstellungen

zur gewählten Konfiguration.

Der Benutzer kann die Einstellungen

mit Menüs und Eingabeassistenten

ändern.

Unterstützung

durch Assistenten

Ein Zugriff auf das Netzwerk ist

im laufenden Betrieb ebenso möglich

wie der gleichzeitige Anschluss

mehrerer Geräte. Außerdem ist ein

Firmware-Update der Feldgeräte

über die Software einfach zu realisieren.

So werden die Prozessdaten

der einzelnen Feldgeräte

durch einen Assistenten angelegt.

Die jeweilige Konfiguration kann

dann über alle unterstützten Feldbus-Protokolle

ausgegeben werden.

Das ist vor allem für OEMs interessant,

da sie häufig ähnliche Anlagenteile

mit verschiedenen Bussystemen

bauen. Nach der Parametrierung

und Aktivierung ist für den

Gerätetausch keine zusätzliche Software

mehr nötigt. Ein Konfigurations-

Provider im Netzwerk, der die Konfigurationen

aller Geräte ausliest

und zentral speichert, übernimmt

diese Aufgabe. Ein Austausch des

verwalteten Geräts wird durch den

Bild 5: Je nach Anforderung gibt es für IO-Link verschiedene Steckverbindungen für den Einsatz im Schaltschrank

oder im Feld

Verkabelung, Diagnose,

Gerätetausch bei IO-Link

Auch IO-Link bietet dem Anwender

gute Diagnosemöglichkeiten und

unterstützt ihn bei der Fehlersuche.

Ein IO-Link Gerät kann Ereignisse

(Events) erzeugen und direkt mit

dem Master austauschen. Diese

Events werden dann an die Steuerung

oder ein HMI weitergeleitet.

Fehler, Warnungen oder Wartungsanforderungen

werden so weiterverarbeitet

oder angezeigt. Jedes Gerät

kann sowohl Parametrier- als auch

Diagnosedaten übertragen. Auch

der Gerätetausch ist einfach. Dazu

werden eingestellte Parametrierdaten

der IO-Link Geräte auf dem

Master gespeichert (Bild 4). Beim

Austausch wird das neue Gerät

dann automatisch mit den vorhandenen

Einstellungen parametriert.

Je nach Anforderung gibt es bei

IO-Link verschiedene Steckverbindungen

für den Einsatz im Schaltschrank

oder im Feld (Bild 5). Für

den Schaltschrank werden diverse

Steckverbinder mit Schraubklemmen

oder Federkontakten eingesetzt. Im

rauen Feldeinsatz dagegen ist ein

A-kodierter M12-Stecker die Verbindung

der Wahl, wobei für Sensoren

meistens ein vierpoliger und

für Aktoren ein fünfpoliger Steckverbinder

verwendet wird.

Fazit

Die Auswahl der Technologie hängt

immer von den Anforderungen des

Anwenders ab. Es gibt keine Lösung,

die überall passt. Egal welcher der

Ansätze gewählt wird, alle Lösungen

übertragen zusätzliche nützliche Diagnosedaten

in die Steuerungsebene

und bieten einen großen Mehrwert gegenüber

analogen Technologien. Jede

der einzelnen Technologien hat Stärken,

aber auch Schwächen. Aufgrund

der Komplexität der Anwendungen ist

es oft schwer, anhand einzelner Parameter,

wie z. B. der Leitungslänge

oder der Anzahl der Feldgeräte, die

passende Technologie auszuwählen.

Erfahrene Partner können ihr Knowhow

einbringen und individuell abgestimmte

Lösungen erarbeiten. ◄

24 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

Einfach und preiswert

in die Analyse von TSN-Netzen

EKS Engel präsentiert auf der SPS ein neues Diagnosegerät

Halle 9, Stand 401

EKS Engel FOS GmbH & Co. KG

info@eks-engel.de

www.eks-engel.de

Der TSN-Analyser (Time-Sensitive

Networking) ist ein neues Gerät

für die Diagnose in robuster Bauform,

das insbesondere für die Projektierung

wie auch die Inbetriebnahme,

Wartung und kontinuierliche

Überwachung von TSN-Netzwerken

entwickelt wurde. Durch

die im LNI 4.0- und IIC-Testbed

erprobte TSN-Technologie von

InnoRoute ermöglicht es anders

als teure Laborgeräte einen einfachen

und kostengünstigen Einstieg

in die Analyse von TSN-

Datenverkehr. Auf die Management-

und Diagnosefunktionen

kann entweder via Webschnittstelle

und eine selbsterklärende

grafische Benutzeroberfläche

oder über Command Line Interface

(CLI) zugegriffen werden. Zu den

unterstützten Echtzeit-Standards

gehören etwa Verfahren aus den

Bridges- und Bridged-Network-

Normen IEEE 802.1Q und das

auf der Zeitsynchronisationsspezifikation

IEEE 1588 basierende

Profil aus IEEE 802.1AS. Über

optionale Software-Module lässt

sich der Funktionsumfang individuell

erweitern. Dazu gehören etwa

TSN-Endpoint, Traffic Generator

und verschiedene Protokollkonverter,

beispielsweise von TSN

auf Profinet oder Modbus-TCP.

Für den Zugriff auf die Management-

und Diagnosefunktionen

hat der TSN-Analyser eine WLAN-

Schnittstelle mit Dualband-Antenne

gemäß IEEE 802.11 b/g/n/ac, über

die per SSH (Secure Shell) sicher

kommuniziert werden kann. Weitere

Schnittstellen sind zwei RJ45-Ports

für die Analyse des TSN-Datenverkehrs,

zwei SMA-Ports (Clock-In/

Clock-Out) sowie ein sechspoliger

Klemmenblock für Triggersignale

(Trig IN/Trig OUT, PPS-IN/PPS-

OUT, Referenzspannung). Zu den

Netzwerk-Parametern, die ausgewertet

werden können, gehören

etwa die Datenrate, die Latenz und

der Jitter ausgewählter TSN-Flows.

Kühl und robust

Der passiv gekühlte TSN-Analyser

ist für einen Temperaturbereich

von -25 °C bis +65 °C ausgelegt

und erfüllt die Anforderungen

der Schutzart IP20. Die redundante

Spannungsversorgung

(12 - 36 VDC) kann wahlweise über

ein Netzteil oder einen USB-C-Port

erfolgen. Das robuste Gehäuse aus

pulverbeschichtetem Edelstahl misst

145 x 70 x 130 mm (Höhe x Breite

x Tiefe) und lässt sich in verschiedenen

Positionen auf Hutschienen

montieren, aber auch als Tischgerät

verwenden. Über LEDs an der

Frontseite werden verschiedene

Statusmeldungen signalisiert wie

der Betrieb als PTP-Master/PTP-

Slave oder die Messbereitschaft

des Geräts. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

25


Kommunikation

IO-Link Wireless entfesselt die industrielle

Kommunikation

IO-Link wireless: Der neue Kommunikationsstandard für die intelligente Fabrikautomation

Die intelligente Kombination industrieller

Netzwerke mit dem Kommunikationsstandard

IO-Link ist ein wesentlicher

Baustein für die Fabrik der

Zukunft. Die Erweiterung des etablierten

Standards ermöglicht eine

zuverlässige, drahtlose Datenübertragung

in der Prozess- und Fabrikautomation

unter anderem an Montagemaschinen

– zum Beispiel auch

im Life- Science-Bereich.

Enge Platzverhältnisse, mobile

und dynamische Anwendungen:

Die Anforderungen an Automatisierungsleistungen

im industriellen

Umfeld sind hoch. Für die Fabrik

der Zukunft und das Industrial

Internet of Things (IIoT) spielt jedoch

der flexible Einsatz von intelligenten

Technologien und smarten

Komponenten eine elementare

Rolle – nicht zuletzt, um wertvolle

Daten zu generieren und zu

analysieren. Ein wichtiger Baustein:

die intelligente Kombination industrieller

Netzwerke mit dem Kom-

Autorin:

Sandra Nippert,

Brand Communications Manager

Balluff

www.balluff.com

munikationsstandard IO-Link. Bislang

wurden dabei Sensoren und

Aktoren sowie binäre oder analoge

Devices über Kabel integriert.

Nicht selten führte das zu einer erschwerten

Implementierung einzelner

Use Cases. IO-Link Wireless –

eine neue kabellose IO-Link-Variante

schafft hier nun Abhilfe.

Nahtlose Kommunikation

Als digitale Schnittstelle ermöglicht

der Kommunikationsstandard

IO-Link eine feldbusunabhängige

Punkt-zu-Punkt-Verbindung sowie

eine nahtlose Kommunikation zwischen

Sensor und Automatisierungssystem:

Die Wireless-Technologie

entfesselt die industrielle

Kommunikation, indem notwendige

Leitungen und Kabel durch

die berührungslose Datenübertragung

überflüssig werden. Auch bei

der Nach- oder Umrüstung vorhandener

Anlagen kann die Nutzung

von Wireless-Technologien sinnvoll

sein, denn ein Eingriff in die bestehende

Anlagen architektur ist hierbei

nicht notwendig. IO-Link Wireless

ist ein internationaler Funkstandard,

der das 2,4 GHz ISM (Industrial,

Scientific and Medical Band)

Frequenzband nutzt. So ist dieser

Standard weltweit lizenzfrei nutzbar

– gleich bleibende Systemintegration

und Kompatibilität garantiert.

Einsatz bei der Montage von

Inhalatoren

„IO-Link Wireless kommt überall

dort zum Einsatz, wo eine klassische

Datenübertragung bisher

nicht oder nur erschwert möglich

war“, erklärt Balluff-Produktmanager

Michael Zahlecker. Die Anwendungsbereiche

sind dabei vielseitig.

Neben der Robotik, in der dynamische

Bewegungsabläufe auf der

Tagesordnung stehen, und Transportsystemen,

die oftmals unter

hohen Geschwindigkeiten agieren,

bietet der Einsatz von IO-Link Wireless

auch im Life-Science-Bereich

und in der Medizintechnik Vorteile,

zum Beispiel bei der Montage von

Inhalatoren.

Um Skalierungseffekte zu erzielen,

werden hier die dafür benötigten

Montagemaschinen möglichst

modular gestaltet. Wechselbare

Drehtische ermöglichen dabei

unter anderem Flexibilität, kurze Umbauzeiten

und eine hohe Effektivität

der Gesamtanlage. Im Gegensatz

zu kabelgebundenen Systemen

ermöglicht IO-Link Wireless dabei

eine noch effizientere und zukunftsfähigere

Verwendung: Sensordaten

werden drahtlos an die Steuerung

übertragen. Indem induktive

Koppler zur Energieversorgung verwendet

werden, kann der Drehteller

unkompliziert ohne Steckverbinder

ausgetauscht – oder alternativ

ein zweites Werkstück mit einem

weiteren IO-Link Wireless Hub auf

einem zusätzlichen Drehteller bearbeitet

werden. Die Vorteile der

Funktechnik? Eine unkompliziertere

Planung und Installation, keine

Abnutzung von Steckern oder Kabeln

sowie eine problemlose Skalier-

und Erweiter barkeit.

Über den IO-Link-Master werden die intelligenten Sensoren und Aktoren mit

der Steuerung verbunden

26 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

Installation auch an schwer

zugänglichen Stellen

Generell gilt: IO-Link Wireless

eignet sich besonders für solche

Einsatzbereiche, die wenig Platz

für Sensorik bieten, jedoch eine

hohe Prozesssicherheit erfordern.

Hier spielt das System seine Vorteile

hinsichtlich der Robustheit aus.

Ohne die Notwendigkeit einer Verkabelung

können somit auch Condition

Monitoring Sensoren an schwer

zugänglichen Stellen installiert werden

– ideal als Nachrüstung an bestehenden

Lösungen. Mit der Wireless

Technologie hält IO-Link Einzug

in dynamischen Anwendungen

mit hohen Geschwindigkeiten – einfach

zu vergleichen beispielsweise

mit einem fahrerlosen Transportsystem:

Die Basiseinheit hält mit einer

Reichweite von 10 bis 20 Metern jederzeit

Kontakt zu den installierten

Komponenten und greift die benötigten

Daten ab, um sie gesammelt

zur weiteren Analyse zur Verfügung

zu stellen.

Neuer Kommunikationsstandard

für die intelligente

Fabrikautomation

Mit der Erweiterung des Portfolios

um eine kabellose IO-Link Variante

etabliert sich ein neuer Kommunikationsstandard

für die intelligente

Fabrikautomation. IO-Link Wireless

verspricht in allen Fällen eine noch

flexiblere und nachhaltigere Anwendung:

Anstatt per Kabel empfängt

der Wireless-Master die Sensordaten

per Funk über eine Bridge oder

einen Hub. Dem Einsatz sind dabei

keine Grenzen gesetzt, da IO-Link

Wireless auf der standardisierten

IO-Link Technologie (IEC 61131-9)

Anstatt per Kabel empfängt der

Wireless-Master die Sensordaten per

Funk über eine Bridge (rechts) oder

einen Hub (links). Die Technologie

ist damit ein wesentlicher Baustein

für die Fabrik der Zukunft

aufbaut und so alle An sprüche der

Fabrikautomation erfüllt.

Mehr Flexibilität und

Mobilität

Mögliche Störungen, beispielsweise

durch den gleichzeitigen Betrieb

von WLAN-Systemen, sind

ausgeschlossen. Die implementierte

Frequency Hopping Funktion

ermöglicht es, überlastete

Frequenzkanäle zu vermeiden,

durch zusätzliche Blacklisting

können außerdem bekannte bereits

belegte Kanäle direkt ausgeschlossen

werden. Die Geräte

kommunizieren über einen Knotenpunkt

(IO-Link Master) direkt

mit der Steuerung, was eine stabile

und kontinuierliche Verbindung

von Master zu Device sicherstellt.

Dabei ist IO-Link Wireless deutlich

flexibler als kabelgebundene

Varianten – mit hoher Skalierbarkeit.

Mit einem IO-Link Master mit

fünf Tracks können über acht Ports

insgesamt 40 IO-Link Devices

verbunden werden. Je nach Notwendigkeit

in der Kundenanwendung

können weitere Devices über

einen zusätzlichen Master angebunden

werden.

Vorteile

Die großen Vorteile gegenüber kabelgebundenen

Varianten liegen auf

der Hand: Mehr Flexibilität und Mobilität

sowie eine erleichterte Planung

und Installation, auch als Retrofit Lösungen,

sprechen für sich. Großes

Augenmerk bei der Entwicklung von

IO-Link Wireless lag für Balluff auch

auf der hohen Zuverlässigkeit: Eine

Latenz von 5 ms sowie eine Paketdatenfehlerrate

von 10 -9 ermöglichen

eine direkte Anbindung sowie schnelle

und zuverlässige Datenübertragung –

mit derselben Kommunikationsstabilität

wie der kabelgebundene IO-Link

Standard. Damit liegt die Fehlerrate

deutlich geringer als bei anderen Wireless-Technologien,

beispielsweise

WLAN, Bluetooth oder 5G. Da über

IO-Link – sowohl bei kabelgebundenen

wie auch Wireless Varianten

– zumeist nur Prozessdaten übertragen

werden, ist eine unverschlüsselte

Verbindung aus reichend. Mit einer

Reichweite von 10 bis 20 Metern bewegen

sich die Daten außerdem in

einem eingeschränkten Betriebsumfeld

– Fragen zum Thema Datensicherheit

stellen sich also beim Einsatz

des Systems nicht.

Die Funktionsweise von IO-Link Wireless wird unter anderem an den

wechselbaren Drehtischen an Montagemaschinen deutlich:

Die kabellose Variante sorgt hier für eine noch effizientere und

zukunftsfähigere Verwendung des modularen Konzepts

Unkomplizierte Nachrüstung

in Bestandsanlagen

Alle IO-Link Wireless Komponenten

– Master, Bridge oder Hub – sind

besonders geeignet für Retrofit-Lösungen,

da sie unabhängig von der

bereits bestehenden Maschinenarchitektur

in Bestandsanlagen integriert

werden können. Dafür müssen – im

Gegensatz zu verkabelten Varianten –

keine Kabelkanäle aufgebrochen oder

in die Bestandsarchitektur eingegriffen

werden. Produktmanager Michael

Zahlecker erklärt: „Der Eingriff ist sozusagen

minimalinvasiv. Für die Implementierung

von IO-Link Wireless

wird nur eine Spannungsversorgung

benötigt. Diese ist aber in bestehenden

Maschinen bereits vorhanden –

zusätzliche Kabel sind also nicht notwendig“.

Auch bei der Inbetrieb nahme

kann sich der Anwender auf den gewohnten

Komfort der IO-Link Komponenten

verlassen. Alle Devices sind

beispielsweise über einen integrierten

Webserver konfigurierbar. Auch

bei modular aufgebauten Anlagenkonzepten

ist IO-Link Wireless ideal

geeignet, da zusätzliche Komponenten

jederzeit ohne aufwendigen Eingriff

in die Maschinenarchitektur ergänzt

werden können.

Erweiterung zu

kabelgebundenen Lösungen

Mit der zunehmenden Flexibilisierung

in der modernen Fertigung

wird einen Anstieg des Anteils an

Wireless-Lösungen im industriellen

Umfeld bedingen. Dabei werden

diese kabelgebundenen Lösungen

ergänzt. Die Kombination

unterschiedlicher Lösungen

eröffnet große Chancen. Zentrale

Rolle spielen dabei die Anforderungen

der Anwender: Wohin

werden die Daten gesendet –

per Funk an eine Cloud oder zur

nächsten Basisstation? Werden

Daten wie bei IO-Link Wireless

zunächst zur nächsten Steuerung

transportiert? Oder müssen

Daten in Echtzeit zur Verfügung

stehen? All diese Fragen beeinflussen

die Kombination verschiedenster

Wireless- oder kabelgebundener

Lösungen. So steht IO-

Link Wireless in keinerlei Konkurrenz

zu kabelgebundenen Lösungen,

sondern stellt eine vielversprechende

Erweiterung dar.

Wer schreibt:

1921 in Neuhausen a. d. F. gegründet,

steht Balluff mit seinen

3600 Mitarbeitern weltweit für innovative

Technik, Qualität und branchenübergreifende

Erfahrung in der

industriellen Automation. Als ein

führender Sensor- und Automatisierungsspezialist

bietet das Familienunternehmen

in vierter Generation

ein umfassendes Portfolio

hochwertiger Sensor-, Identifikations-

und Bildverarbeitungslösungen

inklusive Netzwerktechnik

und Software. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

27


Kommunikation

Woran Digitalisierungsprojekte

auf Shopfloor-Ebene scheitern

Clevere Netzwerkplanung statt zusätzlicher Infrastruktur senkt Kosten

Keine Stadt würde auf die Idee kommen, für die LKWs der Paketzusteller

nachträglich eigene Straßen parallel zum bestehenden Straßennetz zu

bauen. In der Digitalisierung werden diese Dopplungen teuer angelegt und

betrieben

Digitalisierung ist seit Jahren in

aller Munde. Auf Shopfloor-Ebene

bringt sie gerade beim Condition

Monitoring und der Optimierung

von Prozessen zahlreiche Vorteile.

Warum aber geschieht in der praktischen

Umsetzung so wenig? Als

Grund dafür werden in der Regel

die hohen Kosten angeführt. Das

ist jedoch meist nur die halbe Wahrheit.

Eine differenzierte Betrachtung

der Ausgaben, die heute bei Digitalisierungsprojekten

anfallen, zeigt,

dass durch schlechte Netzwerknutzung

hohe Ausgaben entstehen, die

jedoch völlig unnötig sind.

Autoren:

Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll

(links) und Dipl.-Wirt. Ing. (FH)

Alex Homburg (rechts)

beide Redaktionsbüro Stutensee

Indu-Sol

www.indu-sol.com

Digitalisierung -

einfach oder komplex?

Die Schlagzeilen in der Fachpresse

zu Digitalisierung schwanken

zwischen: „Einfach digitalisieren“

und „Digitalisierung ist komplex“.

Die einen sagen, in der SPS

seien ohnehin alle relevanten Daten

vorhanden, die anderen meinen,

es brauche eine eigene Industrial

Information Technology (IIT) Netzwerkverbindung

bis hin zum letzten

Sensor der Anlage, um alle vorhandenen

Informationen in maximaler

Genauigkeit auslesen zu können.

Die Netzwerkexperten von Indu-Sol

gehen einen anderen Weg, bei dem

mit Hilfe vorhandener Kommunikationsstrukturen

alle Daten zugänglich

gemacht werden können. Sie

sagen, des „Pudels Kern“ liegt im

Netzwerk. Nutzt man vorhandene

Feldbusnetzwerke auf OT-Ebene

richtig mit, können alle Daten aus

einer Anlage gesammelt und zur

Verfügung gestellt werden, ohne

auf Shopfloor-Ebene zusätzlich

teure IIT-Netzwerke zu installieren.

Kosten im Detail betrachtet

Betrachtet man die Kosten für ein

Digitalisierungsprojekt im Detail:

Zuerst einmal benötigt man geeignete

Sensoren und die passende

Software zum Auswerten der Daten.

Die Kosten für einen Universal-

Sensor, der Größen wie Schwingung,

Temperatur, Luftfeuchtigkeit,

Helligkeit und Schall in einem

messen kann, liegen bei circa

400 Euro. Zehn solcher Sensoren

kosten damit 4.000 Euro, ihre Installation

schlägt zusätzlich mit schätzungsweise

2.000 Euro zu Buche.

Dazu kommt dann noch die nötige

Software, welche jedoch nicht auf

einem PC im direkten Umfeld der

Sensoren installiert ist, sondern

auf Rechnern in der IIT-Ebene. Bei

einer Anlage dieser Größe kann

man für die Anschaffung der Software

ca. 5.000 Euro veranschlagen

und weitere 5.000 Euro fürs Anpassen.

Insgesamt kommen so circa

16.000 Euro für die Digitalisierung

der Beispiel-Maschine zusammen,

wenn man nur die Sensoren und die

Software betrachtet. Kommt jedoch

die Notwendigkeit einer zusätzlich

zu verlegenden Netzwerkinfrastruktur

hinzu, erhöhen sich die Kosten

schnell um den Faktor drei (Bild 1).

SPS liefert nicht alle Daten

René Heidl (Bild 2), Geschäftsführer

Technik & Entwicklung bei

der Indu-Sol GmbH, berichtet aus

langjähriger Praxiserfahrung, wenn

er erläutert, warum immer wieder

unnötige Zusatzleitungen verlegt

werden und wie sich das vermeiden

lässt: „In der SPS liegen vielleicht

nur 20 Prozent der Prozessinformationen

vor, weil viele der

Daten, die z. B. ein Sensor ermittelt,

für die Prozesssteuerung nicht

relevant sind oder nur grob gerundet

von der SPS verarbeitet werden.

Will man Prozesse aus ökologischen

oder ökonomischen Interessen

effizienter gestalten, braucht

man aber mehr Daten als in der SPS

vorhanden sind, bzw. Daten von

z. B. Umweltsensoren, welche die

SPS überhaupt nicht interessieren.

Um die relevanten Daten aus den

Sensoren, Aktoren usw. auszulesen

müsste man im Grunde nur das

OT-Netzwerk mit dem IIT-Netzwerk

verbinden. Dann könnte man den

SCADA-Systemen alle relevanten

Infos zugänglich machen. (Bild 3).“

Also doch ganz einfach?

Mit der Verbindung von OTund

IIT/IT-Netzwerken haben die

Bild 1: Rechenbeispiel Kosten für Digitalisierung einer Maschine

28 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

Bild 2: René Heidl, Geschäftsführer

Technik & Entwicklung bei der

Indu-Sol GmbH: „Erfolgreich und

bezahlbar wird Digitalisierung

dann, wenn wir das Netzwerk aus

der Ausschreibung eines Projekts

herauslösen und an Experten

vergeben. Dann lässt sich das OT-

Netzwerk so planen, dass es auch

als ‚letzter Meter‘ des IIT-Netzes

fungieren kann.“

Anlagenbetreiber in der Vergangenheit

allerdings teilweise schlechte

Erfahrungen gemacht. Über die Vernetzung

kamen sporadische Störungen

in die Anlagen-Kommunikation,

deren Ursache schwer ausfindig

zu machen war. Daher wurde

in den letzten Jahren in der Regel

der Weg der Trennung gewählt und

parallel zum OT-Netzwerk Leitungen

aus dem IIT-Netzwerk in die Anlage

verlegt, um beispielsweise für das

Energiemanagment Sensordaten

direkt auszulesen und im SCADA-

System (Supervisory Control and

Data Acquisition) anzuzeigen. Die

Installation dieses zusätzlichen Netzwerks

und seine Wartung verursachen

aber immense Kosten. Kostentreiber

bei Digitalisierungsprojekten

ist also nicht die Sensorik oder die

Software, sondern überraschenderweise

das Netzwerk.

Braucht es ein paralleles

IIT-Netzwerk?

Die entscheidende Frage an dieser

Stelle lautet daher: Braucht es

auf Shopfloor-Ebene parallel zum

OT-Netzwerk wirklich ein zweites

Netzwerk? Heidl und seine Kollegen

meinen nein. Dennoch stellt sich die

Frage, warum vielerorts zur Digitalisierung

von Anlagen genau diese

kostspielige Lösung gewählt wird.

Heidl erklärt: „Das Problem liegt

in den verschiedenen Netzwerken

und unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen,

die hier aufeinandertreffen.

Ein TCP/IP-basiertes

IIT-Netzwerk trifft auf Profinet

in der OT-Ebene. TCP/IP arbeitet

z. B. mit Broadcasts, mit denen

wiederum die Profinet-Geräte nicht

gut zurechtkommen. Das ständige

Broadcasten aus der IIT-Ebene

stört also die Kommunikation auf

der OT-Ebene. Das Problem lässt

sich jedoch technisch sehr einfach

beheben, indem man eine Firewall

zwischenschaltet.“

Vorhandene Infrastruktur

nutzen und günstig

digitalisieren

Die Schmöllner Netzwerkexperten

sind Anfang 2000 angetreten mit

Tools zur Netzwerkdiagnose, damals

noch für Profibus. Ihre Tools haben

sie über die Jahre an die veränderte

Kommunikationstechnologie am

Markt angepasst. Mittlerweile bieten

sie Lösungen für die verschiedensten

Netzwerke. Ihr Arbeitsumfeld

fokussiert sich aber längst nicht

mehr auf Komponenten, vielmehr

erschließt sich ein immer größerer

Bereich mit Beratung und Netzwerkplanung

sowohl bei Brownfield- als

auch bei Greenfield-Anlagen. Die

Schmöllner wissen aus Erfahrung,

warum die Anbindung der OT- an

die IIT-Ebene oft nicht funktioniert:

Da sind zum einen vollkommen

unterschiedliche Umgebungsbedingungen,

dann komplett verschiedene

und vielfältige Netzwerkstrukturen.

Außerdem bringt jeder Maschinen-/Anlagenlieferant

andere Switche, Leitungen

und Stecker

mit. SPS-Applikationen

tauschen in

Echtzeit Daten im

Netzwerk aus, da

kann es leicht zu

Konflikten mit der IIT-

Kommunikation kommen.

Und schließlich

werden OT-Netzwerke

meist durch

die Elektroplanung

oder -instandhaltung

mitbetreut, die

sich oft mit dem sehr

speziellen Thema

Netzwerktechnik zu

wenig auskennen.

All dies sind jedoch

lösbare Probleme, die der weiteren

Digitalisierung nicht im Wege

stehen sollten.

Netzwerk von der

Applikation trennen

Die Lösung des Dilemmas sieht

Heidl darin, dass man das Netzwerk

vom Rest der Applikation

trennt. Er bringt einen Vergleich:

„Früher hatte jeder Werkzeugmaschinenbauer

auch seinen eigenen

Schaltschrankbau. Dabei

waren die Schaltschränke der einzelnen

Unternehmen austauschbar.

Darin steckte nicht das wesentliche

Know-how. Als die Maschinenbauer

bereit waren, diesen Teil der

Aufgabe auszulagern, konnten sie

sich wieder auf ihre Kernkompetenz

konzentrieren. Gleichzeitig konnte

der Schaltschrankbauer kostengünstiger

liefern und so sparten Anwender

im Gesamtprojekt sogar Geld.“

Die Automatisierungstechnik in

Deutschland braucht Digitalisierung

dringender denn je. Aus Sicht der

Wirtschaftlichkeit und dem schonenden

Umgang mit Ressourcen

gilt es jede Menge Potential in heutigen

Automatisierungsanlagen zu

heben. Bezahlbar einrichten oder

nachrüsten und dann auch betreiben

lässt sich Digitalisierung aber

nur, wenn das bereits vorhandene

OT-Netzwerk für die Digitalisierung

mit genutzt wird. Keine Innenstadt

würde auf die Idee kommen, für die

LKWs des örtlichen Paketzustellers

nachträglich eigene Straßen

parallel zum bestehenden Straßennetz

zu bauen. Insbesondere dann

nicht, wenn die vorhandenen Straßen

nicht überlastet sind. Das trifft

die Situation des OT-Netzwerkes

sehr gut. „Moderne Anlagen empfehlen

wir mit Blick auf die Zukunft

mit einem Gigabit-Backbone auszulegen,

aber auch bei Brownfield-

Anlagen mit 100 Mbit stört den

zuverlässigen Betrieb der Anlage

normalerweise nicht, wenn man

per SNMP Informationen bspw.

aus den Sensoren und Aktoren

ans SCADA-System überträgt“,

sagt René Heidl. „Man muss allerdings

wissen, was man tut.“ Ergo:

Nutzt man die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur

richtig,

lassen sich Digitalisierungskonzepte

kostengünstiger realisieren

als viele denken. Das Auslagern

der Netzwerkplanung an externe

Experten kann der entscheidende

Schritt in Richtung erfolgreiche

Digitalisierung sein.

Wer schreibt

Die zuverlässige und störungsfreie

Kommunikation ist der Garant

für eine kontinuierliche Produktion.

Deshalb hat sich die Indu-Sol GmbH

als herstellerneutrales, branchenübergreifendes

Technologieunternehmen

die objektive Bewertung von

Qualität und Stabilität in industriellen

Datennetzwerken zur Aufgabe

gemacht. Dabei sieht sich das Unternehmen

als ganzheitlichen Partner

für industrielle Netzwerke. Beginnend

mit einem Netzwerkconsulting/

-planung über die Lieferung

von Komponenten (Infrastruktur und

Diagnose) bis hin zur Unterstützung

im Fehlerfall und der Schulung des

verantwortlichen Personals. ◄

Bild 3: Verbindet man das IIT-Netz mit dem OT-Netz, lassen sich alle Daten aus der Anlage

an das übergeordnete SCADA-System weitergeben

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

29


Kommunikation

Eigensicherheit so einfach wie noch nie

Traditionell ist der Nachweis der Eigensicherheit von Feldgeräten im Ex-Bereich eine zeitaufwendige

Angelegenheit. Ethernet-APL setzt stattdessen auf zertifizierte Geräte. Die Vorteile digitaler Kommunikation

werden dadurch ohne langwierige und repetitive Berechnungen möglich.

APL Switch in Edelstahlgehäuse. In der Nähe der Feldgeräte ermöglicht der

Switch die Verbindung zum Feldgerät

Autor:

Andreas Hennecke,

Produktmarketingmanager

und verantwortlich für digitale

Kommunikation

Pepperl+Fuchs SE

pa-info@de.pepperl-fuchs.com

www.pepperl-fuchs.com

In vielen Anwendungen der Prozessindustrie

ist ein gesicherter

Explosionsschutz von existenzieller

Bedeutung. Dabei ist die Eigensicherheit

der Stromkreise in Bereichen

mit explosiven Atmosphären der

wohl meistgenutzte Weg, um ein

gefahrloses Arbeiten an den Feldgeräten

zu sicherzustellen. Vereinfacht

ausgedrückt steht dabei die

Zündschutzart Eigensicherheit für

nichts anderes als die Begrenzung

der elektrischen Energie auf ein

Niveau, bei dem kein ausreichender

Zündfunke entstehen kann, um die

vorhandene explosionsfähige Atmosphäre

zu entzünden. Diese Zündschutzart

wird vor allem bei Stromkreisen

mit relativ kleinen Leistungen

angewandt. Das macht sie optimal

für den sicheren Betrieb von

Messgeräten und anderen Feldgeräte,

wie Sensoren und Aktoren.

APL für die Eigensicherheit

Diese Eigensicherheit muss nachgewiesen

werden und genau dieser

Nachweis war bisher stets mit aufwendigen

Berechnungen verbunden.

Dabei musste jede einzelne

Verbindung zwischen einem Field

Switch und einem Feldgerät einzeln

berechnet und dokumentiert

werden. Eine Forderung, die vor

allem bei einer großen Anzahl von

Feldgeräten einen immensen Zeitaufwand

mit sich brachte.

Ethernet-APL entlehnt die von

FISCO her bekannten Konzepte,

erlaubt aber eine höhere Leistung

und größere Entfernungen zwischen

Switch und Feldgerät. Für

den Nachweis der Eigensicherheit

wurde im bekannten IEC-Standard

(IEC 60079) ein zusätzliches Kapitel

aufgenommen. Dieses Konzept zur

Eigensicherheit von Ethernet-APL-

Verbindungen trägt die Bezeichnung

2-WISE für Two-Wire Intrinsically

Safe Ethernet.

2-WISE

beruht auf den Prinzipien der Ex-

Normen IEC 60079-11, IEC 60079-

14 und IEC 60079-25. Um den Prüfprozess

zur Validierung der Eigensicherheit

von Ethernet-APL-Geräten

und Leitungen innerhalb von

APL-Segmenten zu vereinfachen,

wurde mit der Norm IEC TS 60070-

47 (2-WISE) ein neues Systemkonzept

standardisiert. Darin werden

universelle Grenzwerte zur Definition

der Eigensicherheit in APL-

Stromkreisen festgelegt.

Damit ist 2-WISE doch nicht völlig

neu. Die Mehrheit der Anwender, die

für die Gerätetechnik mit analogen

Signalen heute das Entity-Konzept

zum Nachweis der Eigensicherheit

verwenden müssen, werden beim

Einsatz von Ethernet-APL entlastet.

Eigensicherheit

völlig ohne Berechnungen

Neu ist vor allem, dass jetzt der

Hersteller eines Ethernet-APL-kompatiblen

Feldgerätes die Einhaltung

der erforderlichen Grenzwerte nach

2-WISE garantiert. Dabei wird nicht

nur nach unterschiedlichen Zonen,

Auf einen Blick:

sondern auch nach Divisions unterschieden.

Der Anwender muss die

Geräte nach der gewünschten Zone

wählen, auf ein geeignetes Kabel

achten und die Installation dokumentieren.

Zeitraubende eigene

Berechnungen sind somit nicht

mehr erforderlich.

Geeignete Geräte sind mit der

Kennzeichnung „2-WISE“ und der

jeweiligen Explosionsschutzklasse

gekennzeichnet, für die das Ethernet-APL-Gerät

zugelassen ist. Der

Kabelweg zwischen Switch und Feldgerät

darf maximal 200 m betragen.

Das ist weit mehr als beim Feldbus

mit 120 m zulässig war und deckt

praktisch alle Anwendungen im

Bereich der Prozessindustrie ab.

Die geforderten Grenzwerte für

die Kabelverbindung werden automatisch

erfüllt, wenn ein 2-adriges

Kabel vom Typ „A“ verwendet wird.

In den weitaus meisten Fällen kann

daher die vorhandene Verkabelung

beibehalten werden, sofern Switch

und Feldgerät 2-WISE-fähig sind und

damit die Eigensicherheit vom Hersteller

zugesichert ist.

Einfache Topologie

Ethernet-APL-Geräte lassen sich

nahtlos in jede herkömmliche Topologie

eines Automationssystems

integrieren. Dabei sind die Feld-

Switches direkt mit dem Industrial

Ethernet-Netzwerk verbunden. Sie

befinden sich in der Zone 2 des

explosionsgefährdeten Bereiches.

Datenverbindung und Energieversorgung

der einzelnen Feldgeräte

in der Zone 1/0 erfolgt jeweils über

eigensichere Spurs. Die Ethernet-

APL Field Switches werden separat

mit Energie versorgt, die dann

über einzelne Spurs an die Ethernet-

APL-Feldgeräte weitergeleitet wird.

• Eigensicherheit im Prozessbereich von entscheidender Bedeutung

• Validierung ohne zeitraubende Berechnungen

• Höhere Leistungen zum Betrieb der Feldgeräte

• Distanz von bis zu 200 m zwischen Switch und Feldgerät

• Einfach anwendbares Regelwerk

30 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

Zwei Betriebsmitteln wie Klemmen oder Überspannungsschutz erlaubt für eigensichere Verbindungen

Voraussetzungen

Der Wegfall jeglicher eigenen

Berechnungen zum Nachweis der

Eigensicherheit jeder einzelnen Verbindung

zwischen Field Switch und

Feldgerät erfordert einige Voraussetzungen

formeller Art:

• Alle Geräte müssen für den jeweiligen

explosionsgefährdeten

Bereich zertifiziert sein.

• Ex-Bescheinigungen und Herstellererklärungen

müssen vorhanden

sein und bei der Planung

überprüft werden.

• Zur Validierung der Eigensicherheit

muss die Übereinstimmung aller

Komponenten nach den 2-WISE

Kriterien in einer Systemdokumentation

erfasst und dokumentiert

werden.

Diese drei sehr einfachen Schritte

können ohne wahrnehmbaren Mehraufwand

direkt während der Planungsphase

abgearbeitet werden.

Zusätzlich gelten in vielen Ländern

lokale Vorschriften deren Einhaltung

ebenfalls überprüft und gewährleistet

sein muss.

Überschaubares Regelwerk

Das Grundprinzip von 2-WISE ist

im Grunde genommen ganz einfach.

Ein mit Energie versorgter

Spur gilt als eigensicher, sobald

alle Komponenten den Spezifikationen

nach IEC TS 60079-47:2021

bzw. VDE V 0170-47:2021-06 entsprechen.

Die Hardware besteht dabei

zunächst einmal aus einer eigensicheren

Energiequelle nach 2-WISE,

die normalerweise durch einen Field

Switch bereitgestellt wird. Am anderen

Ende des Stromkreises befindet

sich ein ebenfalls eigensicherer

Lastanschluss, der aus dem Feldgerät

besteht, das mit der elektrischen

Energie betrieben wird.

Das Kabel, dessen Länge zwischen

beiden Geräten bis zu 200 m

betragen darf, muss folgenden Spezifikationen

entsprechen:

• Widerstandsbelag Rc: 15…150 Ω/km

• Induktivitätsbelag Lc: 0,4…1 mH/km

• Kapazitätsbelag Cc: 45…200 nF/km

Zwischen Source-Port (Switch)

und Load-Port (Feldgerät) dürfen

sich zwei weitere Betriebsmittel

befinden. Als Betriebsmittel gelten

nach IEC 60079-11 alle einfachen

Verbindungseinrichtungen. Dazu

zählen zum Beispiel Kabelklemmen,

Steckverbinder oder auch ein entsprechend

zertifizierter Überspannungsschutz.

Diese müssen bei

der Bestimmung der Eigensicherheit

nicht berücksichtigt werden.

Explosionsschutzklasse

Wichtig ist auch, dass die Explosionsschutzklasse

des gesamten

Systems grundsätzlich durch den

2-WISE-Port mit der geringsten

Explosionsschutzklasse bestimmt

wird. Eine Komponente mit Schutzklasse

Ex ic darf daher nicht in einer

Zone verwendet werden, die eine

Eigensicherheit nach Ex ia erfordert.

Dasselbe trifft auf die Gerätegruppe

zu. Diese wird vom 2-WISE-Gerät

mit der geringerwertigen Gerätegruppe

bestimmt.

Problemlose Validierung

Die Eigensicherheit jedes

2-WISE-Segments im Ex-Bereich

muss vom Anwender schriftlich dokumentiert

werden. Die Planungsrichtlinie

für Ethernet-APL (kostenloser

Download unter: www.pepperl-fuchs.

com/apl-tec) enthält ein Beispiel für

so ein beschreibendes Systemdokument

(siehe Anhang 10.4). In diesem

Dokument werden in tabellarischer

Form alle eingesetzten Geräte mit

ihren Spezifikationen aufgeführt:

• Explosionsschutzklasse (zum Beispiel

EX ia oder Ex ic)

• Gerätegruppe (zum Beispiel IIC)

• Temperaturklasse jedes

2-WISE-Geräts

• Sicherheitstechnische Parameter

der verwendeten Leitung

Umfangreiche Hinweise und Beispiele

für die Installation in explosionsgefährdeten

Bereichen finden

sich in der Richtlinie in Kapitel 4.5.

APL für schnellere

Realisierung

Tabelle zur Dokumentation der verwendeten Geräte und damit zum Nachweis der Eigensicherheit

© Ethernet-APL Planungsrichtlinie – Download: www.pepperl-fuchs.com/apl-tec

Ethernet-APL ist somit nicht nur

eine neue physikalische Ebene,

die einem Anlagenbetreiber eine

vollständige und automatisierbare

Netzwerkinfrastruktur basierend

auf Ethernet bereitstellt und völlig

neue Einblicke in Funktion und

Zustand der einzelnen Feldgeräte

erlaubt. Die neue Technologie liefert

auch die Basis für eine deutlich

beschleunigte Vorgehensweise

bei der Planung und Implementierung

von Prozessanlagen. Dabei

ist Ethernet-APL eine Evolution,

die auf vorhandenen Technologien

aufsetzt und vieles schneller, einfacher,

wirtschaftlicher macht. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

31


Kommunikation

Single Pair Ethernet:

Durchgängige Kommunikation für höhere Effizienz

Autor:

Dirk Traeger,

Technical Solutions Manager

DataVoice

Telegärtner Karl Gärtner GmbH

www.telegaertner.com

Ethernet ist das weltweit führende

Kommunikationsprotokoll.

Ob im Büro, am Telefon oder in

der Videoüberwachung – an Ethernet

führt kein Weg vorbei. Auch

in der Industrie hat sich Ethernet

längst nicht nur im Büro etabliert.

Als Industrial Ethernet ist

es auf Unternehmens-, Leit- und

Steuerungsebene verbreitet. Nur

auf der Feldebene der industriellen

Automatisierungsnetze sowie

in der Gebäudeautomation dominierten

lange Zeit die Bussysteme.

Der Grund: Hier sind viele Komponenten,

die nur geringe Datenmengen

senden und empfangen,

in einem weiten Bereich verteilt.

Alle Sensoren, Aktoren und elektrische

Geräte mit einem Ethernet-

Anschluss auszustatten und über ein

vierpaariges Kabel mit dem Netzwerk

zu verbinden, ist weder technisch

noch wirtschaftlich sinnvoll.

Der Bruch in der Kommunikation

und die Umsetzung von Ethernet

auf die verschiedenen Bussysteme

und umgekehrt wurde zwangsläufig

in Kauf genommen, doch blieb

der Wunsch nach einem einheitlichen

Kommunikationsprotoll im

gesamten Netz.

Durchgängige

Kommunikation

Mit Single Pair Ethernet (SPE)

wird die durchgängige Kommunikation

mit dem Ethernet-Protokoll

über alle Netzebenen hinweg wirtschaftlich

möglich, vom Core-Switch

über sämtliche Bereiche der industriellen

Kommunikation bis hin zum

kleinsten Sensor auf der Feldebene,

sowohl in der industriellen Automatisierung

als auch in der Gebäudeautomation.

Das Problem der aufwändigen

Verkabelung löst SPE einfach,

elegant und effizient: Dünne,

einpaarige Kabel und kleine, kompakte

Steckverbinder minimieren

den Verkabelungsaufwand durch

geringeren Platzbedarf, geringeren

Installationsaufwand und geringere

Materialkosten. Zusätzlich kann SPE

Sensoren, Aktoren, Controller und

Geräte per Power over Data Lines

(PoDL) über die Datenleitung auch

gleich mit Strom versorgen.

SPE für Industrie/IIoT und

Gebäudeautomation

Verschiedene Anwendungen und

Einsatzbereiche stellen unterschiedliche

Anforderungen an Datenraten,

Leitungslängen, Steckverbinder und

deren IP-Schutzart.

Zurzeit sind im internationalen

Ethernet-Standard IEEE 802.3 sechs

SPE-Varianten genormt (Tabelle 1).

SPE-Varianten mit kurzen Leitungslängen

sind in erster Linie in

Fahrzeugen (Automotive) sinnvoll,

die Verwendung in Systemen und

Anlagen mit kurzen Entfernungen

in industriellen Bereichen und in der

Gebäudetechnik ist jedoch denkbar.

Bild 1: Typisches vierpaariges, geschirmtes Datenkabel (links) und

geschirmtes Kabel für Single Pair Ethernet (rechts) im Vergleich

SPE-Variante Norm Datenrate Frequenzbereich Leitungslänge

10BASE-T1 IEEE 802.3cg 10 Mbit/s 0,1 MHz bis 20 MHz bis 1000 m

100BASE-T1 IEEE 802.3bw 100 Mbit/s 0,3 MHz bis 66 MHz bis 15 m

1000BASE-T1 IEEE 802.3bp 1000 Mbit/s (= 1 Gbit/s) 1 MHz bis 600 MHz link segment type A: bis 15 m,

link segment type B: bis 40 m

2.5GBASE-T1 IEEE 802.3ch 2,5 Gbit/s 1 MHz bis 1000 MHz (= 1 GHz) bis 15 m

5GBASE-T1 IEEE 802.3ch 5 Gbit/s 1 MHz bis 2000 MHz (= 2 GHz) bis 15 m

10GBASE-T1 IEEE 802.3ch 10 Gbit/s 1 MHz bis 4000 MHz (= 4 GHz) bis 15 m

Tabelle 1

32 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

Kabelnorm Für SPE-Variante Datenrate max. Leitungslänge Verlegung Norm veröffentlicht

IEC 61156-11 IEEE 802.3bp 1 Gbit/s 40 m fest Mai 2019

IEC 61156-12 IEEE 802.3bp 1 Gbit/s 40 m flexibel Januar 2021

IEC 61156-13 IEEE 802.3cg 10 Mbit/s 1000 m fest noch in Arbeit

IEC 61156-14 IEEE 802.3cg 10 Mbit/s 1000 m flexibel noch in Arbeit

Tabelle 2

Kabel und Stecker für SPE

Die Kabel für Single Pair Ethernet

sind in der internationalen Normenfamilie

IEC 61156 spezifiziert,

die Normungsarbeit ist jedoch noch

nicht abgeschlossen (Tabelle 2).

Bild 1 zeigt links ein typisches

vierpaariges, geschirmtes Datenkabel

und rechts ein geschirmtes

Kabel für Single Pair Ethernet im

Vergleich.

Steckverbindertypen

Im Gegensatz zum zwei- und

vierpaarigen Ethernet, in dem der

RJ45-Stecker dominiert, gibt es bei

Single Pair Ethernet mehrere konkurrierende

Steckverbindertypen.

Zahlreiche Hersteller von Verkabelungskomponenten,

aktiven Netzwerkkomponenten

und Feldprüfgeräten

haben sich zu Organisationen

wie der Single Pair Ethernet

System Alliance zusammengeschlossen,

die international mit

dem Single Pair Ethernet Consortium

(SPEC) der amerikanischen

TIA kooperiert.

Das platzsparendste Steckgesicht

wurde von der Single Pair Ethernet

System Alliance vorgestellt und

nach IEC international genormt. IEC

63171-2 spezifiziert SPE-Steckverbinder

in Schutzart IP20 in geschirmter

und ungeschirmter Ausführung.

Die kurz vor der Veröffentlichung stehende

IEC 63171-5 legt das gleiche

Steckgesicht in geschirmter wie in

ungeschirmter Ausführung wie IEC

63171-2 zugrunde, jedoch in der für

industrielle Anwendungen üblichen

Bild 2: Größenvergleich von RJ45-

Stecker (links) und SPE-Stecker nach

IEC 63171-2 (rechts)

Schutzart IP65/67. Dadurch sind

die SPE-Steckverbinder nach IEC

63171-2 und -5 unabhängig von ihrer

Schutzart untereinander steckkompatibel

und ermöglichen ein durchgängiges

Stecksystem für die verschiedenen

Anwendungsbereiche.

Sie haben das kleinste am Markt

verfügbare SPE-Steckgesicht, das

sogar in ein Standard-M8-Gehäuse

passt (Bilder 2-4).

Power over Data Lines

(PoDL)

Auch bei Single Pair Ethernet

können Endgeräte über die Datenleitung

auch gleich mit Strom versorgt

werden. Dadurch wird kein weiterer

Steckverbinder für den Stromanschluss

benötigt, was gerade bei

kleinen Komponenten wie Sensoren

und Aktoren besonders vorteilhaft

ist. Die zugrundeliegende Technik

ist mit dem bekannten Power over

Ethernet (PoE) zwar verwandt,

jedoch nicht kompatibel! Power over

Ethernet benötigt mindestens zwei

Aderpaare für die Stromversorgung

von Endgeräten, nämlich ein Paar für

den Stromfluss zum Endgerät und

ein Paar für den Stromfluss zurück.

Damit ist Power over Ethernet nicht

für Single Pair Ethernet geeignet, das

nur ein einziges Aderpaar verwendet.

Um Verwechslungen mit Power

over Ethernet zu vermeiden, wurde

für die Stromversorgung von Endgeräten

bei Single Pair Ethernet ein

neuer Name gewählt: Power over

Data Lines, kurz: PoDL. PoDL ist

in IEEE 802.3bu genormt und stellt

Endgeräten und Komponenten im

Regelbetrieb eine elektrische Leistung

von bis zu 50 Watt bei einer

Stromstärke von typisch bis zu

1360 Milli ampere zur Verfügung.

Ausblick

Mit Single Pair Ethernet kann

Ethernet endlich durchgängig

als alleiniges Kommunikationsprotokoll

in industriell genutzten

Bereichen sowie in der Gebäudeautomation

und der technischen

Gebäudeausrüstung eingesetzt

werden. Eine Protokollumsetzung,

die bei der Verbindung von Ethernet

und Bussystemen nötig ist, entfällt.

Durch das einheitliche, universelle

Ethernet-Protokoll kann

auch die Verkabelung wesentlich

flexibler und effizienter von

den verschiedensten Ethernetfähigen

Komponenten und Geräten

genutzt werden. Es steht zu

erwarten, dass Single Pair Ethernet

die Ablösung der Bussysteme

durch Ethernet deutlich beschleunigen

wird. Wie bei Ethernet über

zwei- und vierpaarige Leitungen

umfasst das Produktportfolio für

Single Pair Ethernet anschlussfertige

Kabel, die ab Lager bestellbar

sind, individuell konfigurierbare

Verkabelungsstrecken und

feldkonfektionierbare Produktlösungen.

Zurzeit sind einige Normen

jedoch noch nicht endgültig

verabschiedet oder veröffentlicht!

Die Praxis hat gezeigt, dass

es sinnvoll ist, ein Netzwerk erst

dann zu planen und zu installieren,

wenn alle relevanten Normen

veröffentlicht und damit verbindlich

und verlässlich sind. ◄

Bild 3: Größenvergleich von RJ45-Buchse (links) und SPE-Buchse nach IEC

63171-2 (rechts)

Bild 4: Größenvergleich von M12x1 X-codiert (Kabelbuchse, links) und SPE-

Stecker nach IEC 63171-5 im M8-Gehäuse (rechts)

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

33


Kommunikation

Prozessoptimierung

durch sauber erfasste Maschinendaten

Helmholz-Komponenten unterstützen weltweites MES-System beim Spezialisten für Antriebskomponenten von

thyssenkrupp

Verbrennungs-, Hybrid- und Elektromotoren

spezialisierte Autozulieferer

leistet einen wesentlichen

Beitrag zur Emissionsreduzierung

für eine nachhaltige Mobilität. Das

Produktportfolio erstreckt sich von

gebauten Nockenwellen über variable

Ventiltriebsysteme bis zur Rotorwelle

als Kernkomponente elektrischer

Antriebe. Das Headquarter

des Unternehmens befindet sich

in Ilsenburg. Die Unternehmensgruppe

produziert an zehn Standorten

in Deutschland, Liechtenstein,

Ungarn, den USA, Brasilien, Mexiko

und China hochmoderne Antriebskomponenten

für den Antriebsstrang.

© thyssenkrupp Presta Ilsenburg GmbH

Autor:

Fabian Slowakiewicz,

Productmanager

Helmholz GmbH & Co. KG

www.helmholz.de

THYSSENKRUPP DYNAMIC

COMPONENTS GMBH

www.thyssenkrupp-dynamiccomponents.com

Mit Produktionsstätten rund um

den Globus gehört die Unternehmensgruppe

Antriebseinheit von

thyssen krupp zu den weltweit erfolgreichen

Automobilzulieferern. Ihre

Innovationskraft beweist die zum

thyssenkrupp-Konzern gehörende

Unternehmensgruppe auch nach

innen: So wird derzeit ein standortübergreifendes

MES-System realisiert,

in dem die Daten aus allen

Maschinennetzwerken erfasst und

somit systematisch genutzt werden

können. Die technische Voraussetzung

dafür schaffen nicht zuletzt

mehrere hundert Industrial Ethernet

Bridges von Helmholz.

Erwartungen an

digitalisierte

Produktionsumgebungen

Am Anfang von Industrie 4.0 und

Internet of Things (IoT) stand die

Idee von intelligenten Maschinen

und Produkten, die über eine internetbasierte

Dateninfrastruktur miteinander

kommunizieren und sich

so quasi selbstständig managen

und optimieren. Inzwischen sind

die Erwartungen an digitalisierte

Produktionsumgebungen naturgemäß

sehr viel konkreter geworden.

Das zeigt auch das Beispiel der

Antriebseinheit von thyssenkrupp,

einer Unternehmensgruppe innerhalb

des thyssenkrupp-Konzerns

mit über 3.500 Mitarbeitern. Der auf

gebaute Antriebskomponenten für

Neue Möglichkeiten

durch Digitalisierung

Gerade in einer Unternehmensgruppe

dieser Größe und Ausrichtung

birgt die fortschreitende Digitalisierung

enorme Potenziale, die

der Projektleiter am Standort Ilsenburg

so zusammenfasst: „Daten

aus den Produktionsanlagen bieten

die Basis für die Optimierung

von Prozessen und Wartungsmodellen,

Stichwort Predictive Maintenance.

Außerdem ermöglichen sie

eine weltweite Vergleichbarkeit von

Prozessen und Maschinen in den

Werken und schaffen damit auch

eine höhere Transparenz und aussagekräftigere

Kennzahlen für das

© Helmholz GmbH & Co. KG

34 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

© thyssenkrupp Presta Ilsenburg GmbH

Management. Und nicht zuletzt wird

die Kooperation zwischen den Werken

einfacher.“

Um diese Potenziale künftig voll

ausschöpfen zu können, implementiert

die Antriebseinheit von thyssenkrupp

derzeit eine neue MES-

Plattform (Manufacturing Execution

System). Ein zentrales Element der

Lösung ist eine eigenprogrammierte

Software zur Maschinendatenerfassung.

Die Daten werden dort aufbereitet,

um dann in einer übergeordneten

MES-Software weiterverarbeitet

und genutzt werden zu können.

Entwickelt und erprobt wurde dieses

Modell im Pilotwerk Ilsenburg: „Wir

geben den Standorten das Konzept

an die Hand“, so erklärt der Projektleiter

die Umsetzungsstrategie, „dieses

wird dann als Standard für die

Werke weltweit ausgerollt und vor

Ort umgesetzt“.

Erfassung ergeben würden. Gleichzeitig

bietet sich bei der Unternehmensgruppe

– wie bei vielen produzierenden

Unternehmen – das Bild einer

historisch gewachsenen Automatisierungsinfrastruktur.

Die spezifischen

Anforderungen einer zunehmenden

Digitalisierung treffen damit vielfach

auf mehrere Jahre alte Bestandsanlagen.

Gefragt waren also Komponenten,

um diese ebenso sicher wie einfach

in digitale Netzwerk- und Industrie-4.0-Umgebungen

einzubinden –

und das mit weltweiter Verfügbarkeit

und zu einem überschaubaren Investment.

Fündig wurden die Verantwortlichen

schließlich bei Helmholz.

Praxiserfahrungen und Ausblick

Netzwerkkomponenten

Der erste Anknüpfungspunkt ihrer

umfangreichen Marktrecherche war

dabei das Industrial NAT-Gateway

WALL IE von Helmholz. Im Bridge-

Betriebsmodus agiert sie als Layer 2

Switch. Im Gegensatz zu normalen

Switches ist auch in dieser Betriebsart

eine Paket- filterung möglich. Mit

dem Paketfilter lässt sich der Zugriff

zwischen dem Produktionsnetzwerk

und der jeweiligen Maschine bzw.

Linie einschränken. Beispielsweise

kann konfiguriert werden, dass nur

bestimmte Teilnehmer aus dem Produktionsnetzwerk

mit definierten

Teilnehmern aus der Automatisierungszelle

Daten austauschen dürfen.

Andernfalls wird das Datenpaket

zurückgewiesen bzw. verworfen.

Als zusätzliche Besonderheit

kann WALL IE darüber hinaus

auch im NAT-Betriebsmodus eingesetzt

werden. Das Maschinennetz

wird dabei als LAN (Local

Area Network) betrachtet, das Produktions-

bzw. Firmennetzwerk als

WAN (Wide Area Network). WALL

IE schützt beide Netze, indem es

genau regelt, welcher Teilnehmer mit

welchem Gerät Daten austauschen

darf. Dieser Aspekt war für die Entscheidung

jedoch zweitrangig, da

die gesamte Maschinendatenerfassung

in ein umfassendes Cybersecurity-

Konzept integriert ist. ◄

© thyssenkrupp Dynamic Components GmbH

Sichere und einfache

Integration von

Maschinennetzen

Neben vielen anderen komplexen

Herausforderungen, die ein solches

Projekt naturgemäß stellt, galt es auch,

eine vermeintlich einfache Aufgabe zu

lösen: „Um die Daten systematisch

nutzen zu können, müssen diese erst

einmal geordnet aus den Maschinen

abgegriffen werden“, beschreibt ein

IT-Experte des Projektteams beim

Spezialisten für Antriebskomponenten

von thyssenkrupp, die Problemstellung.

Geordnet heißt in diesem

Zusammenhang: vor allem ohne

interne IP-Adresskonflikte innerhalb

der Produktionsmaschine und automatisiert,

also ohne den operativen

Aufwand und die potenziellen Fehlerquellen,

die sich aus einer manuellen

© thyssenkrupp Dynamic Components GmbH © thyssenkrupp Dynamic Components GmbH

Inzwischen laufen die ersten Installationen im Pilotwerk

Ilsenburg seit über einem Jahr – und zwar „völlig

reibungs- los“, wie die Spezialisten, welche die

Anlagen betreuen, resümieren. Weitere WALL IE

Gateways von Helmholz sind zudem bereits in sieben

der zehn weltweiten Werke im Einsatz. Diese

arbeiten ebenfalls „störungsfrei und zuverlässig“.

Zusätzlich lobt das Team „die super Betreuung und

die immer schnelle Rück- meldung durch Helmholz,

auch schon während der Testphase“. Und das Projektteam

stellt erleichtert fest, dass auch die weltweite

Auslieferung „immer termin- und liefertreu

geklappt hat“.

Sukzessive werden nun Maschinen aller Standorte

der Antriebseinheit mit Helmholz-Komponenten

ausgerüstet. Nach aktueller Planung werden dafür

mindestens 600 WALL IEs benötigt. Und diese Zahlen

können durchaus noch steigen, denn: „Die Einbindung

von SPSen wird sicher noch einige Jahre

Thema bleiben – und damit auch die Lösungen

von Helmholz.

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

35


Kommunikation

Bridge-Evaluation-Module für IO-Link Wireless

Kunbus vergrößert sein IO-Link Wireless Produktportfolio um ein Bridge-Evaluation-Module. Mit Hilfe der

vorinstallierten IO-Link Master-Software, der IO-Link Wireless-Device-Software sowie einer Bridge-Beispiel-

Applikation ist es damit möglich, eigene Bridges zu fertigen.

KUNBUS GmbH

info@kunbus.com

www.kunbus.de

IO-Link Wireless ist ein neuer

Funkstandard, der die hohen Ansprüche

der Fabrikautomation erfüllt.

Im Vergleich zu seinem kabelgebundenen

Pendant

IO-Link,

sorgt der Wegfall

der Kabel

für wesentlich

mehr Flexibilität,

weniger

Verschleiß und

bessere Skalierbarkeit.

Ein

weiterer großer

Vorteil besteht

darin, dass die

neue Wireless-

Kommunikation

problemlos in

vorhandene IO-

Link-Systeme integriert

werden

kann.

Auf der Seite der Devices ermöglicht

eine IO-Link Wireless Bridge

diese einfache Einbindung. Überall

dort, wo noch kein passender IO-

Link Wireless Sensor oder Aktuator

verfügbar ist, können Sensorhersteller

ihre Produkte mit geringem

Aufwand IO-Link wireless

fähig machen und Systemanbietern

gelingt es, jedes beliebige

IO-Link Device in ihr Automatisierungskonzept

zu integrieren. Um so

schnell und einfach wie möglich eine

eigene IOLW-Bridge zu entwickeln,

dient das Kunbus Bridge-Evaluation-Module

Geräteherstellern als

optimale Blaupause. Es verkürzt

die Time-to-Market, senkt die Produktentwicklungskosten

und stärkt

die Wettbewerbsfähigkeit.

Kunbus verfügt bereits über viel

Erfahrung im Bereich IO-Link Wireless.

Mit den IO-Link Wireless Stacks

und Modulen ist es möglich, Automatisierungskomponenten,

wie

z. B. Sensoren, Aktoren oder E/A-

Module, schnell und einfach mit

IO-Link Wireless auszustatten. ◄

IO-Link-Safety kommt in Bewegung

Auf dem PI-Gemeinschaftsstand

auf der SPS wird die erste

Multivendor-Demo mit IO-Link

Safety gezeigt. Acht Herstellerfirmen

demonstrieren vor Ort live die

Möglichkeiten und Leistungsfähigkeit

von IO-Link Safety. Dabei kommuniziert

eine fehlersichere SPS

über PROFINET und PROFIsafe

mit IO-Link Safety Mastern. Als IO-

Link Safety Devices sind Lichtgitter,

Türzuhaltungen, Befehls- und

Meldegeräte-Boxen, Not-Halt-

Taster sowie sichere Antriebe in

die Anwendung integriert. Um das

Zusammenspiel von IO-Link und

IO-Link Safety in einer Anwendung

zu zeigen, werden ein

IO-Link-Text-Display sowie eine

IO-Link-Signalleuchte zur Statusanzeige

verwendet.

Die Anwendung demonstriert

insbesondere auch den gemischten

Kommunikationsmodus, bei

dem gleichzeitig sicherheitsgerichtete

wie auch Standarddaten

mit dem gleichen IO-Link-Device

ausgetauscht werden. Dies macht

IO-Link Safety sehr leistungsfähig

und wird unter anderem für

die sicheren Antriebe, die Türzuhaltungen

sowie die Befehls- und

Meldegeräte-Boxen verwendet. So

können die nicht sicherheitsgerichteten

Funktionen wie gewohnt programmiert

werden, während nur

die Sicherheitsfunktionen vom fehlersicheren

Programm der SPS

gesteuert und überwacht werden

müssen.

Das Geräte-Engineering erfolgt

wie von IO-Link gewohnt mit der

IODD (IO Device Description).

Wenn bei dem IO-Link Device

auch gerätespezifische und sicherheitsgerichtete

Parameter eingestellt

werden können, dann wird

zusätzlich zur IODD ein sogenanntes

„Dedicated Safety Tool“

vom Gerätehersteller angeboten.

Dazu gibt es ein standardisiertes

Interface (Device Tool Interface,

DTI) zur Integration des „Dedicated

Safety Tools“ in die IO-Link-

Engineering-Software. Die Vorparametrierung

auch außerhalb der

Anlage kann komfortabel mit einem

USB IO-Link Master erfolgen. Dieser

bietet dazu im Zusammenspiel

mit der Engineering-Software IO-

Link Safety Funktionalität an. So

können die Sicherheitsfunktionen

auch schon vor der Installation in

der Anlage getestet werden.

Halle 5, Stand 210

PI (PROFIBUS & PROFINET

International) PROFIBUS

Nutzerorganisation e. V.

info@profibus.com

www.profibus.com

36 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Kommunikation

IoT-Bausteine für Edge-Gateway-Applikationen

SPS 2022: Anwendungsbezogene Bausteine ermöglichen innovative IoT-Lösungen plus eine auf IEC 62443

basierende Cybersecurity.

Halle 6, Stand 150G

SSV Software Systems GmbH

www.ssv-embedded.de

Die Entwicklung einer industriellen

IoT-Anwendung mit werthaltigem

Kundennutzen ist auf Grund

der Gesamtkomplexität nach wie

vor eine große Herausforderung.

Ein schnelles Time-to-Market hilft

nicht wirklich, wenn die quantifizierbaren

Vorteile fehlen und die

Cybersecurity nicht schon in der Planungsphase

berücksichtigt wurde.

Viel wichtiger ist aus der Sicht von

SSV daher eine solide Planung

sowie eine DevOps-Prozesskette

mit einem Entwicklungsprozess,

der den gesamten Lebenszyklus

der Anwendung umfasst.

Adaptives Bausteinkonzept

Als Hilfestellung hinsichtlich der

komplexen Anforderungen bietet

SSV nun ein adaptives Bausteinkonzept

für industrielle IoT-Anwendungen

an. Der zentrale Funktionsbaustein

ist eine Hardware-agnostische

Firmware für Edge-Gateways.

Sie hat einen anpassbaren Funktionsumfang

und lässt sich sowohl

auf verschiedenen Embedded-Plattformen

als auch in Docker-Containern

einsetzen. Für die Sensorik

stehen die Bausteine des SFS-Baukastens

(Smart Factory-Sensor) im

Zusammenspiel mit dem SSB-Protokoll

(Secure Sensor Beacon) zur

Verfügung. KI-Funktionen werden

per TensorFlow und TinyML in die

Firmware integriert. In Bezug auf

die Cybersecurity sind verschiedene

Sicherheitsstufen möglich, die

sich an der Richtlinie IEC 62443-

4-1 orientieren.

Virtuellen

IoT-Serviceassistenten

erleben

Ein praktisches

Beispiel stellt SSV

auf der SPS 2022

mit einem virtuellen

IoT-Serviceassistenten

für

Maschinen und

Anlagen vor, der

z. B. eine hochqualifizierte

Online-Hilfe

im Störungsfall ermöglicht.

In dieser

Beispielanwendung liefern verschiedene

Maschinenkomponenten

und Sensoren diverse Betriebsdaten

ereignisgesteuert an einen

digitalen Zwilling. Damit lässt sich

der aktuelle Gesamtzustand bspw.

über eine Webseite jederzeit visualisieren.

Direkt an der Maschine

werden außerdem periodisch BLE-

Beacons mit Zustandsinformationen

verschickt, die per Smartphone-App

vor Ort empfangen und dem Benutzer

angezeigt werden können. Die

App erzeugt des Weiteren automatische

Anfragen an einen Cloudservice,

der nach einer Datenanalyse

werthaltige kontextbezogene

Nutzerhinweise, z. B. Wartungsinformationen,

an das Smartphone

zurückschickt.

Lizenzvereinbarung

Die Bausteine werden von SSV im

Rahmen einer Lizenzvereinbarung

für industrielle IoT-Projekte weitergegeben.

Dazu gehört außerdem noch

ein individuelles Angebot an Unterstützungsleistungen

zur Implementierung

und zum Test aller Funktionen,

dem Praxiseinsatz sowie den

damit verbundenen Lebenszyklusphasen.


Unsere Vision: Seamless IoT Connectivity

Perinet entwickelt zukunftsweisende Elektronik, um Sensoren und Aktoren

netzwerkfähig zu machen. Die neuen Komponenten und Software schließen

die Endgeräte nahtlos an IT-Systeme an und ermöglichen eine direkte

Kommunikation ohne Protokollwandlung.

Dank hybridem SPE lassen sich Datentransfer und Stromversorgung

zugunsten einer benutzerfreundlichen Verwendung bündeln. Die Erfüllung

höchster Sicherheitsstandards wird durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung

gewährleistet.

Perinet wurde durch den German Innovation Award 2021 für die

Entwicklung bahnbrechender Technologie anerkannt.

Perinet GmbH

Rudower Chaussee 29 | 12489 Berlin | Tel.: 030/863206700

Fax: 030/863206761 | welcome@perinet.io | www.perinet.io

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

37


Kommunikation

Sichere Industrierouter

Moxa führt industrielle Intrusion-Prevention-Systeme bei seinen sicheren All-in-One-Routern zum Schutz

kritischer Infrastrukturen ein.

zu schaffen. Mit Unterstützung für

virtuelles Patching hilft die Serie

EDR-G9010 außerdem, alte Systeme

vor Schwachstellen zu schützen,

was Fertigungsplanern mehr

Zeit und Flexibilität gibt, industrielle

Abläufe am Laufen zu halten. Mit den

Lösungen von Moxa wird die Sichtbarkeit

mit zentralisiertem Management,

Massenbereitstellung und

Echtzeitüberwachung verbessert,

damit die Benutzer eine sichere,

effiziente industrielle Netzwerkumgebung

schaffen können.

Moxa führt neben seiner Management-Software

für industrielle Sicherheit

MXsecurity, die industriellen

Intrusion-Detection/-Prevention-

Systeme (IDS/IPS) ein, wodurch

sein Produkt-Portfolio durch fortschrittliche

IT-Sicherheit und speziell

zugeschnittene Managementlösungen

erweitert wird. Die Serie

EDR-G9010 stellt einen sicheren Allin-One-Router

mit Firewall-/NAT-/

VPN-/Switch-Funktion dar. Durch

den Zusatz von IDS/IPS wird die

Serie EDR-G9010 zu einer industriellen

Firewall der nächsten Generation,

ausgestattet mit Bedrohungserkennungs-

und verhinderungsfunktionen,

um kritische Infrastrukturen

noch wirksamer vor Angriffen

auf die IT-Sicherheit zu schützen.

Zudem ist MXsecurity eine speziell

zugeschnittene Sicherheitsmanagement-Suite,

die Echtzeit-Einsicht in

Cyberbedrohungen bietet und es

den Benutzern ermöglicht, sichere

Router der Serie EDR-G9010 vor

Ort zentral zu verwalten.

Robuste

Netzwerkverteidigung

Seit ihrer Markteinführung 2021

haben die sicheren Router der

Serie EDR-G9010 dazu beigetragen,

eine robuste Netzwerkverteidigung

an vorderster Front für industrielle

Automatisierungs- und

Steuerungssysteme (IACS) in vielen

verschiedenen Branchen wie

beispielsweise dem Energiesektor

und intelligenten Verkehrssystemen

zu schaffen. Jüngste Vorfälle

bei der IT-Sicherheit haben jedoch

gezeigt, dass Industrieunternehmen

sich nach wie vor schwer damit tun,

Risiken vollständig zu entschärfen,

was auf Schwierigkeiten bei der Aufrüstung

und Absicherung des industriellen

Netzwerks ihres Unternehmens

zurückzuführen ist. Daher

wünschen sich die Unternehmen

speziell auf sie zugeschnittene IT-

Sicherheitslösungen für Industrieumgebungen,

die die Anforderungen

von Fertigungsplanern berücksichtigen.

Die sicheren All-in-One-

Router der Serie EDR-G9010 und

die industrielle Sicherheitsmanagement-Suite

MXsecurity sind die Antwort

hierauf.

Aufbau sicherer Netzwerke

„Moxa engagiert sich für den Aufbau

sicherer Netzwerke und den

Schutz der industriellen Abläufe

unserer Kunden und vereint Netzwerk-

und industrielle IT-Sicherheit

zu einem Defense-in-Depth-Schutz.

Um dies zu erreichen, nutzen wir

den robusten Perimeterschutz der

Serie EDR-G9010 und deren fortschrittliche

IPS-Gefahrenerkennung,

gestützt von der speziell zugeschnittenen

Deep Packet Inspection-OT-

Plattform von Moxa“, sagt Kevin

Huang, Produktmanager bei Moxa

Networking. „Wir haben festgestellt,

dass unsere Kunden zwar wissen,

das IT-Sicherheit wichtig ist, jedoch

stoßen sie häufig auf Herausforderungen

bei der Bereitstellung und

dem Betrieb von IT-Sicherheitsmaßnahmen

vor Ort. Wir glauben, dass

MXsecurity unseren Kunden dabei

helfen kann, das Netzwerksicherheitsmanagement

zu rationalisieren,

denn sie haben die Möglichkeit,

Bedrohungen der IT-Sicherheit

in Echtzeit einzusehen und

können gleichzeitig ihre Betriebskosten

reduzieren.“

Schwachstellen beseitigen

Diese Lösungen sind auf Zuverlässigkeit

und durchgehende Konnektivität

ausgelegt, um dauerhafte

Hochleistungs-Industrienetzwerke

Sichere Industrierouter der

Serie EDR-G9010

• Industrielle Intrusion-Detection/-

Prevention-Systeme (IPS/IDS) für

einen wirksameren Schutz kritischer

industrieller Infrastrukturen

• All-in-One-Firewall/NAT/VPN/

Router/Switch für eine größere

Flexibilität bei der Netzwerkinstallation

und zur Ermöglichung

eines sicheren Fernzugriffs

• 8 GbE-Kupfer-Ports und 2 SFP

GbE-Ports für Fernkommunikation

mit hoher Bandbreite

• Unterstützung von VRRP und

Turbo Ring für Routing- und Switching-Redundanz

zur Optimierung

der Verfügbarkeit

• Deep Packet Inspection (DPI) für

Modbus TCP/UDP, DNP3, IEC

60870-5-104 und IEC 61850 MMS-

Datenverkehrsfilterung

Industrielle

Sicherheitsmanagement-

Suite MXsecurity

• Zentralisiertes Management und

Überwachung von Geräten der

Serie EDR-G9010 für bessere

Administration und Wartung

• Vereinheitlichte Massenbereitstellung

von Firewall-Richtlinien,

Firmware-Upgrades und Signatur-Updates

• Vollständige Einsicht in die Netzwerkaktivität

in Echtzeit und sofortige

Bedrohungsmeldungen

• Automatisches Sammeln von

Sicherheitsprotokollen und Versenden

von Benachrichtigungen

• Moxa Europe GmbH

www.moxa.com

38 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Software/Tools/Kits

Innovative, multifunktionale

Übersetzungsschnittstelle

onoff stellt neue Übersetzungsschnittstelle vor: InfoCarrier BOXI spricht alle Systemsprachen

onoff AG

www.onoff-group.de

Systeme miteinander zu vernetzen,

die nicht die gleiche Sprache

sprechen, ist eine wiederkehrende

Herausforderung in der Industrie. Die

neueste Entwicklung des systemunabhängigen

Automatisierungsexperten

onoff it-solutions gmbh schafft

hier Abhilfe: InfoCarrier BOXI ist

eine innovative, multifunktionale

Übersetzungsschnittstelle für eine

Vielzahl von industriellen Kommunikationssprachen,

mit der sich der

Integrationsaufwand zwischen Systemen

signifikant reduzieren lässt.

„Der modulare Aufbau von Info-

Carrier BOXI ermöglicht es, mit

geringem Aufwand auf ein breites

Spektrum an Schnittstellentechnologien

zuzugreifen. Heterogene Systemlandschaften

werden in einem

zentralen Informationsdrehkreuz

konsolidiert“, erklärt Julian Dahle,

technischer Leiter onoff it-solutions

gmbh. Durch die Nutzung von

OPC UA und MTP ist mit InfoCarrier

BOXI Plug&Produce für Anlagen

möglich. So werden schnellere, agilere

Informationsflüsse über bestehende

Systemsprachgrenzen realisiert

und doppelte Datenhaltung wird

vermieden. Die Datenintegrität bei

der Überführung in die jeweils passende

Zielsprache ist sichergestellt.

Für Bestandsanlagen bietet Info-

Carrier BOXI einen unschlagbaren

Vorteil: Die Lebenszeit wird deutlich

verlängert, da diese Anlagen

mit zukunftsfähigen IT-Schnittstellen

ausgerüstet werden können. Die

Qualität steigt durch Minimierung

der potentiellen Fehlerursachen

und wertvolle Zeit wird durch effiziente

Projektierung der Kommunikation

zwischen den Systemen eingespart.

Ebenso wird die Wartbarkeit

und Skalierbarkeit bestehender

Anlagen gesteigert.

Standardisierung

Anlagenlieferanten profitieren

von der Standardisierung eigener

Anlagenprogramme und der Möglichkeit,

Schnittstellen zu einer Vielzahl

anderer Systeme ohne Änderungen

zu realisieren. Auch Softwarelieferanten

(z. B. MES) haben

durch die Nutzung des InfoCarrier

BOXI viele Vorteile: Es wird über definierte,

zukunftsorientierte Schnittstellen

wie OPC UA kommuniziert.

Die Notwendigkeit, alte und proprietäre

Schnittstellen dauerhaft zu

unterstützen, entfällt. ◄

IoT-Initiative auf dem nächsten Level

Die Membrain GmbH intensiviert

ihr Engagement im Bereich

IoT-Lösungen. Dabei sorgt die

Industrie-4.0-Plattform Membrain-

IoT mit zusätzlichen IoT-Protokollen

für einen ganzheitlichen IT-

Ansatz. So können nun diverse

Komponenten, Maschinen und

Steuerungen direkt mit SAP „sprechen“

und automatisiert „Events“

triggern (z. B. Maschinenstopp).

Zusätzliche Schnittstellen und

Protokolle sorgen nun dafür, dass

Komponenten des Shopfloors nahtlos

und in Echtzeit mit der Industrie-4.0-Plattform

Membrain-IoT

verbunden sind. So gelingt eine

ganzheitliche Kommunikation zwischen

Maschinen, Steuerungen

mit der Mobility-Welt (z. B. Membrain

Factory Monitor), der stationären

Anwendung (Membrain IoT

Cockpit) und letztlich dem führenden

ERP-System (SAP).

Dies sorgt im Ergebnis für eine

autarke und automatische Überwachung

von Maschinen, ein Reagieren

auf ungeplante Ereignisse

(z. B. Maschinenstopp bei zu hoher

Temperatur und Druck) sowie eine

automatische Dokumentation in

das ERP. Dabei werden alle SAP-

Meldungen und Vorgänge automatisch

angelegt und verteilt. Der

modulare Ansatz der IT-Architektur

bedient dabei eine Vernetzung

über alle Ebenen der Automatisierungspyramide

(von den Sensoren

bis hin zu ERP-Systemen).

So werden beispielsweise Temperaturdaten

einer Maschine kontinuierlich

erfasst und gegen Prüflose

aus SAP abgeglichen. Bei

Über- oder Unterschreitung von

Sollwerten werden vordefinierte

Events getriggert. In Kombination

mit Membrains Instandhaltungslösung

(PAS-PM) bekommt der

Instandhalter automatisch eine

Meldung auf sein mobiles Gerät

gepushed (als SAP PM Service-

Notification).

Dank OPC UA-fähiger Module

lassen sich Maschinen einfach und

schnell anbinden, Maschinendaten

strukturiert auslesen, verarbeiten,

analysieren und dokumentieren

(MES, SAP, usw.), oder diese auch

direkt ansteuern (Events triggern).

Dabei wird ebenfalls das MQTT-

Protokoll unterstützt: Eine einfache

und beliebige Erweiterung

von Hardware/Geräten (Skalierbarkeit)

ist somit gewährleistet.

Das Membrain IoT-Cockpit ist

eine stationäre Lösung für das

Monitoring der digitalen Fabrik,

die den aktuellen „Gesundheitszustand“

einer Maschine inklusive

deren Performance-Daten

z. B. am Leitstand in der Produktion

zeigt. Das IoT-Cockpit visualisiert

den Live-Zustand des Maschinenparks,

hilft bei der Auswertung

von Maschinendaten und zeigt

Kennzahlen inklusive Verfügbarkeit

von Anlagen.

Die App Factory Monitor ist die

mobile Komponente für Smartphone

oder Tablet-PC, mit der

Anwender alle wichtigen Details

und aktuelle Ereignisse über

Maschinenzustände in einer kleinen,

schlanken Anwendung immer

mobil zur Verfügung haben.

• Membrain GmbH

www.membrain-it.com

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

39


Software/Tools/Kits

Die Instandhaltung des 21. Jahrhunderts

Effizient, Automatisiert, Menschzentriert

Die 5i.Maintenance App digitalisiert den gesamten Instandhaltungsworkflow im Unternehmen. Störungen können

sowohl von den Mitarbeitern oder aber digital direkt über die Roboter und Maschinen erfasst werden

Autor:

Jan-Marc Lischka, Co-Founder

der 5thIndustry GmbH

https://5thindustry.de/

Einen vielfältigen Anlagenpark

instand zu halten ist in der Praxis eine

hochkomplexe Aufgabe: Geplante

und ungeplante Arbeiten sind mit

den generell begrenzten Kapazitäten

in Waage zu halten. Prioritäten

der Produktion sind genauso

zu berücksichtigen wie Fähigkeitsund

Erfahrungsprofile der Mitarbeiter,

wenn es darum geht den richtigen

Mann bzw. die richtige Frau

für die spezifische Aufgabe einzuteilen

- gerade in Zeiten des Fachkräftemangels

eine enorme Herausforderung.

Die Tatsache, dass Instandhaltung

immer mit einem inhomogenen

Anlagenpark umzugehen

hat, erhöht die Komplexität. Denn

selbst Anlagen gleicher Hersteller

weisen je nach Baujahr und Betrieb

ihre Spezifika auf, denen Rechnung

zu tragen ist.

Viel zu oft sind Tätigkeiten der

Instandhaltung noch nicht voll digitalisiert.

So erfolgen Störungsmeldungen

bzw. -erfassungen,

die Kommunikation mit Fachleuten

bzw. zwischen einzelnen Teams und

die Aufgabenpriorisierung vielfach

noch nicht ausreichend digital unterstützt.

Fehlender Echtzeit-Zugriff auf

Informationen sowie die einfache

Auswertung historischer Daten –

beides echte Produktivitätstreiber

für Instandhaltungsmitarbeiter –

sind in der Regel nicht gegeben.

Wie arbeitet die

Instandhaltung

der Zukunft aus?

Die Planung und Durchführung

von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten

werden auch künftig noch

„People Business“ sein – also eine

hochgradige Dependenz von Erfahrung

und Fachwissen der handelnden

Experten aufweisen. Komplexe

technische Problemstellungen werden

auch mittelfristig noch viel von

Fachkräften mit ihren spezifischen

Fähigkeiten abverlangen. Daran

werden auch Technologien wie Predictive

Maintenance wenig ändern.

Genau deswegen ist die industrielle

Instandhaltung ein so spannendes

Betätigungsfeld.

Arbeit vereinfachen

Wesentlich ist die Frage: Was

sind die Hebel, um den handelnden

Personen ihre Arbeit so einfach

wie möglich zu gestalten? Denn

eine effizient arbeitende Instandhaltung

ist nicht nur ein Kostenfaktor:

Schnelle Problemlösung wirkt

sich direkt in einer Verbesserung

der OEE (Overall Equipment Effectiveness)

aus. Die Instandhaltung

als Werttreiber einer leistungsfähigen

Produktion. Essenziell für

eine effiziente Arbeit ist die Vermeidung

von Systembrüchen und

Herstellung von Informationssymmetrie.

Das bedeutet, dass alle

Akteure des komplexen Ökosystems

Fabrik in einer vernetzten

und intuitiv zu nutzenden Echtzeit-Datenumgebung

arbeiten.

Im Privatleben erleben wir genau

das, wenn wir moderne Apps auf

unserem Smartphone einsetzen.

Die Instandhalter erhalten vom Cloud-System eine Benachrichtigung

und haben im Ticket gleich alle erforderlichen Informationen über die

Störmeldung direkt von Anlage zur Hand

40 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Software/Tools/Kits

Der ‚Fleetmanager‘ von Wandelbots wird mit der Instandhaltungssoftware 5i.Maintenance von 5thIndustry gekoppelt.

Über ein Edge-Gerät werden die spezifischen Daten in die Cloud geschickt

Effizientere Mensch-

Maschine-Kommunikation

Hinzu kommt die Fragestellung

einer effizienten Mensch-Maschine-

Kommunikation: Denn mit dem Fortschreiten

der Vernetzung von Anlagen

über IIoT bzw. im Rahmen von

Multi-Agenten-Systemen generieren

Produktionsanlagen ein stetig steigendes

Informationsangebot. Und

genau darin liegt ein großes Potenzial,

bisher manuelle Vorgänge zu

automatisieren und Mitarbeiter von

repetitiven Tätigkeiten zu entlasten.

Mensch-Maschine-

Kommunikation mit einer

smarten App

Diese Überlegungen waren die

Grundlage für die Kooperation zwischen

5thIndustry, den Spezialisten

für Shopfloor-Anwendungen und

Wandelbots, dem führenden Anbieter

für No-Code-Roboterlösungen.

Die Zielsetzung dabei war es, durch

einen Industrieroboter erfasste Störungen

direkt in das cloudbasierte

Ticketsystem der Instandhaltungsmitarbeiter

einzubinden. Dazu wurde

der Wandelbots Fleetmanager, eine

Anwendung zur Flottenüberwachung

von 6-Achs-Robotern mit

der smarten Instandhaltungssoftware

5i.Maintenance gekoppelt. Die

spezifischen Daten werden über ein

Edge-Gerät in die Cloud geschickt.

So kann automatisch festgestellt werden,

ob ein Nothalt, eine Prozessunterbrechung

ausgelöst oder eine

Kraftgrenze überschritten wurde.

Ein Beispiel

Im vorliegenden Fall (Bild 1) geht

der Roboter in Störung (1), diese

Information wird vom Wandelbots

FleetManager (2) verarbeitet und als

Event (3) an eine Message Queue (4)

in die in der Cloud gehostete 5thIndustry

Maintenance App weitergeleitet.

Die Weiterleitung der Nachricht

über eine Message Queue garantiert

eine resiliente, asynchrone

Verarbeitung der Nachricht, damit

ist sichergestellt, dass die Information

nicht aufgrund von Netzwerkstörungen

oder kurzzeitigen Ausfällen

von Systemen verloren geht.

Zudem erlaubt dieses Publish/Subscribe-Konzept

eine Verarbeitung

der Nachricht durch verschiedene

Abonnenten (5). In diesem Fall wird

die Information von einem Microservice

der Maintenance App verarbeitet

und die relevanten Daten

werden in ein Instandhaltungs ticket

übersetzt.

Die verantwortlichen Instandhalter

erhalten nun ihrerseits eine Push

oder E-Mail-Benachrichtigung und

haben im Ticket gleich alle erforderlichen

Informationen über die Störmeldung

direkt von Anlage zur Hand

auf ihrem Tablet oder Handy (6). Die

Bearbeitung des Vorfalls kann nun

über die Maintenance App erfolgen

(7). Darüber hinaus unterstützt die

App den Instandhalter auch bei

der Behebung der Störung an der

Maschine, da alle relevanten Informationen

wie technische Zeichnungen,

Bedienungsanleitungen in

der App hinterlegt werden können

und auf Knopfdruck verfügbar sind.

Hinterlegte Videos oder der Zugriff

auf die Störungshistorie der Anlage

können im Bedarfsfall weitere Hilfestellung

geben.

Die Behebung der Störung kann

der Instandhalter nach Abschluss

der Arbeiten in der App zurückmelden,

somit sind immer alle auf dem

gleichen Stand.

Alle Meldungen

für jeden sichtbar

Auch alle weiteren Meldungen

(z. B. von anderen Anlagen oder

auch Mitarbeiter-generiert) sind

für alle Mitarbeiter sofort ersichtlich.

So unterstützt die App effizient

das Tagesgeschäft der Instandhaltung,

z. B. in der Durchsprache der

anstehenden und erledigten Tätigkeiten

in den täglichen Shopfloor-

Mit der Cloud App 5i.Maintenance erhält der Mitarbeiter alle

Instandhaltungsvorgänge auf einen Blick, gleich ob geplant oder ungeplant

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

Wandelbots bietet mit seiner No-Code Robotic Plattform eine

herstellerunbahängige Softwarelösung, die es Menschen vereinfacht mit

Industrierobotern zu arbeiten

41


Software/Tools/Kits

Das Wandelbots Teaching Eingagbegerät TracePen funktioniert wie eine

Computermaus für Industrieroboter

Meetings über das in der App verfügbare

Kanban-Board.

IT-Sicherheit

Als wesentlicher Aspekt bei der

Gestaltung einer derartigen Lösung

ist immer die Fragestellung der IT-

Sicherheit zu betrachten. Technische

Systeme in der Industrie werden

immer mehr Ziel objekt von Viren,

Hackerangriffen oder Ransomware-Attacken.

Diese sorgen nicht

nur für Betriebsunterbrechnungen

sondern vielfach auch für in die Millionen

gehende Schäden. Bezüglich

IT-Sicherheit, also Verfügbarkeit,

Integrität und Vertraulichkeit.

Die gemeinsam entwickelte Lösung

ist maximal zukunftssicher, da eine

Ende-zu-Ende-Verschlüsselung der

gesamten Kommunikation sichergestellt

ist.

5thIndustry setzt in der Bereitstellung

seiner Applikationen modernste

microservice- und cloud-basierte

Architekturen, die eine einfache

und schnelle Integration von weiteren

Systemen ermöglicht. Dies können

beispielsweise ERP-Systeme

sein um Daten von Fertigungsaufträgen

oder Maschinenstammdaten

auszutauschen aber eben auch

die Anlagen selber lassen sich einfach

anbinden

Nutzen der Lösung

Der entscheidende Nutzen der

gemeinsam entwickelten Lösung

liegt in der effizienten Einbindung

von maschinengenerierten Daten

(hier: Fehlerprotokolle von Industrierobotern)

in das alltägliche digitale

Arbeitsumfeld der Instandhaltungsmitarbeiter

(eine smarte App).

Damit werden Mitarbeiter von repetitiven

Tätigkeiten, z. B. dem Erzeugen

bzw. Verwalten von Störmeldungen,

entlastet und können so

produktiver eingesetzt werden.

Der implementierte End-to-End-

Workflow – von der Störungserfassung

durch die Produktionsanlage

bis zur Fertigmeldung und erneute

Inbetriebsetzung durch den Instandhalter

– erzeugt Informationssymmetrie

und Echtzeit-Transparenz:

Jeder in der Fabrik hat zu jedem

Zeitpunkt Zugriff auf alle wichtigen

Informationen. So ist eine schnelle

Reaktionsfähigkeit gegeben.

In Summe führen diese Maßnahmen

sowohl zu einer Entlastung

des Instandhaltungspersonals,

als auch zu einer Erhöhung

der Anlagennutzung (OEE). Beides

für Instandhaltungsleiter entscheidende

Zielgrößen.

Weitere logische

Entwicklungsschritte

Gemäß unserem Bild in die Zukunft

der Instandhaltung und in Hinblick

auf die Vision Industrie 5.0 ergeben

sich weitere logische Entwicklungsschritte:

So sollten wo immer

es geht, Produktionsanlagen mit der

eingesetzten Instandhaltungssoftware

gekoppelt werden. Dies können

Meldungen sein, die wie im vorliegenden

Beispiel direkt aus Anlagensteuerungen

generiert werden.

Genauso eignen sich aber auch

aus Condition Monitoring gewonnene

Daten zur automatisierten

Störungsmeldung.

Gerade bei inhomogenen Anlagenparks

ist die Einbindung verschiedenster

Datenquellen eine

Herausforderung. Diese lässt sich

aber mit den richtigen Technologien

bzw. Schnittstellen in der Regel einfach

lösen. Die Cloud bietet dafür

eine optimale Umgebung.

Integration in die

„büronahe“ digitale

Arbeitswelt

Eine weitere logische Konsequenz

ist die Integration in die „büronahe“

digitale Arbeitswelt. Gemeint sind

Standardanwendungen wie Microsoft

Teams oder SAP. Denn auch hier

herrschen nach wie vor Medienbrüche

vor. Auch hier ist eine einfache

Integration mit cloudbasierten

Anwendungen möglich.

Ein weiterer konsequenter Schritt

ist die Nutzung der gewonnen Daten

für zunächst einfache Data Analytics

Auswertungen möglich. Alle in

den 5thIndustry Apps erfassten und

generierten Daten werden zusätzlich

auch für eine direkte Anbindung

von Business Intelligence-

Lösungen wie PowerBI, Tableau

oder Qlik aufbereitet und ermöglichen

so tiefergehende Analysen

der Störungsvorfälle.

Mit dieser Technologie lässt sich

anbinden:

• Diverse Maschinen (div. Roboter,

Fräsmaschinen, Condition Monitoring

Sensorik)

• Integration in Teams, SAP etc.

• Predictive Algorithmen

42 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

Fazit

Das gemeinsam von 5thIndustry

und dem Dresdner Robotik-Spezialisten

Wandelbots umgesetzte Projekt

zeigt, wie cloudbasierte Apps

eine effiziente Mensch-Maschine-

Kommunikation unterstützen. Gerade

bei komplexem Anlagenpark entlastet

dies das Instandhaltungspersonal

und ermöglicht durch Informationssymmetrie

und Echtzeittransparenz

die Steigerung der OEE. ◄

Der Anwender bekommt durch den Fleetmanager einen transparenten Blick auf die Performance aller Roboter und

damit auf die komplette Produktion


Software/Tools/Kits

Hochgeschwindigkeitslösung

für die sichere Fernwartung

ProSoft präsentiert neue Version der Fernwartungs-Software NetSupport Manager

mit verbesserten Sicherheitsfunktionen

NetSupport

Manager v14

bietet mehr

Flexibilität

und Sicherheit

durch Gateway-

Verschlüsselung

mit SSL-/TLS-

Zertifikaten

den Räumlichkeiten einer Organisation

oder in einer privaten Cloud

gehostet werden kann. Dadurch

werden die Daten einer Organisation

noch besser geschützt und

sichergestellt, dass sie vollständig

unter ihrer Kontrolle bleiben, ohne

die Notwendigkeit, Dienste von Drittanbietern

in Anspruch zu nehmen.

Neue Gateway-

Verschlüsselung an Bord

ProSoft GmbH

www.prosoft.de

IT-Security-Experte und Trusted

Advisor ProSoft stellt die neue Major

Release v14 des NetSupport Managers

vor – eine Hochgeschwindigkeitslösung

für die sichere Fernwartung

und Fernsteuerung von

Servern, Workstations und Smart

Devices des gleichnamigen Softwareentwicklers

aus Großbritannien.

Als NetSupport Premier Partner

bietet ProSoft neben der Software

auch Schulung, Support und

Consulting an. „Die plattformübergreifende

Fernsteuerungssoftwarelösung

enthält jetzt eine ganze Reihe

neuer und verbesserter Funktionen,

um die Supportzeit zu minimieren

und die Online-Sicherheit der Benutzer

entscheidend zu erhöhen“, so

Robert Korherr, Geschäftsführer

der ProSoft GmbH.

Alles remote

PC-Fernwartung oder IT-Fernwartung

unterstützt heute IT-Abteilungen

beim Anwender-Helpdesk,

Client-Management, Server-Support

und kann auch bei Schulungen und

Trainings eingesetzt werden. Alle

Aufgaben werden „remote“ erledigt,

was enorme Kostenvorteile

ermöglicht und vielfach Zeit spart.

ProSoft empfiehlt dafür die Fernwartungssoftware

NetSupport Manager

(NSM), welche seit über 30 Jahren

ständig weiterentwickelt wurde und

als eine der stabilsten und sichersten

Client-Server-Fernwartungslösungen

mit dem größten Funktionsumfang

gilt.

Durchgängige Sicherheit

„Fernwartung bedeutet immer

Zugriff auf Computer, das Netzwerk

und die Daten eines Unternehmens.

Bei der neuen Version

wurden die Sicherheitstechnologien

deshalb noch weiter optimiert“,

so Korherr. Die neue Version 14

wurde in direkter Zusammenarbeit

mit Unternehmen entwickelt, um

deren aktuellen und sich ändernden

Anforderungen gerecht zu werden.

Die neuen Funktionen sind wie folgt:

Um die Sicherheit bei der Anmeldung

zu erhöhen und Zugriffsversuche

durch unbefugte Benutzer

zu verhindern, unterstützt NetSupport

Manager Version 14 sowohl

die RADIUS-Authentifizierung als

auch die Zwei-Faktor-Authentifizierung

(2FA). NetSupport Manager

bietet bereits lokale LAN/WAN-

Unterstützung über IP sowie eine

flexible HTTP-Kommunikation über

seine Gateway-Komponente, die in

Im neuesten Software-Update

wurde eine neue Gateway-Verschlüsselung

mit SSL-/TLS-Zertifikaten

hinzugefügt, um die Datensicherheit

zu erhöhen, während die

Sicherheitsvorkehrungen wie Gateways,

Sicherheitsschlüssel und

Bedienerpasswörter mit höheren

Verschlüsselungsniveaus verstärkt

wurden. Um den Schutz persönlicher

Daten zu unterstützen, können

die Client-Protokolldateien so

bearbeitet werden, dass nur ausgewählte

Informationen angezeigt

werden. Um persönliche Daten in

Kundendatenbanken zu schützen,

müssen beispielsweise Benutzernamen

vor den Augen der Bediener

verborgen werden.

Automatische Verbindungen

sparen Zeit

Die neuen Load Balancing Gateways

verwalten darüber hinaus eingehende

Verbindungen nun proaktiv

und verteilen diese automatisch

auf mehrere Gateways, um einen

Single Point of Failure zu vermeiden.

Dies ist vor allem für größere

Unternehmen nützlich, da es eine

gleichbleibend maximale Leistung

und Zuverlässigkeit gewährleistet,

ohne dass ein Eingreifen des Betreibers

erforderlich ist.

NetSupport Manager unterstützt

Windows 11, 11 SE und Windows

Server 2022, trägt das PC PRO-

Empfehlungsabzeichen und kann

30 Tage lang kostenlos getestet werden.

NetSupport Manager kann um

Funktionen wie IT-Asset Management

und ServiceDesk erweitert

werden. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

43


Digitalisierung

Verstehen, vernetzen, verbessern:

Die digitale Fabrik

als Teil der ganzheitlichen Digitalisierung

Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber auf dem Weg zu einer

nachhaltigen Fabrik, alle Bilder © Dassault Systèmes

Autor:

Björn Manderbach,

Director DELMIA Industry

Consulting

Dassault Systèmes

www.3ds.com

Die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen

Rahmenbedingungen,

mit denen Unternehmen heutzutage

konfrontiert sind, haben sich gewandelt:

Eine globalisierte Welt, neue

Arbeitsmodelle wie Remote Work,

aber auch die steigende Relevanz

von Nachhaltigkeitsaspekten – all

diese Herausforderungen müssen

Unternehmen meistern, um ihre

Effizienz, Resilienz und Agilität zu

steigern. Die meisten Unternehmen

haben inzwischen erkannt, dass

genau hier die Digitalisierung greift.

Lange Zeit war das Projekt „Digitale

Fabrik“ überwiegend großen Konzernen

vorbehalten, die die nötigen

Kapazitäten und Ressourcen

aufwenden konnten. Mittlerweile

haben sich Technologien sowie

der Zugang zu Softwareangeboten

gewandelt – Stichwort Cloud

– sodass auch Mittelständlern die

Möglichkeiten der digitalen Fabrik

offenstehen. Doch was genau versteckt

sich hinter dem Begriff?

Eine komplett digitale

Fabrik – unmöglich oder

kinderleicht?

Etwa um die Jahrtausendwende

entstand die Grundidee einer „digitalen

Fabrik“ im Markt. Sie beschrieb

anfangs jedoch nur die virtuelle Planung

im Sinne des Product Lifecycle

Managements (PLM) – also lediglich

die Modellierung und Simulation

des Fertigungsprozesses im

virtuellen Raum ohne Bezug zur

tatsächlichen Ausführung. Mittlerweile

wird darunter die ganzheitliche

Betrachtung aller Abläufe innerhalb

einer Fabrik unter Berücksichtigung

der virtuellen und realen Gesichtspunkte

verstanden. Was zu Beginn

abstrakt und schwer nachzuvollziehen

klingt, ist in der Praxis relativ

simpel: Alle beteiligten Maschinen,

Menschen, Werkzeuge und

Ressourcen sollen im Endergebnis,

basierend auf einem virtuellen

Modell, real miteinander vernetzt

sein und miteinander kommunizieren.

Es geht demnach um die Digitalisierung

von Abläufen. Die Kernfrage

lautet: Wie kann ich Prozesse

in der Fertigung durch den Einsatz

von Software unterstützen und optimieren?

Auch kleine Schritte

führen zur digitalen Fabrik

Aller Anfang ist schwer: Um die

eigene Fertigung fit für die Zukunft

zu machen, ist es keinesfalls notwendig,

die gesamte Fabrik in einem

Zug zu digitalisieren. Zielführender

ist es, schrittweise vorzugehen und

drängende Bereiche zu priorisieren.

Dieser Ansatz bricht das hochkomplexe

Projekt auf greifbare Prozesse

sowie Arbeitsschritte herunter. Alle

Aktivitäten zielen trotzdem auf das

große Gesamtziel einer möglichst

digitalen Fertigung ab. Einen konkreten

Startpunkt definieren Unternehmen

demnach individuell entlang

der gesamten Wertschöpfungskette:

Für Firma A kann das die Verzahnung

von Konstruktion und Produktion

sein, Firma B möchte die Zusammenarbeit

mit Zulieferern optimieren,

während Firma C eine neue

Fertigungslinie am 3D-Modell plant.

Prozessketten

virtuell abbilden

Eine Möglichkeit, wie digitale

Abläufe die Effizienz erhöhen, ist die

Simulation von Produktionsvorgängen.

Üblicherweise müssen Roboter,

Maschinen oder Anlagen manuell

programmiert und für diese Zeit

aus dem Betrieb genommen werden.

In einer digitalen Fabrik ist es

möglich, virtuell abzubilden, wie sich

die Bewegungen dieser Ressourcen

verhalten und die Arbeitsschritte

bereits am Computer zu simulieren.

Der Code wird dann lediglich

auf die Maschine übertragen, ohne

dass die Produktion längere Zeit

unterbrochen werden muss.

Die ganze Fabrik

als virtuelles Modell

Die Digitalisierung in der Industrie

lässt sich aber auch auf die Fabrik

selbst – also die Fertigungslinien –

anwenden. Häufig erstellen Unternehmen

ein 3D-Modell ihrer bestehenden

Hallen, um virtuell ein neues

Layout zu planen. Mithilfe von speziellem

Equipment, das per Laser

und Kamera die Halle einmal komplett

scannt, wird der Status Quo

abgebildet. Das Modell berücksichtigt

alle Parameter des aktuellen

Fabriklayouts: vom Grundriss

über Abmessungen der Maschinen

und Freiräume bis hin zu Lüftungsmöglichkeiten

und Medienanschlüs-

Mit der Simulation von Produktionsvorgängen lassen sich Abläufe

ressourcen- und kostenschonend optimieren

44 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Digitalisierung

Mit 3D Modellen lassen sich Ideen, Produkte und Prozesse schnell und

einfach visualisieren

Eine Datenplattform bildet als „Single Source of Truth“ die Basis für eine

effiziente Zusammenarbeit

sen. Bevor neue, kostenintensive

Fertigungslinien tatsächlich angeschafft

werden, können Architekten

und Fabrikplaner nun anhand des

3D-Modells zusammenarbeiten.

So können sie nicht nur sicherstellen,

dass die Maschinen im Layout

auch wirklich Platz finden, sondern

auch die optimale Platzierung wählen,

um Laufwege zu verkürzen und

Abläufe zu beschleunigen.

Mit digitalen Lösungen

zur nachhaltigen Fabrik

Das Thema Nachhaltigkeit spielt

für Unternehmen in vielerlei Hinsicht

eine elementare Rolle: Veränderte

Kundenerwartungen, Regularien

der Politik, steigende Energiepreise

– die Liste ist lang. Hier kommen

digitale Lösungen ins Spiel. Sie

können dabei helfen, Prozesse und

Produkte nachhaltiger zu gestalten.

„Nachhaltigkeit“ im Unternehmenskontext

lässt sich somit von

verschiedenen Seiten beleuchten.

Dabei stehen die Bereiche nicht nur

für sich, sondern beeinflussen sich

gegenseitig.

Nachhaltige Produkte

Wie klimafreundlich Produkte sind,

schlägt sich insbesondere in der

Wahl der verwendeten Materialien

nieder. Entsprechende Softwaretools

können bereits in einer frühen

Phase der Entwicklung Informationen

darüber anzeigen, welche

Bauteile in der Konstruktion

und im Betrieb am meisten CO 2 -

Ausstoß verursachen. Auf Basis

dieser Daten ist es dann möglich,

Änderungen am Produkt vorzunehmen,

beispielsweise ein umweltfreundlicheres

Material zu wählen.

Darüber hinaus unterstützen diese

Softwarelösungen dabei, Umweltauswirkungen

entlang der gesamten

Wertschöpfungskette zu minimieren

und die Kreislaufwirtschaft

zu fördern.

Nachhaltiges Wirtschaften

Unter diesem Punkt, der sogenannten

„Business Sustainability“,

ist die Fähigkeit eines Unternehmens

zu verstehen, seine Geschäftsziele

zu erreichen und den langfristigen

Unternehmenswert zu steigern,

indem es wirtschaftliche, ökologische

und soziale Aspekte in seine

Geschäftsstrategien integriert. Für

viele Unternehmen ist ein nachhaltiger

Ansatz mehr als nur ein Trend.

Es ist Teil einer Strategie zur Verbesserung

von unternehmerischer Nachhaltigkeit.

Sie versuchen den negativen

Einfluss auf Umwelt und Gesellschaft

zu minimieren und sicherzustellen,

dass künftigen Generationen

die entsprechenden Ressourcen

für ihre Bedürfnisse zur Verfügung

stehen. Dazu zählen qualifizierte

Fachkräfte und lebenslanges

Lernen genauso wie Investitionen,

die langfristig wirtschaftliche, ökologische,

aber auch soziale Kosten

vermeiden. Im Rahmen einer digitalen

Fabrik lassen sich beispielsweise

über das Lebenszyklusmanagement

der Maschinen selbst

alle Vorgänge in der Fabrik transparent

darstellen. Mit der Unterstützung

von Predictive Maintenance,

also der vorausschauenden Wartung,

erkennt die Software Muster

im Verhalten von Maschinen. So

können sich Unternehmen rechtzeitig

um Reparatur oder Ersatz

kümmern – ohne, dass die Kontinuität

des Betriebs gefährdet ist –

und sind nicht mit plötzlichen Störungen

konfrontiert.

Einheitliche Datenplattform

als Voraussetzung für eine reibungslose

Zusammenarbeit und

dynamische Optimierungen. Der

Grundbaustein einer digitalen Fabrik,

um Prozesse zu digitalisieren und

dadurch zu optimieren, sind umfassende

Informationen über Maschinen,

Abläufe und Ressourcen.

Hier kommt der Plattformgedanke

ins Spiel. Eine Datenplattform bildet

die ‚Single Source of Truth‘ für

alle relevanten Elemente der digitalen

Fabrik und fügt das Puzzle

letztendlich zu einem Gesamtbild

zusammen. Sie verwaltet also nicht

nur Daten zentral, sondern bündelt

auch Softwareapplikationen, die in

den unterschiedlichsten Prozessen

zum Einsatz kommen. Gleichzeitig

ermöglicht die Plattform einen

Datenrückfluss: Informationen

zu laufenden Prozessen werden

erfasst und analysiert. Die Auswertung

wird dann mit den ursprünglichen

Plänen verglichen und ermöglicht

Aussagen darüber, welche

Prozesse Optimierungspotenzial

bieten. Informationen sind auf

der Plattform stets aktuell, sodass

alle Mitarbeitenden auf dieselbe

Datenbasis zugreifen. Zudem können

die Beteiligten ortsunabhängig

und dennoch kollaborativ arbeiten –

ein großer Wettbewerbsvorteil, den

Unternehmen besonders in Zeiten

zunehmender Remote-Arbeit zu

schätzen gelernt haben.

Digitalisierung ist jetzt

Die aktuelle wirtschaftliche und

gesellschaftliche Lage verdeutlicht,

dass Unternehmen jetzt handeln und

die Digitalisierung anstoßen sollten,

um langfristig am Markt erfolgreich

zu bleiben. Fakt ist: An welcher Stelle

ein Unternehmen damit beginnt, ist

individuell. Der zunehmend einfache

Zugang zu Daten – der Grundlage

aller digitaler Aktivitäten – sowie

preiswerte Software- und Servicelösungen,

machen die vernetzte

Fabrik zu einem immer beliebteren

Konzept. Und auch der Mittelstand

greift verstärkt auf entsprechende

Methoden und Werkzeuge wie Simulation,

Robotik, MES-Systeme oder

Virtual Reality-Anwendungen zurück.

Kein Wunder, denn die Vorteile liegen

auf der Hand: Digitale Prozesse

unterstützen die ressourcenschonende

Produktion für mehr Nachhaltigkeit,

stellen Transparenz über die

Abläufe in der eigenen Fabrik sicher

und optimieren dadurch Arbeitsweisen

hin zu mehr Flexibilität, Effizienz

– ein Mehrwert für Mitarbeitende und

das Unternehmen. ◄

Mit Hilfe eines virtuellen Zwillings lassen sich Prozesse vorab in der

virtuellen Welt erproben und so optimieren

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

45


HMI

Wie Applikationen das Sprechen lernen

Autoren:

Stephan Menze (Bild),

Head of Global Innovation

Management und

Marvin Schiffel,

Technischer Support

Rutronik Elektronische

Bauelemente GmbH

www.rutronik.com/de

© AdobeStock_407758537

Sicherheit, Barrierefreiheit, leichtere

Handhabung und Steigerung

der Effizienz: Sind Geräte in der

Lage mit ihren Nutzern über Sprache

zu kommunizieren, hat das

viele Vorteile. Meldet ein Warnsystem

im Krankenhaus über Lautsprecher

zum Beispiel das konkrete

Szenario beim Patienten,

können bereits auf dem Weg dorthin

erste Maßnahmen eingeleitet

werden. Auch in weitläufigen Produktionsstätten

ist eine Implementierung

von Sprache eine sinnvolle

Ergänzung, um Abläufe zu

optimieren. Wichtig dabei ist in

jedem Fall die Verwendung von

klarer Sprache, die eindeutig zu

verstehen ist.

Text-To-Speech-Software

Für eine qualitativ hochwertige

Sprachausgabe wurden bislang

individuelle Studioaufnahmen mit

professionellen Sprechern vorgenommen,

was ein äußerst kosten-

Bild 1: Der Epson Chip ASIC S1V3G340

wurde auf dem Adapter Board Text

To Speech von Rutronik integriert

und zeitintensives Vorgehen ist.

Einen wirtschaftlich interessanten

Lösungsansatz realisiert die Nutzung

einer spezialisierten Text-To-

Speech-Software für die Phrasengenerierung

und eines entsprechenden

Chips. Dieser wurde auf

ein eigens dafür angepasstes Adapter

Board integriert. Dadurch wird

es möglich über eine SPI-Schnittstelle

mit z. B. Mikrocontrollern zu

kommunizieren.

Der folgende Text zeigt eine Stepby-Step-Anleitung

für die Erstnutzung

des Text-To-Speech-Adapter

Boards:

Das Board (Bild 1) eignet sich

optimal für Human Machine Interface

(HMI)-Anwendungen, die

Sprachführung und Audiowiedergabe

erfordern, wie sie vor allem

im Smart Home, bei Sicherheitsund

Alarmanlagen für das industrielle

wie private Umfeld, medizinischen

oder Fitnessgeräten, sowie

Lernanwendungen, wie z. B. Übersetzer,

zu finden sind.

Herzstück

des Adapter Boards ist ein neu

entwickelter Chip. Er wird vom

Host-Mikrocontroller gesteuert

Bild 3: Keycode Registrierung: Auswahl der Schaltfläche „Tool“ und weiter

„KEYCODE-registration“

Bild 2: Start der ESPER2 Software und Erstellen eines neuen Projektes mit

dem verwendeten IC/MCU. Die für die Programmierung benötigten Software-

Pakete sind das Epson ESPER2 (Easy Speech Phrase Editor Release 2) und das

RutEpsonFlashTool

Bild 4: Schritt 1 – Einen neuen Satz anlegen

46 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


HMI

Bild 5: Schritt 2 - Über die „Import“-Schaltfläche können auch Tondateien im

wav- oder EOV-Format eingefügt werden

Bild 7: Schritt 3 – Kombinieren von Satzpaaren: Die Sentence List besteht

aus allen Sätzen die entweder als CSV-Datei hochgeladen wurden oder

selbstständig im Tool generiert wurden

Bild 6: Fenster für Ausspracheoptimierung

und kann zuvor definierte Sprache,

die sich als Binary im externen

NOR-Flash befindet, abspielen.

Die USB-to-SPI-Bridge wandelt

beim Flashvorgang die Daten

vom USB-Protokoll in ein serielles

Protokoll um.

Der Chip unterstützt in Kombination

mit dem Voice Data Creation

PC Tool zwölf Sprachen: Amerikanisches/britisches

Englisch, Chinesisch,

Japanisch, Koreanisch,

(amerikanisches) Spanisch, (kanadisches)

Französisch, Deutsch,

Italienisch und Russisch. Vorformulierte

Sätze können als Text im

CSV-Format in das Tool importiert

oder in eine Editormaske direkt

eingegeben werden. Mit Hilfe des

Tools wird daraus eine Sprachdatei

erzeugt. Für die korrekte und

natürliche Aussprache und Betonung

analysiert das Tool auch den

Satzbau der Texte. Zudem verfügt

es über ein umfangreiches Wörterbuch.

Die Aussprache von Produkt-

und Eigennamen oder Wortschöpfungen,

die nicht im Wörterbuch

hinterlegt sind, lässt sich mit der

Editierfunktion in die gewünschte

Form bringen. Dadurch ist die

Qualität der generierten Audiodateien

vom gesprochenen Wort

eines Menschen kaum zu unterscheiden.

Zusätzlich sind mittels

des kostenlosen Sprachsynthese-IDE-Tools

Aufnahmen eigener

Sprachführungsaudios in Studioqualität

möglich.

1. Vorbereitung auf

Software-Ebene

Bild 8: Schritt 4 – Überprüfen auf Vollständigkeit

Bild 9: Start-Ansicht des Rutronik Tools

Zum Programmieren und Laden

des Adapter Boards werden zwei verschiedene

Softwarepakete benötigt.

Alle erzeugten Sprach- und Audiodaten

werden mit einer Nummer versehen,

die in ein Register des Hardware-Prozessors

geschrieben wird,

der dann die jeweiligen Sprach- und

Audiodaten abspielt (Bild 2). Eine

zusätzliche Software zur Verknüpfung

der Sprach- und Audiodaten

ist damit nicht nötig. Bevor eigene

Projekte über die Software realisiert

werden können muss die Software

über einen Verifizierungscode freigeschaltet

werden (Bild 3).

Was soll die

Anwendung sagen?

Über die Schaltfläche „New“, oder

„Insert“ lässt sich ein neuer Satz

anlegen (Bild 4). Die Reihenfolge

wird über die Funktionen „Up“ und

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

47


HMI

Bild 10: Rutronik Tool Schritt 1 - Bevor neue Daten in das Board geladen

werden können, ist es nötig, das Flash zu löschen

Bild 14: Auswahl des Ziel-Controllers

Bild 11: Rutronik Tool Schritt 2

Bild 15: Alternativ ist es auch möglich, mit vorgefertigten Code-Beispielen

weiterzuverfahren

Bild 12: Rutronik Tool Schritt 3 – Nach den drei Schritten kommt der PSoC

zum Einsatz

Bild 16: Bildschirmansicht zur Benennung des Workspaces und des Projektes

Bild 13: Projektumsetzung für den Cypress PSoC-Controller im PSoC Creator:

„File“ -> „New“ -> „Project“

„Down“ verändert. Zur Ergebniskontrolle

kann der erstellte gesprochene

Text über den PC-Lautsprecher

abgespielt werden („Play“

bzw. Stop“).

Es ist anschließend möglich, die

Aussprache einzelner Sätze und

Wörter zu bearbeiten (Bild 5). Dazu

wird der ausgewählte Bereich ausgewählt

und durch Klick auf „Edit“ in

einem Bearbeitungsfenster (Bild 6)

geöffnet.

Nun lassen sich diverse Punkte

verändern: So können Aufzeichnungen

durch die Verwendung der

„User ID“ kategorisiert oder Abspielgeschwindigkeit,

Tonhöhe, Pausen,

Lautstärke usw. optimiert werden.

Die Veränderungen können zur

Kontrolle abgespielt und ggf. weiter

angepasst werden. Mit einem

finalen „OK“ erfolgt die endgültige

Bestätigung.

Mittels einfacher „Drag & Drop“-

Funktion werden nun Satzpaare

gebildet. Der zu bearbeitende

48 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


HMI

Satz wird dafür aus der „Sentence

List“ (links in Bild 7) ausgewählt,

die gewünschten Phrasen aus der

„Phrase List“ (rechts) hinzugefügt.

Die Phrasendateien können ebenfalls

individuell angepasst werden.

Außerdem ist es möglich Audiodateien,

wie z. B. eine spezielle

Wartemusik, zu dem Satzkonstrukt

zu ergänzen. Für einen natürlicheren

Sprachfluss sind auch Pausen

zwischen den Fragmenten wichtig,

diese werden mittels der Funktion

„Delay“ integriert.

Vollständigkeit prüfen

Im nächsten Schritt werden die

geplanten Sätze auf Vollständigkeit

überprüft (Bild 8). Die einzelnen

Satzteile können dafür nach

„Nr.“; „ID“; „User ID“; „Phrase“ sortiert

werden. Nach der Überprüfung

empfiehlt es sich, die Größe der zu

konvertierenden Datei mit „Size

Check“ zu kontrollieren, um unnötige

Anforderungen an die Speicherkapazitäten

zu vermeiden, die

RutAdaptBoard Function PSoC Port Plug-in board

P 0.0 P 6.4 MessageReady P 1.0 LED1

P 0.1 P 6.5 StandByExit P 1.1 LED2

P 0.2 P 6.7 DeviceReset P 1.2 LED3

P 0.3 P 1.2 Mute P 1.3 LED4

P 0.4 P 1.4 SPI:Mosi P 1.4 Button

P 0.5 P 1.5 SPI:Miso

P 0.6 P 1.6 SPI:SCLK

P 0.7 P 6.8 SPI:SS

Tabelle 1: Übersicht der Anschlüsse

die Funktionsweise der Anwendung

beinträchtigen könnten. Durch den

abschließenden Klick auf „ROM“

wird die Sounddatei final erstellt.

So bekommt die Anwendung

ihre Stimme

Nach der Definition, welche Texte

über die geplante Anwendung ausgegeben

werden sollen, wird die erstellte

Sounddatei auf das Adapter-Board

geladen. Dazu ist eine Verbindung

des Boards über ein USB-Kabel mit

dem PC, sowie über ein Aux-Kabel

mit den Lautsprechern nötig. Wichtig

dabei ist, dass die Schalterstellungen

auf „ON-USB“ stehen.

Nun können die erstellten Sounddateien

geladen werden (Bild 9).

Dafür muss zunächst über den

Bereich „Select and Write to Flash“ ->

„SOUND“ -> „EOV“ das gewünschte

Projekt ausgewählt werden (Bild 10).

Im Anschluss wird unter „Select

LIST file“ (Bild 11) die Datei ausgewählt,

die die Software anzeigen

und durch die Sätze navigieren soll.

Änderungen

abschließend verifizieren

Um alle Änderungen abschließend

zu verifizieren, erfolgt die Registrierung

durch einen Keycode. Dabei

handelt es sich um denselben Code,

der zum Freischalten verwendet

wurde. Erst dann ist es möglich die

importierten Sounddateien mit Hilfe

der Tasten „Play selected“, „Next“

und „Previous“ anzuhören (Bild 12).

Auf Kommando

sprechen lernen

Nach den Einstellungen im Adapter

Board, folgt die Projektumsetzung

für den Controller. Als erstes

wird dieser über USB mit dem PC

verbunden. Im Mikrocontroller Creator

erfolgt der erste softwareseitige

Schritt, das Anlegen eines eigenen

Arbeitsbereichs (Bild 13) und

anschließend die Auswahl des Ziel-

Controllers (Bild 14):

Für ein komplett individualisertes

Design wird im nächsten Fenster die

Auswahl „Empty Schematic“ getroffen

(Bild 15). Anschließend erfolgt

die Benennung des Projektes und

des Arbeitsbereiches (Bild 16).

Alle wichtigen Treiberdateien, die

für die Kommunikation zwischen

Controler und Anwendung nötig

sind, sind in einer ZIP-Datei zusammengestellt

und werden als exklusive

Serviceleistung für Kunden auf

Nachfrage angeboten. Um die optimale

Funktionalität zu gewährleisten,

dürfen hier keine Änderungen vorgenommen

werden (Bild 17 und 18).

Nach der Software kommt

die Hardware-Konfiguration

und Handhabung

Neben dem Adapter Board und

dem Controller sind zudem ein Lautsprecherkabel,

sowie der passende

Lautsprecher, ein USB-Micro-B-

Kabel mit Datenübertragungsfunktion

und eine Stromquelle (z. B. der

Laptop) erforderlich. Das verwendete

Beispiel nutzt ein spezielles

Prototyping Kit mit vier externen

LEDs als Statusregister und einer

externen Taste als Eingangssignal.

Zunächst werden die beiden Boards

miteinander und mit der Peripherie

verbunden (Bild 19).

Nachdem der Controller über USB

mit einer Stromquelle verbunden

wurde, kann die Audiowiedergabe

per Knopfdruck gestartet werden.

Damit Reden Gold wird

Die Time-To-Market ist bei der

Entwicklung von Anwendungen der

letztlich entscheidende Punkt: Langwierige

Vorarbeiten und zusätzliche

Ausgaben wie z. B. Studioaufnahmen

für die Sprachausgabe eines

Smart Devices könnten ein Projekt

unrentabel werden lassen, so

dass es gar nicht erst in die Serienproduktion

geht. Wer die Entwicklungszeit

für eine hochwertige

Sprachausgabe nochmal deutlich

verkürzen möchte, greift deshalb

am besten auf ein Arduino-kompatibles

Adapter-Board (Arduino Shield)

zurück. Es kann auf jedes handelsübliche

Mikrocontroller-Evaluation-

Kit mit Arduino-Interface gesteckt

werden. ◄

Bild 17: Nach dem Entpacken des Ordners in den Workspace wird die

Applikation „Cypress_and_RutAdaptBoard_Demo.cyprj“ gestartet

Bild 18: Schaltflächen zu Debuggen

und Flashen befinden sich in der

oberen linken Ecke

Bild 19: So werden das Rutronik

Adapter Board – Text To Speech,

der Cypress Controller und das

PSoC4 Prototyping Kit miteinander

verbunden

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

49


Sicherheit

Konfigurieren statt Programmieren

Safety im Wandel der Zukunft

Beobachtet man die Entwicklungen

rund um die Sicherheitstechnik

erkennt man schnell folgenden

Trend: Die Bedienung und der Einsatz

von Safety wird in der Zukunft

nachhaltig vereinfacht werden. Die

taktangebende Kraft ist hierbei der

Dienstleistungsgedanke.

In der heutigen Zeit arbeiten Menschen

und Maschinen zunehmend

enger zusammen. Dabei übernehmen

die Maschinen verstärkt eigenständige

Aufgaben und werden

zunehmend von künstlicher Intelligenz

(KI) unterstützt. Der Mensch

dagegen rückt von seiner ursprünglichen

Rolle des „Bedieners“ stärker

in die Rolle des „Bedienten“.

Denn er wird mehr und mehr von

der Maschine entlastet. Während

Maschinen wiederkehrende und

automatisierbare Aufgaben übernehmen,

kann sich der Mensch

als Benutzer der Maschine auf das

konzentrieren, was die Maschine

nicht kann. Er löst beispielsweise

Probleme oder neue Aufgaben mit

der Maschine und optimiert deren

Einsatz.

tet. Hier zeigt sich ein Trend, bei

dem die Sicherheitstechnik so

ausgelegt wird, dass der Benutzer

immer weniger programmieren

muss und somit auch einen

deutlich geringeren Aufwand hat.

Besonders erfolgreich sind vor

allem Lösungen, bei denen immer

komplexere Funktionalitäten vermehrt

für den Endanwender vereinfacht

werden. Neben den Funktionalitäten

muss aber auch der Einsatz

komplexer Sicherheitstechnik

in der Maschine simpler werden.

Denn nur so können mittelständische

Maschinen- und Anlagenbauer

mit begrenzten Ressourcen

ihren Kunden den geforderten Service

bieten. Der Ansatz der Konfiguration

rückt mit den heutigen

Trends wieder in den Vordergrund

und wird von dem Servicegedanken

maßgeblich angetrieben.

Sicherheit und Service

Setzt man sich mit dem Thema

Sicherheit im Zusammenspiel von

Mensch und Maschine auseinander,

wird man zwangsläufig mit den

Begriffen wie funktionale Sicherheit,

Sicherheitslevel, Normen und Zertifizierung

konfrontiert. Grundsätzlich

lässt sich folgendes festhalten: Von

Maschinen können Gefahren ausgehen.

Um Menschen vor Gefährdungen

zu schützen, werden Sicherheitsgeräte

eingesetzt. Diese benötigen

ein entsprechendes Zertifikat,

welches beispielsweise der TÜV

ausstellt. Die Zertifizierung selbst ist

jedoch ein aufwendiges und komplexes

Verfahren. Es beginnt bei der

Produktentwicklung und geht über

die Fertigung bis hin zum Vertrieb

und der Wartung. Prinzipiell muss

jedes Produkt am Ende so ausgelegt

sein, dass ein Benutzer unter

Berücksichtigung des Sicherheitsgedankens

eine Maschine in Betrieb

setzen kann. Was der Benutzer letzten

Endes für die Inbetriebsetzung

des Produktes tun muss, hängt ganz

und gar davon ab, welche und wie

viele Services der Produktlieferant

bereits in das Produkt integriert hat.

Der Service-Gedanke kennzeichnet

sich demnach verstärkt durch das

Maß, wie sehr der Aufwand für die

Einrichtung und Inbetriebnahme

reduziert wird.

Anders ausgedrückt könnte man

sagen, dass der Service durch das

Maß der Vereinfachung der Benutzung

gekennzeichnet ist. Die Technik

dient dem Menschen.

Ein Blick in die Historie

Seit es Maschinen gibt, liegt es

auch in der Verantwortung der

Maschinenbetreiber, ihre Mitarbeiter

zu schützen. Mit der Einführung

gesetzlicher Regelungen wie

der Maschinenrichtlinie wurde die

Umsetzung eines Sicherheitskonzeptes

letztlich vorgeschrieben.

Eine der ersten und ebenfalls einfachsten

Lösungen, auf die zurückgegriffen

wurde, war der Einsatz von

nicht intelligenter Sicherheitstechnik.

So setzte man beispielsweise

Nothalt-Knöpfe oder Sicherheitszäune

zusammen mit Sicherheits-

Relais ein, um potenzielle Gefährdungen

zu vermeiden. Bereits in

den Anfängen entwickelte sich ein

Gegenspiel von Programmieren

und Konfiguration im Sicherheitsumfeld.

Im Vordergrund stand die

Frage, wie die Produktion effizienter

und kostengünstiger gestaltet

werden kann. Denn ein Stillstand

der Maschine war früher wie heute

immer mit vermeidbaren Kosten verbunden.

Man war der Ansicht, dass

die dafür notwendige Komplexität der

Technik nur durch programmierbare

Systeme umfassend abgebildet werden

konnte. Konfigurierbare Geräte

hingegen konnten lediglich einfache

Funktionen ausführten.

Sich selbst

überwachende Maschine

Um jegliche Gefahren zu vermeiden,

überwacht sich die in Betrieb

gesetzte Maschine selbst. Dafür

wird sie zunehmend mit intelligenter

Sicherheitstechnik wie

Sicherheitsfunktionen ausgestat-

Brinkmann Electronic Berlin

GmbH

www.bel.berlin

50 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Cybersicherheitslösung zum physikalischen Trennen von Ethernet-Verbindungen

Mit dem 4-Port Ethernet Line

Breaker ipELB führt IPCOMM

ein System für Cybersicherheit

in industriellen Netzwerken ein.

Es ermöglicht die physikalische

Trennung von Ethernet-Verbindungen,

um sensible Infrastrukturen

von der Außenwelt abzukapseln.

Hierzu setzt das Unternehmen

sein eigenes Hardwaremodell

SEC3ER ein, das mit vier individuell

abschaltbaren 10Gbit-Ethernet

Port-Paaren ausgestattet ist.

Diese können durch Kommunikationsprotokolle

(z. B. OPC UA,

Modbus, IEC 60870-5-101/104)

ferngesteuert und automatisiert

werden. Zusätzlich können acht

digitale Eingänge und acht digitale

Ausgänge der Hardware dazu

genutzt werden, um Netzwerkverbindungen

zu steuern oder komplexe

Schaltungen zu realisieren.

Zum manuellen Ab- und Anschalten

der Ports befindet sich auf der Vorderseite

des Geräts je ein 3-Wege-

Schalter. Eine integrierte Weboberfläche

stellt sämtliche Konfigurationsmöglichkeiten

bereit, um die

trennbaren Ethernet-Verbindungen

zu automatisieren. Ebenso können

dort die einzelnen Verbindungszustände

visualisiert und bei Bedarf

gesetzt werden.

Einsatzbereiche

Der 4-Port Ethernet Line Breaker

ipELB eignet sich für die physikalische

Absicherung von Fernwartungszugängen,

kann aber auch zur

Redundanzkopplung von Bestandsanlagen

oder zur Anbindung redundanter

Internet Service Provider

(ISP) eingesetzt werden. Ein weiterer

Einsatzbereich ist die Überwachung

und Steuerung des physikalischen

Verbindungszustands,

wenn Sicherheitsvorfälle im Unternehmensnetz

auftreten. Wird ipELB

zur Netzwerksegmentierung eingesetzt,

können einzelne Netzwerksegmente

zuverlässig isoliert werden,

ohne die Kommunikation auf

weiteren Linien zu beeinträchtigen.

IPCOMM GmbH

IPCOMM GmbH ist ein mittelständisches

Unternehmen aus Nürnberg

und entwickelt industrielle Gateways

zur Kopplung heterogener

Kommunikationssysteme. Als etablierter

Spezialist für die Protokollkonvertierung

ist IPCOMM mit über

20 Jahren Entwicklungserfahrung

der richtige Ansprechpartner für

nahezu jede Kommunikationsaufgabe:

Ob Energie-, Wasser-, oder

Gasversorgung, die Produkte und

Komplettlösungen von IPCOMM

bewähren sich in einer Vielzahl langlebiger,

internationaler Projekte namhafter

Unternehmen. Neben kundenund

projektspezifischen Lösungen

für industrielle Kommunikation und

die Automatisierungsbranche, bieten

auch die Standardprodukte von

IPCOMM einen hohen Flexibilitätsgrad,

um sie in komplexe Systeme

zu integrieren.

Halle 5, Stand 140

IPCOMM GmbH

www.ipcomm.de

Konfiguration

So entwickelten sich im Laufe der

Zeit zwei Richtungen: Erste kleine

konfigurierbare Sicherheitskleinsteuerungen

wie beispielsweise

die PNOZ, die Flexi Classic oder

die Samos wurden auf den Markt

gebracht. Mit Lösungen wie diesen

konnten Anwender dank einfachsten

Konfigurationen über einen

kleinen Drehschalter das Gerät an

ihre individuellen Wünsche anpassen.

Komplexe Funktionen konnten

damit aber nicht realisiert werden.

Programmierung

Das Thema Programmierung

wurde hingegen parallel mit der

Entwicklung von speicherprogrammierbaren

Sicherheits-Steuerungen

(Safety-SPS) relevant. Bei dieser

Lösung programmiert ein Maschinenbauer

oder Anlagen-Integrator

seine spezifische Anwendung.

Den Nachweis über die Sicherheit

in seinem Gerät muss er allerdings

selbst erbringen. Damit einhergehend

gelten die Grundsätze der

sicheren Softwareentwicklung und

die damit verbundenen Aufwände,

die in der Regel hoch sind. Mit dieser

Entwicklung sind die Anforderungen

an den Prozess der sicheren

Maschinen- und Anlagenentwicklung

enorm gestiegen.

Moderne

Sicherheitstechnik

erreicht ein hohes Niveau an innerer

Komplexität. Um die Zusammenarbeit

von Mensch und Maschine

weiter zu verbessern, werden heute

mehr und leistungsfähigere Sensoren,

smarte Algorithmen und echtzeitfähige

Kommunikation verwendet.

Die Leistungsfähigkeit der verwendeten

Safety-Controller steigt

im gleichen Maß. Cobots können

sensitiv ihre Umgebung mit einberechnen,

AGV werden immer flexibler

und damit produktiver. Bleibt

die Technik auch beherrschbar?

Gibt es einen Weg, die gestiegene

Komplexität so zu kapseln, dass die

Anforderungen an die Nutzer nicht

ebenso wachsen?

„Simply Safe“-Gedanken

Auch wenn die Sicherheitsfunktionen

komplexe Aufgaben bedienen,

die Anforderungen an Funktionalitäten

stetig steigen und komplizierter

werden, müssen die Anwendungen

benutzerfreundlich sein. Der

Entwicklungsdienstleister Brinkmann

Electronic Berlin GmbH (BEL) unterstützt

den Trend der Konfiguration

und sieht ein hohes Potenzial darin:

„Die Konfiguration wird mit der Zeit

mächtiger und ermöglicht wieder die

Komplexität der Technologie. Sie

macht diese aber beherrschbar“,

so Peter Brinkmann, Geschäftsführer

bei BEL. Als Service-Anbieter

entwickelt das Team Software

und Hardware mit dem Ziel, Sicherheitsanwendungen

einfacher zu

machen – eben „simply safe“. Sie

sind der Überzeugung, dass diese

Anwendungen in einer noch komplexer

werdenden Welt trotzdem

beherrschbar und konfigurierbar

gemacht werden kann und bieten

eine Lösung, bei der kein Programmieren

notwendig ist.

Fazit

Die BEL modulare Sicherheitsplattform

kann in Geräte wie Antriebe,

Sensoren, IPCs integriert werden.

Der von BEL gelieferte Konfigurator

kann nahtlos in bestehende Inbetriebnahme-Werkzeuge

integriert

werden. Mit dem Konfigurator können

Integratoren, einfach, schnell

und sicher ihre leistungsfähigen

Sicherheitsfunktionen konfigurieren,

parametrieren und in Betrieb

nehmen ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

51


Sicherheit

Zero Trust Networking in der Industrie

Acht Fragen an Steffen Ullrich, IT-Sicherheitsforscher und Technology Fellow

Bild 1: Klassische Koppelung von OT (links) und IT (rechts). Beide Netzwerke werden am Netzwerk-Perimeter bzw.

-Übergang von einer Firewall geschützt. Eine Kompromittierung in der IT kann zu einer Kompromittierung des

kompletten OT-Netzwerks führen

Steffen Ullrich

IT-Sicherheitsforscher

Genua GmbH

www.genua.de

OT (Operation Technology) und IT

wachsen immer mehr zusammen.

Das Problem ist: Waren Produktionsnetzwerke

früher abgeschottet, wird

heute durch die Vernetzung mit der

IT der Zugriff von außen erleichtert.

Was bedeutet das konkret für die

OT-Sicherheit?

Steffen Ullrich: OT-Umgebungen

sind betriebskritischer als IT-Umgebungen.

Produktionsausfälle oder

Fehlfunktionen haben typischerweise

drastischere Auswirkungen

als in der IT. Entsprechend vorsichtig

geht man beim Betrieb vor. Eine

Folge davon ist, dass verglichen mit

der IT die Änderungsrate in der OT

deutlich geringer ist, und somit auch

das Alter der eingesetzten Geräte

und Software deutlich höher als in

der IT. Technologien und Design

stammen oft aus einer Zeit, als

Cyber-Sicherheit eine geringe Priorität

in der Entwicklung hatte. Entsprechend

breit ist die Angriffsfläche.

Zusätzlich muss man von einer

unzureichenden Sicherheit der

IT-Umgebungen ausgehen. Das

betrifft nicht nur die Office-IT mit

den typischen Angriffsvektoren über

Phishing, Malware und Ransomware.

Auch Cloud-Dienste oder eine vom

Dienstleister betreute Fernwartung

führen dazu, dass Betreiber immer

weniger Kontrolle über ihre eigenen

Netzwerke haben.

Eine direkte Vernetzung von OT

und IT exponiert also die breite

Angriffsfläche der OT in eine potenziell

unsichere IT. Dies führt nicht

nur zu einer Gefährdung der zuverlässigen

Produktion. In gefährlichen

Bereichen wie z. B. dem Chemiesektor

kann es auch zu einer Gefährdung

der Safety und damit von Menschenleben

führen. Bild 1 zeigt eine

klassische Koppelung von OT und IT.

Wie können produzierende

Unternehmen mit diesen

Unsicherheiten umgehen?

Steffen Ullrich: Zum einen ist es

wichtig, die potenzielle Angriffsfläche

so weit wie möglich zu verkleinern.

Ausgehend von einen Minimalitätsprinzip,

bei dem nur das wirklich

notwendige möglich sein sollte,

schränken Zero-Trust-Konzepte wie

Mikrosegmentierung oder Software-

Defined Perimeter proaktiv die möglichen

Kommunikationswege ein

und reduzieren damit die Angriffsfläche

auf ein Minimum. Dabei ist

zunächst konkret festzulegen, welcher

Zugriff und welche Kommunikation

für wen erlaubt sein soll. Nur

diese werden konsequent sowohl

auf Applikations- als auch auf Netzebene

zugelassen. Zusätzlich gilt

es, die Komplexität zu verringern.

Je weniger Features eine Software

hat und je klarer die Schnittstellen

sind, desto verständlicher, leichter

und wirksamer ist eine Absicherung.

Dennoch: Keine Sicherheitskomponente

ist hundertprozentig zuverlässig.

Daher ist es wichtig, mehrschichtige

Sicherheitsarchitekturen

aufzubauen, bekannt unter dem

Begriff Defense in Depth. In der

Praxis bedeutet dieses, Zugriffsbeschränkungen

auf mehreren

Bild 2: Komplexe Netzwerkinfrastruktur aus Unternehmenszentrale (unten)

sowie zwei Unternehmensstandorten und Remote Clients, die über VPN

angebunden werden. Der Schwerpunkt der IT-Sicherheit liegt traditionelle

auf der Absicherung des Netzperimeters

52 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Sicherheit

Bild 3: Mikrosegmentierung nach Forrester. Einzelne Dienste oder Geräte werden voneinander abgetrennt und die

Kommunikation zwischen ihnen reguliert und überwacht

Ebenen durchzusetzen, zum Beispiel

durch die Beschränkung des

Zugangs zum Netz, die Beschränkung

der Kommunikation im Netz

und die Zugriffskontrolle an dem

Dienst bzw. Gerät. Versucht ein

Angreifer dann, in ein Netzwerk

einzudringen, kommt er nicht weit.

Zusätzlich zu den proaktiven Maßnahmen

sollten auch reaktive eingesetzt

werden. Ausführliches Monitoring

ist die Voraussetzung für

eine frühzeitige Angriffserkennung

sowie für eine zeitnahe Reaktion im

Angriffsfall. Wichtig sind auch eine

Sensibilisierung von Mitarbeitern

und funktionierende Notfallpläne.

Was bedeutet das

Zero-Trust-Paradigma?

Steffen Ullrich: Der traditionelle

Ansatz zur Absicherung von

Geschäfts- und Produktionsprozessen

ging davon aus, dass sich alle

Geräte, Applikationen sowie die Kommunikation

zwischen diesen unter

der eigenen Kontrolle befinden. Es

wurde sich daher auf die Absicherung

des Netzes am Perimeter fokussiert.

Innerhalb des Netzes selbst

war überwiegend unbeschränkte

Kommunikation möglich. Dieser

Ansatz passt nicht mehr zur Realität.

Heutige Infrastrukturen sind in

ihrer Komplexität wesentlich größer

und erstrecken sich oft über mehrere

Netze (Bild 2). Hinzu kommen immer

mehr fremdverwaltete Systeme wie

Cloud-Umgebungen oder ferngewartete

Maschinen. Gleichzeitig werden

immer kritischere Geschäftsprozesse

digitalisiert und vernetzt.

Dadurch steigen die Anforderungen

an die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit

sowie den Datenschutz. Der

einfache Ansatz der netzfokussierten

Sicherheit skaliert in der heutigen

Zeit immer schlechter. Das

Zero-Trust-Paradigma fokussiert

daher auf die Absicherung der einzelnen

Prozesse, statt die Absicherung

der kompletten Netze.

Mit dem Zero-Trust-Paradigma entfernt

man sich von der Idee, dass

eine Kontrolle am Netzperimeter

ausreichend möglich ist. Statt das

komplette Netz zu sichern, fokussiert

man sich auf die Absicherung der

an einem Geschäfts- oder Produktionsprozess

beteiligten Endgeräte,

Nutzer und Dienste sowie der Kommunikationspfade

zwischen diesen.

Welche Ansätze gibt es

in der Produktionswelt,

Zero Trust Networking zu

implementieren?

Steffen Ullrich: Es gibt drei

wesentliche Ansätze, die sich primär

darin unterscheiden, an welcher

Stelle die Sicherheitsregeln

durchgesetzt werden. Zero Trust

Networking Access nach Forrester

bedeutet eine Mikrosegmentierung

(Bild 3). Das heißt, in einem vorhandenen

Netz werden an strategisch

sinnvollen Stellen Zugriffskontrollen

und Analysen implementiert,

welche die Kommunikation innerhalb

des Netzes beschränken und

überwachen. Dies kann man zum

Beispiel mittels einer Next Generation

Firewall oder unserem cognitix

Threat Defender realisieren. Letzterer

erlaubt es, das gesamte interne

Netz kleinteilig zu segmentieren,

einzelne Geräte voneinander abzutrennen

und die Kommunikationspfade

nach dem Minimalitätsprinzip

zu reglementieren und zu überwachen.

Machine-Learning-Algorithmen

helfen dabei, die Netzwerkkommunikation

über einen bestimmten

Zeitraum im Betrieb zu analysieren

und so die passenden Regeln

zu erstellen.

Der zweite ZTNA-Ansatz ist der

Software-defined Perimeter. Hier

wird nicht ein vorhandenes Netz

abgesichert, sondern der externe

Zugang zu einzelnen Diensten. Konzeptionell

ist das ähnlich zu einem

klassischen Virtual Private Network,

wobei jedoch bei einem Softwaredefined

Perimeter nur Zugriff auf

spezifische Dienste und nicht das

komplette Netz erlaubt wird (Bild 4).

Dies ist zum Beispiel wichtig bei

einer Fernwartung, die nur einen

Zugriff auf einzelne Dienste bzw.

Systeme ermöglichen sollte, nicht

aber einen Zugriff auf das komplette

Produktionsnetz.

Das dritte ZTNA-Konzept, das

im Industrieumfeld wahrscheinlich

weniger relevant ist, ist unter

dem Begriff BeyondCorp beziehungsweise

BeyondProd bekannt

und wurde von Google propagiert

(Bild 5). Hier geht es darum, den

Zugang zu einem einzelnen Dienst

abzusichern. BeyondCorp ist primär

für Web-Anwendungen gedacht. Für

alles andere eignet es sich weniger.

Im Industriekontext ist es zum Beispiel

für die Anbindung eines IIoT-

Geräts an einen cloudbasierten

Dienst nutzbar.

Wie können Mikrosegmente

nach Forrester konkret

bestimmt werden?

Steffen Ullrich: Dafür gibt es verschiedene

Wege, je nachdem, wie

viel man investieren möchte und

wo die Angriffsflächen und Sicherheitsprobleme

liegen. Zum Beispiel

könnte man die Clients, IoT Devices

und Server voneinander isolieren. In

der OT können das fremdgesteuerte

Maschinen sein, bei Servern sind

es vielleicht kritische Umgebungen.

Die Clients sind am wenigsten verwundbar.

Wenn man diese Kategorien

voneinander trennt, ist bereits

einiges erreicht. Man kann aber

auch so weit gehen, jedes Gerät von

jedem zu trennen. Generell geht es

darum, die Angriffsflächen zu verkleinern

und die Kommunikation zu

kontrollieren. Das heißt, je angreifbarer

die Software auf einem Gerät

ist und je kritischer die Umgebung,

desto enger und granularer sollte

Bild 4: Implementierung eines Software-Defined Perimeter, welcher

externen Clients nach einer Authentisierung Zugriff auf bestimmte Dienste

in einer internen Infrastruktur erlaubt

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

53


Sicherheit

Bild 5: BeyondCorp-Ansatz. Die Authentifizierung und Zugriffskontrolle

findet direkt am Dienst über einen vorgeschalteten Identity Aware

Proxy (IAP) statt. Die Verbindung zwischen Client und IAP ist per HTTPS

verschlüsselt

man den Mikroperimeter um diese

Geräte und die Dienste ziehen.

Wie finden Anwender den

für sie richtigen Zero Trust

Ansatz?

Steffen Ullrich: Dieser ist abhängig

vom konkreten Use Case. Möchte

man potenziell verwundbare Geräte

in einem existierenden Netz besser

schützen, so ist die Mikrosegmentierung

das Mittel der Wahl.

Möchte man zum Beispiel einzelne

Dienste im lokalen Netzwerk oder

in der Cloud von außen erreichbar

machen, wie zum Beispiel bei der

Fernwartung, dann eignet sich der

Software-defined Perimeter. Geht

es aber darum, die Anbindung an

einzelne Web-basierte Anwendungen

skalierbar zu schützen,

z. B. im Industrial IoT-Bereich, dann

sind Konzepte wie BeyondCorp gut

geeignet.

Allen ZTNA-Ansätzen ist gemein,

dass sie Sicherheits-Policies auf der

Basis von Identitäten benutzen. Das

betrifft Identitäten von Geräten, Nutzern

und Diensten. Die Leistungsfähigkeit

einer ZTNA-Lösung ist

stark davon abhängig, wie flexibel

das sogenannte Identity Access

Management ist.

Es lassen sich auch mehrere

Ansätze parallel betreiben; zum

Beispiel, um einen Dienst im internen

Netz mittels Mikrosegmentierung

abzusichern und zusätzlich

über einen Software-defined Perimeter

von außen für die Fernwartung

erreichbar zu machen. Und

man kann auch mehrere dieser

Konzepte ineinander schachteln,

um eine Defense-in-Depth-Strategie

zu fahren.

Eine typische

IT-OT-Anwendung ist die

Fernwartung. Wie wird hier

das Zero-Trust-Verfahren

implementiert?

Steffen Ullrich: Exemplarisch

lässt sich das an unserer Fernwartungslösung

genubox zeigen,

die ein Software-defined Perimeter

implementiert. Das heißt, ein

oder mehrere interne Dienste sollen

von außen nur nach entsprechend

starker Authentifizierung erreichbar

sein. Bei der genubox Fernwartung

haben wir das so umgesetzt, dass

zunächst eine hochsichere Verschlüsselung

und Authentifizierung

mittels eines SSH-Tunnels stattfindet.

Dieser Ansatz ermöglicht nur

einen dedizierten Zugang zu explizit

definierten Services (Bild 6). Das

heißt, im Gegensatz zu häufig eingesetzten

VPN-Lösung findet hier

keine Netzkopplung statt. Zusätzlich

zur Zugangskontrolle werden die

Aktivitäten auf dem Remote Desktop

sowie die Terminal Session (SSH-

Verbindung) per Video aufgezeichnet

und die übertragenen Dateien

auf Viren überprüft. Und der Mitarbeiter

in der Produktionsanlage hat

die Möglichkeit, die entsprechende

Session jederzeit physisch zu erlauben

beziehungsweise zu unterbrechen,

indem er den entsprechenden

Schlüsselschalter umdreht. Er behält

also zu jeder Zeit die Kontrolle über

seine Anlage.

Wie zukunftsfähig sind Zero-

Trust-Konzepte mit Blick

auf die sich ständig weiterentwickelnde

Gefahrenlage

in der Cyber Security?

Steffen Ullrich: Die selektive

Begrenzung von Geschäfts- und

Produktionsprozessen mittels Zero-

Trust erlaubt eine deutlich höhere

Granularität und Spezifität der

Absicherung, als wenn man das

ganze Netz im Stück sichert. Die

Nutzung von organisatorischen Identitäten

als Basis von Sicherheitsregeln

anstatt von IP-Adressen und

Ports führt zu einem besseren Einklang

von sicherheitstechnischen

und betrieblichen Anforderungen,

das heißt, Regeln sind präziser und

bieten so einen höheren Schutz.

Eine proaktive granulare Beschränkung

der Kommunikation erhöht auch

das Verständnis über den zu erwartenden

Datenverkehr und erleichtert

so die Anomalie- und Angriffserkennung.

Das Accounting der Zugriffe

innerhalb von Zero Trust ermöglicht

auch eine frühzeitige Detektion kompromittierter

Zugänge und erlaubt

eine zügige Schadenseingrenzung.

ZTNA bietet also zum einen eine

höhere proaktive Sicherheit, weil nur

bestimmte Verbindungen erlaubt

sind, und zum anderen eine deutlich

bessere reaktive Sicherheit,

weil sich der Schaden wesentlich

einfacher und schneller beurteilen

und eingrenzen lässt. Und ergibt

sich eine neue Bedrohungslage oder

Sicherheitslücke in einem Gerät,

kann die Angriffsfläche durch einen

engen Mikroperimeter zeitnah verkleinert

werden, selbst wenn noch

kein Patch existiert. Man kann zum

Beispiel dafür sorgen, dass zeitweise

nur noch bestimmte Clients

auf dieses Gerät zugreifen dürfen

oder nur unter bestimmten Bedingungen

oder bestimmten Tageszeiten.

Zero Trust bietet hier eine

hohe Flexibilität. ◄

Bild 6: Exemplarische Implementierung eines Software-Defined Perimeter für sichere Fernwartung, umgesetzt mit

der Fernwartungslösung von genua. Der Fernwarter authentifiziert sich über einen Rendezvous-Server und kann

dann nach Freigabe nur auf den benötigten Dienst im Betreibernetzwerk zugreifen. Im Gegensatz zu VPN-basierten

Ansätzen findet hierbei keine Netzkoppelung statt

54 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Cybersecurity

Evaluierung der digitalen OT- und Cybersicherheit

präzise und praktikabel umsetzen

Dieser Artikel erläutert modernes Schwachstellen-Management und -Scoring

Otorio

www.otorio.com

Die Messung und Verbesserung

der IT-Sicherheit ist bei vielen

Unternehmen mittlerweile angekommen

und werden vorangetrieben.

Die Frage der OT-Sicherheit

(Operational Technologie, Betriebstechnologie)

hingegen ist für viele

Unternehmen noch ein Buch mit

sieben Siegeln. Ben Reich, Chief

Architect bei Otorio, erläutert, wie

IT- und OT-Sicherheit gleichermaßen

vorangebracht werden können

und welche Rolle hierbei Schwachstellen-Management

und -Scoring

spielen.

Risikominderung

Der Prozess der digitalen OT-

Risikominderung ist ein iterativer

Prozess, bei dem sich Praktiker

fragen müssen: Welches sind

die effizientesten Risikominderungsmaßnahmen,

die die effektivste

Risikominderung für eine

bestimmte Anlage, einen Prozess

oder eine ganze Produktionsstätte

erzielen?

Sobald die Maßnahmen zur Risikominderung

umgesetzt sind und

ein akzeptables Restrisiko verbleibt,

gibt es jedoch noch mehr zu tun.

Der Grund dafür ist, dass der Prozess

der Risikominderung zusätzliche

Gefährdungen und Lücken aufdeckt,

die Teil des neu eingeführten

„akzeptablen“ Restrisikos sind. Dies

ist ein fortlaufender Prozess, denn

er ermöglicht es den operativen und

OT-Sicherheitsteams, sich ständig

auf die Schwachstellen zu konzentrieren,

die Angreifer am ehesten

ausnutzen, um einem Unternehmen

so viel Schaden wie möglich

zuzufügen. Nur durch die wiederholte

Durchführung dieser Risikobewertungsschleife

können Unternehmen

ihre geschäftliche Widerstandsfähigkeit

erreichen, und das

mit einem begrenzten Umfang an

Ressourcen.

Ziele der Lagebeurteilung

Das Hauptziel des Bewertungsprozesses

besteht darin,

die Schwachstellen mit der richtigen

Priorität anzugehen. In diesem

Beitrag geht es um die Art

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

55


Cybersecurity

der Schwachstellen, die Art und

Weise, wie sie bewertet werden

sollten, und ihre Anwendung auf

die digitale OT-Sicherheit.

Definition Schwachstelle

Das National Institute of Standards

and Technology (NIST) definiert

eine Schwachstelle wie folgt:

„Eine Schwachstelle in der Rechenlogik

(z. B. Code) von Software- und

Hardwarekomponenten, die, wenn

sie ausgenutzt wird, zu einer negativen

Auswirkung auf die Vertraulichkeit,

Integrität oder Verfügbarkeit

führt. Die Behebung der Schwachstellen

in diesem Zusammenhang

umfasst in der Regel Änderungen

am Code, kann aber auch Änderungen

an der Spezifikation oder

sogar die Abschaffung der Spezifikation

(z. B. die vollständige Entfernung

der betroffenen Protokolle

oder Funktionen) beinhalten.

Schwachstellen sind also bekannte

Mängel in der Sicherheitslage eines

Unternehmens, und ihre Behebung

kann Abhilfemaßnahmen wie die

Aktualisierung einer Softwareversion,

die Deaktivierung eines Kommunikationsprotokolls

oder die Aktualisierung

eines Passworts umfassen.

Beziehung zwischen

Anlageninventar und

OT-Schwachstellen

Die Erstellung eines genauen,

kontextbezogenen und detaillierten

Bestandsverzeichnisses der Assets

ist der erste Schritt bei der Entwicklung

eines effektiven Verfahrens zur

Analyse von OT-Schwachstellen. Das

Inventar sollte Software- und Versionsdaten,

Geräteverbindungen,

Status und Verwaltungsinformationen

(z. B. Eigentümer, Betriebsrolle,

Funktion) enthalten. Eine aktuelle

und genaue Bestandsaufnahme

spiegelt verschiedene Aspekte des

Anlagenzustands wider.

Zuordnung

Nach einer ersten Bestandsaufnahme

können die Schwachstellen

mit den entsprechenden Assets

verknüpft werden. Diese Zuordnung

sollte über einen automatisierten

Prozess erfolgen, insbesondere

bei einer großen Anzahl von

Assets. Dazu muss ein Algorithmus

erstellt und verwendet werden, der

halbstrukturierte Schwachstellendaten

mit Assets im Netzwerk verknüpfen

kann.

Die CVE-Datenbank (Common

Vulnerabilities and Exposures) des

NIST enthält derzeit etwa 170.000

bekannte IT- und OT-Schwachstellen

und ist damit eine wichtige Informationsquelle.

Diese Zahl und die

ständige Einführung neuer Schwachstellen

verdeutlichen das Ausmaß

und die Notwendigkeit, ihre Identifizierung

zu automatisieren.

Quellen für

Schwachstellendefinitionen

Bei der Bewertung von Schwachstellen

wird der Schweregrad der

einzelnen Schwachstellen anhand

eines Schwachstellenindexes quantifiziert.

Ein Standardverfahren zur

Bewertung von Schwachstellen ist

das Common Vulnerability Scoring

System (CVSS) von NIST, ein

Industriestandard, der bewertet,

wie leicht eine Schwachstelle ausgenutzt

werden kann und welche

Auswirkungen dies auf Vertraulichkeit,

Integrität und Verfügbarkeit

haben kann. Diese drei Faktoren

(auch bekannt als „CIA“ – für

„confidentiality, integrity, and availability“)

sind auch Variablen, die

den potenziellen Schweregrad einer

Bedrohung messen.

56 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Cybersecurity

Bestimmung

der Gefährdung

Die Berücksichtigung gängiger

Schwachstellen allein reicht jedoch

nicht aus, um die Gefährdung eines

bestimmten Assets zu bestimmen.

Eine weitere Quelle zur Bestimmung

ist die interne Richtlinie eines Unternehmens.

Wenn eine solche Richtlinie

beispielsweise vorschreibt,

dass Passwörter mittlerer Stärke

eine Schwachstelle darstellen,

muss dies bei der Berechnung der

Schwachstelle des Assets berücksichtigt

werden. Unternehmensspezifische

Sicherheitsmängel sind die

wichtigste Methode, mit der Praktiker

Richtlinien als Faktor bei der

Bewertung von Schwachstellen

berücksichtigen können.

Best Practice

Industriestandards und Best Practices

sind ebenfalls wichtige Quellen

für Schwachstellen, die zum Risiko

beitragen. Beispiele für Industrienormen

sind ISA/IEC 62443 in Europa

und NERC CIP in Nordamerika.

Die Nichteinhaltung von Best Practices

kann zu Problemen wie einer zulässigen

Segmentierungskonfiguration,

dem Fehlen von EDR-Agenten und

einer ungerechtfertigten Kommunikation

zwischen IT- und OT-Bereichen

im Netzwerk führen. Diese müssen in

eine allumfassende Schwachstellendatenbank

aufgenommen werden, wo

sie von Fachleuten geändert werden

können, wenn sich Industriestandards

und Best Practices weiterentwickeln.

Bewertung

von Schwachstellen

Praktiker sollten unternehmensspezifische

Schwachstellen mit

Hilfe des CVSS-Systems bewerten

und sie auf dieselbe Skala wie

allgemeine Schwachstellen setzen.

Die Schwachstellendatenbank

sollte so flexibel sein, dass

der Praktiker die Bewertung der

Schwachstellen auf der Grundlage

der Unternehmensrichtlinien

beeinflussen kann.

Da jeder Assetzustand eine

Schwachstelle darstellen kann, ist

es ratsam, einen Algorithmus einzusetzen,

der die Unternehmensrichtlinien

auf alle Assetzustände anwendet.

Die Grundlage für die richtigen

Entscheidungen über die Sicherheitslage

ist also die konsistente

Verwendung einer Schwachstellendatenbank,

in der alle Schwachstellen

nach einer Standardmethode

bewertet werden. Auf diese Weise

kann ein Unternehmen anhand des

Risikos Prioritäten bei der Schadensbegrenzung

setzen.

Anpassung

der Schwachstellen- und

Risikoberechnung

Von seinen Kunden hört Otorio

immer wieder, dass Vertraulichkeit,

Datenintegrität und Verfügbarkeit

ihre Bedenken in Bezug auf OT-

Umgebungen nicht angemessen

widerspiegeln. Stattdessen müssen

die OT-KPIs Parameter wie

Sicherheit und Geschäftskontinuität

widerspiegeln. Dies ist zwar

ein gültiger Punkt, aber es gibt drei

Gründe, warum sich die Diskussion

über OT-Schwachstellen um diese

Definitionen dreht:

1. Die Änderungen der OT-KPIs in

Bezug auf die Cybersicherheit sind

das Ergebnis der oben genannten

„Auswirkungen“ (d. h. Vertraulichkeit,

Integrität, Verfügbarkeit).

2. Da sich die Schwachstellen

auf digitale Werte konzentrieren,

müssen sie durch das Prisma der

Cybersicherheitsbranchenstandards

gemessen werden.

3. Es macht die Bewertung aller

Schwachstellen auf einer einzigen

Skala viel weniger arbeitsintensiv.

Diese Logik schließt die Einbeziehung

von OT-KPIs in das Risikomodell

nicht aus. Das Risikomodell

berücksichtigt die OT-KPIs als

Folge der Vertraulichkeit, Integrität

und Verfügbarkeit. Dies geschieht

durch einen Zuordnungsprozess,

der ein separates Thema darstellt.

Fazit

Schwachstellen sind eine der vier

Risikokomponenten und ein wichtiger

Faktor bei der Analyse der Sicherheitslage.

Eine große Herausforderung

ist der Aufbau und die Pflege

einer Schwachstellendatenbank,

die auf Assets angewendet werden

kann, um Entscheidungen über die

Priorisierung von Abhilfemaßnahmen

zu treffen.

Die Grundlage für jede gute Bewertung

ist eine angemessene Kartierung

der Schwachstellen. Dies ist

ein Prozess, der mehrere Schritte

umfasst:

• Durchführen eines automatisierten

Prozesses, um ein genaues und

detailliertes Bestandsverzeichnis

zu erstellen.

• Sammeln allgemeiner Schwachstellen

aus der CVE-Datenbank.

• Verwendung von Unternehmensrichtlinien,

Best Practices und

Industriestandards zur Vervollständigung

des gesamten Satzes

von Schwachstellen.

• Überprüfen der Schwachstellenbewertung

und Anwenden von

organisationsspezifischen Änderungen,

falls erforderlich.

• Anwendung der Schwachstellen

auf die verschiedenen Assets.

• Verwendung von Schwachstellendaten

bei der Risikoberechnung.

• Anhand des Risikos bestimmen

und priorisieren, welche Schwachstellen

entschärft werden müssen.

Die beste Möglichkeit, Schwachstellen

zu bewerten, ist die Einhaltung

des CVSS-Systems. Dadurch

vermeiden Unternehmen, alle gängigen

Schwachstellen neu bewerten

zu müssen, und halten gleichzeitig

den Industriestandard ein. Aufgrund

des Umfangs und der Größenordnung

dieses Prozesses ist es notwendig,

ihn zu automatisieren. Auf

diese Weise kann ein Unternehmen

regelmäßig eine konsistente und

skalierbare Bewertung der Sicherheitslage

vornehmen, die es ermöglicht,

die Bewertungen im Laufe der

Zeit zu vergleichen und Trends bei

der Sicherheitslage festzustellen.

Wer schreibt:

OTORIO entwickelt und vermarktet

die nächste Generation von OT-

Sicherheits- und digitalen Risikomanagementlösungen.

Das Unternehmen

kombiniert die Erfahrung führender

staatlicher Cybersicherheitsexperten

mit modernsten Technologien

für das digitale Risikomanagement,

um ein Höchstmaß an Schutz

für kritische Infrastrukturen und die

Fertigungsindustrie zu bieten. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

57


Qualitätssicherung

Zusammenspiel von Assistenzsystemen

und Mensch-Roboter-Kollaboration

Neue Formen der Arbeit sind gefragt. Durch den Wandel von Prozessen innerhalb der Industrie hin zu mehr

Digitalisierung haben Unternehmen die Möglichkeit, ihre Arbeitsabläufe schneller, sicherer und individueller

zu gestalten.

Ziel aktueller Entwicklungen ist

eine effiziente und zudem sichere

Kollaboration von Mensch und Roboter.

Die meisten Systeme, die bisher

im Einsatz sind, fallen allerdings

eher in den Bereich der Kooperation.

Die Arbeit an einem Werkstück

ist entweder räumlich oder zeitlich

getrennt, um die notwendige Sicherheit

zu gewährleisten.

Assistenzsysteme

und Kollaboration

Autor:

Wolfgang Mahanty

Geschäftsführer

OPTIMUM datamanagement

solutions GmbH

www.optimum-gmbh.de

Das Ideal, Losgröße 1 bei einer

beliebigen Zahl an Varianten, ist mittlerweile

nicht mehr Utopie, sondern

realistisches Ziel. Dabei kristallisiert

sich neben einer vollständigen Automatisierung

insbesondere die Kollaboration

von Mensch und Maschine

als Weg heraus, der zukunftsorientierten

Firmen enorme Vorteile

bietet. Denn das Zusammenwirken

der Stärken von Mitarbeitern

und technischen Systemen führt zu

effizienteren Arbeitsabläufen, mehr

Sicherheit und geringeren Kosten.

Bislang besteht eine relativ klare

Trennung zwischen physischer und

digitaler Assistenz. Auf der einen

Seite stehen Systeme, die Werker

mit Informationen unterstützen

und durch Anweisungen Hilfestellung

geben. Auf der anderen finden

wir Robotersysteme, die physisch

unterstützen und Arbeiten

ausführen, die für den Menschen

schwer, gefährlich oder ermüdend

sind. Doch mit fortschreitender

Entwicklung weicht diese Grenze

auf. Eine echte Kollaboration zwischen

Mensch, Roboter und Assistenzsystem

ist möglich – und auf

dem Weg, sich zu einem der prägenden

Modelle in der Fertigung

zu entwickeln.

Formen der Mensch-Roboter

Kollaboration

Die Zusammenarbeit von Mensch

und Roboter erfolgt in unterschiedlicher

Intensität. Unterschieden wird

dabei je nach Grad der Kooperation:

* Koexistenz:

Mensch und Maschine arbeiten

nebeneinander, aber nicht gemeinsam.

Beide verrichten ihre Tätigkeit

unabhängig voneinander und erfüllen

verschiedene Aufgaben.

* Kooperation:

Mensch und Maschine arbeiten

gemeinsam an einem Prozessschritt,

erfüllen jedoch zeitversetzt

verschiedene Aufgaben.

* Kollaboration:

Direktes Zusammenwirken von

Mensch und Roboter. Beide führen

zeitgleich Arbeiten am selben

Bauteil durch und unterstützen sich

gegenseitig.

Besonders für die manuelle Fertigung

sind Assistenzsysteme eine

Schlüsseltechnologie, um auch in

Zukunft konkurrenzfähig zu bleiben.

Entsprechend groß ist das

Interesse an der Technologie. Eine

Studie des Fraunhofer-Instituts für

Arbeitswirtschaft und Organisation

hat Ende 2019 144 Unternehmen

zu ihrem aktuellen oder zukünftigen

Einsatz von digitalen Assistenzsystemen

befragt. Nahezu

alle Verantwortlichen wollen entsprechende

Unterstützungen für

die Werker einsetzen. Konkret im

Einsatz waren die digitalen Kollegen

allerdings erst bei etwa einem

Drittel der befragten Unternehmen.

Ein gewaltiges Potenzial, das auch

knapp drei Jahre später noch lange

nicht ausgeschöpft ist.

Mittels Sensoren unterstützen

Assistenzsysteme den Werker in seiner

Arbeit und geben ihm in unterschiedlicher

Form Hilfestellung,

um einzelne Produktionsschritte

zu beschleunigen, zu vereinfachen

oder die Fehlerzahl zu minimieren.

Dabei greifen sie auf verschiedene

Arten des Feedbacks zurück (visuell,

auditiv oder sensorisch) und leiten

den Mitarbeiter oder die Mitarbeiterin

durch den gesamten Fertigungsprozess.

Moderne digitale Assistenzsysteme

verfügen zudem über Schnittstellen

zu weiteren Anwendungen

der Smart Factory und können die

Daten anderer Komponenten auswerten.

So fließen beispielsweise

die Informationen eines Drehmomentschraubers

in den Prozess

58 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Qualitätssicherung

ein. So kann dessen korrekte Nutzung

geprüft und im Anschluss

bestätigt werden. Sogar die vollständige

Integration in Fertigungslinien

und Produktionssysteme ist

problemlos möglich.

Der Schlaue Klaus

als Schnittstelle

Das Assistenzsystem der Schlaue

Klaus der Optimum datamanagement

solutions GmbH bietet die

Funktionen bereits heute. Mit seinen

Fähigkeiten liegt er an der Grenze

zwischen digitaler und physischer

Assistenz. Denn das System verfügt

über Möglichkeiten, direkt

und indirekt auf den Fertigungsprozess

einzuwirken. Durch visuelles

und akustisches Feedback

werden erfolgreiche sowie fehlerhafte

Arbeitsschritte gekennzeichnet.

Dadurch erhält der Mitarbeiter

die Möglichkeit, direkt auf Fehler zu

reagieren und das angezeigte Problem

zu beheben.

Neben der Kontrollfunktion ist der

Schlaue Klaus auch in der Lage, den

Fertigungsprozess aktiv zu unterstützen.

Dank einer Kamera und

einer fortschrittlichen Bilderverarbeitungssoftware

erkennt das System

einzelne Bauteile ebenso wie

komplexe Werkstücke – und das

in Echtzeit und positionsunabhängig.

Über einen Bildschirm werden

unmittelbar weitere Informationen

zur erkannten Komponente verfügbar

und die notwendigen Arbeitsschritte

dargestellt.

Ein Lasersystem bietet zusätzliche

Orientierung und markiert

direkt am Werkstück Positionen

von Bohrlöchern oder Lötpunkten.

Für eine bessere räumliche Orientierung

stehen dem Werker zudem

CAD-Dateien direkt über den Bildschirm

zur Verfügung.

Mensch und Maschine

Hand in Hand

Die Zukunft der Assistenzsysteme

liegt in einer vollumfänglichen Integration

der Technik in den gesamten

Fertigungsprozess. Die Smart

Factory ist umfassend miteinander

vernetzt. Alle Sensoren und

Systeme liefern Informationen, die

sich gegenseitig beeinflussen und

schlussendlich dafür Sorge tragen

sollen, die Fertigung nachhaltig zu

beschleunigen und zu verbessern.

Ein Schritt auf diesem Weg ist die

vollständige Verbindung von digitalen

Assistenzsystemen, Robotikkomponenten

und menschlicher

Arbeit. Hier kommt der Technologie,

wie sie im Schlauen Klaus zu finden

ist, eine entscheidende Bedeutung

zu. Denn als Schnittstelle zwischen

den verschiedenen Akteuren

an einem Arbeitsplatz fällt diesen

Systemen die Aufgabe zu, eingehende

Informationen zu sortieren,

zu verarbeiten und wieder in den

Arbeitsprozess einfließen zu lassen.

In Zukunft können Assistenzsysteme

und Robotertechnik deshalb

Hand in Hand arbeiten. Werker lassen

sich so noch gezielter entlasten,

die Fehlerzahl weiter gegen

null reduzieren und die Effizienz

in der Produktion stetig erhöhen.

Wer schreibt:

Die Optimum datamanagement

solutions GmbH ist Marktführer

im Bereich der kamerabasierten,

kognitiven Assistenzsysteme. Seit

1993 löst das Karlsruher IT-Unternehmen

komplexe Anforderungen

durch die Entwicklung intelligenter

Anwendungen zur Bildverarbeitung.

Die Expertise liegt in der Kombination

von Datenbanklogik und Kameratechnik,

die die analoge Welt auf

dem Shopfloor in die digitale Welt

der Zahlen, Daten und Fakten

übersetzt. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

59


Qualitätssicherung

Mit künstlicher Intelligenz

gegen Materialengpass und Fachkräftemangel

Hopie Tech GmbH

www.hopie.tech

„Kannst du das Produkt mal eben

für den anderen Kunden umbauen?

Den müssen wir jetzt als erstes beliefern!“

– so oder so ähnlich schallt es

derzeit häufiger durch die Montagehallen.

Der dringende Grund dafür

sind Materialengpässe und Fachkräftemangel,

die zurzeit den Alltag

vieler Industriebetriebe bestimmen.

Auch wenn sich die meisten Unternehmen

überaus kreativ erweisen,

um die Mangellage zu meistern,

besteht doch eine gewisse Gefahr,

dass bei aller Flexibilität die notwendige

Produktqualität auf der Strecke

bleibt und die Reklamationsquote

am Ende steigen wird.

Unterstützung

bei manueller Sichtkontrolle

Um das zu verhindern, bietet

Hopie.tech mit 2|inspect eine innovative

Software für die manuelle

Sichtkontrolle. Sie hilft dem Monteur

dabei, seine eigene Arbeit zu

überprüfen und keinen Fehler zu

übersehen. Dazu macht er einfach

vordefinierte Fotoaufnahmen vom

Prüfobjekt. Die Software extrahiert

automatisch alle Prüfpunkte und

stellt sie dem Werker als Vergleich

zum Referenzprodukt grafisch gegenüber.

Durch Bestätigen, Zurückweisen

oder Nacharbeiten sichert

und dokumentiert der Werker die

korrekte Ausführung seiner Arbeit.

Der Clou dabei: durch die Arbeit mit

der Software, trainiert er gleichzeitig

digitale Prüfassistenten, die nach

kurzer Trainingsphase Punkte auch

eigenständig überprüfen können. So

entsteht in der Software ein stetig

wachsender Pool an Prüfassistenten,

die dem Werker bedarfsweise freigeschaltet

werden können. Diese

digitalen Assistenten stehen dann

nicht nur ihm, sondern auch anderen

Kollegen für künftige Sichtprüfaufgaben

zur Verfügung.

Automatische

Protokollfunktion

In diesen anspruchsvollen Zeiten

hilft die automatische Protokollfunktion

von 2|inspect, den benötigten

Qualitätsnachweis für die flexible

Arbeitsweise zu führen. Daneben

entlasten die modular ergänzbaren

Assistenten den Monteur bei komplexen

Prüfaufgaben und stellen seine

Erfahrung auch anderen Fachkräften

zur Verfügung. ◄

Januar/Februar 1-2/2022 Jg. 26

Q-DAS-Zertifizierung sichert

Prozessqualität

Optisense, Seite 6

Sonderteil Einkaufsführer:

Industrie PCs

ab Seite 49

Einkaufsführer

Industrie-PCs

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PC & Industrie Einkaufsführer Industrie-PCs integriert in PC&Industrie

1-2/2023 mit umfangreichem Produkt index, ausführlicher Lieferantenliste,

Firmenverzeichnis, deutscher Vertretung internationaler Unternehmen und

Vorstellung neuer Produkte.

Einsendeschluss der Unterlagen 02. 12. 2022

Anzeigen-/Redaktionsschluss 25. 11. 2022

beam-Verlag, info@beam-verlag.de oder Download + Infos

unter www.beam-verlag.de/einkaufsführer

60 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Messen/Steuern/Regeln

Sensoren schnell digital vernetzen

Modulares System aus Feldbus-Controller und bis zu acht Messverstärkern

Bild 1: Kompaktes

Modulsystem

für die digitale

Sensor-Einbindung

ins Industrial-

Ethernet-Konzept

moderner

Anlagensteuerungen

Bild 2: Gut

zugängliche

Anschlussklemmen

und

Konfiguriertasten

erlauben

eine schnelle

Inbetriebnahme

Bilder © burster

burster präzisionsmesstechnik

gmbh & co kg

info@burster.de

www.burster.de

In modernen Automatisierungskonzepten

stellt die Digitalisierung

bis hinunter zum Sensor besondere

Anforderungen. Design und

Platz oder raue Umgebungsbedingungen

erfordern oft Sensoren

ohne integrierte Auswerteelektronik.

Intelligente Messverstärker, die die

Messwerte solcher Sensoren digital

auswerten und über einen Feldbus-

Controller ins Automatisierungsnetzwerk

übertragen erlauben dann eine

durchgehende Digitalisierung. Für

diese Datenerfassung bietet burster

ein skalierbares, volldigitales, kompaktes

Modulsystem. Es besteht aus

einem Feldbus-Controller (Typ 9251)

für industrielle Ethernet-Standards

wie PROFINET, EtherNet/IP oder

EtherCAT und flexibel einsetzbaren

Messverstärkern.

Bis zu acht Messverstärker

An einen Controller können bis

zu acht Messverstärker (Typ 9250)

angesteckt werden für Sensoren wie

DMS, Potentiometer oder analoge

±10 V bzw. inkrementelle Signale. Der

Messverstärker erkennt burster-Sensoren

automatisch mit der Sensorerkennung

burster-TEDS und lässt sich

auch schnell und einfach am Modul

parametrieren. Gut zugängliche Klemmen

für die Sensorver kabelung sowie

die Hutschienenmontage erlauben

die schnelle Installation im Schaltschrank

durch einfaches Aneinanderreihen

von Feldbus-Controller

und Verstärkermodulen.

Flexibel, skalierbar,

praxistauglich

Der Feldbus-Controller kann bis

zu neun Messkanäle auslesen: die

acht Kanäle der 9250-Messverstärker

sowie einen zusätzlichen

±10 VDC-Kanal als Normsignaloder

Transmittereingang. Neben

einer Blitzkonfiguration vor Ort

über Tasten an den Verstärkermodulen

ist über eine frontseitige

USB-Schnittstelle auch eine komfortable

Gerätekonfiguration bzw.

ein Backup über die PC-Software

DigiVision möglich. Das Komplettsystem

aus Feldbus-Controller

und den Messverstärkern lässt

sich durch den kompakten Aufbau

gut im Schaltschrank unterbringen

und erlaubt so die digitale

Messwerterfassung auch

bei wenig Platz. Die Verstärkermodule

arbeiten mit 24-Bit AD-

Wandlung, die Messrate der einzelnen

Messverstärker beträgt bis

zu 14.400 Messungen je Sekunde

bei Linearitätsabweichungen von


Messen/Steuern/Regeln

Antriebsregler kommunizieren

sicher über Profisafe

ble Feldbusanbindung an die überlagerte

Steuerungsebene beispielsweise

via PROFInet. In den Geräten

wurde nun die Kommunikation

über das sichere Feldbusprotokoll

PROFIsafe integriert und zertifiziert.

In der Anwendung kann so der Verdrahtungsaufwand

reduziert werden.

TiA-Portal

PROFInet-Netzwerk

KEB Automation KG

info@keb.de

www.keb.de

Eine durchgängige und sichere

Kommunikation erleichtert die Inbetriebnahme

sowie den Betrieb von

Maschinen und Anlagen. Die Drive

Controller COMBIVERT F6 und

Servo Drives S6 von KEB Automation

bieten integrierte Sicherheitsfunktionen

direkt im Antrieb.

In der Gerätevariante „APPLIKA-

TION” sind Ethernet-basierte Bussysteme

per Software umschaltbar

und ermöglichen so eine flexi-

Die Einbindung von Antrieben mit

integrierter Sicherheit in das Siemens

TiA-Portal PROFInet-Netzwerk

erfolgt mithilfe der vorab auf

Konformität geprüften GSD-Dateien.

Darauf aufbauend wird die sichere

Feldbuskommunikation zwischen

verschiedenen F-Devices (Sicherheitsgeräten)

realisiert. Bei den Drive

Controllern COMBIVERT F6 und

S6 APPLIKATION (mit Sicherheitsmodul

Typ 3) können die entsprechenden

geberbehafteten Sicherheitsfunktionen

über die Konfiguration

angewählt und genutzt werden.

Die Gerätereihen decken

einen großen Leistungsbereich

von 0,75 kW bis 450 kW ab und

können für den Betrieb von unterschiedlichen

Motorentechnologien

eingesetzt werden. ◄

Effiziente und effektive Migration einer alten SPS

Verkürzte Stillstandszeit

spart Kosten. Mit MiBridge

von Klippon Engineering

können alte Steuerungssysteme

innerhalb kürzester

Zeit gegen neue SPSoder

PLS-Systeme ausgetauscht

werden. Klippon

Engineering ist der international

renommierte Partner

der Weidmüller-Gruppe im

Bereich der Verfahrenstechnik.

Das Unternehmen verfügt

über Engineering-Kompetenz

aus mehr als 60 Jahren

Erfahrung in der Prozessindustrie.

Um von den Vorteilen des

Industrial IoT profitieren

zu können, ist eine Migration

zu einem modernen

PLS- oder SPS-System erforderlich.

MiBridge von Klippon Engineering

ermöglicht eine schnelle

Migration ohne Verdrahtungsfehler.

Mithilfe einer Adapterkarte werden

die neuen E/A-Karten der Steuerungssysteme

einfach mit der vorhandenen

Feldverdrahtung verbunden.

Die Lösung ist mit dem Steckverbinder

der vorhandenen Feldverdrahtung

kompatibel und kann

direkt angeschlossen werden. Die

vorhandene Feldverdrahtung bleibt

unverändert und wird nicht beeinträchtigt.

Dadurch wird die Stillstandszeit

erheblich verkürzt oder

entfällt sogar ganz.

• Weidmüller

info@weidmueller.de

www.weidmueller.de

62 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Messen/Steuern/Regeln

Smarte Automatisierungslösungen für die

digitalisierte Industrie

Plattform GRM für besonders komplexe

Anwendungen. Die Relais finden

sich in den unterschiedlichsten

Anwendungen der Glas-, Kunststoffund

Lebensmittelindustrie sowie der

Infrarot- und Kältetechnik.

Elektrische Lasten

intelligent managen

Energiesparen ist das Thema der

Zeit. In industriellen Produktionsprozessen

trägt eine genaue Kenntnis

und Auswertung aller Prozessgrößen

sowie eine innovative Lastregelung

maßgeblich dazu bei. Damit

kommt den mit IO-Link ausgerüsteten

Sensor- und Aktorlösungen

von Gefran eine besondere Bedeutung

zu. Auf der SPS stellt der Spezialist

für die industrielle Automatisierung

und Prozessüberwachung

seine smarten Komponenten und

Lösungen für die digitalisierte Industrie

vor.

TWIIST

Die neue multifunktionale TWI-

IST-Technologie zur kontaktlosen,

verschleißfreien Positionserfassung

revolutioniert die Rolle der Messtechnik

in der Automatisierung und

definiert die Funktion von Sensoren

neu: Die intelligenten Wegaufnehmer

erfassen neben der Position

auch andere Prozessgrößen wie

Beschleunigung und Vibrationen,

erkennen Unregelmäßigkeiten im

Ablauf und setzen diese Informationen

in Relation zueinander. Das

Ziel: Eine zuverlässige Überwachung

und vorausschauende Wartung auf

verschiedenen Ebenen.

KS-I – ultraschneller

Druckmessumformer mit

IO-Link

Die Drucksensoren der Baureihe

KS-I erfassen Druck und Temperatur

mit einer hohen Abtastfrequenz

von 1.000 S/s. Dadurch können sie

mit dem IO-Link-Master in der für

die IO-Link-Kommunikation maximal

verfügbaren Geschwindigkeit von

230,4 kBaud bzw. COM3 kommunizieren.

Die erweiterte Konnektivität

der neuen Druckmessumformer

erlaubt die Aufzeichnung zahlreicher

azyklischer Informationen, die für

die vorausschauende Wartung im

Rahmen von Industrie 4.0 unerlässlich

sind. Dazu zählen neben den

Höchstwerten von Druck und Temperatur

auch erreichte Spitzenwerte

und die Anzahl der Arbeitsstunden.

GRP-H mit IO-Link und

Diagnosefunktionen

GRP-H, die innovative Plattform

für kompakte Solid State Relais von

Gefran, ist das erste einphasige Halbleiterrelais

mit digitalem IO-Link-Protokoll

und erweiterten Diagnosefunktionen.

Die neue Serie GRP-H,

eine Weiterentwicklung der Halbleiterrelais-Baureihe

GRS-H, ergänzt

die innovative Familie der GRx-Leistungsregler.

Diese umfasst zahlreiche

weitere Solid State Relais:

vom einfachen Halbleiterschütz

GRS bzw. GRS-H ohne oder mit

Kühlkörper bis hin zur High-end-

Gefrans Smart Load Manager

GSLM koordiniert im Zusammenspiel

mit den Leistungsreglern der

GPC-Baureihe die Schaltfolge und

Einschaltdauer von Heizwiderständen

so, dass der Energieverbrauch

unter Vermeidung von Lastspitzen

möglichst gleichmäßig über die Einschaltdauer

verteilt und zugleich die

voreingestellte Leistungsgrenze zu

keinem Zeitpunkt überschritten wird.

In der industriellen Wärmebehandlung

ermöglicht diese intelligente

Lastenverteilung eine wirtschaftliche

Nutzung der elektrischen Energie.

Halle 7A, Stand 406 und auch

auf dem Stand des Profibus

Konsortiums, Halle 5, Stand 210.

• GEFRAN Deutschland GmbH

www.gefran.com

Modulare CNC-Bahnsteuerung

Föhrenbach bietet zum umfangreichen

Lieferprogramm der Linear-

und Rundachsen seit mehr als

30 Jahren die passende Steuerungstechnik

an. Die modulare

CNC-Bahnsteuerung Unipos 330

kann für bis zu 4 Servo-, Schrittund

direkt angetriebene Achsen

eingesetzt werden. Weiterhin können

nun optional eine Spindelansteuerung,

ein Handbedienteil oder

ModBus als weitere Schnittstelle

mit angeboten werden.

Die Programmierung

erfolgt indirekt z. B. über ein Notebook

mit gängigen NC-Befehlen

(G-Code) bzw. nach DIN 66025.

Die integrierte PLC und HMI können

mittels externer Entwicklungsumgebung

kundenspezifisch

angepasst werden. Neben

dem 7“-Touch-Farbdisplay können

drei Tasten frei programmiert werden.

Die USB-Schnittstelle befindet

sich an der Frontseite der Steuerung,

die Netzwerkanschlüsse und

Anschlussstecker an der Rückseite.

Die Unipos 330 verfügt über integrierte

und dezentrale Ein- und Ausgänge

sowie über einen integrierten

Not-Aus SIL3. Die Steuerung

wird anschlussfertig im kompakten

Tischgehäuse geliefert, oder alternativ

auch als Einschub im 19“-Rack.

In der Unipos 330 ist ein leistungsfähiger,

lüfterloser 32-Bit-Mikrocontroller

mit 400 MHz eingebaut. Die

Fernwartung ist über einen externen

PC möglich.

• Föhrenbach GmbH

www.foehrenbach.com

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

63


Messen/Steuern/Regeln

Condition-Monitoring-Sensor mit IO-Link

Klimas in Produktions- und Lagergebäuden

in allen Branchen, die

mit feuchte- und temperatursensiblen

Gütern umgehen.

Simple-I/O-Modus

Hans Turck GmbH & Co. KG

more@turck.com

www.turck.com

Turcks kombinierter Feuchteund

Temperatursensor CMTH ist

jetzt in einer kompakten Variante

mit verbesserter IIoT-Integration

für smarte Condition-Monitoring-

Anwendungen verfügbar. Mit nur

57 mm Länge und einem Betriebstemperaturbereich

von -40 bis

+100 °C ist der IP67-Sensor im

M12-Gehäuse selbst in anspruchsvollen

Umgebungen leicht einsetzbar.

Die einfache Integration wird

auch schnittstellenseitig unterstützt:

Das standardisierte IO-Link-Smart-

Sensor-Profil (Stand 4.1.2.) mit

64 Bit auf zwei Kanälen vereinfacht

die herstellerübergreifende

Einrichtung von vernetzten Systemen.

Der CMTH eignet sich insbesondere

zur Überwachung des

Der Sensor gibt im Simple-

I/O-Modus (SIO) für Temperatur

und Feuchte je ein Schaltsignal aus.

Insbesondere zur Nachrüstung von

Klimadaten in bestehenden Applikationen

eignet sich dieser Modus

gut, da selten digitale Schnittstellen

wie IO-Link vorliegen. In moderneren

Anlagen oder Maschinen

bietet der IO-Link-Modus Vorteile,

denn der smarte CMTH-Sensor

kann so nicht nur kontinuierliche

Prozesswerte ausgeben, sondern

beispielsweise auch selbstständig

den situativen Taupunkt ermitteln.

Nutzer, die Langzeitanalysen benötigen,

werden die vorkonfigurierte

Histogramm-Funktion zu schätzen

wissen.

Digitale Schnittstelle

Die digitale Schnittstelle erleichtert

auch die Inbetriebnahme des Sensors.

Über Turcks IO-Link-Master

kann das Gerät ohne Zusatzsoftware

über den integrierten Webbrowser

des Masters konfiguriert und

in Betrieb genommen werden. ◄

Einfache Integration in die Anlage dank IO-Link

Die Anforderungen an Qualität, Reproduzierbarkeit

und Nachverfolgbarkeit beim Formatwechsel steigen.

Um das Potenzial auszuschöpfen, das sich durch teilautomatisierte

Formatverstellung ergibt, ist die zuverlässige

Kommunikation mit der Anlagensteuerung zur

Rückmeldung des Positionierstatus erforderlich. Hierfür

ist die digitale Positionsanzeige SeGMo-Assist von

Lenord+Bauer nun auch mit IO-Link-Kommunikationsschnittstelle

verfügbar. Diese ermöglicht die einfache Integration

in die Anlagensteuerung bei geringem Verdrahtungsaufwand.

Die weltweit standardisierte IO-Link-Technologie

kann unabhängig vom Feldbus über eine Punktzu-Punkt-Verbindung

und 3-Draht-Standardverkabelung

in jedes Netzwerk eingebunden werden. Dank der zentral

gespeicherten und automatisch abrufbaren Gerätekonfiguration

ist die Neuparametrierung im Wartungsfall

oder beim Gerätetausch einfach möglich, so dass Stillstandszeiten

minimiert werden.

• Lenord, Bauer & Co. GmbH

www.lenord.de

64 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


DURCHBLICK ALLES KLAR BEHALTEN

– ODER?

Messen/Steuern/Regeln

Kompakte und smarte

Antriebslösung

maxon entwickelt und produziert mit seiner Tochterfirma, der zub AG,

Steuerungsmodule für die Antriebspositionierung und -synchronisation.

Es entstehen programmierbare Mehrachssteuerungen mit integrierten

Endstufen, kompromissloser Qualität und wegweisender Innovation.

MACS-Module (MACS = Multi Achs Controller

System) regeln autark das hochdynamische

Positionieren und Synchronisieren

von bis zu 32 Achsen von Servo- und Asynchronmotoren

oder steuern autark Kleingeräte.

Bevorzugt kommen die Steuergeräte da zum

Einsatz, wo SPS-Lösungen zu teuer sind oder

nicht die spezifischen Anforderungen erfüllen.

Mit der der MiniMACS6-AMP-4/50/10 bietet

die zub AG eine wirtschaftliche Lösung,

um bis zu sechs bürstenbehaftete oder bis zu

vier bürstenlose Motoren hochdynamisch und

präzise zu bewegen. Positions-Feedback oder

Master-Signale werden mittels inkrementellen

Encoder-Eingänge eingelesen. Optional können

Sin/Cos-Encoder oder SSI Encoder angeschlossen

werden.

Einfache Erweiterbarkeit

Eine Reihe von digitalen Ein- und Ausgängen

verarbeiten Sensor-Signale und steuern Aktuatoren.

Die Anzahl der Ein-/Ausgänge kann leicht

durch ein CANopen I/O-Module erweitert werden.

Weiter verfügt diese Steuerung über zwei

CAN- und eine USB-Schnittstelle, welche die

Anbindung an ein Übergeordnetes System ermöglicht.

Optional können auch andere gängige

Industrielle Bussysteme wie EtherCAT eingebunden

werden. Eine einfache und effiziente Motion

Control Programmiersprache (C-Sprache) ermöglicht

es, diesen Motion Controller auch als

Stand-alone-Lösung zu betreiben (ohne übergeordneten

PC oder SPS).

Kompakte Steuerungen

Mit ihrer Größe eignet sich die Steuerung

für Systementwickler, welche autarke Roboter

oder Shuttle-Systeme, wie z. B. die Lagerkommissionierung,

designen. Anwendung findet

die Steuerung auch bei Laborautomationsgeräten

oder bei allen Spezialgeräten, welche

eine kompakte Steuerung erfordern.

Antriebskomplettlösung

Ein wesentlicher Vorteil ist die Antriebskomplettlösung

mit integrierten Endstufen. Der

größte Mehrwert ist die freie Programmierung

auf C-Basis mit leistungsstarken Motion-Control-Befehlen

inklusive Unterstützung von Hierarchischen

State Machines mittels lizenzfreier

Automatisierungssoftware ApossIDE. Motion-

Control-Funktionalität, Servoendstufen, Encoder-Eingänge,

Bus-Schnittstellen und alle Entwicklungstools

sind inklusive. Es fallen keine

versteckten Zusatzkosten an.

Mit gezielter Consulting- und Engineering-

Dienstleistung kann die zub AG bei Bedarf

das Entwicklungsteam effizient unterstützen.

Dadurch wird die Time-to-Market, die Entwicklungsrisiken

und -kosten reduziert. Der Kunde

erhält alle Produkte und Dienstleistungen rund

um die Antriebstechnik aus einer Hand.

• Zub machine control AG

www.zub.ch

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023 65

Sie werden Augen machen:

Egal vor welcher messtechnischen

Herausforderung Sie stehen – mit der

a.b.jödden gmbh haben Sie alles

im Blick. Denn unseren Sensoren

zum Messen von Weg, Druck,

Temperatur und Durchfl uss entgeht

nichts. Versprochen.

TDD

SM12

SM24

SM20

BESSER

MESSER

DSV

abjoedden.de 65


Bedienen und Visualisieren

Vom einfachen Ampelsystem

zur cloudbasierten Lösung

Metabo optimiert seine Packarbeitsplätze mit WeASSIST von Werma

Die hochwertigen Produkte von Metabo sind auf Baustellen und in Industriebetrieben rund um den Globus zu finden

Vom Winkelschleifer, über Bohrmaschinen

und Akku-Schrauber bis

hin zu Sägen und Saugern unterschiedlichster

Art – seit jeher steht

die Marke Metabo für Ingenieurskunst

„Made in Germany“. Die hochwertigen

Qualitätsprodukte werden

von Profis für Profis entwickelt und

sind auf Baustellen und in Industriebetrieben

rund um den Globus zu

finden. Das Unternehmen verfolgt

konsequent die Vision der kabellosen

Baustelle und ist führend

in der Akkutechnologie, um Profis

mehr Freiheit bei höchstmöglicher

Leistung zu bieten. Zudem

hat Metabo mit CAS das weltweit

erste und größte markenübergreifende

Akkusystem ins Leben gerufen

– mit derzeit mehr als 30 Partnern.

Metabo

Das Unternehmen mit Hauptsitz

im baden-württembergischen Nürtingen

wurde vor knapp 100 Jahren

gegründet, als Albrecht Schnizler

die erste Handbohrmaschine baute.

WERMA Signaltechnik

GmbH + Co. KG

www.werma.com

Dieser Metallbohrdreher ist Pate für

den Namen Metabo. Heute beschäftigt

das Traditionsunternehmen rund

2.000 Mitarbeiter und ist nicht nur im

Bereich der Fertigungstechnologie

sondern auch in der Optimierung der

Arbeitsabläufe führend. Dabei setzt

Metabo auf clevere und intelligente

Lösungen, um Schwierigkeiten in

den Prozessen zu erkennen, bevor

sie entstehen, und Abläufe dauerhaft

zu optimieren.

Verbesserungsmöglichkeiten

sehen

Tobias Weißhaar ist seit 2010

bei Metabo beschäftigt und hat

hier bereits seine Ausbildung zum

Industriemechaniker absolviert.

„Nach meiner Ausbildung war ich

als „Versorger“ tätig und habe hier

die Kollegen in der Montage mit

fehlendem Material beliefert“, sagt

Weißhaar. „Da bekam ich bereits

vielfältige Einblicke in die Abläufe

und Logistikprozesse.“ Der junge

Mann wurde rasch zum stellvertretenden

Teamleiter der Montage

ernannt, hat sich dann jedoch entschieden,

noch einmal die Schulbank

zu drücken.

Nach erfolgreich bestandener

Meisterprüfung wartete eine neue

spannende und herausfordernde

Position bei Metabo auf ihn: Als

Teamkoordinator in der Montage

sorgt er nicht nur für reibungslose

Abläufe, sondern betreut seitdem

auch verschiedene Projekte zur

Effizienzsteigerung und Prozessoptimierung.

„Durch meine eigene

Mitarbeit in der Montage wusste

ich bereits, wo es zu Problemen im

Ablauf kommen kann. Darauf kann

ich nun aufbauen und gezielt einzelne

Prozessschritte anpacken,

um diese dauerhaft zu optimieren.“

Längere

Wartezeiten beseitigen

In der Montage bei Metabo sind

mehr als 180 Mitarbeiter tätig. Tobias

Weißhaar ist für den Bereich der

Akkukonfektionierung zuständig.

Hier werden die Maschinen inklusive

Zubehör für den Versand an

den Endkunden entsprechend der

individuellen Kundenwünsche konfektioniert,

verpackt und versandbereit

etikettiert. „An den 11 Packarbeitsplätzen

wird jeweils die Grundmaschine

mit dem entsprechenden

Zubehör konfektioniert“, sagt Weißhaar.

„Hierfür erhalten die Mitarbeiter

das erforderliche Material direkt

von den Logistikern an den Arbeitsplatz

geliefert.

“Genau hier erkennt der Teamkoordinator

rasch erhebliches Optimierungspotenzial:

„Wir haben top

ausgestattete Montage- und Packarbeitsplätze

mit motivierten und tollen

Mitarbeitern – jedoch fiel mir auf,

dass immer wieder längere Warteund

Leerlaufzeiten entstanden, wenn

Material oder Nachschub benötigt

wurde.“ Weißhaar entschied: „Hier

muss eine Lösung her – und zwar

schnell.“

Hilfe auf Knopfdruck – benötigt der Mitarbeiter Nachschub oder

Unterstützung, fordert er per Knopfdruck Unterstützung an

66 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


In der übersichtlichen Software ist auf einen Blick der Status der einzelnen Arbeitsplätze erkennbar

Pragmatische

Übergangslösung

Der pfiffige, junge Mann macht

sich sofort ans Werk und sucht nach

Möglichkeiten, um diesen Prozess

zu optimieren und die Leerlaufzeiten

zu reduzieren. „Mein Grundgedanke

war, dass der Mitarbeiter

direkt von seinem Platz aus signalisiert,

wenn er Hilfe, Nachschub

oder Material benötigt.“

So wurde übergangsweise eine einfache,

pragmatische Lösung gefunden:

„Wir beklebten kurzerhand einen

Besenstiel auf der einen Seite mit

einer grünen und auf der anderen

Seite mit einer roten Karte. Die Mitarbeiter

konnten so auf einfachste

Weise mit Hilfe des Ampelprinzips

signalisieren, ob alles in Ordnung

ist (grün) oder ob sie ein Problem

haben bzw. Hilfe benötigen (rot).“

Metabo als Lead-User

„Wir waren uns natürlich im Klaren

darüber, dass so ein Besenstil lediglich

eine provisorische Übergangslösung

ist“, schmunzelt Weißhaar.

„Dennoch waren wir sofort sicher,

dass wir das Ampelprinzip beibehalten

möchten.“ Und so zeigte

sich das Unternehmen begeistert,

als von Seiten Werma Signaltechnik

die Anfrage kam, ob Metabo

im Zuge einer Neuentwicklung im

Bereich „Prozessoptimierung“ als

Lead-User fungieren möchte.

„Wir kannten Werma bereits und

setzten schon seit langem auf die

Produkte des Signalgeräteherstellers.

Natürlich sagten wir sofort

„Ja“, als uns vorgestellt wurde, welche

Systemlösung bei uns im Haus

auf Herz und Nieren getestet werden

sollte.“ erzählt Tobias Weißhaar

und fügt hinzu: „WeASSIST

ist sozusagen die perfekte Lösung

für unsere Anforderungen.“

Von Anfang an begeistert

Dann ging alles ganz schnell: „Wir

gaben unser Ok und bereits zwei

Tage später kam das Paket mit

allem, was wir für den Start benötigten

hier an.“ Als „out of the box“-

Lösung ist die Hard- und Software

schnell einsatzbereit und WeASSIST

lässt sich als Retrofit-Lösung einfach

in die bestehende Struktur integrieren.

Den vollen Überblick gibt

es dank Cloud-Lösung immer und

überall und auf jedem Endgerät.

„Ich kann auf meinem Smartphone,

Laptop oder dem PC des Schichtführers

sofort und auf einen Blick

sehen, an welchem Arbeitsplatz

Hilfe benötigt wird“, sagt Weißhaar.

Gestartet hat das Unternehmen an

vier der 11 Arbeitsplätze im Bereich

der Akkukonfektionierung. Diese

erste Implementierung verlief so

erfolgreich, dass in der Zwischenzeit

bereits drei weitere Arbeitsplätze

mit WeASSIST ausgestattet

sind. „Die Werma-Lösung hat alle

unsere Erwartungen erfüllt“, sagt

Weißhaar. „Ich bin von der ersten

Minute an begeistert gewesen und

bin es noch immer.“ Er fügt hinzu:

„Ich hoffe, wir können das System

noch in weiteren Abteilungen und

Bereichen bei Metabo einsetzen.“

Prozessoptimierung

in einer Minute

WeASSIST ist die innovative,

branchenübergreifende Plug&Play-

Lösung für das umfassende und dauerhafte

Monitoring aller Produktionsund

Logistikprozesse – cloudbasiert,

einfach installierbar, schnell nachrüstbar

und breit skalierbar. Egal

ob an Maschinen oder Anlagen, in

der Versandlogistik oder an manuellen

Arbeitsplätzen – WeASSIST

von Werma sorgt für Transparenz,

digital und in Echtzeit. Das hilft, Probleme

zu erkennen, bevor sie entstehen

und Prozesse dauerhaft zu

optimieren.

Weißhaar erklärt: „Besonders

toll ist, dass das System aus Softund

Hardware besteht. Man erhält

ein einziges Paket und kann damit

sofort loslegen.“ Insbesondere zeigt

sich der Techniker davon begeistert,

dass die cloudbasierte Lösung ganz

einfach und ohne großen Aufwand

installiert werden kann. Schmunzelnd

fügt er hinzu: „Werma verspricht

nicht zu viel, wenn sie mit

dem Slogan werben „Prozessoptimierung

in einer Minute. Ich konnte

selbst kaum glauben, wie schnell

WeASSIST implementiert war.“

Vielfältige Möglichkeiten

Zudem freut sich der Teamkoordinator

über die vielfältigen Analyse- und

Auswertungsmöglichkeiten: Alle relevanten

Daten werden unabhängig von

der Quelle (Hersteller, Typ und Alter

von Maschinen oder manuellen Arbeitsplätzen)

übersichtlich bereitgestellt.

Anders als bei komplexen MDE/MES-

Systemen oder IoT-Lösungen wird mit

WeASSIST jedes Optimierungspotential

einfach sichtbar und auswertbar:

In Echtzeit und von überall.

Schnell durchstarten

Die cloudbasierte, jederzeit nachrüstbare

Lösung von Werma ermöglicht

Prozessoptimierung in Rekordzeit:

Einfach die Hardware an Arbeitsplätzen

oder Maschinen integrieren

und den Softwarezugriff aktivieren.

Anschließend Hardware, Software

und individuelle Dashboards einrichten,

Rollen und User zuweisen -

Fertig. Sofort melden alle integrierten

Maschinen und Arbeitsplätzen

den Status über das Gateway direkt

in die Software. Probleme werden

direkt sichtbar und über Analysen

lassen sich dauerhaft Prozessoptimierungen

ableiten – nie war Optimieren

so einfach. „Wir sind richtig

begeistert von der Werma-Lösung“,

sagt Tobias Weißhaar. „Das ganze

System ist ausgesprochen übersichtlich

und wirklich sehr einfach handzuhaben.

Die Mitarbeiter können mit

WeASSIST genau die Daten auswerten,

die sie benötigen. Wir sind absolut

zufrieden und freuen uns riesig, dass

wir als Lead-User unsere Erfahrungen

und Anregungen einbringen und so

das gesamte System noch besser

machen konnten.“ ◄

Aktuell sind bei Metabo sieben Arbeitsplätze mit WeASSIST ausgestattet,

weitere sollen folgen

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

67


Bedienen und Visualisieren

Kompaktes Monitoring-Multitalent

Das WA16 ist ein cyber-physisches

Informations- und Kommunikations-System.

Es besteht

aus einem innovativen Leuchtfeld-

Meldesystem, sowie einer dezentralen

I/O-Unterstation.

Optisch-akustisches

Meldesystem:

• Kompaktes Alu-Fronteinbaugehäuse

144 x 144 x 160 mm

• 16 Meldeeingänge

24/60/110/220V AC/DC, 2pol.

Auflösung ≥1 ms.

• Großflächige brillante 5-Farben-

LED-Signalfenster für selektive

Anzeige.

• Integrierte Kleinhupe

• Mit vier Front-Folientaster

• 2x16 Ausgangsrelais, Schließer

allpolig.

Über USB parametrierbar:

• Farbwahl, rot, grün, blau, gelb, weiß

• Meldefunktionen nach DIN 19235

und US / ISA 18-1

• Ansprechverzögerung und Zuordnung

der Ausgangsschließer

Dezentrale Unterstation:

• Datenerfassung mit Signalspeicherung,

zeitfolgerichtig in Echtzeit

mit SNTP sync.

• Parametrierbare Zähl - und Zeitfenster

für Predictive Maintenance.

• Netzwerkfähig über TCP/IP, oder

LON Bus.

• Prozessvisualisierung in Verbindung

mit SISSY SCADA System.

• UNITRO-Fleischmann-

Störmeldesysteme

www.unitro.de

Intelligente LED-Matrix-Displays

Der integrierte PLC-Connector ermöglicht

die smarte Anbindung an eine Profinet-SPS,

indem er die darzustellenden Informationen im

Webserver der SPS abfragt, ohne dass eine

Profinet-Anbindung erforderlich ist. Auch die

Displays haben einen integrierten Webserver

und können über einen Standard-Webbrowser

von einem PC oder mobilen Endgerät aus programmiert

werden.

Für Outdoor-Applikationen wird die Serie

XC55 angeboten. Sie hat eine tageslichtfähige

LED-Matrix mit Helligkeitsautomatik, ein

Gehäuse mit wetterfester Lackierung sowie

eine integrierte Heizung. Eine optional erhältliche

Display-Control-Unit ermöglicht neben

der Darstellung von Texten, Ziffern und Graphiken

auch das Abspielen von Videos.

Die Serie XC50 ist die neue Generation intelligenter

Großanzeigen für Indoor- und Outdooranwendungen.

Die Geräte haben eine LED-

Matrix mit großem Ablesewinkel und Pixelabständen

von 2, 4, 8 und 16 mm für Zeichenhöhen

von Zeichenhöhen von 14 bis 480 mm.

• Siebert Industrieelektronik GmbH

www.siebert-group.com

68 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Robotik

Wie Automatisierung mit Cobots gelingt

Zeit ist Geld – das gilt auch für die Produktion. Denn wenn die Fertigung zum Stillstand kommt, bleibt

der Geldsegen aus. Deshalb fragen sich Geschäftsführer und Produktionsplaner kleiner und mittlerer

Unternehmen (KMUs) zurecht, ab wann sich die Automatisierung für sie lohnt.

Alle Bilder © Universal Robots

Ab wann läuft der kollaborierende

Roboter (kurz: Cobot) reibungslos

und lässt sich seine Integration

beschleunigen? Wie gehe ich

vor, wenn ich den Leichtbauroboter

eines Tages umrüsten muss? Im

Folgenden werden die sieben häufigsten

Fragen rund um die erfolgreiche

Integration und Nutzung von

Cobots beantwortet.

1. Welche Bausteine sind für

eine Cobot-Applikation

nötig?

Die Basis für die Automatisierung

unterschiedlicher Materialhandhabungsaufgaben

ist der Cobot.

Bei der Entscheidung für das passende

Modell sind der Arbeitsbereich

und das Materialgewicht

zu berücksichtigen. Auch im Hinblick

auf den passenden Greifer

sind mehrere Aspekte zu beachten:

Einerseits muss der Greifer in

Kombination mit dem Roboterarm

die erforderliche Traglast gewährleisten.

Andererseits muss er das

gewünschte Teil verarbeiten können.

Hierfür steht eine Reihe unterschiedlicher

Typen zur Verfügung. So können

Zwei- und Drei-Finger-Greifer

beispielsweise für die Maschinenbeschickung

eingesetzt werden,

während Vakuumgreifer auch forminstabile

Dinge wie beispielsweise

Tütchen mit verpackten Schrauben

in den Griff bekommen.

Wo Mensch und Roboter zusammenarbeiten,

ist dem Thema Sicherheit

besondere Aufmerksamkeit zu

widmen. Cobots bewegen teilweise

schwere Lasten in einem möglichst

effektiven Tempo auf Augenhöhe.

Potenzielle Risiken müssen unter

Einhaltung geltender Vorschriften

beurteilt und reduziert werden.

Erfolgsentscheidend ist nicht

zuletzt, die Belegschaft von Beginn

an in das Vorhaben mit einzubinden.

Um Vorurteilen wie der Angst

Autor:

Andrea Alboni,

General Manager Western Europe,

Universal Robots (Germany)

GmbH

Maisberger GmbH

universalrobots@maisberger.com

www.maisberger.de

Mit einem speziellen Endeffektoren ausgestattet, übernehmen Cobots präzise Schweißarbeiten

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

69


Robotik

Cobot-Kollegin Elfriede erledigt Pick-and-Place-Aufgaben Seite an Seite mit den 80 Mitarbeitern eines

mittelständischen Automobilzulieferers

vor dem Jobverlust gegenzusteuern,

lauten die Lösungen Kommunikation,

Vertrauen und Nahbarkeit.

Vor allem, wenn die Wahl auf einen

kollaborierenden Roboter gefallen

ist, sollten die Mitarbeiter keine

Zuschauer am Rande, sondern vielmehr

Teil des Projekts sein – denn

sie arbeiten schließlich im Betrieb

Seite an Seite mit dem Cobot.

2. Welcher Zeitaufwand ist

mit der Integration eines

Cobots verbunden?

Schritt für Schritt zum Meisterstück.

Das gilt auch für die erfolgreiche

Integration von Leichtbaurobotern.

Um schon beim erstmaligen

Einsatz eines Cobots schnell

zu profitieren, ist es ratsam, graduell

vorzugehen und zunächst mit weniger

komplexen Anwendungen zu

beginnen. In der Regel lassen sich

einfache Applikationen wie Pick &

Place-Aufgaben bereits in wenigen

Wochen umsetzen.

Die Dauer der Integration ist außerdem

von den entsprechenden Produktionsanforderungen

des Betriebs

abhängig: Neue Schnittstellen zwischen

Cobot und Maschine zu definieren

oder weiterer Automatisierungsschritte

zu ergänzen, beansprucht

je nach Komplexität unterschiedliche

Zeitspannen. Die reine

mechanische Eingliederung eines

Cobots – ohne Lieferzeiten und notwendige

Vorarbeiten – kann jedoch

bereits an einem Arbeitstag erfolgen.

3. Was ist beim Thema

Sicherheit zu beachten?

Während die Cobots für Unternehmen

enorme Chancen bergen, verlangen

sicherheitsrelevante Aspekte

rund um die Integration besondere

Aufmerksamkeit. Der Cobot selbst

verfügt bereits über diverse Sicherheitsfunktionen,

etwa zur Kraft- und

Leistungsbegrenzung, um die Sicherheit

der Mitarbeiter zu gewährleisten.

Zusätzlich können Anwendungen mit

Detektionslösungen außerhalb des

Roboterarms abgesichert werden,

wie zum Beispiel durch Bereichslaserscanner.

Diese erkennen, wenn

sich ein Mensch dem Roboter innerhalb

eines bestimmten Bereiches

nähert, wodurch dieser seine Bewegungen

verlangsamt oder stoppt.

Um eine Anlage in Betrieb zu nehmen,

ist nach der Maschinenrichtlinie

2006/47/EG im Rahmen der

CE-Kennzeichnungspflicht vorgeschrieben,

dass Unternehmen eine

Risikobeurteilung vornehmen müssen.

Diese stellt sicher, dass von der

Anlage keine Gefahr für den Menschen

ausgeht und ist auch bei Anlangen

mit kollaborierenden Robotern

durchzuführen. Bei der Risikobeurteilung

ist die Anwendung als Ganzes,

also der Roboterarm inklusive

seines Endeffektors, des Programms,

softwareseitiger Sicherheitseinstellungen

und dem zu handhabenden

Werkstück zu betrachten.

DIN ISO 12100

Wie ein solcher Prozess abläuft,

beschreibt die DIN ISO 12100. Die

Norm definiert für die Risikobeurteilung

unter anderem die Teilschritte

Risikoanalyse, Risikoeinschätzung

und Risikobewertung. Es handelt

sich dabei um einen iterativen Prozess,

da sich durch Maßnahmen

der Risikominderung stets neue

Risiken ergeben können. Folglich

sind mehrere Durchläufe erforderlich,

um die Sicherheit einer Applikation

zu gewährleisten.

Neben dieser DIN-Norm gibt es

eine weitere wichtige ISO-Norm,

Der integrierte Kraft-Momenten-Sensor des Cobots sorgt für das notwendige Feingefühl bei der Qualitätsprüfung von

Einspritzelementen für Raketen

70 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Robotik

Beim Umrüsten der Cobots gilt

es, zunächst einfache Prozesse

zu automatisieren und schlichte

Werkstückgeometrien auszuwählen.

Grundsätzlich empfiehlt es sich,

die Bandbreite an Einsatzorten und

Bauteilen bereits vor der Integration

des Cobots zu benennen. Anschließend

ist es ratsam, das passende

Modell nach Gewicht der Teile und

Umfang des Arbeitsbereichs auszuwählen.

Wurden alle zuvor genannten

Vorkehrungen getroffen, kann

der Anwender den Cobot mechanisch

zumeist in lediglich 20 Minuten

umrüsten – die softwareseitige

Umrüstung kann zwischen einer

Stunde und zwei Tagen dauern.

Wenn nur die Größe des gewünschten

Werkteils verändert werden soll,

beansprucht die Umrüstung noch

weniger Zeit.

Cobot übernimmt bei einem Zehn-Mann-Betrieb in der Nachtschicht die Beschickung der CNC-Maschine

die ISO TS 15066, die sich als erste

Spezifikation ausschließlich mit der

Mensch-Roboter-Kollaboration

beschäftigt. Sie bietet kollaborativen

Robotik-Systemen ohne Schutzumhausung

Richtwerte, beispielsweise

bei der Kraft-Druck-Messung einer

Applikation, die bei der Risikobeurteilung

helfen. Mittels dieser Norm

lassen sich Kollisionskräfte bewerten,

um bei einem Zusammenstoß

zwischen Mensch und Maschine

Verletzungen zu vermeiden.

4. Wie kann die Integration

beschleunigt werden?

Vorbereitung ist der Schlüssel

zum Erfolg. Um kollaborierende

Roboter rasch zu integrieren, sollten

sich Unternehmer vorher Gedanken

machen, wie der zu automatisierende

Arbeitsprozess abläuft.

So sollten sie sich überlegen, wie

beispielsweise der Mitarbeiter das

Teil bisher greift und wie er es zur

Maschine bewegt. Es muss klar sein,

wo das Material bereitliegt und wer

für Nachschub sorgt. Dabei ist es

hilfreich, standardisierte Aufgaben

zu betrachten, bei denen sich die

Variantenvielfalt in Grenzen hält.

Bei einer vorausschauenden Vorbereitung

ist der Cobot im Handumdrehen

einsetzbar. Bei komplexeren

Projekten, die sich durch

unterschiedliche Funktionen auszeichnen,

sollten die gewünschten

Prozesse detailliert analysiert

und Integratoren früh in die Überlegungen

mit eingebunden werden

– eine Simulation der künftigen

Anlagen kann hier außerdem

hilfreich sein.

5. Wie steigere ich die

Produktivität einer

Cobot-Anlage?

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

Cobots werden nicht müde. Nachdem

der Leichtbauroboter erfolgreich

eingerichtet wurde, kann

dieser ohne Pausen durcharbeiten.

Gerade für die Nachtschicht

ist diese Unermüdlichkeit besonders

nützlich. Dadurch profitieren

KMUs von einer immensen Produktivitätssteigerung,

während sie

gleichzeitig die Qualität ihrer Fertigung

verbessern. Vor der Entwicklung

des ersten marktreifen Cobots

konnten nur große Unternehmen,

die über teure Industrieroboter verfügten,

derartige Verbesserungen

verzeichnen.

Auch die Mitarbeiter profitieren

von diesen Veränderungen: Sie

können sich nun weniger monotonen

Aufgaben widmen. Auf diese

Weise haben sie mehr Zeit für Tätigkeiten,

die ihre fachliche Expertise

verlangen. Dabei kann die ein oder

andere Fachkraft später als Automationsspezialist

eingesetzt werden,

sofern sie zuvor an der Integration

des mechanischen Kollegen

beteiligt war. Sie können beispielsweise

neue Cobot-Applikationen

begleiten und diese Schritt für

Schritt verbessern, indem sie die

Taktzeit steigern und die Rahmenbedingungen

verbessern. Das ist

der intuitiven Bedienung der Roboter

zu verdanken, die sich leicht bedienen

lässt – wer ein Smartphone

verwenden kann, hat in der Regel

auch mit der Programmoberfläche

eines Cobots keine allzu großen

Probleme. Da dadurch externe

Experten obsolet werden, wächst

auch die Produktivität. Außerdem

steigert die abwechslungsreichere

Arbeit die Attraktivität des Arbeitsplatzes,

was wiederum dem Fachkräftemangel

entgegenwirkt.

6. Wie kann ich Cobots

schneller umrüsten?

7. Wie ist es möglich, die

Wartungsintervalle für

Cobots zu verlängern?

Nach der gelungenen Integration

eines Cobots soll dieser so

lange wie möglich ohne Unterbrechungen

arbeiten. Dafür gibt es

sinnvoll geplante Wartungsintervalle,

die sich von Anwendung zu

Anwendung unterscheiden. Cobots,

die in einem besonders staubigen

Umfeld eingesetzt werden, müssen

beispielsweise deutlich häufiger

gewartet werden. In Reinräumen ist

das folglich nicht der Fall. Insgesamt

empfehlen Experten, die Cobots alle

zwölf Monate einem Check-Up zu

unterziehen – nutzen Cobots zum

Beispiel eine Schutzhaube, lassen

sich die Intervalle zusätzlich verlängern.

Wie bei menschlichen Mitarbeitern

auch, ist es förderlich, wenn

die Bewegungen des Cobots gelenkschonendend

erfolgen. Mit der entsprechenden

Programmierung lassen

sich solche Bewegungsmuster

einfach umsetzen.

Schnelle Amortisation

dank erhöhter Produktivität

Gute Planung und Vorbereitung

sparen jede Menge Zeit und – gemäß

dem Sprichwort – auch Geld. Trotzdem

versteht es sich von selbst, dass

die Cobots ab und zu überprüft und

optimiert werden sollten, um die Effizienz

der Fertigung weiter zu erhöhen.

Wann ist also mit der Amortisation

der Cobots zu rechnen? Oft

rentieren sich die Leichtbauroboter

bereits nach einem Jahr. Manche

Anwender schaffen es sogar, dass

sich die kollaborierenden Roboter

nach knapp einem Monat amortisierten.

Die Anschaffung kollaborierender

Roboter lohnt sich folglich

auch für KMUs. Was von langer

Hand vorbereitet, wird kurzerhand

eingeleitet: Bei einer guten

Organisation, steht der schnellen

und erfolgreichen Integration der

Leichtbauroboter nichts mehr im

Wege. ◄

71


Robotik

Roboter ansteuern:

Nativ oder durch externen Controller?

Roboter im Einsatz

In der Robotik gibt es zwei grundsätzlich

unterschiedliche Herangehensweisen,

um einen Industrieroboter

für seine individuelle Aufgabe

zu programmieren: Entweder

über seine native, herstellergegebene

Programmiersprache oder

durch den Einsatz eines externen

proprietären Controllers, der den

Roboter dann feingranular ansteuert.

Diese Controller werden sehr

häufig mit Hilfe des Robot Operation

Systems (ROS) implementiert.

Beide Methoden haben individuelle

Vor- aber natürlich auch

Nachteile.

Im industriellen Umfeld wird bisher

vorrangig mit den Hersteller-

Sprachen gearbeitet, um ein System

„aus einem Guss“ zu erreichen. In

der Servicerobotik und Forschung

hingegen kommen eigene, frei definierbare

Controller zum Einsatz, so

dass der Roboter hauptsächlich als

Aktuator mit hardware-naher Regelung,

aber ohne eigene Intelligenz,

zu betrachten ist. Aktuell gibt es

jedoch mehrere Robotik-Anbieter,

die den zweiten Ansatz in der Industrie

etablieren möchten.

Daher ist es wichtig, die Unterschiede

einmal näher zu betrachten:

Die Anforderungen

In der Automatisierungstechnik

herrscht durch die gute Planbarkeit

des Robotereinsatzes oftmals

ein Top-Down-Ansatz in der

Programmierung und Ausführung.

Dieser verlangt nach wenig Autonomie

und damit auch geringeren

Freiheitsgraden für den Roboter,

da dessen Aufgaben klar definiert

sind: Der Roboter kann im Allgemeinen

jeden Arbeitsschritt Planen, die

Bewegungsbahnen berechnen und

ohne Unterbrechung bzw. Anpassung

ausführen. Beispielsweise

Autor:

Andreas Hermann,

Senior Team Leader

Advanced Robotics

ArtiMinds Robotics GmbH

www.artiminds.com/de

Softwarebasierter Ansatz mittels individuellem Controller

72 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Robotik

Robotercontroller-basierter Ansatz mittels nativer Programmierung

kann eine kamerabasierte Objekterkennung

zu einem diskreten Zeitpunkt

eine Objektposition an das

Roboterprogramm übermitteln, dieses

berechnet eine Bewegung zum

Objekt und überlagert nur deren

letzten Abschnitt mit einer Kraftüberwachung.

Die Servicerobotik verlangt hingegen

fast immer nach einem

regelungsbasierten Ansatz der

Bewegungen, da die Roboter

sich meist in einer wenig strukturierten

Umgebung bewegen und

somit wesentlich höhere Unsicherheit

herrscht. Daher kommt in der

Wissenschaft oftmals ein Schichtenmodell

mit bidirektionalem vertikalen

Informationsfluss zum Einsatz,

das dem Roboter wesentlich

mehr Autonomie und Anpassungsfähigkeit

auf allen Ebenen bietet.

Beispiele sind hier eine verhaltensbasierte

Entscheidungsfindung

oder eine Echtzeit-Regelung

für das Servoing (verfolgen

eines dynamischen Zieles).

Die Vorteile

Ein individueller Controller unterliegt

nur wenigen Randbedingungen

und erlaubt somit eine freie Systemarchitektur.

Somit kann die Hard- und

Software (inklusive des Betriebssystems

und der Programmiersprach)

beliebig gewählt werden, um deren

Vorteile zu nutzen oder vorhandene

Vorarbeiten ohne Portierung einzubringen.

Dies erlaubt insbesondere

die Verwendung beliebiger Sensoren,

die mit dem Roboter von Haus aus

nicht kompatibel wären. Einschränkungen

der Regelung ergeben sich

einzig aus der Dynamik der Aktoren

und der Schnittstelle des Roboters.

Somit sind auch mehrfach überlagerte

Regelungsansätze möglich

(bspw. Nullraum-Regelung oder

die Berücksichtigung harter und

weicher Randbedingungen während

der Ausführung).

Vorteile

der nativen Programmierung

Für die Industrie überwiegen

jedoch meist die Vorteile, die eine

native Programmierung mitbringt:

Eine umfassende Garantie und

Supportmöglichkeiten durch den

Roboterhersteller. Dies ist möglich,

da die Ausführung auf dem originalen

Robotercontroller stattfindet.

Die Programmierung erfolgt mit herstellereigenen

Tools und Sprachen.

Zusatzhardware ist zertifiziert oder

nur über getestete Protokolle möglich.

Somit kann jederzeit ein deterministisches

Verhalten sichergestellt

werden, auch was die Dynamik des

Roboters und somit die Taktzeit

betrifft. Hard- und Softwarekomponenten

sind optimal aufeinander

abgestimmt, um bestmögliche Performance

zu erreichen und gleichzeitig

sind sichere Limits klar vorgegeben.

Weiterhin ist durch das klar

definierte Set an erprobten Befehlen

zur Steuerung / Regelung eine

vollständige Dokumentation und die

Programmierung eines Roboters

Möglichkeit für Support bei Problemfällen

gegeben.

Einschränkungen

und Risiken

Die Nutzung einer durch den

Roboterhersteller vorgegebenen

Umgebung erfordert Fachkenntnisse

in der Programmierung und

das Auseinandersetzen mit dessen

eventuellen Unzulänglichkeiten

und Einschränkungen. Das

Gesamtsystem kann nur das, was

der Roboterhersteller vorsieht und

zulässt. Dies bedeutet meist auch,

dass der Roboter zur Laufzeit nur

das kann, was zur Programmierzeit

angedacht wurde.

Andererseits bietet ein individueller

Controller sehr großes Potential

für Fehlfunktionen, da ein vielschichtiges

System mit mehreren

Komponenten involviert ist, bei

denen eine Kompatibilität in eigener

Verantwortung liegt. Somit ist

hier ein sehr tiefes Verständnis für

die Hardware und ihre Dynamik

notwendig. Liegt diese nicht vor,

besteht die Möglichkeit, die Hardware

durch fehlerhafte Ansteuerung

zu überlasten, wenn dieser zu viel

Dynamik abverlangt wird. Dadurch

gestaltet es sich im Allgemeinen

auch wesentlich schwieriger, sich

die Sicherheit eines solchen System

zertifizieren zu lassen.

Fazit

Natürlich erlauben viele Industrieroboter

auch einen Mischbetrieb,

durch den es möglich wird, eigene

Sensorik oder externe Regler für

spezielle Teilszenarien anzubinden.

So ist es häufig möglich, Korrektur-Offsets

auf einzelne, sonst

statische Trajektorien aufzubringen

(Überlagerung) und diese auch

noch auf sicherheitsrelevante Maximalwerte

zu überwachen. Auf diese

Weise können die Vorteile beider

Herangehensweisen genutzt und

die Nachteile lediglich für kleine Programmabschnitte

in Kauf genommen

werden.

Zudem finden sich auch spezielle

herstellerunabhängige Softwarelösungen

am Markt, die zwar nativen

Code generieren, aber auf einer

Template-basierten Programmierung

beruhen. D.h. programmiert

wird nicht mehr klassisch per Zeilencode,

sondern per Drag-and-

Drop von vordefinierten Funktionsbausteine.

Dies minimiert einerseits

den Programmieraufwand und ermöglicht

das Programmieren von

sensoradaptiven Roboteranwendungen

auch ohne dediziertes

Expertenwissen. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

73


Robotik

Zusammenarbeit am Arbeitsplatz

Wie eine neue Generation von Cobots die manuelle Arbeit erleichtert

Ausbildung und Training und sogar

der Unternehmenskultur und der

Gesellschaft in ihrer Gesamtheit

führen. Diese Änderungen benötigen

jedoch ein besonderes Augenmerk

von Berufsverbänden und

öffentlichen Einrichtungen.

Bild 1: Sind Cobots die neuen Mitarbeiter?

Autorin:

Nicola O´Byrne,

Strategic Marketing Manager

im Autonomous Mobility Team

innerhalb der Automotive

Business Unit

Analog Devices

www.analog.com

Automatisierung kann die Arbeit

weniger gefährlich, stressig und

ermüdend machen – sie erfordert

aber eine sorgfältige Implementierung

und ein Bekenntnis zur Umschulung

der Arbeitskräfte. Dieser Artikel

teilt Ansichten von Nicola O´Byrne,

ADIs weltweiter Beauftragten für

die Robotik.

Bereits vor Beginn dieses Jahrzehnts

wurden unterschiedliche

Anstrengungen unternommen, um

die Anwendung der Robotertechnik

auszuweiten. Roboter wurden in größerer

Anzahl installiert, hauptsächlich

in Fabriken, aber auch verbreitet

in Forschungslaboren, Warenlagern

und Logistikzentren – und

selbst in so traditionell arbeitsintensiven

Bereichen wie dem Gartenbau.

Dann, im März 2022 wurden diese

Anstrengungen mit dem Ausbruch

der SARS-Covid-2-Pandemie plötzlich

nochmals verdoppelt. Das neue

Normal der Coronakrise hat die

Notwendigkeit für Abstandsregeln

an Arbeitsplätzen generiert, den

Umfang von E-Commerce-Transaktionen

und die Nachfrage nach

Erfüllungsdienstleistungen angekurbelt

und der Industrie gezeigt,

dass ihre weit verstreuten, globalisierten

Lieferketten überraschend

fragil sind. Und Roboter mussten

eine wichtige Rolle bei der Reaktion

der Industrie auf diese, durch

den Coronavirus hervorgerufenen,

Phänomene spielen.

Robotersysteme

und ihre Umwelt

Innovationen bei der Technik von

Robotersystemen haben es schneller

und einfacher als jemals zuvor

gemacht, diese zu implementieren.

Da die technischen Herausforderungen

bezüglich der Robotik damit

einfacher zu lösen waren, verlagerte

sich der Schwerpunkt jetzt auf die

Menschen und die Arbeitsabläufe.

Die Robotertechnik kann zu profunden

Änderungen des Personaleinsatzes,

der Notwendigkeit von

Roboter schnell

und effektiv einsetzen

Um die Industrie zu unterstützen,

diese Änderungen auszuführen, hat

Analog Devices Nicola O´Byrne zu

seiner weltweiten Botschafterin für

Robotik ernannt. Sie ist Ingenieurin

mit vielen Jahren Erfahrung in

der Entwicklung von Komponenten

und Techniken für Robotersysteme,

wie Motoren, SLAM-Modulen

und der Erkennung von Sicherheitsereignissen.

Nun berät sie ADI-Kunden und

deren Kunden bei den vielfältigen

Problemen, die mit der Einführung

oder Erweiterung der Robotik zusammenhängen.

Dieser Blick aus einer

anderen Perspektive ist wichtiger

denn je, sagt sie, weil die Corona-

Pandemie die Unternehmen dazu

treibt, die Robotertechnik schneller

als vorher anzuwenden. Wenn sie

die aufgezeigten Probleme berücksichtigen,

können sie sicherstellen,

dass der Einsatz von Robotern nicht

nur schnell und effektiv erfolgt, sondern

auch gut für die Firma und die

Umgebung ist, in der sie arbeiten.

„Wir wissen aus der realen Erfahrung,

dass Roboter die Produktivität

in den Fertigungslinien drastisch

Bild 2: Cobots werden in vielen neuen Bereichen und Anwendungsfällen

eingesetzt

74 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Robotik

erhöhen“, sagt O´Byrne. „Der klassische

Einsatz von Robotern ist

die Einführung von großen teuren

Maschinen, die Wochen für die

Installierung, Kommissionierung

und Programmierung benötigen.“

Gestiegenes Interesse

an Cobots

„Seit der Coronapandemie sehen

wir jedoch ein wachsendes Interesse

am Einsatz neuer Robotertypen

wie kollaborative Roboter,

auch als Cobots bezeichnet.

Die Abwesenheit des Personals

wegen Krankheit oder Quarantäne

erschwert es, Arbeitspläne

zu besetzen und zwingt zur Einhaltung

von Abständen am Arbeitsplatz.

Dies bedeutet in einigen Fällen,

dass Mitarbeiter nicht einfach

wie vorher üblich mit ihren Kollegen

zusammenarbeiten können. Roboter

oder Cobots haben das Potenzial,

diese Lücke zu schließen.“

Die Pandemie hat auch Druck

auf die globalen Lieferketten ausgeübt,

den wir schon von der Belastung

durch die Handelsspannungen

zwischen den USA und

China und dem Brexit spürten.

Eine allgemeine Antwort darauf ist

es, die Fertigung wieder zurückzuverlegen,

so dass die Produkte

wieder näher bei den Kunden und

Absatzmärkten hergestellt werden.

Dabei spielen Roboter eine

wichtige Rolle. O´Byrne erklärt:

„Das Zurückholen der Fertigung

kann zwar gut für die Kontinuität

und Robustheit des Geschäfts

sein, die Hersteller, die in Westeuropa

oder Nordamerika fertigen,

haben jedoch keinen Zugriff

auf preiswerte Arbeitskräfte, wie

in China oder anderen asiatischen

Ländern. Roboter lösen dieses

Problem mit den Arbeitskräften.

Sie bieten auch den zusätzlichen

Vorteil, dass sie modularere und

flexible Arbeitsabläufe erlauben,

um den Übergang auf die kundenspezifische

Massenproduktion zu

unterstützen.

Neue Aufgaben für die

neuen Robotertypen

Bei dieser neuen Automatisierungswelle

geht es nicht nur einfach

um Automatisierung: innovative

Unternehmen suchen und finden

neue Wege zu automatisieren,

was neue Robotertypen erfordert

– und neue Fähigkeiten von ihren

menschlichen Bedienern. Eine

der größten Neuheiten hierbei ist

die Entwicklung und Anwendung

von Cobots. Die Rolle der Cobots

ist es, die eintönige Arbeit und die

große physische Belastung in vielen

manuellen Arbeitsschritten zu

übernehmen. Sie können die mühsamen,

aufwändigen oder gefährlichen

Aufgaben, wie Polieren, Fräsen,

Bohren oder Schneiden unter

Anleitung ihrer menschlichen Bediener

ausführen. Studien haben nachgewiesen,

dass sich die Arbeitssicherheit

bei der Zusammenarbeit

mit Cobots erhöht [1].

Besondere Anforderungen

Der Einsatz von Cobots zusammen

mit Menschen bedeutet, dass

die Leistung, die sie nutzen, und

der Raum, den sie beanspruchen,

wesentlich eingeschränkter sein

müssen als bei konventionellen

autonomen Robotern. Dies bedeutet

auch, dass sie auf ihre Umgebung

achten müssen, so dass sie

langsamer werden oder stoppen.

Das Gleiche gilt, wenn sie eine

Person erkennen, die sich nahe an

einem bewegten Teil befindet wie

z. B. einem Werkzeug oder dem

Cobotarm.

Abstrakte

Programmiermethode

Die Hersteller von Cobots finden

auch neue Wege, um eine schnellere

und einfachere Kommissionierung

und Programmierung zu ermöglichen.

Die Cobot-Hersteller haben

eine sehr abstrakte Programmiermethode

eingeführt. In vielen Fällen

muss der Anwender keine einzige

Programmzeile mehr schreiben – die

Arbeitsschritte des Cobots können

über eine Tablet-ähnliche Konsole

konfiguriert werden. Dann kann der

Bediener eine geführte Programmierung

und Positionierung des Cobotarms

durchführen. Dies erfolgt mit

einer Sequenz an Raumpunkten und

um diese Sequenz im Speicher des

Cobots abzulegen, kann der Bediener

einfach eine Taste auf der Konsole

drücken.

Kleine und preiswerte

Cobots

Bild 3: Menschen und Cobots können Hand in Hand zusammenarbeiten

Für einen breiteren Einsatz der

Robotik sind kleinere und preiswertere

Cobots, die schneller und

einfacher einzusetzen sind, die

Vision der Industrie. Die Zusammenarbeit

eines Cobots mit einem

Menschen kann wesentlich sicherer

in einer deutlich höheren Produktionsleistung

resultieren als nur mit

Menschen allein. Dies eröffnet ungeahnte

Möglichkeiten die Arbeitsabläufe

und die Arbeitsplätze neu zu

überdenken. Es könnte sich komplett

verändern, wie wir gewohnt sind

über die manuelle Arbeit zu denken,

weil damit physische Anstrengung,

Ermüdung und Gefahr eliminiert und

auch die Anzahl menschlicher Fehler

verringert werden. Dies macht

die Arbeiter für anspruchsvollere

Tätigkeiten frei, die ihre kognitiven

Fähigkeiten besser nutzen.

Mensch contra Roboter

Aber O´Byrne beharrt darauf,

dass dieser Übergang sorgfältig

gemanagt werden muss, damit die

Industrie dafür auch die Zustimmung

der Gesellschaft, in der sie

arbeitet, erhält. Sie weiß: „Heute

fürchten sich die Menschen noch

davor, dass Roboter Mitarbeiter

ersetzen könnten, insbesondere in

den niedrig qualifizierten und am

schlechtesten bezahlten Bereichen.

Obwohl diese Befürchtung verständlich

ist, denke ich, dass sie

übertrieben ist. Tatsächlich übernimmt

der Roboter bei seiner Einführung

Aufgaben von Menschen,

nimmt ihnen aber keine Jobs weg.

Die menschlichen Mitarbeiter können

dann das machen, was der

Cobot nicht kann: Arbeitsabläufe

managen, diese kreativ anpassen

oder neu planen und das Team aufbauen,

das mit den Cobots zusammenarbeitet.

Dies sind Funktionen,

die den Menschen brauchen und

keine Maschinen.“

Und O´Byrne erklärt weiter,

dass diejenigen, die bereits damit

beschäftigt sind, diese Aufgaben

auszuführen, die besten sind, um

einen Cobot zu konfigurieren, zu

bedienen und zu managen. Sie

hebt hervor: „In einer Fabrik sind

es die Leute in der Fertigung, die

die meiste Kenntnis der Arbeitsabläufe

haben, so dass sie am

besten wissen, wie man einen

Cobot darin integriert. Natürlich

erfordert diese Änderung ihrer

Tätigkeit einige zusätzliche Fertigkeiten

und Kenntnisse, aber die

Unternehmen können ihre Mitarbeiter

und die breitere Gemeinschaft

mitnehmen und sie bei diesem

Übergang mit großzügigen

Programmen zum Training und

zur Neuorganisation unterstützen.

Ich denke, dass öffentliche Einrichtungen

auch hier eine nützliche

Rolle spielen können, z. B. um die

Regelung von beruflichen Ausbildungskursen

zur Robotik für Hochschulabsolventen

zu erweitern, um

damit die Eignung für ihren ersten

Arbeitgeber zu verbessern.“

Fazit

Bei Einsatz von neuen Robotertechniken

ist eine Win-Win-Situation

möglich, die Erkenntnisse von

Experten wie Nicola O´Byrne von

ADI dazu sind eindeutig: Die Technik

ist zwar die Grundlage einer erfolgreichen

Implementierung der Robotik,

aber man muss auch behutsam

mit den Personen und den Änderungen

im Prozess umgehen, wenn

man die Vorzüge vollständig nutzen

will, die diese neue Generation von

Robotern bietet.

Referenz

1 “What Do You Know About

Cobots?” Matthews Intelligent Identification,

Januar 2017. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

75


IPCs/Embedded Systeme

Das Beste aus zwei Welten

IPC und SPS wachsen zusammen

etwa EFCO Electronics, ihre Industrierechner

mit galvanisch getrennten,

digitalen IOs auszustatten. Bei

EFCO sind dies bis zu 16, welche

zudem nach industriellen Maßstäben

gegen Überspannungen und

Kurzschlüsse geschützt sind. Auf

der Softwareseite legt das Unternehmen

alle Informationen offen

und liefert - neben Treibern für Windows

und Linux - ein Demo-Tool einschließlich

dessen Source-Code

mit. Über das API bzw. die mitgelieferte

Windows-Bibliothek lassen

sich die digitalen IOs individuell

konfigurieren und vergleichsweise

einfach in alle gängigen Programmiersprachen

wie C# oder Python

einbinden.

© Lötknecht / elektron systeme

Komplexe Steuerungen, Datenbankanbindungen

für die Rückverfolgbarkeit

auf Bauteilebene,

moderne Assistenzsysteme oder

industrielle Bildverarbeitung sind

ohne hochperformante Industrie-

PCs kaum mehr denkbar. Doch

häufig ist im System auch eine

Kleinsteuerung erforderlich, damit

die Bildverarbeitung nicht nur das

Schlechtteil erkennt, sondern auch

gleich die entsprechende Aktorik

ansteuert, um es zuverlässig ausschleusen

zu können.

Das grundsätzliche Problem dabei:

Unterschiedliche Programmiersprachen,

unterschiedliche Denkweisen

und unterschiedliche Ausbildungshintergründe

in der IPC- bzw. SPS-

Welt. Daher beginnen Hersteller

hochperformanter Industrie-PCs, wie

Die Grafikanzeige des SOFA-Systems ist frei konfigurierbar, um die Werker bei der jeweiligen Aufgabe optimal zu

unterstützen © Peter Scholz SuE GmbH

Automation braucht SPSund

IPC-Funktionalitäten

Ein Unternehmen, das diese Kombination

aus leistungsfähigem Industrierechner

und Kleinsteuerung von

Anfang an nutzt, ist die Peter Scholz

Software und Engineering GmbH. Als

Spezialisten für komplexe Automatisierung

ist dem Unternehmen das

eingangs beschriebene Spannungsfeld

bestens vertraut. „Alle unsere

Systeme”, erklärt Geschäftsführer

Peter Scholz, „brauchen IPCs mit

den entsprechenden Schnittstellen

und leistungsfähigen Prozessoren

- aber eben auch IOs, um mit einfacheren

Maschinen zu kommunizieren,

Signalleuchten und Buzzer

zu aktivieren oder Schieber anzusteuern.

Wir kommen aus der Welt

der industriellen Automation. Unser

ganzes Systemdenken geht von der

permanenten Kommunikation zwischen

SPSen, Robotern und IPCs

aus”. Im Gegensatz zu vor ein paar

Jahren seien smarte Kameras heute

bezahlbar. „Mit ihren selbstoptimierenden

Deep-Learning-Algorithmen

brauchen diese nur etwa 30 Bilder

von richtig verbauten Komponenten,

um Regeln zu entwickeln und

Fehler selbständig zu erkennen” –

und entsprächen damit einem erfahrenen

Werker.

Zukunftsfähige

Assistenzsysteme

Ein typisches Anwendungsbeispiel

ist die von Scholz entwickelte, offene

76 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


IPCs/Embedded Systeme

Anlagen finden Sie häufig die parallele

LPT-Schnittstelle nach IEEE

1284 zur bidirektionalen Kommunikation

zwischen Geräten, denn der

Siegeszug von USB in der Industrie

begann erst vor gut 15 Jahren.

An Laborgeräten ist der GPIB-Bus

(IEEE 488 bzw. IEC 625) bis heute

ein üblicher Standard. Beide Schnittstellen

sind in modernen Rechnern

nicht mehr zu finden. Mittels der digitalen

IOs und der schnellen API-

Schnittstelle von EFCO können wir

diese aber emulieren, ohne externe

Umsetzer oder teure Spezial-Hardware

verbauen zu müssen.”

Alle Rechner der Eagle-Eyes-Serie verfügen über 16 galvanisch getrennte,

digitale IOs (20-polige Steckverbindung mit der Beschriftung DIO). © EFCO

Plattform für Werker-Assistenzsysteme,

welche als OEM-Version

bei mehreren Systemherstellern

sowie bei zahlreichen Anwendern

im industriellen Einsatz ist. SOFA,

so der Name der Plattform, bietet

alle Funktionen moderner Montageassistenten

und setzt dafür leistungsfähige

IPCs ein (Bild 2).

„Um im klassischen mittelständischen

High-Mix-Low-Volume-Segment

optimal fertigen zu können,

ist es deutlich effizienter, in ‘intelligente’

Arbeitsplätze zu investieren,

anstatt ständig die Werker zu

schulen. Denn Arbeitsplätze, welche

aktiv unterstützen, auf Fehler aufmerksam

machen und Mitarbeitern

die Gelegenheit geben, sich stetig

zu verbessern, helfen allen. Die Mitarbeiter

haben weniger Stress, weil

sie sich nicht an jedes Detail eines

jeden Teils erinnern müssen. Das

Unternehmen kann die Mitarbeiter

flexibler einsetzen – und der Kunde

profitiert von gesteigerter Qualität,

die stark in Richtung ‘Null-Fehler-

Produktion’ geht”, so das Credo von

Peter Scholz.

Unproduktive Tätigkeiten

digitalisieren

Entsprechend ist SOFA ist alles

andere als eine Insellösung - und

kann daher mit praktisch jedem ERP-

System kommunizieren. Denn richtig

effizient wird ein Assistent erst,

wenn er auch die in Fertigungsbereichen

häufig anzutreffende „Zettelwirtschaft”

überflüssig macht.

Diese Kommunikation läuft in aller

Regel auf der IT-Ebene ab. Sollen

allerdings in SOFA periphere Geräte

eingebunden werden, zeigen die

DIOs, was sie können.

Ein Beispiel: Die Teilaufgabe des

Werkers besteht darin, eine Schraube

mit einem definierten Drehmoment

mittels eines Schraubers anzuziehen.

Über die IOs und entsprechende

Low-Level-Kommunikation

wird folgender Signalaustausch

direkt zwischen SOFA und Drehmomentschrauber

gesteuert:

• Übermitteln des geforderten

Drehmoments aus der SOFA-

Datenbank an den Drehmomentschrauber

• Einlesen der Rückmeldung des

Drehmomentschraubers, dass

dieser das Drehmoment eingestellt

hat und bereit ist

• Freigabe des Schraubers an

der entsprechenden Stelle im

Arbeitsablauf

• Einlesen der Rückmeldung des

Schraubers über das Erreichen

/ Nichterreichen des vorgegebenen

Drehmoments

• Rücknahme der Freigabe nach

erfolgreichem Abschluss des

Montageschritts, um Fehlbedienung

zu vermeiden

SOFA spricht viele Sprachen

In ähnlicher Weise können weitere

Peripherie-, Mess- oder Analysegeräte

in die Abläufe eingebunden

werden, auch solche mit „exotischen”

oder heute in der IT-Welt

nahezu unbekannten Schnittstellen.

Dazu Peter Scholz: „In älteren

Pick-by-Light

Bei komplexeren Montageprozessen

mit vielen Einzelteilen, oder mit

solchen, die man leicht verwechseln

kann, werden heute „Pick-by-Light”-

Lösungen eingesetzt. Dazu steuert

SOFA eine Signalleuchte am Entnahmeplatz

der nächsten zu verbauenden

Komponenten an. “Da

die Ausgänge der EFCO-IPCs bis

zu 100 mA liefern - bei 24 V also

fast zweieinhalb Watt - schließen

wir die Signalleuchten direkt am

Rechner an,” erläutert Peter Scholz.

Rückmeldungen

der Werker verarbeiten

Manchmal ist es im Ablauf erforderlich,

die Rückmeldung des Werkers

einzulesen, etwa nach einem

Funktionstest. Auch in diesen Fällen

können Schalter, Taster, Buzzer etc.

direkt an die Eingänge angeschlossen

werden. Ebenso lässt sich die

Ansteuerung der oben erwähnte

Weiche für das Ausschleusen von

NIO-Teilen realisieren - einschließlich

der Lichtschranke zur Überwachung,

ob das NIO-Teil tatsächlich ausgeschleust

wurde, wie es in bestimmten

Applikationen erforderlich ist.

Ein- oder Ausgänge

Die Software entscheidet, was

ein Ein- oder Ausgang ist. Bei den

Eagle-Eyes-IPC von EFCO lässt sich

beispielsweise jeder der 16 digitalen

IOs als Ein- oder Ausgang definieren

(Bild 3). Der direkte Betrieb ist

an allen Steuerspannungs-Ebenen

zwischen 5 und 48 VDC möglich.

Jeder Ausgang kann mit maximal

100 mA belastet werden; Taktfrequenzen

bis über 400 kHz sind möglich.

Die maximale Schaltverzögerung

beträgt 15 µs. Auch bezüglich

Überspannungsfestigkeit stehen die

Auch die Touch-IPCs von EFCO

verfügen über digitale IOs.

So lässt sich das Ansteuern von

Rückmeldeleuchten oder das

Einlesen von Befehlsgeräten einfach

in die PC-Software integrieren

© EFCO

von EFCO als General Purpose IO

bezeichneten Schnittstellen industriellen

Kleinsteuerungen in nichts

nach: Gemäß UL 1577 verkraften

die Eingänge bis zu 2.500 V für

60 Sekunden.

Alles aus einer

Programmierumgebung

Wenn die IPC-Software einfachere

SPS-Aufgaben mit übernehmen

kann, bleibt die gesamte Programmierung

in einer Systemumgebung,

der Code ist deutlich einfacher

wartbar (Bild 4). Darin sieht

Peter Scholz auch einen großen

Vorteil für sein Unternehmen: “Für

uns haben die IOs im Industrie-PC

den unschätzbaren Vorteil, dass ich

nicht bei jedem Projekt zwei Teams

brauche - eines für die PC-Umgebung

und eines für die SPS-Software.

Zudem entfällt der Aufwand,

Hard- und Software-Schnittstellen

zwischen den beiden Subsystemen

zu spezifizieren und zu entwickeln.”


EFCO

www.efcotec.de

Peter Scholz

Software und Engineering GmbH

www.scholzsue.de

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

77


IPCs/Embedded Systeme

Panel-PC mit Edelstahlgehäuse und IP66-Schutz

ICO Innovative Computer GmbH

www.ico.de

Mit dem Hygrolion SPC21S präsentiert

die ICO Innovative Computer

GmbH einen schlanken, aber

leistungsstarken

Panel-PC mit IP66-

Komplettschutz und

kapazitivem 21,5“

Touchdisplay. Der

Intel Core i3-6100U

2/4 2,3-GHz-Prozessor

im Inneren des

Geräts verspricht

in Kombination mit

8 GB RAM und einer

128 GB großen SSD

ausreichend Leistung

für die gängigsten

industriellen Anwendungszwecke.

Das Edelstahlgehäuse

verleiht dem

Hygrolion SPC21S

dabei nicht nur eine

ansprechende Optik,

sondern sorgt gleichzeitig

für dessen enorme Robustheit.

Auch Staub und starkes Spritzwasser

sind für den Panel-PC dank

IP66-Zertifizierung keine Herausforderung.

Geschützt durch Abdeckungen

am Gehäuse finden sich

einige Ports an der Unterseite des

Geräts wieder. So stehen dem

Anwender neben zwei Gigabit LAN-

Anschlüssen, eine RS232-/422-/485-

Schnittstelle, sowie zwei USB-2.0-

Ports zur Verfügung. Das integrierte

WLAN sorgt für eine unkomplizierte

Anbindung des Hygrolion SPC21S

an bestehende Netzwerke.

Egal ob Chemielabore, Produktionsstätten

oder Lebensmittelbereiche,

mit diesem Panel-PC können

vielfältige Aufgaben realisiert

werden. Für Anwender, die eine individuelle

Anpassung des Hygrolion

SPC21S an ihre Bedürfnisse wünschen,

steht die hauseigene Fertigung

der ICO Innovative Computer

GmbH zur Verfügung, die in kurzer

Zeit und auch bei geringer Stückzahl

Änderungen am Panel-PC vornehmen

kann. ◄

Hier arbeiten Entwicklung und Kunde Hand in Hand

Die InoNet Computer GmbH ist Entwickler

und Hersteller von robusten Industrie-PCs,

spezialisiert auf die technischen und logistischen

Anforderungen ihrer Kunden. Seit über 20

Jahren arbeitet das hauseigene Entwicklerteam

der InoNet an robusten Computing Lösungen

und bietet als kompetenter Partner vollständig

kundenspezifische Neuentwicklungen sowie

Standardsysteme mit individuell abrufbaren

Modifikationen an. Anpassungen reichen von

Schnittstellenmodifikationen über individuelles

Gehäuse design und eigens entwickelten

Kühllösungen bis zur kundenspezifischen

Verpackung. Dank starkem Fokus auf Entwicklung

und eigener Fertigung in der ESD-Schutzzone am

Unternehmenssitz in Taufkirchen bei München,

ist InoNet in der Lage, passgenaue Lösungen für

jeweilige Kundenapplikationen anzubieten. InoNet

begleitet die Kunden in jeder Projektphase. Dabei

agiert das Unternehmen als kritisch hinterfragender

Partner mit Machbarkeitsstudien bei der Suche

nach der optimalen Lösung und ist auch nach der

Auslieferung kompetenter Servicepartner. Qualität

ist Dreh- und Angelpunkt des Handelns. Dabei wird

sowohl die einwandfreie, langjährige Funktion der

InoNet-Produkte durch umfangreiche Burn-in-Tests

als auch eine hohe Kundenzufriedenheit durch

kontinuierliche Prozessverbesserung sichergestellt.

Zum InoNet-Portfolio gehören flexibel modifizierbare

19“ Rackmount PCs, kompakte und leistungsstarke

Embedded-Systeme, High Performance Server

(HPC) für KI-Anwendungen sowie Panel PCs und

Displays in allen Größen. Lösungen im Bereich der

industriellen Kommunikation für Edge Computing

runden das Portfolio von InoNet ab. Somit finden

sich InoNet Industrie-PCs überall dort, wo Systeme

unter höchsten Anforderungen an Leistung

und Belastbarkeit im Dauereinsatz sind – zur

Steuerung von Maschinen und Automatisierung

in der Fertigung, Medizintechnik, industrielle

Bildverarbeitung oder Automotive beim Einsatz

im Fahrzeug. Durch dieses breite Portfolio liefert

InoNet die passende Computing-Lösung an jeder

Stelle im IIoT-Ökosystem.

®

InoNet Computer GmbH • Wettersteinstr. 18 • 82024 Taufkirchen

Tel.: 089/666096-0 • Fax: 089/666096-100 • info@inonet.com • www.inonet.com

78 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Robuste Embedded Box-Systeme

IPCs/Embedded Systeme

In allen Bereichen der Automatisierung

werden Industriecomputer

eingesetzt. In vielen dieser Anwendungen

läuft der Computer „rund

um die Uhr“ ohne den Eingriff von

Bedienpersonal. Daher kann ein

Bedien- & Beobachtungs-Panel eingespart

werden. Dieser IPC wird als

Embedded-Box-Computer bezeichnet.

Ein solcher IPC muss besonders

zuverlässig sein, da er sich bei

Störungen nicht selbständig meldet

und den Maschinenbediener warnt.

Wer also Embedded Systeme einsetzt,

darf nicht an der Robustheit

im Dauerbetrieb sparen.

Zwei Prozessorfamilien

Der Markt wird überwiegend von

zwei Prozessorfamilien abgedeckt:

• die Intel-Schiene mit Microsoft-

Betriebssystemen, die seit Jahren

einfache bis hochwertige Anwendungen

bedient und

• die Raspberry PI-Prozessoren

mit diversen Betriebssystemen

und Programmier-Sprachen, die

sich bei Embedded-Boxen mit

stark wachsendem Marktanteil

etablierten.

Mit beiden Prozessor-Familien

bietet MASS verschiedene Komplettgeräte

an, bei denen die Prozessorplatine

um die benötigten

Zusatzmodule und Sondergehäuse

erweitert wird, (z. B. Speicherarten

und Größen, digitale- oder analoge

I/O-Karten bis hin zur kompletten

SPS-Steuerungsplatine, dazu Grafik-

und Kommunikationstechniken,

Hard- und Software- Schnittstellen

sowie programmspezifische Eigenschaften

und Sondergehäuse).

Diese Embedded-Boxes sind

als IoT-Controller in vielen Ausführungen

verfügbar. Ein Multitouch-

Display ohne PC kann als externes

B&B-Gerät der Embedded-Box zum

Einbau in die Bedientafel der Steuerung

geliefert werden. Die lauffertige

„Embedded-Box“ enthält ein störsicheres

Metallgehäuse mit Industrienetzteil

und Standard-Steckverbindern.

Der Aufbau ist rüttelfest. Der

Temperaturbereich erstreckt sich

von 0 - 50 °C (oder mehr). Damit

ist der 24/7-Betrieb in rauer Industrie-Umgebung

gesichert. Die o.a.

Produkte haben in aller Regel eine

Nachlieferbarkeit von 5 Jahren.

INTEL /

MICROSOFT-Systeme

• EBC-02 Atom 7 Celeron CPU

• EBC-04 Intel Core 8. Generation

• EBC-05 Intel Core 7 Generation

RASPBERRY PI-Systeme

• RPI-Box modular

• RPI-Box mini / Standard

• RPI-Box ◄

MASS GmbH

info@mass.de

www.mass.de

Vielfältige Ausführungen

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

79


IPCs/Embedded Systeme

DIN-Schienen-PC mit KI-Erweitungsmöglichkeit

Der DRPC-240AI von ICP Deutschland ist ein

kompaktes Embedded-System, welches an der

DIN-Schiene angebracht werden kann. Er ist für

die Aufnahme der MUSTANG-V100-MX8, einer

Beschleuniger-Karte für KI-Anwendungen vorbereitet.

Zusammen mit der MUSTANG Karte

stehen neben der Prozessorrechenleistung des

Intel Core i5-1145G7E acht Intel Movidius Myriad

X MA2485 VPUs zur Verfügung. Diese bieten

eine ausgezeichnete Inferenzperformance pro

Watt, 16 SHAVES Kerne für KI-Berechnungen

und einen nativen FP16 Support. Intel „Open

Visual Inference Neural Network Optimization“

(OpenVINO) unterstützt die Mustang Beschleunigerkarte

und stellt damit eine Ende-zu-Ende

Beschleunigung für eine Vielzahl von neuralen

Netzwerken zur Verfügung.

Schnell zur Edge

OpenVINO ermöglicht es CNN (convolutional

neural network) basierte, vortrainierte Modelle

mit wenig Aufwand an der Edge einzusetzen.

Trainingsmodelle wie AlexNet, GoogleNet, Tiny

Yolo, Squeezenet, resNet uvm. werden standardmäßig

unterstützt und sind einfach und schnell

zu implementieren.

Vorinstalliert sind 8 GB DDR4 Arbeitsspeicher

sowie eine 256 GB 2,5“ SATA SSD. Der

DRPC-240AI bietet außerdem einen i225LM

2,5 GbE Netzwerkanschluss, drei i225V 2,5 GbE

mit TSN/TCC Funktionalität, je zwei USB 3.2 und

USB 2.0, sowie je zwei RS-232 und RS-422/485

Schnittstellen mit 2,5 kV Isolation, sechs digitale

Eingänge, sechs digitale Ausgänge, einen

HDMI mit einer Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln

und einen Display Port mit 4096 x 2304 Pixeln.

Erweiterungen

Es steht eine Variante mit Lüfter sowie eine

lüfterlose Variante zur Verfügung, je nachdem

in welchem Temperaturbereich das Embedded-

System eingesetzt werden soll. Weitere Add-On-

Karten können auf dem M.2 3042/3052/3080

und dem M.2 2230-Steckplatz betrieben werden.

ICP Deutschland liefert auf Wunsch das

System vorbestückt mit Mustang Beschleunigerkarte

sowie der benötigten Software aus.

• ICP Deutschland GmbH

www.icp-deutschland.de

Zertifiziert:

DIN-ISO

9001:2015

info@mass.de

www.mass.de

06181/ 906880

Industriecomputer nach MASS

■ Seit 42 Jahren Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Geräte für Fabrikautomation und

IT - Anwendungen. Über 100 000 IPCs weltweit ausgeliefert. Service z.T. über 10 Jahre lang.

■ Produktgruppen

Panel-PCs mit Multi- Bedienterminals frei Großdisplays mit/ohne PC 19" Rechnersysteme

Touchscreen zum stehende Geräte aus 21-86" für Digital Signage. mit / ohne Display

Einbau in Fronttafeln, Alu / Stahl / Edelstahl ILFD Schulungssoftware; in Baugruppen 1-4 HE

Pulte / Schaltschank- mit Standfuß, Wand- OS Android und/oder WIN, als Embedded Box

türen. 7-21" Displays. halter oder Tragarm. mit Software FrontFace. oder f. Schaltschränke

__________________________________________________________________________________

Europakarten-Systeme

Raspberry Pi- Raspberry Pi mit Robuster Robuster 19" Rack-PCs z.B. 3 HE

ohne Displays 7"-10"Display+RFID Handheld- Tablet- mit Einfach-Euroboards,

als Blackbox mit I/O´s oder SPS PC 7" PC 10" Kassetten 21"-84" breit

__________________________________________________________________________________


IPCs/Embedded Systeme

Kompakter DIN-Rail-PC

mit Tiger Lake CPU

Tel. 0 64 32 / 91 39-757

Fax 0 64 32 / 91 39-711

Innovative Computer • Zuckmayerstr. 15 • 65582 Diez

PICOSYS 2880

GmbH

SINCE 1982

vertrieb@ico.de

www.ico.de/pci

LÜFTERLOSER EMBEDDED-PC

• Intel® Celeron® J4105 1.5GHz

• 4GB RAM und 64GB SSD

• 2x USB2.0, 4x USB3.2

• Einsatztemp.: -10°C - 60°C • RS232, VGA, HDMI

439,-


MOBILER 21,5“ PANEL-PC

Art.Nr. 9eh4351

Mit dem DRPC-240-TGL-U hat compmall einen

neuen Embedded-PC der Kompaktklasse im Programm

für Fabrikautomation, Lagerverwaltung,

Transport und andere Anwendungen in platzkritischen

Umgebungen. Die Rechnerleistung

des lüfterlosen Embedded-PC basiert auf der

11. Generation (Tiger Lake) Intel Core oder Celeron.

Zur Auswahl stehen Intel Core i7-1185G7E

mit vier Kernen und 1,8 GHz bzw. bis 4,4 GHz

Burst, Intel Core i5-1145G7E mit vier Kernen

und 1,5 GHz bzw. bis 4,1 GHz Burst und Intel

Celeron 6305 mit zwei Kernen und 1,8 GHz. Alle

drei Prozessoren haben eine TDP von 15 Watt.

Zwei Steckplätze für DDR4 SO-DIMM ermöglichen

64 GB, wobei 8 GB bereits vorinstalliert

sind. Zur Datenspeicherung steht ein 2,5 Zoll

SATA III HDD/SSD Slot zur Verfügung.

Isolierte COM und PoE

Displays werden über einen HDMI-Port

angeschlossen, der eine Auflösung von

3840x2160@30 Hz bietet und über einen Display-

Port mit einer Auflösung von 4096x2304@60 Hz.

Vier Ethernetports mit 2,5 Gb erhalten mit einem

optionalem PoE-Modul Power-over-Ethernet-

Funktionalität mit 60 Watt Leistung.

Als weitere Schnittstellen stehen USB 3.2

Gen2, USB 2.0, 12-bit-Digitale Ein-/Ausgänge

und RS-232 und RS-422/485 zur Verfügung.

Die COM-Schnittstellen sind 2,5 kV-isoliert.

Die zwei RS-422/485-Anschlüsse unterstützen

Automatic Flow Control (AFC), die dafür sorgt,

compmall GmbH

info@compmall.de

www.compmall.de

dass die Datenübertragung zwischen Geräten

ohne Datenverlust geschieht.

Erweiterungsoptionen

Zur Erweiterung bietet der Embedded-PC

einen M.2 B-Key-Slot mit SIM-Sockel und einen

M.2 A Key-Slot. Den PC gibt es in einer Extended

Version mit Expansions-Modul, sodass ein

zusätzlicher PCIe x4 Gen3-Steckplatz nutzbar ist.

Weitere Features

Die Remote-Power-Funktion erlaubt es, das

System aus der Ferne ein- und auszuschalten.

Der Watchdog-Timer mit programmierbaren Zeitintervallen

sorgt für den automatischen Neustart

des PCs bei Hardware- oder Programmfehlern.

Die Intel Platform Trust Technology (Intel PTT)

wird unterstützt, sodass der PC dem TPM-

Sicherheitsprotokoll genügt. Damit ist der PC

neben Windows 10 und Linux auch mit Windows

11 kompatibel.

Kühlkonzept mit Fin-Pins

Das Gehäuse besteht aus einer stranggepressten

Aluminiumlegierung, die einerseits sehr stabil

ist und andererseits Wärme gut an die Umgebung

ableitet. Das Fin-Pin-Design erzielt im Vergleich

zu den herkömmlichen Rippenkühlkörpern

wesentlich bessere Kühlleistungen und reduziert

zudem das Gesamtgewicht um 35 Prozent. Der

Embedded-PC wiegt lediglich 2,15 kg und mit

Erweiterungskit 2,5 kg.

Der Betriebstemperaturbereich des PCs liegt

zwischen -20 °C und 60 °C und die Eingangsspannung

kann zwischen 12 und 28 VDC betragen.

Der DIN-Rail-montierbare Embedded-PC

ist zertifiziert nach MIL-STD 810G 514.6C-1. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023 81

INKL. 2X XXL AKKUS

UND ROLLWAGEN

• Intel® Celeron®

3855U 1.6 GHz

• 2x Gigabit LAN, WLAN

• 2x RS232/485

• 4x USB 3.0

• 2x MiniPCIe

• -10°C bis 60°C

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IMARATAB 7 RUGGED TABLET PC

AUCH IN 10“ VERFÜGBAR

• Intel® Celeron® N3350 1.1GHz

• 4GB RAM | 64GB Speicher

• WLAN, Bluetooth, LTE, 4G, GPS

• 2x Kameras, 2x USB 3.2

• NFC und Scanner optional

• IP68 Komplettschutz

• Maße (BxTxH):

207x19x138 mm

€ 3199,-


ab1329,-

ab Art.Nr. Y30010

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wir liefern auch nach Österreich + in die Schweiz


IPCs/Embedded Systeme

Robuster Tablet-PC mit Android

für den industriellen Einsatz

AMC als erfahrener Anbieter im

Bereich Industriecomputer erweitert

sein umfangreiches Lieferprogramm

an mobilen industrietauglichen

Industrie-Tablets mit dem

AIM-75S. Das 8“ Touch-Tablet ist

ein echter Allrounder. Der Einsatz

ist in industriellen Anlagen, aber

auch im Außenbereich möglich.

Das 600 g schwere Tablet hat einen

internen Speicher von 64 GB und

kann extremen Wetterbedingungen,

AMC - Analytik & Messtechnik

GmbH Chemnitz

info@amc-systeme.de

www.amc-systeme.de

einschließlich Regen und Schnee

standhalten (IP65).

Durch die blendfreien Eigenschaften

ist es auch bei Sonnenlicht gut

lesbar. Somit kann es problemlos

in der Fertigung für die Anlagenbetreuung,

im Service, der Lagerwirtschaft

aber auch im Einzelhandel

oder Außendienst eingesetzt werden.

Hohe Flexibilität

Ein Hauptvorteil des AIM-75S ist

seine hohe Erweiterbarkeit für diverse

Anwendungen. Zusätzlich zu den

Standard-I/Os bietet der Table-PC

optional die Integration verschiedener

Peripheriegeräte.

• Vehicle Docking Station

• Office / VESA Docking Station

• Basic Docking Station

• AIM Multi Lade Station

• Erweiterungs-Module (Barcode,

MSR, LAN/COM, RFID)

• Accessoires (verschiedene Tragegurte,

Bedienstift, Schutzfolie)

Technische Daten:

• 8 Zoll Tablet in Industriequalität

• Qualcomm Snapdragon 660 mit

Android 10 Betriebssystem

• Zertifiziert für Google Mobile Services

zum Herunterladen von

Apps und APIs

• 8“ LCD-Display mit 400 nit Helligkeit

und einer Auflösung von

1920 x 1200

• Der Touchscreen aus Corning

Gorilla Glass 3 unterstützt die

Bedienung mit Handschuhen und

mit einem Eingabestift

• IP65-Schutz vor Wasser und

Staub und Falltoleranz aus vier

Fuß Höhe

• LTE-, WLAN-, Bluetooth-, NFCund

GIS-Funktionen

Weitere Funktionen

Durch den leistungsstarken und

austauschbaren Akku ermöglicht

es den netzunabhängigen Betrieb

bis zu 12 Stunden. Auf der Geräterückseite

befindet sich eine 8-Megapixel-Kamera,

auf der Vorderseite

eine 5-Megapixel-Kamera. Dank

eines optional erhältlichen Multifunktionsfußes

kann das AIM-75S

als fest installiertes Gerät zum Einsatz

kommen.

Google Mobile Services

Um für Google Mobile Services

(GMS) zertifiziert zu werden, hat das

AIM-Tablet sieben Testsuiten mit zwei

Millionen Testelementen durchlaufen

und bestanden. GMS bietet eine

Reihe von vorinstallierten Apps und

Diensten, die die Produktivität von

zertifizierten Android-Geräten steigern

und ein einheitliches Benutzererlebnis

gewährleisten.

Hervorragende

Konnektivität für Echtzeitkommunikation

Um Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen

und GPS-Tracking

zu erleichtern, verfügt das Tablet

über integrierte LTE Cat 6-, WLAN-,

Bluetooth- und NFC-Kommunikationstechnologie.

Es unterstützt auch

mehrere GPS-Systeme, einschließlich

GPS, Glonass, BeiDou, Galileo,

QZSS und SBAS, sowie 802.11 a/b/

g/n/ac WLAN- und das 802.11 k/v/r

Roaming-Protokoll für verbesserte

WLAN-Leistung und Echtzeitkommunikation.


www.inonet.com

InoNet Concepion ® -tXf-L-v3

Smart factory, simplified

Edge Intelligence Gateway für

KI-Anwendungen, z.B. zur

Qualitätsinspektion

Neueste Technologie - Intel ® Core

i CPUs der 12. Generation

Zuverlässig • hohe Leistung • bei

Extrembedingungen

82 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung Weitere passende Edge Computing 2023Gateways

finden Sie in unserem Portfolio.


IPCs/Embedded Systeme

Embedded-Box-PC mit NVIDIA Jetson AGX Orin

Der Boxer-8640AI basiert auf der neuen NVIDIA Jetson AGX Orin Plattform und eröffnet damit völlig neue

Performancedimensionen im Bereich des Edge Computings.

ter ein MicroSD-Kartenslot, eine

M.2 2280 M-Key-Schnittstelle und

ein 2,5“ SATA SSD/HDD-Schacht,

was dieses SoM zu einer gut geeigneten

Option für diejenigen macht,

die sich in Gebieten mit schlechter

Konnektivität befinden oder Daten

benötigen.

Bressner Technology GmbH

info@bressner.de

www.bressner.de

Bressner Technology ergänzt sein

Sortiment der Boxer-8000 Reihe.

Der Boxer-8640AI ist der neueste

robuste Embedded-Box-PC vom

Partner AAEON und der erste, der

mit dem NVIDIA-Flaggschiff Jetson

AGX Orin System-on-Module (SoM)

ausgestattet ist, das eine sechsfache

Steigerung der KI-Leistung gegenüber

der Vorgängergeneration Jetson

AGX Xavier bietet.

Einsatzbereiche

Mit vier PoE-Ports für den

Anschluss von IP-Kameras ist der

BOXER-8640AI auf Vision-KI-

Anwendungen wie öffentliche Sicherheit

und intelligente Fabriken ausgerichtet

und verfügt über zusätzliche

E/As, um die Integration mit einer

breiten Palette von Peripheriegeräten

und Sensoren zu ermöglichen.

Schnittstellen

Der BOXER-8640AI konzentriert

sich zwar in erster Linie auf Computer

Vision und Videoanalyse, verfügt

aber auch über eine umfangreiche

Auswahl an E/As zur Unterstützung

von Gerätesteuerungs- und Überwachungsaufgaben.

Dieser flexible

neue Box-PC verfügt über 4x Gigabit-PoE-Ports

und 2x Superspeed+

10Gbps USB-C-Ports, um Peripheriegeräte

mit hoher Bandbreite anzuschließen,

während er ältere Geräte

mit einer konfigurierbaren seriellen

RS-232/422/485-Schnittstelle über

einen Standard-DB9-Port unterstützt.

Darüber hinaus sind ein zusätzlicher

DB9-CANbus-Port sowie die von

außen zugänglichen GPIO-Erweiterungsoptionen

für mobile und

Robotik-Anwendungen von Vorteil.

Speichermedien

Das Jetson Orin-Modul ist standardmäßig

mit 64 GB eMMC-Speicher

ausgestattet. Für diejenigen,

die mehr Speicherplatz benötigen,

ist der BOXER-8640AI mit zusätzlichen

Optionen ausgestattet, darun-

Die GPU basiert auf der aktuellen

Ampere-Architektur, die in der NVI-

DIA RTX 3000-Serie von Consumer-

Grafikkarten zu finden ist und die eine

erhebliche Leistungssteigerung pro

Watt gegenüber der Volta-Architektur

bietet. Die Ampere-GPU verfügt

über 1792 CUDA-Kerne und 56 Tensor-Kerne,

was zu einer KI-Rechenleistung

von 200 TOPS führt. Das

SoM verfügt außerdem über eine

verbesserte Octa-Core-ARM-Cortex-A78AE-CPU

und 32 GB integrierten

256-Bit-LPDDR5-Speicher,

der eine um 68 GB/s höhere Bandbreite

aufweist als der LPDDR4-

Speicher des Jetson AGX Xavier.

SDK

Der BOXER-8640AI unterstützt

das NVIDIA JetPack 5.0 SDK. Diese

Ausgabe von NVIDIAs JetPack SDK

enthält das neueste Jetson Linux

Driver Package, das Linux-Betriebssystem,

CUDA-X beschleunigte Bibliotheken

und APIs für Deep Learning,

Computer Vision, Accelerated

Computing und Multimedia-

Entwicklung. Darüber hinaus enthält

das JetPack SDK auch Beispielcode,

Dokumentation und Entwickler-Tools

sowohl für den Host-

Computer als auch für das Entwickler-Kit

und unterstützt übergeordnete

SDKs wie DeepStream für die

Streaming-Videoanalyse, Isaac für

die Robotik und Riva für die konversationelle

KI. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023

83


Antriebe

Kompakte und leistungsstarke Servomotoren

SX060 Lineare Servomotoren für beengten Bauraum

Halle 4, Stand 490

Dynetics GmbH

Info@dynetics.eu

www.dynetics.eu

Nippon Pulse Motor (NPM) hat

seine Reihe linearer Servomotoren

mit einer sehr kompakten Version

ergänzt, die für Anwendungen in

beengten Bauräumen (9 mm pitch)

geeignet ist. Trotz ihrer kompakten

Größe bieten die Miniatur-Linearmotoren

der SX060- und SX100-Reihe

eine Kraft bis zu 31 Nm.

Als Beispiel hat Dynetics ein Referenzdesign

für computergesteuertes

Pipettieren mit acht simultanen Kanälen

realisiert, das auf dem linearen

Servomotor SX060 basiert. Das

Referenzdesign ist ein Beispiel,

wie ein flexibles System funktionieren

kann. Die Anforderungen:

Eine Pipettiereinheit muss möglichst

schnell aber trotzdem hochpräzise

und reporoduzierbar pipettieren, um

einen hohen Durchsatz zu erreichen.

Doch diese 8-Punkt-Pippettierstation

kann mehr: Alle acht Pippettierer

können unabhängig voneinander

gesteuert werden. Einzelne

Pippettierer können dabei mehrere

Pippettierschritte zügig nacheinander

durchführen, während

andere Pipettierer inaktiv sind. Es

können aber auch alle Pippettierer

gleichzeitig arbeiten. Zwischen diesen

genannten Beispielen sind alle

Kombinationen möglich. Dies erfordert

eine hoch-komplexe Steuerung

der Motoren inklusive einer zuverlässigen

Bewegungsüberwachung.

In diesem Design lässt sich jede

einzelne Pipetten einfach und sehr

präzise unabhängig von den anderen

Pipetten steuern, indem der lineare

Servomotor zusammen mit FMAX

als kompakter Controller, dem Commander-Hybridmodul

und dem Arcus

CRX-8-Treiber verwendet wird.

Hochpräziser

Direktantriebsmotor

Der lineare Servomotor

ist ein hochpräziser Direktantriebsmotor.

Er besteht

aus einer Welle mit Seltenerdmetall-Neodym-Permanentmagneten

mit Eisenbohrung

und einem Läufer

aus zylindrischen Spulenwicklungen.

Es befindet

sich kein Eisen in der

Welle oder im Motortreiber,

was für hohe Präzision

und rastmomentfreie

Motoren ohne Cogging sorgt. Die

Spulen selbst bilden den Kern und

verleihen dem Motor seine Steifigkeit.

Lineare Servomotoren sind

berührungslos. Da die Spule vollständig

um die Magnete gewickelt

ist, wird die magnetische Flussdichte

effektiv genutzt. Dies ermöglicht

einen großen (0,5 bis 5 mm)

ringförmigen Nennluftspalt. Dieser

Luftspalt ist nicht kritisch, in dem

Sinne, dass es zu keinen Kraftveränderungen

kommt. Aufgrund der

zylindrischen Ausführung wird die

Kraft zu 100 % nur in einer Bewegungsrichtung

erzeugt. Sie entsteht

durch das Kupfer, dem fließenden

Strom und dem daraus resultierenden

Magnetfeld. Bei dieser Konstillation

ist eine mäßige Wärmeabfuhr

ausreichend. Der Eisenkern

sorgt ebenfalls für große Aufnahmekräfte

zwischen Stator und Ventil,

was allerdings zu Cogging in der

linearen Bewegung führt.

Keine Schmierung/

Einstellwartung erforderlich

Der lineare Servomotor muss

weder geschmiert noch eingestellt

werden. Er zeigt keinen Leistungsabfall

aufgrund von Verschleiß oder

Alterung. Er ist deshalb extrem langlebig.

Da er auch wartungsfrei arbeitet,

fallen keine weiteren Kosten

während der Lebensdauer an. Dies

reduziert die Gesamtkosten.

Leistungsstarke Miniatur-

Servomotoren von NPM

Nippon Pulse Motor (NPM, vertreten

durch Dynetics GmbH) stellt

eine neue kompakte Serie von

Direktantriebs-Servomotoren vor.

Die Servomotoren der MDD-Familie

(Micro-direkt-Drive) sind in den

Abmessungen 13 bis 70 mm und

mit drei unterschiedlichen Längen

verfügbar. Aufgrund des speziellen

Aufbaus haben die MDD-

Motoren eine extrem hohe Steifigkeit

und ein geringes Trägheitsmoment.

Daraus resultieren die hohe

Geschwindigkeit und hohe Genauigkeit.

Spezielle Wicklungen, der Einsatz

stabiler Kugellager und extrem

starker Magneten machen diesen

Fortsetzung Seite 86

84 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Antriebe

Motor im kompakten Gehäuse zu

einem robusten Produkt mit einer

sehr hohen Dauerdrehmomentleistung

(bis 1000 mNm, mit Spitzenwerten

bis 3100 mNm). Diese kompakten

Motoren sind geräuscharm,

energiesparend und extrem schnell.

Auch die Laststeuerung wurde verbessert.

Auf ein Getriebegehäuse

und weitere mechanische Komponenten

kann verzichtet werden. Dies

führt zu einer geringeren Anzahl von

Komponenten, was die Wartungsarbeiten

und auch die Ausfallzeiten

reduziert. Für die Realisierung

einer präzisen Positionierung verfügen

die Motoren über einen integrierten

Hochleistungs-Encoder

(absolut oder inkrementell; 11 bis

21 Bits) mit hoher Auflösung, der

eine direkte Zeitpositionierung ab

einer Bogensekunde ermöglicht.

Auf Wunsch kann die MDD-Serie mit

einer Hohlwelle geliefert werden. Kundenspezifische

Anpassungen, z. B.

spezielle Dichtungen, sind möglich.

Die Motoren sind sofort lieferbar.

Anwendungsbereiche

Diese robusten und platzsparenden

Motoren sind äußerst präzise

und werden in einer Vielzahl von

Direktantriebsanwendungen eingesetzt,

bei denen eine genaue Positionierung

mit Kraft verlangt werden.

Die Motoren können in hochpräzisen

Geräten für Reinräume eingesetzt

werden, z. B. für Scara- und

Pharma-Roboter sowie für kleine

Gantry. Möglich ist auch der Einsatz

in Industrie-Robotern wie Cobots

und Knickarmrobotern für Produktionsanlagen

mit komplexen Montagevorgängen

unter rauen Bedingungen

sowie in SMA-Geräten für

die Fertigung von elektronischen

Geräten und Halbleitern.

Industriestandard für

Cobots

Mit ihrer runden Form und Hohlwelle

ist die Servoantriebslösung

SOMANET Circulo in den Standardgrößen

70 mm und 90 mm Durchmesser

erhältlich. Sie wurde so konzipiert,

dass sie direkt an den Hohlwellenmotoren

montiert wird. Dies

macht das Set zu einem kompakten

intelligenten Aktuator, ideal für die

Realisierung intelligenter Embedded-Motorlösungen,

wo Kabelführungen

platzsparend und sicher eingebettet

werden müssen.

Roboter, Cobots und AGVs

SOMANET Circulo ist die weltweit

erste komplette dedizierte Servoantriebslösung

und geeignet für jeden

Permanentmagnet-Synchronmotor

(PMSM) oder Brushless DC (BLDC)

Motor bis 60 V und 60 A rms . Die innovative

Technologie von Synapticon

bietet neben der modellprädiktiven

feldorientierten Steuerung zahlreiche

Vorteile, wie die unerreichte Fehlerkompensation

für Sensorgeräusche,

Nichtlinearität und Drehmomentwelligkeit,

um eine hohe Bewegungsqualität

(auch für kostengünstige

Motoren und Sensoren) zu ermöglichen.

SOMANET Circulo ist komplett

ausgestattet mit allen Direktanschlüssen,

vielen Feedback-

Schnittstellen, vollem Schutz und

rahmenloser EMV. Die Funktionssicherheit

ist zertifiziert. Dynetics

bietet vollumfänglichen Integrationssupport.


Individuelle Lösungen – der Lineartechnik Baukasten

item. Ihre Ideen sind es wert. ®

86 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung item24.com 2023

item Industrietechnik GmbH | Friedenstraße 107-109 | 42699 Solingen | Telefon 0212 6580300


Leichtere Antriebsauswahl

mit Konfigurator

Antriebe

Neue Website von Rotek bietet Kunden vielfältigen Nutzen und

Informationen.

Ein Konfigurator erleichtert die Auswahl des passenden Antriebs.

Rotek hat die Website www.rotek-motoren.

de überarbeitet und einen selbst entwickelten

Konfigurator integriert, der den Kunden die

Antriebs-Auswahl erleichtert. Angaben wie

Drehmoment, Drehzahl oder Abgabeleistung

reichen, um eine grundsätzlich passende Lösung

zu finden. Weitere Angaben zu Versorgungsspannung,

Motorserie und Getriebeart grenzen

das Ergebnis weiter ein. Bei Fragen können

die Ansprechpartner kontaktiert werden.

Individuelle Information

Aber das ist noch nicht alles. Das Design der

Website wurde optimiert und nutzerfreundlich

Halle 1, Stand 434

Rotek GmbH & Co. KG:

www.rotek-motoren.de

gestaltet. Ziel ist

es, unterschiedlichen

Nutzergruppen

den für

sie interessanten

Inhalt zu liefern.

Und zwar auf

direktem Weg.

So sind zum Beispiel

der Konfigurator

und die

Ansprechpartner

im Vertrieb über

den mitlaufenden

grünen Knopf an

der rechten Seite

jederzeit zu erreichen.

Gut sichtbare

Bereiche

für Motorenserien

und Getriebe auf

der Startseite führen

direkt zu den

Produktseiten.

Das erlaubt den

Einstieg über die Hauptnavigation ebenso wie

über die Startseite direkt. Wer diese Orientierung

nicht braucht und weiß, welchen Antrieb er

benötigt, kann gleich den Konfigurator nutzen.

Wissenswertes

Auf der Startseite wie auch auf allen anderen

Seiten finden sich interessante Informationen,

die über die reine Produktinformation hinausgehen.

Es gibt die Rubrik „Wissenswertes“ mit

Videos und grundsätzlichen, hilfreichen Informationen.

Auf den Seiten der Motor serien

befinden sich die technischen Daten, aber

auch Anregungen und Anwendungsbeispiele

sowie passende Fachbeiträge.

Newsbereich

Der Newsbereich informiert über das Unternehmen,

die Produkte und die Veröffentlichungen

in Fachmedien. Ein Social Media Feed blendet

die aktuellen Posts ein. Für diejenigen, die

tiefer in ein Thema einsteigen möchten, gibt es

hier viel zu stöbern.

Wie man bei Rotek arbeitet und welche Benefits

das Unternehmen für Mitarbeiter bietet, zeigt

die neue Karriereseite. Hier finden sich Stellenausschreibungen,

der Social Media Feed und

Nachrichten aus dem Unternehmen. So bietet

die Website für alle Nutzergruppen passgenaue

und leicht zu erreichende Informationen. ◄

Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023 87

87


Stromversorgung

DC-Notstromversorgung für Industrie, Medizin

und Sicherheitstechnik

Blackout, Brownout, Flicker – DC-USV mit Supercaps schützt 24V-Applikationen.

Bildquellen: Bicker Elektronik GmbH / Adobe Stock #183153334 Panuwat,

#318309708 Omeris

Die neue DC-USV UPSI-2412DP2

von Bicker Elektronik schützt sicherheitsrelevante

24VDC-Applikationen

zuverlässig vor Systemausfall und

Datenverlust. Für die Pufferung der

DC-Versorgungsspannung kommen

schnell ladende und absolut wartungsfreie

Supercaps (Superkondensatoren

/ EDLC) zum Einsatz.

Aufgrund der hohen Zyklenfestigkeit

überzeugen Supercaps als Energiespeicher

mit einer besonders langen

Lebensdauer und Wartungsfreiheit.

Für die versorgte Applikation

bedeutet dies eine Erhöhung

der langjährigen Verfügbarkeit bei

gleichzeitiger Minimierung des Wartungsaufwandes.

Die kompakte

All-In-One-Lösung im robusten DIN-

Rail-Gehäuse ist ideal geeignet für

den langjährigen Einsatz in Schaltschrankanwendungen

und dezentralen

Lösungen zur Absicherung

von Embedded-IPCs, Steuerungen,

Motoren, Sensorik, Mess-, Regelund

Sicherheitstechnik, u.v.m.

Supercaps -

langlebig und schnell

Im Gegensatz zu Batterien, die

Energie über den Umweg einer

chemischen Reaktion speichern,

basieren Supercaps auf elektrophysikalischen

Prinzipien und

sind innerhalb kürzester Zeit geladen

und einsatzbereit. Unter vergleichbaren

Einsatzbedingungen

weisen Superkondensatoren eine

bis zu 10x längere Lebensdauer als

klassische Blei-Säure-Batterien auf.

Das leistungsstarke DC-USV-Modul

UPSI-2412DP2 mit integriertem

Supercap-Energiespeicher (13,5 kJ)

erlaubt den lüfterlosen 24/7-Dauerbetrieb

im erweiterten Betriebstemperaturbereich

von -20 bis +70 °C.

So gewährleistet die UPSI-2412DP2

höchste Zuverlässigkeit und Sicherheit

für anspruchsvolle Applikation.

Intelligente

Eingangsstromerkennung

Die implementierte PowerSharing-

Funktion der UPSI-2412DP2 sorgt

eingangsseitig dafür, dass die Eingangsleistung

konstant gehalten und

entsprechend angepasst auf Last und

Supercap-Lader (max. 4,5 A Ladestrom)

verteilt wird. Somit kann eine

vorgeschaltete AC/DC-Stromversorgung

optimal dimensioniert werden.

24VDC-Notstromversorgung

mit geregelter

Ausgangsspannung

Die UPSI-2412DP2 leitet im Normalbetrieb

die Eingangsspannung

direkt an den Ausgang weiter, lädt

parallel den integrierten Supercap-

Energiespeicher und überwacht alle

relevanten Parameter, Ströme und

Spannungen. Bei Spannungseinbrüchen

oder Stromausfall trennt ein

MOSFET innerhalb weniger Mikrosekunden

den Eingang ab und die

angeschlossene Last wird unterbrechungsfrei

aus dem Energiespeicher

heraus versorgt. Im Backup-Betrieb

stellt die UPSI-2412DP2 eine konstant

geregelte DC-Ausgangsspannung

zur Verfügung.

Qualität, Sicherheit

und Zuverlässigkeit

Die Firma Bicker Elektronik

gewährleistet mit eigener Entwicklung

und Batteriefertigung – Made

in Germany - höchste Qualität und

Sicherheit für alle DC-USV-Produkte

und Energiespeicher. Systementwickler

profitieren zudem von der persönlichen

Design-In-Beratung und

dem erstklassigen Service & Support

durch die Stromversorgungsspezialisten

von Bicker Elektronik.

Alle Produktvorteile

auf einen Blick

• Leistungsstarke 24V DC-USV

(DIN-Rail-Version)

• Integrierter wartungsfreier Supercap

Pack 13,5 kJ

• Bis zu 500.000 Vollzyklen

• Schnelle Ladung und Einsatzbereitschaft

• Umgebungstemperatur im Betrieb

-20 bis +70 °C

• Intelligente Eingangsstromerkennung

• Geregelte Ausgangsspannung

im Backup-Betrieb

• Mindestlasterkennung

• Power-Fail Timer-Funktion

• Relaiskontakt für Power-Fail

• Shutdown & Reboot-Funktion für

IPC-Systeme

• Herunterfahren durch externes

Signal

• USB & RS232 Interface

• Plug & Play – Wird vom Betriebssystem

sofort als USV erkannt

• Erweiterte Funktionalität mit

‘UPSGen2 Configuration‘ Software

inklusive

• 3 Jahre Garantie ◄

Direktlink zur UPSI-2412DP2 (mit Produktvideo): https://www.bicker.de/upsi-2412dp2

Bicker Elektronik GmbH

info@bicker.de

www.bicker.de

88 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2023


Stromversorgung

Netzteil-Serien

für leistungsstarke Anwendungen

weiterhin vor, eine intelligente FAN-

Drehzahlregelung zu implementieren

und den DC-Betriebsbereich auf bis

zu 400 VDC zu erweitern. Zudem

stattet Mean Well die Netzteile mit

einer integrierten PV-Funktion aus

und bietet 5 Jahre Herstellergarantie.

Die NSP-3200 sind für Umgebungen

mit hoher Luftfeuchtigkeit

mit einem optionalen Conformal

Coating erhältlich.

Emtron electronic GmbH

www.emtron.de/

Die neuen zuverlässigen Netzteil-Serien

NSP-1600 mit 1600 W

und NSP-3200 mit 3200 W sind

prädestiniert für Anwendungen in

Industrie, Automatisierung, Telekommunikation

und vielen weiteren

Anwendungsbereichen mit hohem

Leistungsbedarf. Durch langjähriges

Vertrauen in das Partnerunternehmen

Mean Well kann Emtron

nicht nur die Leistungsfähigkeit und

Qualität eigener Lösungen sicherstellen,

sondern auch auf Innovationskraft,

Dynamik und Anpassungsfähigkeit

zählen.

Bewährt und

fit für die Zukunft

Die Netzteil-Serien NSP-1600 und

NSP-3200 unterstreichen genau

dies: Sie basieren auf einer Reihe

bereits bestehender und bewährter

Produktserien aus dem Emtron-Portfolio

und orientieren sich neu an

den aktuellen Herausforderungen

des Marktes und der Anwender.

Die Serien RSP-1500/1600/3000

sowie DPU-3200 sind seit mehreren

Jahren erfolgreich im Einsatz und

bilden das sichere Fundament für

die neu entwickelten NSP-Serien

mit 1600 W und 3200 W.

Anpassungsfähig, um

Verfügbarkeit zu sichern

Die Branchen und Anwendungsfelder

für leistungsstarke Schaltnetzteile

sind weitreichend. Die

NSP-1600 und NSP-3200 von

Mean Well können durch Emtron

künftig z. B. in Halbleiter-Equipment,

schweren industriell-maschinellen

Anwendungen, der Automatisierungstechnik,

in Rechenzentren

oder Stationen der 5G-Telekommunikation

eingesetzt werden.

Schneller Einstieg

Für einen schnellen Einstieg und

Erfolg mit den NSP-Schaltnetzteilen