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Einkaufsführer 2023

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

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Sonderheft


Editorial<br />

Dr. Jan-Marc Lischka, Co-Founder<br />

5thIndustry GmbH<br />

https://5thindustry.de<br />

20 Fragen, die Sie Ihrer Produktion<br />

stellen sollten<br />

Erst die Pandemie – jetzt Fachkräftemangel, Kostendruck, Lieferengpässe: Die Herausforderungen<br />

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

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

entscheidend, die Modernisierung der Produktion zielstrebig voranzutreiben.<br />

Diese Fragen helfen Ihnen, die richtigen Prioritäten zu finden:<br />

1. Was ist die Vision von Ihrem Werk in drei Jahren?<br />

2. Kennen und teilen Ihre Mitarbeiter dieses Zielbild?<br />

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

4. Schauen Sie auf die Arbeitsweise Ihrer Mitarbeiter in der Produktion, in der Instandhaltung,<br />

im Qualitätsbereich: Welche Medien werden benutzt, um Informationen auszutauschen,<br />

Problemlösungen abzustimmen, Informationen zu dokumentieren, Daten auszuwerten? Sind für<br />

diese Themen Papier, Excel, Emails im Spiel?<br />

5. Wieviel Zeit binden diese Arbeitsweisen bei Ihren Mitarbeitern?<br />

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

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

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

9. Warum haben Sie diese Ziele bisher nicht erreicht?<br />

10. Wie stehen Ihre Mitarbeiter Digitalisierungsprojekten gegenüber?<br />

11. Wer entscheidet bei Ihnen über Digitalisierungsprojekte?<br />

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

13. Wer in Ihrer Organisation unterstützt Veränderungen, wer sorgt für Widerstände?<br />

14. Was sind die Ursachen für Widerstände gegen Veränderungsprojekte? Wie können Sie diesen<br />

begegnen?<br />

15. Wie groß ist Ihre eigene Bereitschaft, Veränderungsprojekte anzugehen?<br />

16. Wieweit sind Sie bereit, die Verantwortung für Veränderungen an die Mitarbeiter abzugeben?<br />

17. Wieviel Fehlertoleranz gestehen Sie Ihren Mitarbeitern zu, wenn es um Veränderungsprojekte<br />

geht?<br />

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

z.B. der Cloud gegenüber?<br />

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

Sicherheit geht?<br />

20. Wie konsumieren Sie privat digitale Anwendungen, wie machen Sie das im Unternehmen?<br />

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

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

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

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

haben und auf diese Weise den eingangs angesprochenen Herausforderungen zu begegnen.<br />

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

Informationen auf dem Tablet oder Smartphone dabeihaben. Wenn Ihre Produktionsmitarbeiter pro<br />

Auftrag fünf Minuten sparen, da sie direkten Zugriff auf alle wichtigen Informationen zum Auftrag<br />

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

Transparenz zu Störungsgründen haben. Wenn Ihre Sicherheitsfachkraft eine Stunde mehr Zeit<br />

pro Tag für die Sicherheitsthemen hat, anstatt Rundgänge zu dokumentieren. Wenn Sie als<br />

Produktionsleiter alle wichtigen KPIs Ihres Werks auch dann abrufen können, wenn Sie auf Dienstreise<br />

sind. Wenn Sie Fragen per Mausklick beantworten können, anstatt Mitarbeiter mit Analysen zu<br />

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

verlassen zu können.<br />

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

Mit den richtigen Fragen kommen die richtigen Antworten. Viel Erfolg bei der Umsetzung!<br />

Dr. Jan-Marc Lischka<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

3


Inhalt<br />

3 Editorial<br />

4 Inhalt<br />

6 Aktuelles<br />

12 Titelstory<br />

16 IIoT<br />

18 Automatisierung<br />

20 Kommunikation<br />

39 Software/Tools/Kits<br />

44 Digitalisierung<br />

46 HMI<br />

50 Sicherheit<br />

55 Cybersecurity<br />

48 Qualitätssicherung<br />

62 Messen/Steuern/Regeln<br />

66 Bedienen und Visualisieren<br />

69 Robotik<br />

76 IPCs/Embedded Systeme<br />

84 Antriebe<br />

88 Stromversorgung<br />

92 Handhabung und Montage<br />

93 Aktuelles<br />

Sonderheft<br />

Zum Titelbild:<br />

Schritt für Schritt zur<br />

Digitalisierung<br />

Das Industrial Internet of Things (IIoT) bietet<br />

fantastische Aussichten: Maschinenbauer<br />

könnten z. B. über Fernzugriff schneller auf<br />

Probleme reagieren, Reisekosten sparen<br />

und damit Service günstiger anbieten, neue<br />

Geschäftsmodelle entwickeln oder höhere<br />

Kundenzufriedenheit generieren.<br />

Der erfolgreiche Weg zur IIoT-Integration lautet:<br />

Groß träumen, pragmatisch starten. 12<br />

• Herausgeber und Verlag:<br />

beam-Verlag<br />

Krummbogen 14<br />

35039 Marburg<br />

www.beam-verlag.de<br />

Tel.: 06421/9614-0<br />

Fax: 06421/9614-23<br />

• Redaktion:<br />

Christiane Erdmann<br />

redaktion@beam-verlag.de<br />

• Anzeigen:<br />

Tanja Meß<br />

tanja.mess@beam-verlag.de<br />

Tel.: 06421/9614-18<br />

Fax: 06421/9614-23<br />

• Erscheinungsweise:<br />

jährlich<br />

• Satz und Reproduktionen:<br />

beam-Verlag<br />

• Druck und Auslieferung:<br />

Bonifatius GmbH, Paderborn<br />

www.bonifatius.de<br />

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer Prüfung<br />

der Texte durch die Redaktion keine Haftung<br />

für deren inhaltliche Richtigkeit. Alle Angaben im<br />

<strong>Einkaufsführer</strong>teil beruhen auf Kundenangaben!<br />

Handels- und Gebrauchsnamen, sowie<br />

Warenbezeichnungen und dergleichen werden in<br />

der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen verwendet.<br />

Dies berechtigt nicht zu der Annahme, dass<br />

diese Namen im Sinne der Warenzeichen- und<br />

Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten<br />

sind und von jedermann ohne Kennzeichnung<br />

verwendet werden dürfen.<br />

Roboter ansteuern:<br />

Nativ oder durch externen Controller?<br />

In der Robotik gibt es zwei grundsätzlich unterschiedliche Heran gehensweisen, um<br />

einen Industrieroboter für seine individuelle Aufgabe zu programmieren: Entweder über<br />

seine native, herstellergegebene Programmiersprache oder durch den Einsatz eines<br />

externen proprietären Controllers, der den Roboter dann feingranular ansteuert. 72<br />

Durchgängige Kommunikation<br />

für höhere Effizienz<br />

Ethernet ist das weltweit führende Kommunikationsprotokoll.<br />

Ob im Büro, am Telefon oder in der Videoüberwachung –<br />

an Ethernet führt kein Weg vorbei. 32<br />

4 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Virtuelle IoT-<br />

Serviceassistenten<br />

Die durchgängige Vernetzung im Internet<br />

der Dinge ermöglicht automatisierte<br />

virtuelle Serviceassistenten als<br />

zusätzliche Produkteigenschaft und<br />

darauf aufbauend wertvolle neue<br />

Kommunikationsmöglichkeiten zwischen<br />

Anbieter und Anwender. Sie helfen<br />

Produkt herstellern und Anlagenbauern<br />

nicht nur bei der Umsetzung von<br />

Pay-per-Use-Geschäftsmodellen,<br />

sondern verbessern in jedem Fall die<br />

Kundenzufriedenheit. 16<br />

Wie Automatisierung mit Cobots gelingt<br />

Zeit ist Geld – das gilt auch für die Produktion. Denn wenn die<br />

Fertigung zum Stillstand kommt, bleibt der Geldsegen aus. Deshalb<br />

fragen sich Geschäftsführer und Produktionsplaner kleiner<br />

und mittlerer Unternehmen (KMUs) zurecht, ab wann sich die<br />

Automatisierung für sie lohnt. 69<br />

Zusammenarbeit am Arbeitsplatz<br />

Automatisierung kann die Arbeit weniger gefährlich, stressig<br />

und ermüdend machen – sie erfordert aber eine sorgfältige<br />

Implementierung und ein Bekenntnis zur Umschulung der<br />

Arbeitskräfte. Dieser Artikel teilt Ansichten von Nicola O´Byrne,<br />

ADIs weltweiter Beauftragten für die Robotik. 74<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

Woran<br />

Digitalisierungsprojekte<br />

auf Shopfloor-Ebene<br />

scheitern<br />

Clevere Netzwerkplanung statt zusätzlicher Infrastruktur senkt Kosten.<br />

Digitalisierung ist seit Jahren in aller Munde. Auf Shopfloor-Ebene bringt<br />

sie gerade beim Condition Monitoring und der Optimierung von Prozessen<br />

zahlreiche Vorteile. Warum aber geschieht in der praktischen Umsetzung so<br />

wenig? 28<br />

<strong>Einkaufsführer</strong><br />

Produktionsautomatisierung<br />

<strong>2023</strong><br />

Index ....................... 94<br />

Produkte & Lieferanten ........ 96<br />

Wer vertritt Wen? ............ 132<br />

Firmenverzeichnis ........... 140<br />

5


Aktuelles<br />

Mehr Intelligenz und Nachhaltigkeit auf der SPS 2022<br />

Halle 7, Stand 370<br />

Advantech<br />

www.advantech.eu<br />

Advantech zeigt auf der SPS,<br />

wie seine Produkte und Lösungen<br />

zu einem intelligenten und nachhaltigen<br />

Planeten beitragen. Dazu<br />

zählen seine neuesten Innovationen<br />

für künstliche Intelligenz (KI/<br />

AI), funkbasierte und kabelgebundene<br />

Kommunikation, Gerätemanagement<br />

und Datenaggregation,<br />

fahrerlose Transportsysteme (FTS)<br />

und Robotik sowie Nachhaltigkeit<br />

und ESG (Umwelt, Soziales und<br />

Unternehmensführung) vor.<br />

Auf der SPS zeigt Advantech, wie<br />

sich Investitionen in seine intelligenten<br />

IIoT-Lösungen für Fertigungs-<br />

und Prozessanlagen sowohl<br />

finanziell als auch ökologisch auszahlen.<br />

Advantech wird mit mehreren<br />

Partnern seine einzigartige „Goto-Market“-Strategie<br />

repräsentieren.<br />

Diese Partner verfügen über das<br />

technische Know-how, intelligente<br />

Automatisierungsprojekte umzusetzen<br />

und werden durch die ECO-<br />

Partner von Advantech unterstützt.<br />

Künstliche Intelligenz<br />

Zu den Lösungen, die auf dem<br />

120 m 2 großen Stand im Mittelpunkt<br />

stehen, zählt vor allem die künstliche<br />

Intelligenz. Advantech bietet<br />

eine Reihe von Edge-KI-Modulen,<br />

KI-Inferenzsystemen, Edge-Intelligence-Servern<br />

und IoT-Gateways<br />

für eine schnellere AIoT-Entwicklung.<br />

Hardware- und Software-Fortschritte<br />

von Advantech und seinen<br />

Co-Creation-Partnern machen die<br />

Edge-KI-Implementierung noch einfacher<br />

und ermöglichen mehr Leistungsfähigkeit<br />

und Flexibilität.<br />

Funkbasiert<br />

und kabelgebunden<br />

Advantech<br />

stellt auch seine<br />

funkbasierten<br />

und kabelgebundenen<br />

Kommunikationslösungen<br />

vor. Dazu zählen<br />

industrielle<br />

Ethernet-Switches,<br />

Gateways,<br />

Mobilfunk-Router,<br />

Wireless<br />

Access Points/Clients, Media-Konverter<br />

und Serial Device Server. All<br />

diese Produkte tragen zur sicheren<br />

Datenübertragung bei, während sie<br />

gleichzeitig vernetzte Einrichtungen<br />

überwachen und steuern.<br />

Device-Management-<br />

Lösungen<br />

An anderer Stelle am Stand können<br />

die Besucher die Device-Management-Lösungen<br />

von Advantech kennenlernen,<br />

darunter WISE-DeviceOn.<br />

Diese schnell und einfach einzurichtende<br />

IoT-Plattform verwaltet vernetzte<br />

Geräte aus der Ferne und<br />

bietet zentralisierte Verwaltungsfunktionen,<br />

einschließlich Datenaggregation<br />

und -analyse.<br />

FTS- und Robotikprojekte<br />

Wer FTS- und Robotikprojekte<br />

begleitet, kann sich auf der SPS<br />

2022 über das breite Angebot von<br />

Advantech für diese Anwendungen<br />

informieren, einschließlich der neuesten<br />

industriellen ATX-Motherboards<br />

und GPU-Lösungen für Bodenkontrollsysteme.<br />

Das Unternehmen bietet<br />

auch innovative Produkte für das<br />

mobile Steuerungssystem und die<br />

Kommunikationsinfrastruktur, die<br />

Entwicklern von FTS und mobilen<br />

Robotern helfen, Projekte zu<br />

beschleunigen und die Markteinführungszeit<br />

zu verkürzen.<br />

Noch mehr Effizienz<br />

All diesen Lösungen von Advantech<br />

ist gemeinsam, dass sie nachhaltig<br />

und ESG-konform sind. Das Unternehmen<br />

setzt sich kontinuierlich für<br />

den Aufbau nachhaltiger Lieferketten<br />

ein, die sich auf umweltfreundliches<br />

Design, umweltfreundliche<br />

Fertigung und umweltfreundliche<br />

Produkte konzentrieren.<br />

Jash Bansidhar, Managing Director<br />

Europe bei Advantech, dazu:<br />

„Hinsichtlich unserer Wettbewerbsfähigkeit<br />

und Entwicklungsstrategien<br />

nutzen wir unsere AIoT-Kernkompetenzen<br />

und intelligenten<br />

Lösungen, um den Maschinenbau<br />

effizienter zu machen. Durch<br />

rationalisierte Fertigungsprozesse<br />

tragen wir dazu bei, die Ziele der<br />

Vereinten Nationen (UN) für nachhaltige<br />

Entwicklung, mehr Energieeffizienz,<br />

Energieeinsparung<br />

in Gebäuden und Fertigungsanlagen<br />

sowie niedrige CO 2 -Emissionen<br />

in Logistik und Einzelhandel<br />

zu erreichen.“<br />

Da die Fähigkeiten eines einzelnen<br />

Partners nicht alle Projekte<br />

abdecken können, sind mehrere<br />

Partner vor Ort, um eine Vielzahl<br />

erfolgreicher Anwendungen zu<br />

zeigen. Die Besucher können sich<br />

am Stand von Advantech selbst<br />

ein Bild davon machen. Dort finden<br />

sich auch interaktive Videos<br />

und ein Vortragsbereich, der Präsentationen<br />

der eigenen Experten<br />

und Partner bietet.<br />

Intelligenter Planet<br />

Advantech hat sich zum Ziel<br />

gesetzt, „einen intelligenten Planeten<br />

zu schaffen“ („Enable an Intelligent<br />

Planet“). Das Unternehmen ist ein<br />

weltweiter Leader im Bereich der<br />

intelligenten IoT-Systeme und eingebetteten<br />

Plattformen. Um die Trends<br />

von IoT, große Datenmengen und<br />

Künstlicher Intelligenz aufzugreifen,<br />

bietet Advantech IoT-Hardware- und<br />

Software-Lösungen mit Edge Intelligence<br />

WISE-PaaS Core und hat<br />

sich zum Ziel gesetzt, Geschäftspartner<br />

und Kunden bei der Verknüpfung<br />

ihrer Industrieketten zu unterstützen.<br />

Advantech arbeitet darüber<br />

hinaus mit Geschäftspartnern<br />

zusammen, um gemeinsam Unternehmensökosysteme<br />

zu schaffen,<br />

die das Ziel der industriellen Intelligenz<br />

beschleunigen. ◄<br />

6 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Die Infranor-Gruppe gilt seit mehr als acht<br />

Jahrzehnten im Bereich der Antriebstechnik als<br />

innovativer Anbieter von Antriebslösungen auf Basis<br />

einzelner Komponenten bis hin zu Gesamtsystemen.<br />

UNSERE PRODUKTE SIND DAS ERGEBNIS INTENSVER<br />

ENTWICKLUNGSARBEIT UND LANGJÄHRIGER<br />

PRODUKTIONSERFAHRUNG.<br />

Höchste Qualität und das Prinzip,<br />

perfekte Systemlösungen anzubieten,<br />

begründen unseren Erfolg<br />

Wir sind globaler Partner unserer weltweiten<br />

Kunden für Servomotoren, Servoverstärkern<br />

und kompletten Antriebslösungen.<br />

Unsere Entwicklungs- und Produktionsstandorte<br />

befinden sich in Europa. Über unsere Sales- und<br />

Marketingorganisationen mit ausgeprägtem Engineering-<br />

KnowHow unterstützen wir unsere Kunden und zeigen<br />

lokale Nähe mit Standorten in Europa, USA und China.<br />

MIT ZUKUNFTSWEISENDEN TECHNOLOGIEN SETZT<br />

INFRANOR MASSSTÄBE IN DER SERVOANTRIEBSTECHNIK.<br />

www.infranor.com


Aktuelles<br />

Innovationen und Digitalisierungslösungen<br />

für Industrie 4.0 und IIoT-Anwendungen<br />

Kontron auf der SPS 2022 in Nürnberg<br />

Kontron präsentiert auf der Smart<br />

Production Solutions eine breite<br />

Palette innovativer IIoT-Lösungen<br />

über die gesamte Value Chain. Zentrale<br />

Themen des Messeauftritts<br />

bilden das kontron susietec Toolset<br />

für komplette digitale Lösungen<br />

und Services aus einer Hand sowie<br />

High-Performance Edge Computing<br />

auf Basis der aktuellsten Intel<br />

Core i Prozessoren.<br />

einzelnen Werkzeuge des kontron<br />

susietec Toolsets stellen dafür digitale<br />

Lösungsansätze aus einer Hand<br />

bereit. Auf der Messe werden die<br />

verschiedenen Tools sowie zwei<br />

vorkonfektionierte Systeme als<br />

HW-/SW-Bundles gezeigt.<br />

Kompakte robuste<br />

High-Performance<br />

Industrie-PCs<br />

mechanischen und elektronischen<br />

Komponenten. Das System sowie<br />

alle externen Schnittstellen sind<br />

speziell für die Anwendung innerhalb<br />

der Bahn und öffentlichen Verkehrsmitteln<br />

sowie in rauen Industrieumgebungen<br />

geeignet und daher<br />

EN 50155-konform konzipiert.<br />

Langzeitverfügbare<br />

Embedded Motherboards<br />

Halle 7, Stand 193<br />

Kontron<br />

www.kontron.de<br />

kontron susietec Toolset<br />

Mit der ganzheitlichen Digitalisierungslösung<br />

susietec hat Kontron<br />

ein Toolset entwickelt, mit dem<br />

unterschiedliche IoT-Infrastrukturen<br />

problemlos zusammengeführt werden<br />

können. Mithilfe dieser maßgeschneiderten<br />

und skalierbaren<br />

Kombination aus Software, Hardware<br />

und Expertise können Maschinenbauer,<br />

Systemintegratoren und<br />

Hersteller ihre Ziele der digitalen<br />

Transformation schneller, einfacher<br />

und kostengünstiger erreichen. Die<br />

Kontrons robuste KBox Industrie-PCs<br />

zeichnen sich durch hohe<br />

Leistungsfähigkeit, kompakte Bauform<br />

sowie Langzeitverfügbarkeit<br />

aus. Auf der SPS zeigt Kontron<br />

den neuesten Zuwachs der KBox-<br />

Familie mit der 12. Generation Intel<br />

Core i Prozessoren mit wesentlich<br />

höherer Rechenpower als seine<br />

Vorgänger. Kontrons neue Steuerungs-<br />

und Kommunikationsplattform<br />

KBox R-101 basiert auf einer lüfterlosen,<br />

passiv gekühlten und IP54-<br />

konformen Systemlösung mit etablierten<br />

und branchenzugelassenen<br />

Hoch performante Grafik- und<br />

Rechenleistung präsentiert Kontron<br />

mit der Erweiterung seiner<br />

neuen Motherboard- und zugehörigen<br />

SMARTCASE System-Familie<br />

basierend auf der 12. Generation<br />

Intel Core i Prozessoren. Mit<br />

dem Mini-ATX Motherboard bietet<br />

Kontron jetzt eine Produktfamilie<br />

neuer Motherboards „Designed and<br />

Made in Germany“ an, bestehend<br />

aus Mini-ITX, µATX und ATX. Die<br />

Boards sind besonders interessant<br />

für alle Anwendungen mit hohem<br />

Bedarf an Skalierbarkeit für PCIe<br />

8 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Aktuelles<br />

- auch für PCIe 5.0, das doppelt<br />

so schnell ist wie der bisher vorherrschende<br />

Standard PCIe 4.0.<br />

Sie eignen sich insbesondere für<br />

Industrial Automation, Medizintechnik,<br />

hoch performante Workstations<br />

für CAD-Anwendungen<br />

(auch Gaming PCs) sowie für<br />

Video-Bearbeitung und Videowall-Anzeigen.<br />

Industrietaugliche<br />

Rackmount-Systeme<br />

Ebenfalls auf Intels 12. Generation<br />

Core i Prozessoren basieren<br />

die neuesten Mitglieder der<br />

Kontron KISS-Produktfamilie<br />

in den Formaten 1U/2U/4U für<br />

den Industrieeinsatz. Die Rackmount-Systeme<br />

wurden speziell<br />

für anspruchsvolle und fordernde<br />

Umgebungsbedingungen<br />

ent wickelt und eignen sich daher<br />

für Anwendungen mit hohen Temperaturumgebungen,<br />

vielfacher,<br />

mechanischer Beanspruchung<br />

und geringem Betriebsgeräusch.<br />

Darüber hinaus stellt Kontron<br />

unter anderem die neue Industrial<br />

Workstation KWS 3000-ADL vor,<br />

welche die Vorteile eines Industrie-PCs<br />

bezüglich Robustheit und<br />

Langzeitverfügbarkeit mit denen<br />

eines Office-PCs hinsichtlich<br />

Design und Nutzerfreundlichkeit<br />

vereint. Dank des 12. Generation<br />

Intel Core i Prozessors bewältigt<br />

sie auch rechenintensive Applikationen<br />

wie Machine/Deep Learning<br />

oder AI-Workflows mit leistungshungrigen<br />

Prozessen und<br />

großen Datenmengen mühelos.<br />

PiXtend Pi 4 für höhere<br />

Leistungen<br />

Das neue Automatisierungssystem<br />

PiXtend Pi 4 der Marke<br />

PiXtend, seit 2020 Teil der Kontron<br />

Electronics GmbH, basiert auf<br />

dem Raspberry Pi 4. Der Broadcom<br />

BCM2711, Quad Core Arm<br />

Cortex-A72 mit 1,5 GHz ist der<br />

leistungsfähigste Prozessor der<br />

Raspberry Pi Foundation. Haupteinsatzgebiet<br />

des Einplatinencomputers<br />

PiXtend Pi 4, optional auch<br />

mit CODESYS, ist der Geräteund<br />

Maschinenbau. Ferner wird<br />

die Plattform i.MX8M, nun auch<br />

mit CODESYS für rechenintensive<br />

Anwendungen auf kleinstem<br />

Raum, vorgestellt. ◄<br />

Produktinnovationen<br />

auf der SPS 2022<br />

Vom 8. bis 10. November präsentieren<br />

Gossen Metrawatt und<br />

Camille Bauer auf der diesjährigen<br />

SPS in Halle 7A, Stand 420 neueste<br />

Lösungen für Power Quality,<br />

das Energie- und Lastmanagement<br />

sowie die Mess- und Prüftechnik.<br />

Schwerpunkte<br />

Zu den Schwerpunkten zählen das<br />

ganzheitliche Energiemanagement –<br />

von der Messdatenerfassung bis zur<br />

Auswertung mit der neuen Energiedaten-Managementsoftware<br />

– sowie<br />

Lösungen zum Aufbau eines durchgängigen<br />

Lastmanagementsystems.<br />

Als weitere Produktinnovationen werden<br />

der besonders bedienerfreundliche<br />

Installationstester PROFITEST<br />

MF mit kontextsensiblem Farbdisplay<br />

und zukunftsgerichteter Konnektivität<br />

sowie die Prüfgeräte der<br />

Serie SECUTEST ST zur normenkonformen<br />

Schutzprüfung gemäß<br />

EN 50678 und EN 50699 vorgestellt.<br />

Weitere Highlights<br />

sind das METRACELL BT PRO<br />

für die Prüfung von Batteriespeichern<br />

sowie neue PROFITEST-<br />

Diagnosegeräte zur funktionellen und<br />

elektrischen Sicherheitsprüfung der<br />

AC- und DC-Ladeinfrastruktur. Mit<br />

dem MAVOWATT 210 bietet Gossen<br />

Metrawatt einen kompakten Energieund<br />

Netzqualitätstester zur Erfassung<br />

aller relevanten Leistungs parameter<br />

wie Spannung, Stromstärke, Wirk-,<br />

Blind- und Scheinleistungen, der<br />

auch als 4-Quadranten-Messgerät<br />

fungiert. Außerdem zu sehen<br />

ist das neue LINAX PQ5000CL von<br />

Camille Bauer für das mehrkanalige<br />

Power Quality Monitoring an Einspeisepunkten,<br />

in Energieverteilungssystemen<br />

und für Smart-Grid-Anwendungen.<br />

Das sehr kosteneffiziente,<br />

metrologisch zertifizierte<br />

Messinstrument kombiniert<br />

die Funktionalitäten<br />

zur Messung und Überwachung<br />

des Betriebsverhaltens<br />

in elektrischen Verteilernetzen<br />

nach IEC61557-12 mit<br />

denen eines Messumformers<br />

nach IEC60688 und eines<br />

Prüfers der Spannungsqualität<br />

gemäß IEC62586-1. Das<br />

Vertriebsteam von Gossen<br />

Metrawatt freut sich auf interessante<br />

Gespräche und den<br />

fachlichen Austausch vor Ort.<br />

Halle 7A, Stand 420<br />

• Gossen Metrawatt GmbH<br />

www.gossenmetrawatt.com<br />

Innovative & kundenspezifische Gehäuselösungen<br />

Auf der Basis von mehr als 40 Jahren Erfahrung bietet die<br />

POLYRACK TECH-GROUP ein innovatives und ganzheitliches<br />

Produktprogramm, das in hoher Qualität und mit den ökonomischen<br />

Vorteilen einer Serienproduktion gefertigt wird.<br />

Der Fokus der Unternehmensgruppe liegt besonders in der Entwicklung<br />

und Herstellung von kundenspezifischen Gehäusen und Systemen in<br />

den Bereichen Mechanik, Systemtechnik/Elektronik, Kunststofftechnik<br />

und Oberflächenbearbeitung – die herausragende Stärke liegt in der<br />

technologieübergreifenden Produktlösung.<br />

Umfassende Beratung in der Konzeptionsphase, zügige und zuverlässige<br />

Entwicklung, Produktion und Assemblierung, sowie zeitgenaue Lieferung<br />

und Services sind die prägenden Elemente des Leistungsangebots.<br />

POLYRACK TECH-GROUP<br />

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

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

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

9


Aktuelles<br />

SPS 2022: Umfassende Lösungen<br />

für Produktion und Intralogistik<br />

gen, auch in diesem Jahr persönlich<br />

in den Dialog mit den Messebesuchern<br />

zu treten und ihr Feedback<br />

einzuholen“, ergänzt Philip Bellm,<br />

CEO bei Captron.<br />

Papierloses Warehouse<br />

Halle 4, Stand 245<br />

CAPTRON Electronic GmbH<br />

www.captron.com/<br />

Captron, Experte für innovative<br />

Sensoren und Sensorsysteme<br />

sowie Dienstleister für Softwarelösungen<br />

für die Intralogistik, tritt<br />

2022 erneut als Aussteller auf der<br />

SPS auf. Auf der Fachmesse präsentiert<br />

das Unternehmen sein neu<br />

entwickeltes Software-Modul zur<br />

Kalibrierung von TCPs (Tool Center<br />

Point), neue Füllstands-Sonden,<br />

die kapazitiven Sensortechnologien<br />

der CANEO Reihe, sowie<br />

die smarte All-in-One-Intralogistik-<br />

Lösung oneGRID System.<br />

Software-Modul für<br />

Kalibrierung von TCPs<br />

Der Fokus des SPS-Auftritts von<br />

Captron liegt in diesem Jahr auf dem<br />

eigens entwickelten Software-Modul<br />

für die Kalibrierung von TCPs. Die<br />

TCP-Messtechnik für Fertigungslinien<br />

mit verschiedenen Industrierobotern<br />

gewährleistet eine höchst<br />

präzise Vermessung und Werkzeugkalibrierung<br />

mit einer Reproduzierbarkeit<br />

von wenigen Hundertsteln.<br />

Durch die Redundanz der beiden<br />

Laser für die X- und Y-Achse werden<br />

Fehlmessungen sowohl bei<br />

metallischen als auch bei nichtmetallischen<br />

Objekten durch reflektierende<br />

Laserstrahlen vermieden.<br />

Verschiedene Bauformen der TCP-<br />

Messeinheiten und integrierte Passbohrungen<br />

ermöglichen eine präzise<br />

Positionierung in der Serienfertigung.<br />

Schnelle Inbetriebnahme<br />

„Die Inbetriebnahme der TCP-<br />

Kalibrierung ist selbst für erfahrene<br />

Programmierer aufwendig“,<br />

so Michael Haas, Engineer Automation<br />

Technology bei Captron. „Ein<br />

bis zwei Tage Aufwand sind dabei<br />

normal. Mit dem neuen Software-<br />

Modul sinkt der Aufwand jetzt von<br />

mehreren Tagen auf wenige Stunden.<br />

Besonders weniger erfahrene<br />

Programmierer profitieren davon.<br />

Die Zeitersparnis durch die schnellere<br />

Einsatzbereitschaft der Anlage<br />

schlägt sich natürlich auch in einer<br />

Kostenersparnis für das Unternehmen<br />

nieder.“<br />

Immer nahe am Kunden<br />

„Das neue Software-Modul für<br />

die TCP-Technologie ist als Antwort<br />

auf den Bedarf unserer Kunden<br />

entstanden – genau so, wie<br />

die anderen Lösungen, die wir auf<br />

der SPS 2022 vorstellen. Durch<br />

den engen Austausch mit unseren<br />

Ansprechpartnern stellen wir sicher,<br />

dass wir ihre Bedürfnisse genauestens<br />

verstehen und unsere Innovationen<br />

zielgenau darauf ausrichten<br />

können. Wir freuen uns deswe-<br />

Neben der Vorstellung des TCP-<br />

Software-Moduls nutzt Captron die<br />

SPS, um die papierlose Warehouse<br />

Management Software oneGRID<br />

System zu präsentieren. Anwender<br />

können mit der Pick-by-Light-<br />

Lösung die Effektivität ihrer Intralogistik-Prozesse<br />

um 20 bis 50 % steigern.<br />

Außerdem zeigt Captron die<br />

CANEO series kapazitiver Taster,<br />

die innovatives Design mit der Möglichkeit<br />

vereinen, alle Funktionsparameter<br />

über IO-Link frei zu konfigurieren<br />

– sei es Tastempfindlichkeit,<br />

Betätigungsart, Mindestbetätigungszeit<br />

oder die passende aus<br />

16 Millionen Leuchtfarben. Anwender<br />

können die CANEO Reihe flexibel<br />

in vernetzte Umgebungen integrieren<br />

und profitieren von einem<br />

geringeren Zeit- sowie Kostenaufwand<br />

für Installation, Wartung und<br />

Austausch. Bei Interesse an einem<br />

Gespräch mit Michael Haas, Philip<br />

Bellm oder den anderen Experten<br />

von Captron melden Sie sich gerne<br />

unter captron@teamlewis.com.<br />

Michael Haas,<br />

Engineer Automation Technology<br />

Philip Bellm, CEO<br />

10 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Aktuelles<br />

PI präsentiert Digitalisierungsthemen<br />

auf der SPS 2022<br />

Factory Automation-<br />

Wand gezeigt. Auch<br />

die Vorteile des<br />

PROFIdrive-Applikationsprofils<br />

in den<br />

jeweiligen Applikationsklassen<br />

werden<br />

durch eine Interoperabilitätsdemo<br />

präsentiert<br />

und IO-Link<br />

wartet wieder mit<br />

einer großen Anzahl<br />

von unterschiedlichen<br />

Produkten von<br />

zahlreichen Herstellern<br />

auf.<br />

Funktionale<br />

Sicherheit<br />

Halle 5, Stand 210<br />

PI (PROFIBUS & PROFINET<br />

International) PROFIBUS<br />

Nutzerorganisation e. V.<br />

info@profibus.com<br />

www.profibus.com<br />

Die Experten der PI-Community<br />

freuen sich auf ein persönliches<br />

Wiedersehen mit ihren Kunden und<br />

Interessenten auf der SPS. Auf der<br />

Fläche von mehr als 260 m² bietet<br />

der Gemeinschaftsstand von PRO-<br />

FIBUS & PROFINET International<br />

(PI) mit zahlreichen Mitausstellern<br />

wieder interessante Neuerungen.<br />

Die Digitalisierung treibt die Technologieentwicklung<br />

bei PI an. Die<br />

Anforderungen aus den unterschiedlichen<br />

Anwenderbranchen geben<br />

dabei die Richtung für die technologischen<br />

Neu- und Weiterentwicklungen<br />

auf den Feldern der industriellen<br />

Kommunikation und Datendurchgängigkeit<br />

vor.<br />

TSN und OPC UA für<br />

PROFINET<br />

Hierbei spielen TSN und OPC UA<br />

für PROFINET eine tragende Rolle.<br />

In diesem Zusammenhang werden<br />

integrierte moderne Security-Konzepte<br />

zum Muss für alle Automatisierungssysteme.<br />

Messebesucher<br />

dürfen sich über Live-Demos und<br />

Präsentationen zu den Themen<br />

TSN, Security und PROFINET over<br />

OPC UA freuen. Darunter befindet<br />

sich in diesem Jahr ein besonderes<br />

Highlight. Die neue TSN-Demo bietet<br />

den Besuchern neben der neuen<br />

technischen Umsetzung auch eine<br />

größere Produktvielfalt.<br />

Ethernet-APL<br />

Mit Ethernet-APL können Ethernet-basierte<br />

Kommunikationssysteme<br />

in der Prozessautomatisierung<br />

ohne Einschränkungen eingesetzt<br />

werden. Mit der Fertigstellung<br />

der Spezifikationen und<br />

Guidelines stehen für PROFINET<br />

over APL alle Tore für den Einsatz<br />

in diesen Branchen offen. Die Process<br />

Automation Live-Demo bietet<br />

einen Überblick über die am Markt<br />

verfügbaren Produkte im Bereich<br />

PROFINET für die Prozessautomatisierung.<br />

Neu hinzugekommen<br />

ist eine Reihe von PROFINET-Produkten<br />

mit einem Ethernet-APL Physical<br />

Layer. Besuchern bietet sich<br />

hierbei die Gelegenheit einer interaktiven<br />

Bedienung der auf PRO-<br />

FINET und PROFIBUS PA basierenden<br />

Anlagenstruktur. Zusätzlich<br />

wird die große Vielfalt der PI-Technologien<br />

am Beispiel zahlreicher<br />

unterschiedlicher Produkte an der<br />

Das Thema funktionale<br />

Sicherheit<br />

wird mit einer PRO-<br />

FIsafe Live-Demo<br />

sowie einer OPC UA<br />

Safety Live-Demo<br />

dargestellt. IO-Link<br />

präsentiert auf der<br />

IO-Link Safety Wand<br />

FS-Master- und FS-Device Produkte<br />

wie auch Entwicklungshilfen<br />

und vorzertifizierte Stacks. Neu ist<br />

eine IO-Link Safety Live-Demo, mit<br />

der die Wirkungsweise praxisnah<br />

demonstriert wird.<br />

Ortungstechnologie<br />

Als thematische Erweiterung zum<br />

Thema industrielle Kommunikation<br />

stellt PI dieses Jahr erstmalig auf<br />

der SPS die neu ins Portfolio aufgenommene<br />

Ortungstechnologie<br />

omlox vor. Gemeinsam präsentieren<br />

die Community-Mitglieder die<br />

erste offene Ortungstechnologie<br />

auf Basis von Ultrawide-Band sowie<br />

eine Reihe von Use Cases. Darüber<br />

hinaus finden sich die ersten Informationen<br />

zur neulich in das Technologieportfolio<br />

von PI aufgenommene<br />

Technologie MTP, mit der komplexe<br />

Produktionssysteme modular<br />

aufgebaut und flexibel umkonfiguriert<br />

werden können.<br />

Weitere Informationen über den<br />

PI-Gemeinschaftsstand und die<br />

Aussteller sowie zum Erwerb von<br />

Besuchertickets finden Sie unter:<br />

https://www.profibus.com/sps ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

11


Titelstory<br />

IIoT: Spannung zwischen Maschinenbauer und Anlagenbetreiber auflösen<br />

Schritt für Schritt zur Digitalisierung<br />

Bild 1: Fernzugriff im Spannungsfeld zwischen Endkundenakzeptanz und Serviceangeboten der Maschinenbauer<br />

© Montage HMS auf Basis Gorodenkoff - shutterstock.com<br />

Autor:<br />

Thilo Döring<br />

Geschäftsführer<br />

HMS Industrial Networks GmbH<br />

info@hms-networks.de<br />

www.hms-networks.de<br />

Das Industrial Internet of Things<br />

(IIoT) bietet fantastische Aussichten:<br />

Maschinenbauer könnten z. B. über<br />

Fernzugriff schneller auf Probleme<br />

reagieren, Reisekosten sparen und<br />

damit Service günstiger anbieten,<br />

neue Geschäftsmodelle entwickeln<br />

oder höhere Kundenzufriedenheit<br />

generieren. Anlagenbetreiber<br />

wiederum würden von<br />

höheren Anlagenverfügbarkeiten,<br />

optimierten Prozessen und damit<br />

einhergehenden Energieeinsparungen<br />

sowie vom Support durch<br />

externe Experten u.v.m. profitieren.<br />

Und dennoch geht die praktische<br />

Umsetzung von IIoT nur zögerlich<br />

vonstatten. Bedenken gibt es bei<br />

Maschinenbauern, Anlagenbetreibern<br />

und im Management gleichermaßen.<br />

Ließen sich diese durch einfach<br />

zu integrierende aber zugleich<br />

sichere Lösungen vertreiben, entstünde<br />

eine Win-Win-Situation<br />

für alle Beteiligten. Wie kann das<br />

ge lingen? Der erfolgreiche Weg zur<br />

IIoT-Integration lautet: Groß träumen,<br />

pragmatisch starten.<br />

Die Situation<br />

Das Spannungsfeld, in dem sich<br />

Maschinenbauer und Anlagenbetreiber<br />

im Hinblick auf die Digitalisierung<br />

befinden, lässt sich gut an<br />

einem Alltagsbeispiel erläutern:<br />

Autofahrer sind in der Regel nicht<br />

begeistert, dem Hersteller über ihre<br />

Fahrgewohnheiten oder sonstiges<br />

Nutzerverhalten Auskunft zu geben.<br />

Dennoch verfügen moderne Autos<br />

über eine Internetverbindung. Sie ermöglicht<br />

es beispielsweise, dass die<br />

Fahrer aktuelle Verkehrsinformationen<br />

wie Staumeldungen in Echtzeit<br />

erhalten. Die passende Fahrzeug-App<br />

gibt es für Modelle neueren<br />

Baujahrs meist gleich dazu.<br />

Mit ihr lässt sich zum Beispiel der<br />

Standort des Autos ermitteln, Fenster<br />

können geöffnet und geschlossen,<br />

Türen ver- oder entriegelt werden.<br />

Auch das Abfragen des Tankinhalts<br />

bzw. Akkuladestands und der<br />

damit verbundenen Restreichweite<br />

ist eine nützliche Funktion. Bei<br />

E-Autos gerne in Verbindung mit<br />

Anzeige der nächsten Ladestation.<br />

Je nach App sind zusätzliche Motorinformationen<br />

wie beispielsweise<br />

Beschleunigung, Motorlast, Öl- und<br />

Wassertemperatur abrufbar. Insgesamt<br />

also eine nützliche Sache, die<br />

den Fahrzeugnutzern so manchen<br />

Vorteil bietet. Letztendlich sind es<br />

die Vorteile, die dazu führen, dass<br />

die Nutzer akzeptieren, dass Informationen<br />

über ihre Nutzungs- und<br />

Fahrgewohnheiten an die Hersteller<br />

übermittelt werden. Diese nutzen<br />

die Informationen wiederum dazu,<br />

ihre Fahrzeuge weiter zu optimieren<br />

und besser an den Nutzergewohnheiten<br />

auszurichten. Wichtig<br />

ist bei all dem natürlich, dass der<br />

Datenzugriff sicher abläuft und klar<br />

geregelt ist, wer mit welchen Daten<br />

was tun darf.<br />

Akzeptanz als Wegbereiter<br />

der Digitalisierung<br />

Grundsätzlich kann auch in der<br />

Automatisierung umgesetzt werden,<br />

was sich im Automobilbereich<br />

gerade bei neuen Fahr zeugen<br />

12 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Titelstory<br />

Digitalisierung<br />

Fernzugriff<br />

zunehmend etabliert. In der Automatisierung<br />

geht die Umsetzung<br />

der Digitalisierung allerdings noch<br />

stockend voran. Viele Anlagenbetreiber<br />

sind skeptisch, wenn es<br />

darum geht, Maschinenbauern den<br />

Zugriff auf Maschinen innerhalb<br />

ihrer Anlage zu erlauben. Denn<br />

sie möchten die Kontrolle über die<br />

Zugriffe von außen behalten. Auch<br />

Sicherheitsbedenken spielen nach<br />

wie vor eine große Rolle.<br />

Laut der Microsoft-Studie „IoT<br />

Signals“ vom Oktober 2021 scheitert<br />

ein Drittel aller Digitalisierungsprojekte<br />

bereits in der Proof-of-Concept-Phase,<br />

weil eine klare Strategie<br />

oder die Expertise fehlt, der<br />

ROI unklar ist und die Kundenanforderungen<br />

nicht im Fokus stehen.<br />

Dazu kommt, dass für die meisten<br />

Maschinenbauer Cybersicherheit ein<br />

relativ neues Thema ist, bei dem<br />

sie erst noch Know-how aufbauen<br />

müssen. Die Möglichkeit des Fernzugriffs<br />

wird seitens des Maschinenbauers<br />

oft nur im Kontext der Fehlersuche<br />

betrachtet, um im Notfall<br />

einen Einblick in die Maschine zu<br />

bekommen. Daher wird der Fernzugriff<br />

auf eine Maschine meist nur<br />

als Option angeboten, für die der<br />

Anlagenbetreiber zusätzlich zahlen<br />

muss; oder es werden alternative<br />

Lösungen eingesetzt, wie zum<br />

Beispiel eine Software-Verbindung<br />

mit dem Laptop eines Instandhaltungsmitarbeiters.<br />

Damit können<br />

auftretende Fehler meist kurzfristig<br />

gelöst werden, allerdings ist das<br />

keine Basis für ein Serviceangebot<br />

bzw. eine Digitalisierungsstrategie.<br />

Remote Monitoring für<br />

vorausschauende Wartung<br />

Ein Umdenken ist notwendig<br />

Erst wenn Maschinenbauer hier<br />

umdenken und eine Vision für einen<br />

strukturierten Service entwickeln, der<br />

Anwendern wie im vorherigen Automobilbeispiel<br />

überzeugende Vorteile<br />

bietet, kann das Spannungsfeld<br />

zwischen Endkunden akzeptanz<br />

und Serviceangeboten der Maschinenbauer<br />

aufgelöst werden.<br />

Aufgabe der Maschinenbauer<br />

wäre es, die Nutzerakzeptanz zu<br />

er höhen, indem sie das Thema<br />

Fernzugriff strategisch angehen,<br />

zuverlässige Sicherheitsverfahren<br />

implementieren und den Mehrwert<br />

des Fernzugriffs für den Anlagenbetreiber<br />

in den Fokus nehmen. Zum<br />

Beispiel, indem sie neue, gut durchdachte<br />

und – ganz wichtig – nutzerorientierte<br />

Geschäftsmodelle mit klaren<br />

Regeln zur Datennutzung entwickeln.<br />

Der Maschinenbauer würde<br />

selbst ab dem ersten Servicefall vom<br />

Fernzugriff profitieren, weil er ohne<br />

aufwendige Anreise direkt reagieren<br />

und so eine höhere Kundenzufriedenheit<br />

schaffen kann.<br />

Erster Schritt:<br />

Anlage verbinden<br />

Integration in IIoT-Plattformen<br />

verschiedener Anbieter<br />

Bild 2: Fernzugriff als erster Schritt bei Digitalisierungsprojekten © HMS<br />

IIoT lässt sich nicht einfach nebenbei<br />

realisieren. Der erste Schritt auf<br />

dem Weg zum Ziel besteht darin,<br />

die Konnektivität einer Anlage herzustellen.<br />

Laut einer Studie der<br />

Arc Advisory Group können 63 %<br />

aller routinemäßigen Instandhaltungsarbeiten<br />

auch aus der Ferne<br />

durchgeführt werden. Allerdings<br />

ist ein Großteil industrieller Anlagen<br />

noch nicht für einen Fernzugriff<br />

ausgelegt, obwohl die Vorteile<br />

des Fernzugriffs für Anlagenbetreiber<br />

schnell sichtbar sind. Sie profitieren<br />

von einer zügigeren Fehlerbehebung,<br />

was die Anlagenverfügbarkeit<br />

verbessert und haben quasi<br />

einen direkten Draht zum Maschinenexperten.<br />

Gleichzeitig hat der<br />

Maschinenbauer geringere Kosten<br />

bei den Serviceeinsätzen, da Servicetechniker<br />

weniger reisen müssen.<br />

Letzteres verbessert wiederum<br />

deren Work-Life-Balance und trägt<br />

zu einer höheren Mitarbeiterzufriedenheit<br />

beim Maschinenbauer bei.<br />

Hohe Sicherheitsstandards<br />

als Grundvoraussetzung<br />

Obwohl die Vorteile auf der Hand<br />

liegen, ist es für Maschinenbauer<br />

nicht einfach, die Anlagenbetreiber<br />

vom Fernzugriff zu überzeugen.<br />

Sicherheitsbedenken sind<br />

eine große Hürde. Für Maschinenbauer<br />

ist es eine Herausforderung<br />

zu erklären, warum der Fernzugriff<br />

sicher ist, welche Sicherheitsstandards<br />

hinter legt sind und wie sie implementiert<br />

wurden. Da der Fernzugriff<br />

in der Vergangenheit meist<br />

nur optional angeboten wurde, muss<br />

hier zusätzliche Überzeugungsarbeit<br />

geleistet werden.<br />

Thierry Bieber unterstützt bei HMS<br />

Kunden bei der Umsetzung von Digitalisierungsstrategien.<br />

Er erläutert:<br />

„Kunden, die unsere Ewon-Lösung<br />

für den Fernzugriff standardmäßig<br />

in ihre Maschinen integriert und<br />

den Service via Fernzugriff strategisch<br />

aufgesetzt haben, konnten die<br />

Nutzerakzeptanz deutlich erhöhen.“<br />

Die Lösung muss als Grundvoraussetzung<br />

hohe Sicherheitsstandards<br />

unterstützen. Der Anlagenbetreiber<br />

hat bei der Ewon-Lösung von<br />

HMS auch immer noch die Möglichkeit,<br />

über einen „Schlüsselschalter“<br />

direkt an der Maschine die Fernverbindung<br />

für den Fernzugriff selbst<br />

freizugeben. Die Investition in den<br />

benötigten Fernwartungsrouter zahlt<br />

sich schon beim ersten eingesparten<br />

Service-Einsatz vor Ort aus. Damit<br />

profitieren beide Seiten gleichermaßen<br />

vom Fernzugriff.<br />

Zweiter Schritt:<br />

Serviceleistung erhöhen<br />

und Kunden involvieren<br />

Ist der erste Schritt getan und der<br />

Fernzugriff auf die Anlage eingerichtet,<br />

können weitere folgen. Da Fernzugriff<br />

heute von den Maschinenbauern<br />

meist nur im Fehlerfall eingesetzt<br />

wird, wird er nur bei Bedarf<br />

aktiviert. Ziel wäre es jedoch, den<br />

Anlagenbetreiber stärker einzubinden<br />

und ihm einen Service zu<br />

bieten, der für ihn weiteren Mehrwert<br />

generiert. Denn die Maschinenvernetzung<br />

bietet auch dem<br />

Anlagenbetreiber, seinem Produktionsleiter<br />

oder Instandhaltungsmitarbeitern<br />

zahlreiche Vorteile.<br />

Der Maschinen bauer könnte im<br />

Rahmen eines verbesserten Service-Angebots<br />

für diese Akteure<br />

Zugriffsrechte freischalten, damit<br />

sie sich selbst einen Überblick über<br />

den Maschinenzustand verschaffen<br />

können, um besser und schneller<br />

auf aktuelle Gegebenheiten reagieren<br />

zu können. Und zwar unabhängig<br />

davon, ob sie sich gerade in der<br />

Anlage befinden oder nicht. Dafür<br />

müssten auch keine weitreichenden<br />

Nutzerrechte eingerichtet werden.<br />

In diesem Szenario würde es zum<br />

Beispiel genügen, dem Anlagenbetreiber<br />

und dessen Mitarbeitern<br />

nur lesenden Zugriff zu gewähren.<br />

Denkbare weitere Schritte wären,<br />

relevante Maschinendaten für den<br />

Anlagenbetreiber zunächst nur lokal<br />

abzufragen, um Maschinenkennzahlen<br />

(KPIs) zu überwachen oder<br />

Alarme und Benachrichtigungen<br />

bei Abweichungen der Sollwerte<br />

zu versenden. Da in diesem Fall<br />

die Maschinendaten innerhalb der<br />

Anlage bleiben, ist dafür keine aufwendige<br />

Anbindung an eine IIoT-<br />

Plattform notwendig. Die Nutzerakzeptanz<br />

ist bei solchen Lösungen<br />

in der Regel höher, da die Einstiegs-<br />

Bild 3: Thierry Bieber, Industry<br />

Segment Manager bei HMS: „Viele<br />

IIoT-Projekte gelingen nicht, weil<br />

man zu groß startet, denn in diese<br />

Thematik wächst man am besten<br />

schrittweise hinein.“ © HMS<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

13


Titelstory<br />

experten von HMS verfügen über<br />

umfangreiche Marktkenntnisse und<br />

begleiten Kunden bei der schrittweisen<br />

Umsetzung ihrer Digitalisierungsstrategie.<br />

Unter der Marke<br />

Ewon bietet HMS eine Lösung an,<br />

mit der der Fernzugriff auf Maschinen<br />

sowohl seitens der Maschinenbauer<br />

als auch seitens der Anlagenbetreiber<br />

einfach standardisiert<br />

werden kann. Maschinenbauer können<br />

damit ihren Kunden strukturierte<br />

Service-Angebote mit deutlichem<br />

Mehrwehrt gegenüber dem<br />

herkömmlichen Trouble-Shooting<br />

anbieten. Anlagenbetreiber behalten<br />

bei der Ewon-Lösung jederzeit<br />

die Kontrolle über die Fernzugriffe<br />

und wissen, was in ihrer Anlage<br />

geschieht. Da beide Seiten profitieren,<br />

steigt die Akzeptanz beim<br />

Thema Fernzugriff und treibt die<br />

standardmäßige Maschinenvernetzung<br />

voran. Die Ewon-Lösung von<br />

HMS hilft beiden Seiten, schneller<br />

durch die Lernkurve bei Digitalisierungsprojekten<br />

zu kommen, was<br />

letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit<br />

aller Akteure verbessert. ◄<br />

Bild 4: Die Ewon-Fernwartungslösung von HMS hilft Maschinenbauern und Anlagenbetreibern gleichermaßen,<br />

schneller durch die Lernkurve bei Digitalisierungsprojekten zu kommen<br />

Die Experten<br />

für industrielle<br />

Kommunikation<br />

hürde für den Anlagenbetreiber relativ<br />

niedrig ist. Mit all dem lässt sich<br />

die Effizienz und die Kundenzufriedenheit<br />

kontinuierlich steigern, proaktiv<br />

auf Bedürfnisse der Anwender<br />

eingehen und die Wettbewerbsfähigkeit<br />

von Maschinenbauern und<br />

Anlagenbetreibern gleichermaßen<br />

erhöhen.<br />

Bahn frei für Digitalisierung<br />

Die ersten beiden Schritte sind<br />

die Basis für eine standardisierte<br />

Maschinenvernetzung. Damit können<br />

Anlagenbetreiber erste Erfahrungen<br />

mit strukturierten Service-<br />

Angeboten auf Basis des Fernzugriffs<br />

sammeln. Wenn die Maschinenvernetzung<br />

mit einer offenen<br />

Lösung realisiert wird, die auch<br />

Schnittstellen für die Anbindung an<br />

gängige Cloud-Plattformen bietet,<br />

ist die Bahn frei für weitere Digitalisierungsthemen<br />

wie Asset-Optimierung<br />

und vorausschauende<br />

Wartung.<br />

Bieber resümiert: „Weil man in<br />

Digitalisierung am besten nach<br />

und nach hineinwächst, ist es in<br />

der Regel sinnvoll, zuerst kleine<br />

Pilotprojekte aufzusetzen und dann<br />

schrittweise weitere Bereiche hinzuzunehmen.<br />

Nach und nach ändert<br />

sich damit die Rolle des Maschinenbauers.<br />

Er ist nun nicht mehr<br />

nur Trouble-Shooter, der bei Problemen<br />

ge rufen wird, sondern ist in<br />

der Lage, per Ferndiagnose Prognosen<br />

abzugeben z. B. zur Lebensdauer<br />

von Komponenten.“ Gleichzeitig<br />

sind seine Reaktionszeiten im<br />

Problemfall verkürzt, weil die zeitaufwendige<br />

Anreise wegfällt. Der<br />

Maschinenbauer kann aber auch bei<br />

Prozessoptimierung unterstützen.<br />

All das erleichtert dem Anlagenbetreiber<br />

die Arbeit, weil er einen Teil<br />

seiner Instandhaltungsaufgaben in<br />

externe Hände abgibt, die aufgrund<br />

ihrer Kompetenz schneller und zielgerichteter<br />

eingreifen können.<br />

Ungeplante Anlagenstillstände<br />

reduzieren<br />

Setzt man die Digitalisierung<br />

schrittweise für eine ganze Anlage<br />

um, bringt das weitere Vorteile, die<br />

Anlagenbetreiber und Management<br />

gleichermaßen erfreuen: Ungeplante<br />

Anlagenstillstände lassen sich<br />

deutlich reduzieren. Das spart jede<br />

Menge Geld und steigert zugleich<br />

die Produktivität. Die Betreiber sind<br />

nun bei ihren Instandhaltungsarbeiten<br />

in der Lage, unmittelbarer<br />

mit externen Experten der jeweiligen<br />

Maschinenbauer zusammenzuarbeiten.<br />

Gleichzeitig lassen sich<br />

viele Arbeiten komplett auslagern<br />

und Instandhalter fokussieren sich<br />

auf Tätigkeiten, die nur sie erledigen<br />

können. Im Zuge eines solchen Digitalisierungsprozesses<br />

verschieben<br />

sich zwangsläufig die Geschäftsfelder<br />

von Maschinenbauer und<br />

Anlagenbetreiber ein wenig, aber<br />

alle Beteiligten profitieren von den<br />

Vorteilen der neuen IIoT-Lösung.<br />

Mit dem richtigen Partner<br />

schneller zum Ziel<br />

Aus Sicht von HMS ebnet Fernzugriff<br />

den Weg in Richtung Digitalisierung.<br />

Die Kommunikations-<br />

HMS Networks ist eines<br />

der führenden Unternehmen<br />

im Bereich der industriellen<br />

Informations- und Kommunikationstechnologie<br />

(IKT). Die<br />

Produkte werden unter den<br />

Marken Anybus, Ewon, Intesis<br />

und Ixxat vertrieben. Ziel des<br />

Unternehmens ist es, für den<br />

Anwender höchste Flexibilität<br />

bei der Anbindung von Geräten<br />

und Systemen an die vielen<br />

verschiedenen industriellen<br />

Netzwerke zu schaffen.<br />

Hier helfen die Experten für industrielle<br />

Kommunikation ihren<br />

Kunden, Entwicklungskosten zu<br />

sparen und gleichzeitig immer<br />

auf dem neuesten technischen<br />

Stand zu sein. Hauptsitz des<br />

Unternehmens ist in Halmstad/<br />

Schweden.<br />

Industrielle Fernwartungslösungen<br />

werden unter der Marke<br />

Ewon angeboten. Weitere Informationen<br />

zum Thema unter:<br />

https://www.ewon.biz/de/home<br />

14 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


www.moxa.com<br />

Geben Sie Cyberattacken keine Chance!<br />

EDS-(G)4000 IEC-62443-4-2 Switch Serie<br />

§ IEC-62443-4-2 zertifiziert<br />

§ 68 Modelle mit bis zu 14 Ports<br />

§ Fast Ethernet, GbE, 2.5GbE Uplink, SFP, IEEE802.3bt PoE<br />

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©2022 Copyright systerra computer GmbH. MOXA ist ein eingetragenes Warenzeichen von MOXA, Inc.<br />

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65205 Wiesbaden<br />

0611 44889-555<br />

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IIoT<br />

Virtuelle IoT-Serviceassistenten<br />

Hochqualifizierte Online-Hilfe im Störungsfall<br />

Bild 1: Ein virtueller Serviceassistent entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener Funktionseinheiten direkt<br />

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

digitalen Zwillings geschaffen<br />

Die durchgängige Vernetzung<br />

im Internet der Dinge ermöglicht<br />

automatisierte virtuelle Serviceassistenten<br />

als zusätzliche Produkteigenschaft<br />

und darauf aufbauend<br />

wertvolle neue Kommunikationsmöglichkeiten<br />

zwischen Anbieter<br />

und Anwender. Sie helfen Produktherstellern<br />

und Anlagenbauern nicht<br />

nur bei der Umsetzung von Payper-Use-Geschäftsmodellen,<br />

sondern<br />

verbessern in jedem Fall die<br />

Kundenzufriedenheit.<br />

Jeder von uns kennt die folgende<br />

Situation: Man steht vor<br />

einer Maschine, die nicht einwandfrei<br />

funktioniert. Eine rote Leuchte<br />

blinkt und in einem relativ kleinen<br />

LCD ist eine Meldung der Kategorie<br />

„Fehler 4711 …“ zu lesen. Was<br />

genau ist zu tun? Sehr häufig ist<br />

der Weg zur Antwort recht mühevoll.<br />

Auf jeden Fall hat ein solches<br />

Erlebnis einen nicht unerheblichen<br />

Einfluss auf die Kundenzufriedenheit.<br />

Deshalb sollten Maschinenbauer<br />

in allen Branchen zielgerichtete<br />

Maßnahmen anwenden, um<br />

negative Kundenerfahrungen auf<br />

Grund von Maschinenstörungen<br />

und ähnlichen Zuständen weitestgehend<br />

zu vermeiden.<br />

BLE-Anwendung mit<br />

Unterstützungsfunktionen<br />

Eine Bluetooth Low Energy (BLE)-<br />

Anwendung mit entsprechenden<br />

Unterstützungsfunktionen hilft dabei,<br />

auch in diesem Bereich die Wettbewerbsfähigkeit<br />

auszubauen. Bild 1<br />

illustriert die Zusammenhänge: Eine<br />

Maschine versendet periodisch BLE-<br />

Beacons mit dem aktuellen Maschinenzustand.<br />

Ein Smartphone in Funkreichweite<br />

mit der dazu passenden<br />

App kann die Meldungen empfangen<br />

und an Hand eines an der Maschine<br />

angebrachten QR-Codes oder des<br />

BLE-RSSI-Werts feststellen, ob sich<br />

der Benutzer im Nahbereich des Beacon-Senders<br />

befindet. Ist das der Fall,<br />

wird der Zustands-Beacon von der<br />

App ausgewertet und eine deutlich<br />

informativere Meldung mit Hintergrundinformationen<br />

und Verhaltenshinweisen<br />

auf dem Smartphone visualisiert.<br />

Gleichzeit fragt die App, ob<br />

ein Fernsupport (Remote Assistance)<br />

benötigt wird. Falls der Benutzer diese<br />

Unterstützung wünscht, übermittelt<br />

die App Maschinenzustandsdaten an<br />

einen Cloudservice. Von dort kommt<br />

dann nach einer Datenanalyse die<br />

gewünschte Hilfe. Bei Bedarf wird<br />

sogar ein digitaler Zwilling einbezogen,<br />

um die Ursachenforschung kontextbezogen<br />

zu vertiefen. Die Umsetzung<br />

einer solchen Lösung würde auf<br />

Seiten der Maschine lediglich Mehrkosten<br />

von wenigen Euro für ein IoT-<br />

Bluetooth-SoC (SoC = System-on-<br />

Chip) oder ein hochintegriertes BLE-<br />

SiP (SiP = System-in-Package) plus<br />

Antenne sowie einige weitere Bauteile<br />

verursachen. Die Anbindung an die<br />

jeweilige Maschinensteuerung wäre<br />

über einfache serielle oder parallele<br />

Schnittstellen möglich.<br />

Details der<br />

Funktionseinheiten<br />

Ein Device Condition Sensor<br />

(DCS) bildet die Datenquelle eines<br />

virtuellen Serviceassistenten. Er<br />

wird direkt in die Maschine bzw.<br />

Anlage integriert, beinhaltet zumindest<br />

ein Sensorelement und/oder<br />

eine Verbindung zur lokalen Maschinen-<br />

bzw. Anlagensteuerung und<br />

versorgt den digitalen Zwilling mit<br />

Daten. Darüber hinaus hat ein DCS<br />

einen Blue tooth-Transceiver, um<br />

einen BLE-Beacon zu versenden.<br />

Hardwaretechnisch wird ein DCS<br />

als ultrakompaktes SoC- oder SiP-<br />

Modul mit integrierter Antenne und<br />

anwendungsspezifischer Sensorik<br />

konzipiert. Es lässt sich herstellerseitig<br />

in jede Maschinensteuerelektronik<br />

integrieren und verursacht<br />

nur geringe Mehrkosten.<br />

Device Assistant App<br />

Eine Device Assistant App (DAA)<br />

dient als Schnittstelle zwischen dem<br />

DCS in der Maschine bzw. Anlage<br />

und einer Person vor Ort. Die DAA<br />

präsentiert nach einer erfolgreichen<br />

Datenauthentifizierung zunächst<br />

einmal die im BLE-Zustands-Beacon<br />

enthaltenen Informationen. Des<br />

Weiteren wird durch die Nutzung<br />

eines Cloudservice ein erweiterter<br />

Zustandskontext hergestellt; beispielsweise<br />

durch Diagramme, die<br />

bestimmte Maschineneigenschaften<br />

über einen längeren Zeitraum visualisieren.<br />

Über die DAA-Rückkopplung<br />

zum Cloudservice lassen sich<br />

aussagefähige Informationen zum<br />

aktuellen Zustand von Maschinen<br />

und Anlagen mit weitreichenden Wartungs-<br />

und Instandsetzungshinweisen<br />

an den Benutzer weitergeben.<br />

Per DAA sind auch virtuelle und<br />

physische Wartungs- und Instandsetzungs-<br />

sowie Online-Chat-Termine<br />

mit externen Experten reservierbar.<br />

Bei Bedarf kann der DAA-<br />

Autor:<br />

Klaus-Dieter Walter, CEO<br />

SSV Software Systems GmbH<br />

https://ssv-embedded.de<br />

Bild 2: Die Funktionseinheiten eines virtuellen Serviceassistenten sind softwaretechnisch in völlig unterschiedlichen<br />

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

Softwareanwendungen zu beherrschen<br />

16 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


IIoT<br />

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

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

OTA-Updates der Device Condition Sensoren wird in der Regel eine spezielle Infrastruktur benötigt<br />

Nutzer auch Echtzeit-Fernzugriffe<br />

durch hochspezialisierte Servicefachkräfte<br />

auf eine Maschinensteuerung<br />

autorisieren.<br />

Assistance Service API<br />

Bei dem Assistance Service API<br />

(ASA) handelt es sich um einen<br />

Cloudservice für kontextbezogene<br />

Datenanalysen zum Maschinenbzw.<br />

Anlagenzustand sowie weitere<br />

Unterstützungsfunktionen, die<br />

von externen Endgeräten verschiedener<br />

Teilnehmer über ein entsprechendes<br />

Application Programming<br />

Interface (API) angefordert werden.<br />

Der Input für diesen Cloudservice<br />

basiert auf einem BLE-Zustands-<br />

Beacon, der den Echtzeitzustand<br />

einer externen Funktionseinheit<br />

beschreibt. Für die jeweilige Datenanalyse<br />

stehen dem ASA verschiedene<br />

Methoden mit und ohne individuelle<br />

Device-Historie zur Verfügung.<br />

Im einfachsten Fall wird ein<br />

Zustands-Token lediglich über einen<br />

Entscheidungsbaum klassifiziert, um<br />

die Wartungs- und Instandsetzungshinweise<br />

für die Antwort an die DAA<br />

zu erzeugen. Für anspruchsvolle<br />

Anwendungen werden die Datenbestände<br />

eines digitalen Zwillings<br />

hinzugezogen, um über künstliche<br />

neuronale Netzwerke die Maschinen-<br />

und Anlagenzustände so genau<br />

wie möglich zu bestimmen und die<br />

individuellen Besonderheiten einer<br />

Maschine bzw. die Produktlebenszyklusphase<br />

in den Handlungsempfehlungen<br />

der Antwort an die DAA<br />

zu berücksichtigen.<br />

Verbund aus drei<br />

Softwarewelten<br />

Die drei Funktionseinheiten eines<br />

intelligenten Serviceassistenten sind<br />

hinsichtlich der zu entwickelnden<br />

Software in völlig unterschiedlichen<br />

Welten verankert. Ein Device Condition<br />

Sensor besteht in einfachen<br />

Anwendungen lediglich aus einem<br />

Single-Chip-Microcontroller sowie<br />

einem MEMS-Inertial-Sensorelement.<br />

Eine solche Hardwareplattform<br />

lässt sich in die Kategorie „Deeply<br />

Embedded“ einordnen. Die für den<br />

Betrieb erforderliche Software wird<br />

primär in C/C++ erstellt und im integrierten<br />

Flash-Speicherbereich des<br />

Mikrocontrollers abgelegt.<br />

Die Device Assistant App wird in<br />

den meisten Anwendungen durch<br />

eine Smartphone-App für Android<br />

und iOS gebildet. Sie wird zum Beispiel<br />

mit den dafür vorgesehenen<br />

Plattform-SDKs und jeweils einem<br />

separaten Quellcode für jedes<br />

Betriebssystem entwickelt. Alternativ<br />

ist auch ein HTML5-Cross-<br />

Plattform-Projekt mit Werkzeugen<br />

wie Apache Cordova, AngularJS<br />

oder Ionic möglich. Als Output<br />

der Smartphone-App-Entwicklung<br />

wird auf jeden Fall entweder<br />

ein APK (Android Package) oder IPK<br />

(iOS App Store Package) erzeugt<br />

und über die jeweiligen App Stores<br />

verbreitet. Alternativ zur DAA für<br />

Smartphones ist auch eine HTML5-<br />

Webseite möglich, die durch einen<br />

JavaScript-Code in die Lage versetzt<br />

wird, BLE-Zustands-Beacons<br />

zu empfangen, über das Assistance<br />

Service API mit kontextbezogenen<br />

Zusatzinformationen zu ergänzen<br />

und das alles dem Webseitennutzer<br />

zu präsentieren. Solche DAA-<br />

Desktop-Anwendungen werden beispielsweise<br />

durch Werkzeuge wie<br />

dem Electron-Framework unterstützt.<br />

Entwicklung<br />

Das Assistance Service API wird<br />

typischerweise auf einer Serverplattform<br />

ausgeführt. Die zuständigen<br />

Entwickler werden daher hochentwickelte<br />

Programmiersprachen<br />

wie beispielsweise Python oder<br />

JavaScript mit einer Node.js-Laufzeitumgebung<br />

für die Implementierung<br />

der REST-basierten Schnittstellen<br />

favorisieren. Ein ASA-Code<br />

lässt sich gezielt für eine bestimmte<br />

Cloudumgebung (z. B. Amazon-<br />

AWS oder Microsoft-Azure) oder<br />

universell für Docker-Container in<br />

Docker-Laufzeitumgebungen entwickeln.<br />

Mit einem solchen Docker-<br />

Container lassen sich Assistance<br />

Service API-Applikationen nahezu<br />

plattformunabhängig weitergeben,<br />

um sie auf Rechnern mit 32- bzw.<br />

64-Bit-AMD/Intel-, Arm- oder RISC-<br />

V-Prozessoren sowie Linux-, Microsoft-Windows-,<br />

macOS- und anderen<br />

UNIX-ähnlichen Betriebssystemen<br />

zu betreiben. Die Bereitstellung<br />

und Installation eines Dockerbasierten<br />

ASA erfolgt über Registry-Server<br />

und Repositories. Die<br />

zu installierende Applikation wird<br />

dabei als Docker-Container-Image<br />

wahlweise auf einem Internet-Server<br />

(z. B. Docker Hub) oder einer<br />

lokalen Serveranwendung zur Verfügung<br />

gestellt<br />

Kundenzufriedenheit<br />

ständig verbessern<br />

Kundenzufriedenheit ist ein abstraktes<br />

Konstrukt, um die Differenz<br />

zwischen Kundenerwartung und<br />

Bedürfnisbefriedigung zu beschreiben.<br />

In der Welt der Maschinen und<br />

Anlagen gibt es nach einer erfolgreichen<br />

Inbetriebnahme zwei besonders<br />

kritische Phasen mit erheblichem<br />

Einfluss auf die Zufriedenheit:<br />

Zum einen kann z. B. die Leistung<br />

einer Maschine unzureichend<br />

sein; die möglichen Ursachen<br />

dafür sind im Verkaufsprozess,<br />

bei der Planung, der Vor-Ort-<br />

Montage oder sogar in der Qualifikation<br />

der beteiligten Fachkräften<br />

zu suchen. Zum anderen können<br />

sich Betriebsstörungen und Fehlerzustände<br />

sehr negativ auf die<br />

Zufriedenheit eines Kunden auswirken.<br />

Manchmal liegt es einfach<br />

daran, dass im Fehlerfall kein qualifizierter<br />

Expertenrat zur Verfügung<br />

steht, der wirklich weiterhilft. Dieses<br />

Problem lässt sich mit einem<br />

virtuellen IoT-Serviceassistenten<br />

in jedem Fall lösen, zumal sich in<br />

die App umfangreiche Zusatzfunktionen<br />

– vom Online-Voice-Chat-Client<br />

bis zur Mixed Reality-Ansicht –<br />

integrieren lassen. ◄<br />

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

Eingangsdaten versorgen, um innerhalb einer DevOps-Entwicklungsumgebung die zur Sicherung der<br />

Softwarequalität erforderlichen Softwaretests durchzuführen<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

17


Automatisierung<br />

Trends in der Automatisierung<br />

ifm auf der SPS: Schaltschranklose Automatisierung, Automatisierungstechnik für die Lebensmittelindustrie<br />

und Bildverarbeitung für mobile Robotik stehen in diesem Jahr bei ifm im Fokus.<br />

Das Edge-Device ist zentraler Bestandteil der neuen O3R-Plattform von ifm<br />

Intelligente Netzteile für die Installation im Feld erfüllen die Schutzart IP67<br />

Halle 7A, Stand 302<br />

ifm electronic gmbh<br />

www.ifm.com<br />

IO-Link-Master-Module und L-codierte Leitungen für den Lebensmittel-Bereich<br />

Schaltschranklose Automatisierung<br />

ist seit Jahren auf dem Vormarsch.<br />

Die Vorteile liegen auf der Hand:<br />

Komponenten, wie IO-Link-Master-<br />

Module von ifm, können dezentral<br />

direkt an der Maschine oder Anlage<br />

installiert werden. Zur Spannungsversorgung<br />

werden dann auch<br />

24-V-Netzteile benötigt, die ebenfalls<br />

tauglich für den Einsatz außerhalb<br />

des Schaltschranks sein müssen.<br />

Hier stellt ifm auf der Messe<br />

neue Netzteile vor, die die Schutzart<br />

IP67 erfüllen, und eine Spannungsversorgung<br />

direkt an der<br />

Maschine ermöglichen. Integrierte<br />

elektronische Sicherungen in den<br />

Netzteilen schützen die 24-V-Spannungsversorgung<br />

vor Überspannungen<br />

und Kurzschlüssen. Eine<br />

IO-Link-Schnittstelle macht die<br />

neuen Netzteile intelligent.<br />

Produkte für die<br />

Lebensmittelindustrie<br />

Die Lebensmittelindustrie stellt<br />

hohe Anforderungen an die eingesetzten<br />

Komponenten. Dies gilt<br />

auch für die Automatisierungstechnik,<br />

wo eine hohe Schutzart<br />

gefordert ist. ifm zeigt für die Branche<br />

die neuen IO-Link-Master der<br />

Serie PerformanceLine, die speziell<br />

für solche Anwendungen konzipiert<br />

sind. Sie erfüllen die Schutzarten<br />

IP65, IP67 und IP69K, die<br />

M12-Buchsen bestehen aus Edelstahl<br />

und die Dichtungen aus<br />

EPDM. Wenn mehrere Master in<br />

einer Anwendung verwendet werden,<br />

lässt sich die Spannungsversorgung<br />

über L-codierte M12-Leitungen<br />

mit einer Daisy-Chain kaskadieren.<br />

Dies spart bei der Installation<br />

Material, Zeit und Kosten. Die<br />

Parametrierung der IO-Link-Master<br />

sowie aller angeschlossenen Sensoren<br />

kann komfortabel über die<br />

Software moneo|configure SA erfolgen.<br />

Für den Anschluss von Sensoren<br />

werden passende Leitungen<br />

benötigt, die ebenfalls die hohen<br />

Anforderungen erfüllen. Hier bietet<br />

ifm jetzt ein umfangreiches Sortiment<br />

an Leitungen mit gemäß IEC<br />

61076 L-codierten Steckverbindern.<br />

Die bewährte ecolink-Technologie<br />

sorgt dabei für eine zuverlässige<br />

und dichte Verbindung durch sichere<br />

Montage auch ohne Werkzeug.<br />

Modell zum Anfassen<br />

Um die verschiedenen Produkte<br />

und Systeme für die Lebensmittelindustrie<br />

im Einsatz zu zeigen, wird<br />

auf dem Messestand das Modell<br />

einer Mikrobrauerei zu sehen sein.<br />

Dort sind unter anderem auch die<br />

neuen Drucksensoren der Serie<br />

PI1xxx installiert, die ebenfalls alle<br />

Anforderungen für den Einsatz in<br />

der Lebensmittelindustrie erfüllen:<br />

EHEDG- und FDA-Zertifizierung,<br />

Schutzart IP69k, robustes kapazitives<br />

Keramikmesselement, Medientemperaturen<br />

bis 150 °C und eine<br />

Dichtung aus PTFE bei, die dauerhaft<br />

wartungsfrei ist.<br />

Edge-Device für die<br />

Bildverarbeitung<br />

Einer der aktuell wichtigsten Märkte<br />

für die industrielle Bildverarbeitung ist<br />

die mobile Robotik. Gerade im Produktionsumfeld<br />

und in der Intralogistik<br />

nimmt der Anteil der autonom<br />

agierenden Fahrzeuge zu. Dabei<br />

müssen die Daten zahlreicher Sensoren<br />

schnell und einfach verarbeitet<br />

werden. Mit der Hardware-Plattform<br />

O3R zeigt ifm ein Edge-Device für<br />

solche Anwendungen, an das sich<br />

bis zu sechs 3D-Kameras und zahlreiche<br />

weitere Sensoren anschließen<br />

lassen. Die Plattform bietet ausreichend<br />

Rechenleistung, um Bildverarbeitung<br />

mit neuronalen Netzen und<br />

andere KI-Anwendungen zu realisieren.<br />

Auf dem Messestand wird<br />

ein AGV zu sehen sein, das mit der<br />

neuen Hardware-Plattform ausgestattet<br />

ist. ◄<br />

18 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kundenspezifische Lösungen<br />

für hochpräzises Arbeiten<br />

Automatisierung<br />

SmarAct Gruppe gründet SmarAct Automation und erschließt neue Märkte mit bewährtem Know-How<br />

SmarAct Automation<br />

GmbH & Co.KG<br />

www.smaract.com<br />

Die im November 2021 gegründete<br />

SmarAct Automation präsentiert<br />

sich als Antwort auf die steigende<br />

Nachfrage nach automatisierten<br />

Mikromontagelösungen. Das jüngste<br />

Unternehmen der SmarAct Gruppe,<br />

die SmarAct Automation GmbH &<br />

Co.KG, entwickelt kundenspezifische<br />

Lösungen für hochpräzises<br />

Ausrichten, Handhaben und Fügen<br />

von Bauteilen auf Nano-, Mikro- und<br />

Mesoskala in allen Anwendungsbereichen,<br />

in denen Miniaturisierung<br />

für zukünftige Entwicklungsfortschritte<br />

unverzichtbar ist, und<br />

reagiert damit zielgerichtet auf den<br />

steigenden Bedarf an individuellen<br />

Automatisierungslösungen. Als Teil<br />

der SmarAct Gruppe mit Hauptsitz<br />

in Oldenburg, profitiert die SmarAct<br />

Automation von 15 Jahren Knowhow<br />

in der hochpräzisen Positioniertechnik<br />

und der kundenspezifischen<br />

Technologie- und Anwendungsentwicklung.<br />

Teil- und vollautomatisierte<br />

Lösungen<br />

Basierend auf strikter Modularität<br />

entwickelt die SmarAct Automation<br />

sowohl teil- als auch vollautomatisierte<br />

Lösungen. Dabei werden die<br />

innovativen Produkte aus der gesamten<br />

SmarAct Gruppe eingesetzt und<br />

mit weiteren State-Of-The-Art-Technologien<br />

kombiniert, um die präzisen,<br />

schnellen und zuverlässigen<br />

Automatisierungslösungen zu realisieren,<br />

die Unternehmen<br />

derzeit benötigen. Neben<br />

der Prozess entwicklung<br />

bietet die SmarAct Automation<br />

auch das Outsourcing<br />

der Fertigung<br />

und natürlich die obligatorischen<br />

Wartungs- und<br />

Servicepakete rund um<br />

die Produkte an, um so<br />

eine schnelle Entwicklung<br />

und zukunftssichere Integration<br />

der individuellen<br />

Mikromontageprozesse<br />

in die spezifische Produktionsumgebung<br />

der Kunden<br />

zu gewährleisten. „Die<br />

P50 der SmarAct Automation<br />

– eine schlüsselfertige<br />

Automatisierungslösung - bietet<br />

eine zukunftssichere und zuverlässige<br />

Grundlage, um die vielversprechenden<br />

Ideen unserer Kunden<br />

aus dem Labor in die erfolgreiche<br />

Serienproduktion zu überführen.<br />

Anwendungen der Mikromontage,<br />

einschließlich der anspruchsvollsten<br />

aktiven Ausrichtungsprozesse, erhalten<br />

mit der P50 den robusten und<br />

sicheren Rahmen, der von unseren<br />

Kunden benötigt wird, um die Märkte<br />

der Zukunft in großem Maßstab<br />

anzuführen.“ erklärt CEO Michael<br />

Weigel-Jech.<br />

Flexibel durch Modularität<br />

Die Modularität der Automatisierungsplattformen<br />

zeigt sich nicht<br />

nur im flexiblen Einsatz verschiedener<br />

technischer Module, sondern<br />

auch in der mitgelieferten Software.<br />

Neben der intuitiven Bedienbarkeit<br />

über einen großen Touchbildschirm<br />

ist das Bedienkonzept<br />

an die jeweilige Rolle des Anwenders<br />

angepasst. Matthias Mescher,<br />

Softwareentwickler bei der SmarAct<br />

Automation, ist sich sicher, damit<br />

den Zeitgeist der Kundenorientierung<br />

zu treffen: „Durch den modularen<br />

Aufbau der Software können<br />

unterschiedliche Prozesse auf den<br />

Nutzer zugeschnitten werden. Im<br />

Produktivbetrieb wird der Anwender<br />

zielgerichtet durch den Prozess<br />

geleitet. Nur die wichtigsten Informationen<br />

werden übersichtlich dargestellt.<br />

Für Produktionsingenieure<br />

kann ein erweitertes Monitoring der<br />

Prozessparameter erfolgen. Auch<br />

ein direkter Eingriff in die Prozessabläufe<br />

ist über eine Python Scripting-<br />

Schnittstelle möglich.”<br />

Schnittstellen<br />

Die Anwender-Schnittstellen reichen<br />

von einem einfachen Bediener-UI,<br />

die den Benutzer mit kurzen<br />

Video-Tutorials durch die Bedienprozesse<br />

führt, bis hin zu einer voll<br />

ausgestatteten Entwicklerschnittstelle,<br />

die das Laden, Anpassen<br />

und Ausführen von Python-Skripten<br />

über eine Scripting-Schnittstelle<br />

ermöglicht. ◄<br />

AKTION 1000 FördErEr Für dIE HOSpIzArBEIT<br />

Mit 50 Euro im Jahr unterstützen<br />

Sie den laufenden Betrieb unserer<br />

Hospiz-Gemeinschaft für kranke<br />

und sterbende Menschen sowie<br />

deren Angehörige.<br />

Anträge für die Fördermitgliedschaft<br />

und weitere Informationen:<br />

www.hospiz-gemeinschaft.de<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

19


Kommunikation<br />

2in1 Industrial Ethernet + Power<br />

Intelligente Steckverbinder mit Einkabeltechnology von Conec<br />

Industrial Ethernet nach ISO11801<br />

Class D oder alternativ Signalen<br />

mit Stromstärken bis 4 A. Vervollständigt<br />

wird das Ganze durch eine<br />

auf den jeweiligen Anwendungsfall<br />

zugeschnittene Anzahl von Leistungskontakten.<br />

Sichere Verbindung<br />

CONEC Elektronische<br />

Bauelemente GmbH<br />

www.conec.com<br />

Ein Steckverbinder an Stelle von zwei<br />

oder drei, kürzere Montagezeiten, kein<br />

Kabelsalat, geringeres Gewicht auf dem<br />

Endgerät (zum Beispiel Motor) das sind<br />

die überzeugenden Argumente für die<br />

Conec Hybrid Steckverbinderserien.<br />

Bei der konventionellen Verkabelung<br />

von elektrischen Motoren, Servoantrieben<br />

oder Linieareinheiten/-antrieben ist<br />

der Verkabelungsaufwand sehr hoch.<br />

Es werden für verschiedene, getrennte<br />

Aufgaben jeweils separate Leitungen<br />

für Leistung- und Daten/ Signalübertragung<br />

eingesetzt. Dieses Verdrahtungskonzept<br />

ist nicht nur teuer, sondern<br />

auch platzintensiv und wartungsunfreundlich.<br />

Durch den permanent steigenden<br />

Kostendruck und die Miniaturisierung<br />

der Endgeräte, in Verbindung<br />

mit einem steigenden Daten volumen<br />

und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten,<br />

sind neue Lösungsansätze<br />

für mehr Effizienz im Bereich der Verkabelung<br />

gefragt.<br />

Daisy Chain<br />

Beispielhaft ist die Verkabelung<br />

der Stromversorgung und Ansteuerung<br />

von Motoren und Servoantrieben.<br />

Während beim konventionellen<br />

Ansatz jeder einzelne Motor separat<br />

und aufwendig mit dem Schaltschrank<br />

verkabelt wird, sind beim<br />

dezentralen Ansatz viele Verbraucher<br />

über eine „Daisy Chain“ mit<br />

einheitlichen Verbindungsleitungen<br />

verkettet.<br />

Hybrid ‐<br />

steckverbindersystem<br />

Mit der CONEC Hybrid Serie (B12, B17,<br />

B23, B40) ist ein kompaktes Hybridsteckverbindersystem<br />

entstanden, welches<br />

die Spannungsversorgung und die Datenübertragung<br />

nach CAT5 über eine<br />

speziell entwickelte Hybridleitung vereint<br />

und überträgt. Diese Einkabeltechnik<br />

entspricht der modernen Verbindungs-<br />

und Schnittstellenverdrahtung.<br />

Mit dem gewinkelten B23-Hybridflansch<br />

ist es möglich, Servo-Antriebe<br />

mit einer Leistung von über 20 kW<br />

mit einer Einkabel-Lösung auszustatten.<br />

Durch eine Drehung des Kabelabgangs<br />

in 18 Schritten kann der<br />

Flansch an die jeweilige Einbausituation<br />

in der Maschine angepasst werden<br />

und erlaubt eine stressfreie Verbindung<br />

der Anschlussleitung unabhängig von<br />

der Verlegesituation.<br />

Separat geschirmtes<br />

Datenelement<br />

Allen Baugrößen gemeinsam ist<br />

das separat geschirmte 4-poliges<br />

Datenelement zur Übertragung von<br />

Die Verriegelung des Steckverbinders<br />

wird mit einem Bajonettschnellverschluß<br />

sichergestellt, so<br />

dass eine zeitraubende Verschraubung<br />

mittels Drehmomentschlüssel<br />

entfällt. Durch eine Vierteldrehung<br />

wird eine sichere Verbindung und<br />

eine IP67-Schutzart erreicht. Wichtig<br />

dabei ist, dass das Bajonett nur<br />

verriegelt werden kann, wenn die<br />

Hybridsteckverbinder komplett<br />

gesteckt sind. Die Gefahr eines Ausfalls<br />

durch nicht komplett gesteckte<br />

oder definiert verschraubte Steckverbinder<br />

wird somit stark reduziert.<br />

Unterschiedliche wählbare Codierungen<br />

sorgen dafür, dass für verschiedene<br />

Einsatzzwecke untereinander<br />

unversteckbare Steckverbinder<br />

eingesetzt werden können.<br />

Vorteile:<br />

• Platzersparnis durch Übertragung<br />

von Daten und Leistung in einem<br />

Steckverbinder<br />

• Geringerer Zeitaufwand bei der<br />

Steckverbindermontage<br />

• Reduzierter Kabelaufwand<br />

• Kostenersparnis<br />

• Schnelle und sichere Verbindung<br />

mittels Bajonettverriegelung<br />

• Schutzart IP67<br />

• Kompakte und robuste Bauform<br />

Anwendungsfelder:<br />

• Antriebstechnik<br />

• Maschinenbau<br />

• Robotik<br />

• Montage- und Fertigungslinien<br />

• Erneuerbare Energien ◄<br />

20 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


TCP


Kommunikation<br />

Passende Lösungen<br />

für die Digitalisierung der Prozessindustrie<br />

Industrielle Kommunikation erlaubt sinnvolle Nutzung von Prozessdaten<br />

Für Produktions- und Betriebsleiter,<br />

aber auch für Projektleiter, Programmierer<br />

oder Ingenieure ist Digitalisierung<br />

essentiell, um Prozesse<br />

optimal zu automatisieren. Das betrifft<br />

den Maschinen- und Anlagenbau,<br />

die Mess-/Steuer-/Regelungstechnik<br />

und Automatisierungstechnik in<br />

vielen Branchen wie Pharma, Food<br />

oder Wasser. Oft sind in den sehr<br />

unterschiedlichen Betrieben individuell<br />

gewachsene Anlagenstrukturen<br />

im Einsatz. Es gibt daher kein<br />

einfaches Patentrezept für die Digitalisierung.<br />

Drei flexible Ansätze<br />

erlauben aber eine Integration in<br />

bestehende Netzwerke, nämlich<br />

über Feldgeräte mit Ethernetanschluss,<br />

IO-Link oder über Gateways.<br />

Doch wo liegen die Vorteile<br />

der einzelnen Lösungen und welchen<br />

Benefit bringen sie in der Praxis?<br />

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

Automatisierungstechnik auch bei komplexen oder individuellen Anlagenstrukturen optimal<br />

Alle Bilder © Bürkert Fluid Control Systems<br />

Drei Lösungsansätze<br />

Die meisten Integrationslösungen<br />

für die industrielle Kommunikation<br />

in der Prozesstechnik basieren<br />

auf Ethernet, IO-Link oder Gatewaylösungen.<br />

Jede der Lösungen<br />

ist für spezielle Aufgaben beson-<br />

Autor:<br />

Michael Rausch,<br />

Segment & Project Manager<br />

Hygienic<br />

Bürkert Fluid Control Systems<br />

info@buerkert.de<br />

www.buerkert.de<br />

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

22 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

Bild 2: Aufbau eines Netzes mit S2-Redundanz<br />

ders geeignet und in ihrem Bereich<br />

flexibel genug, um sich der jeweiligen<br />

Anlage anzupassen, damit<br />

Prozessdaten sinnvoll genutzt werden<br />

können. So erlauben Feldgeräte<br />

mit Ethernet-Anschluss dem<br />

Integrator einen direkten Zugriff<br />

auf das Gerät, er kann alle notwendigen<br />

Parameter direkt einstellen<br />

und die Feldgeräte einfach an<br />

übergeordnete Systeme anbinden.<br />

Der Anlagenbetreiber kann zudem<br />

sehr einfach vielfältige Diagnosedaten<br />

über einen Webserver abrufen,<br />

ohne auf spezielle Programme<br />

oder Geräte zugreifen zu müssen.<br />

Das bietet viel Komfort bei Wartung<br />

und Fehlersuche.<br />

Gateway<br />

Werden Geräte über ein Gateway<br />

eingebunden, ist dieses die einzige<br />

Schnittstelle zur Steuerung. Alle Feldgeräte<br />

in der Sensor-Aktor-Ebene<br />

kommunizieren über ein untergeordnetes<br />

Subsystem miteinander. Das<br />

können verschiedene Standards, wie<br />

z. B. AS-Interface oder CANopen<br />

sein. Auch proprietäre kosteneffiziente<br />

Lösungen, die auf die Kundenapplikation<br />

zugeschnitten sind,<br />

kommen hier zum Einsatz, z. B. die<br />

Bürkert-eigene EDIP-Plattform (Efficient<br />

Device Integration Platform).<br />

IO-Link<br />

erlaubt dagegen als standardisierte<br />

IO-Technologie nach IEC 61131-9<br />

eine direkte Kommunikation mit<br />

den Sensoren und Aktoren in der<br />

Anlage. So lassen sich Feldgeräte<br />

über eine kostengünstige Punktzu-Punkt-Verbindung<br />

an die Steuerungsebene<br />

anbinden und zentral<br />

steuern. IO-Link ist damit kein Feldbus,<br />

sondern ein Kommunikationsprotokoll,<br />

das auf der klassischen<br />

Anschlusstechnik von Sensoren und<br />

Aktoren basiert und eine durchgängige<br />

Kommunikation bis zur Feldgeräteebene<br />

bietet. Der Datenaustausch<br />

zwischen übergeordneter<br />

Steuerung und den IO-Link-Geräten<br />

ist dabei bidirektional. Außerdem<br />

wird in zyklische Daten (also<br />

Prozesswerte) und zusätzliche azyklische<br />

Daten (z. B. Diagnosemeldungen)<br />

unterschieden, die unabhängig<br />

voneinander übertragen werden.<br />

Integration und Redundanz<br />

bei Ethernet<br />

Je nach Anwendungsbereich gibt<br />

es unterschiedliche Anforderungen<br />

an die Kommunikation in der<br />

Anlage wie eine einfache Einbindung<br />

in übergeordnete Systeme,<br />

z. B. per Add-On-Profil (AOP) in die<br />

Rockwell-Engineering-Umgebung<br />

oder durch ein Hardware Support<br />

Package (HSP) in eine Siemens-<br />

Umgebung. Solche Integrationsmethoden<br />

sparen viel Zeit, da alle<br />

wichtigen Parameter in einer grafischen<br />

Oberfläche direkt ausgewählt<br />

werden können. Die Parameter<br />

der konfigurierten Geräte lassen<br />

sich kopieren und weiterverwenden.<br />

Ist das Netzwerk in Ring-Topologie<br />

aufgebaut, wird beim Unterbrechen<br />

einer Kommunikationsleitung ein weiterer<br />

redundanter Kommunikationskanal<br />

aufgebaut (Bild 1), ohne dass<br />

das Feldgerät die Kommunikation<br />

zum übergeordneten System verliert.<br />

Diese Funktion nennt sich beispielsweise<br />

bei einem PROFINET-<br />

Netzwerk „Media Redundancy Protocol“<br />

(MRP); bei EtherNet/IP spricht<br />

man von einem „Device Level Ring“<br />

(DLR). Auch für PROFINET existieren<br />

mit S1, S2, R1 und R2 verschiedene<br />

Redundanzsysteme für<br />

unterschiedliche Anforderungen. Bei<br />

R1 und R2 nutzen Feldgeräte und<br />

Steuerungen mehrere PROFINET-<br />

Schnittstellen, sogenannte Network<br />

Access Points (NAPs). Dadurch können<br />

diese auch im Falle eines Hardwarefehlers<br />

die Verbindung aufrechterhalten.<br />

S1 und S2 sind singuläre<br />

Systeme (Bild 2). Dies bedeutet,<br />

dass das PROFINET-Gerät sich<br />

nur mit einem einzigen NAP verbinden<br />

kann. Bei Feldgeräten wird<br />

die S2-Redundanz für PROFINET-<br />

Netzwerke immer wichtiger und ist<br />

am Markt schon weit verbreitet. Die<br />

Einbindung und die Verkabelung<br />

selbst sind sehr einfach.<br />

Kundenspezifische<br />

Gateway-Lösung<br />

Bei Gateway-Lösungen mit der<br />

EDIP-Kommunikations-Plattform<br />

lassen sich anspruchsvolle, kundenspezifische<br />

Anforderungen optimal<br />

umsetzen. Die Plattform EDIP, über<br />

die alle intelligenten Bürkert-Geräte<br />

kommunizieren, umfasst dabei eine<br />

Vielzahl an Funktionen, abgestimmte<br />

HMI-Geräte und weitere innovative<br />

Services, die eine Systemintegration<br />

und Vernetzung neuer Geräte<br />

erleichtern. Die Gateways bieten<br />

unterschiedliche Industrial Ethernet<br />

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

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

23


Kommunikation<br />

Konfigurations-Provider erkannt,<br />

genauso wie das Tauschgerät, das<br />

automatisch mit der gespeicherten<br />

Konfiguration des Vorgängergeräts<br />

parametriert wird, da es die gleiche<br />

Identnummer hat. Der Vorgang dauert<br />

nur etwa eine Minute.<br />

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

Protokolle wie PROFINET, EtherNet/<br />

IP, Modbus TCP, EtherCAT und CC-<br />

Link IE Field Basic. Auch konventionelle<br />

Feldbusse wie PROFIBUS<br />

und CC-Link werden unterstützt.<br />

Die zugehörige Software Bürkert-<br />

Communicator erlaubt die Konfiguration<br />

bzw. Parametrierung aller Bürkert-Produkte<br />

mit elektrischen Komponenten<br />

(Bild 3). Sie bietet zudem<br />

unter anderem auch Datenlogger,<br />

einen Oszillographen und eine grafische<br />

Programmieroberfläche. Der<br />

Communicator bietet dem Nutzer<br />

damit einen vollständigen Überblick<br />

über alle zyklischen Prozesswerte,<br />

sowie azyklische Diagnosedaten.<br />

Die Registerkarte „Diagnose“ zeigt<br />

dabei Informationen, Einstellungen<br />

oder Werte zur gewählten Konfiguration,<br />

z. B. Bus-, Geräte- oder Statusinformationen.<br />

Die Registerkarte<br />

„Wartung“ zeigt ergänzende Einstellungen<br />

zur gewählten Konfiguration.<br />

Der Benutzer kann die Einstellungen<br />

mit Menüs und Eingabeassistenten<br />

ändern.<br />

Unterstützung<br />

durch Assistenten<br />

Ein Zugriff auf das Netzwerk ist<br />

im laufenden Betrieb ebenso möglich<br />

wie der gleichzeitige Anschluss<br />

mehrerer Geräte. Außerdem ist ein<br />

Firmware-Update der Feldgeräte<br />

über die Software einfach zu realisieren.<br />

So werden die Prozessdaten<br />

der einzelnen Feldgeräte<br />

durch einen Assistenten angelegt.<br />

Die jeweilige Konfiguration kann<br />

dann über alle unterstützten Feldbus-Protokolle<br />

ausgegeben werden.<br />

Das ist vor allem für OEMs interessant,<br />

da sie häufig ähnliche Anlagenteile<br />

mit verschiedenen Bussystemen<br />

bauen. Nach der Parametrierung<br />

und Aktivierung ist für den<br />

Gerätetausch keine zusätzliche Software<br />

mehr nötigt. Ein Konfigurations-<br />

Provider im Netzwerk, der die Konfigurationen<br />

aller Geräte ausliest<br />

und zentral speichert, übernimmt<br />

diese Aufgabe. Ein Austausch des<br />

verwalteten Geräts wird durch den<br />

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

oder im Feld<br />

Verkabelung, Diagnose,<br />

Gerätetausch bei IO-Link<br />

Auch IO-Link bietet dem Anwender<br />

gute Diagnosemöglichkeiten und<br />

unterstützt ihn bei der Fehlersuche.<br />

Ein IO-Link Gerät kann Ereignisse<br />

(Events) erzeugen und direkt mit<br />

dem Master austauschen. Diese<br />

Events werden dann an die Steuerung<br />

oder ein HMI weitergeleitet.<br />

Fehler, Warnungen oder Wartungsanforderungen<br />

werden so weiterverarbeitet<br />

oder angezeigt. Jedes Gerät<br />

kann sowohl Parametrier- als auch<br />

Diagnosedaten übertragen. Auch<br />

der Gerätetausch ist einfach. Dazu<br />

werden eingestellte Parametrierdaten<br />

der IO-Link Geräte auf dem<br />

Master gespeichert (Bild 4). Beim<br />

Austausch wird das neue Gerät<br />

dann automatisch mit den vorhandenen<br />

Einstellungen parametriert.<br />

Je nach Anforderung gibt es bei<br />

IO-Link verschiedene Steckverbindungen<br />

für den Einsatz im Schaltschrank<br />

oder im Feld (Bild 5). Für<br />

den Schaltschrank werden diverse<br />

Steckverbinder mit Schraubklemmen<br />

oder Federkontakten eingesetzt. Im<br />

rauen Feldeinsatz dagegen ist ein<br />

A-kodierter M12-Stecker die Verbindung<br />

der Wahl, wobei für Sensoren<br />

meistens ein vierpoliger und<br />

für Aktoren ein fünfpoliger Steckverbinder<br />

verwendet wird.<br />

Fazit<br />

Die Auswahl der Technologie hängt<br />

immer von den Anforderungen des<br />

Anwenders ab. Es gibt keine Lösung,<br />

die überall passt. Egal welcher der<br />

Ansätze gewählt wird, alle Lösungen<br />

übertragen zusätzliche nützliche Diagnosedaten<br />

in die Steuerungsebene<br />

und bieten einen großen Mehrwert gegenüber<br />

analogen Technologien. Jede<br />

der einzelnen Technologien hat Stärken,<br />

aber auch Schwächen. Aufgrund<br />

der Komplexität der Anwendungen ist<br />

es oft schwer, anhand einzelner Parameter,<br />

wie z. B. der Leitungslänge<br />

oder der Anzahl der Feldgeräte, die<br />

passende Technologie auszuwählen.<br />

Erfahrene Partner können ihr Knowhow<br />

einbringen und individuell abgestimmte<br />

Lösungen erarbeiten. ◄<br />

24 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

Einfach und preiswert<br />

in die Analyse von TSN-Netzen<br />

EKS Engel präsentiert auf der SPS ein neues Diagnosegerät<br />

Halle 9, Stand 401<br />

EKS Engel FOS GmbH & Co. KG<br />

info@eks-engel.de<br />

www.eks-engel.de<br />

Der TSN-Analyser (Time-Sensitive<br />

Networking) ist ein neues Gerät<br />

für die Diagnose in robuster Bauform,<br />

das insbesondere für die Projektierung<br />

wie auch die Inbetriebnahme,<br />

Wartung und kontinuierliche<br />

Überwachung von TSN-Netzwerken<br />

entwickelt wurde. Durch<br />

die im LNI 4.0- und IIC-Testbed<br />

erprobte TSN-Technologie von<br />

InnoRoute ermöglicht es anders<br />

als teure Laborgeräte einen einfachen<br />

und kostengünstigen Einstieg<br />

in die Analyse von TSN-<br />

Datenverkehr. Auf die Management-<br />

und Diagnosefunktionen<br />

kann entweder via Webschnittstelle<br />

und eine selbsterklärende<br />

grafische Benutzeroberfläche<br />

oder über Command Line Interface<br />

(CLI) zugegriffen werden. Zu den<br />

unterstützten Echtzeit-Standards<br />

gehören etwa Verfahren aus den<br />

Bridges- und Bridged-Network-<br />

Normen IEEE 802.1Q und das<br />

auf der Zeitsynchronisationsspezifikation<br />

IEEE 1588 basierende<br />

Profil aus IEEE 802.1AS. Über<br />

optionale Software-Module lässt<br />

sich der Funktionsumfang individuell<br />

erweitern. Dazu gehören etwa<br />

TSN-Endpoint, Traffic Generator<br />

und verschiedene Protokollkonverter,<br />

beispielsweise von TSN<br />

auf Profinet oder Modbus-TCP.<br />

Für den Zugriff auf die Management-<br />

und Diagnosefunktionen<br />

hat der TSN-Analyser eine WLAN-<br />

Schnittstelle mit Dualband-Antenne<br />

gemäß IEEE 802.11 b/g/n/ac, über<br />

die per SSH (Secure Shell) sicher<br />

kommuniziert werden kann. Weitere<br />

Schnittstellen sind zwei RJ45-Ports<br />

für die Analyse des TSN-Datenverkehrs,<br />

zwei SMA-Ports (Clock-In/<br />

Clock-Out) sowie ein sechspoliger<br />

Klemmenblock für Triggersignale<br />

(Trig IN/Trig OUT, PPS-IN/PPS-<br />

OUT, Referenzspannung). Zu den<br />

Netzwerk-Parametern, die ausgewertet<br />

werden können, gehören<br />

etwa die Datenrate, die Latenz und<br />

der Jitter ausgewählter TSN-Flows.<br />

Kühl und robust<br />

Der passiv gekühlte TSN-Analyser<br />

ist für einen Temperaturbereich<br />

von -25 °C bis +65 °C ausgelegt<br />

und erfüllt die Anforderungen<br />

der Schutzart IP20. Die redundante<br />

Spannungsversorgung<br />

(12 - 36 VDC) kann wahlweise über<br />

ein Netzteil oder einen USB-C-Port<br />

erfolgen. Das robuste Gehäuse aus<br />

pulverbeschichtetem Edelstahl misst<br />

145 x 70 x 130 mm (Höhe x Breite<br />

x Tiefe) und lässt sich in verschiedenen<br />

Positionen auf Hutschienen<br />

montieren, aber auch als Tischgerät<br />

verwenden. Über LEDs an der<br />

Frontseite werden verschiedene<br />

Statusmeldungen signalisiert wie<br />

der Betrieb als PTP-Master/PTP-<br />

Slave oder die Messbereitschaft<br />

des Geräts. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

25


Kommunikation<br />

IO-Link Wireless entfesselt die industrielle<br />

Kommunikation<br />

IO-Link wireless: Der neue Kommunikationsstandard für die intelligente Fabrikautomation<br />

Die intelligente Kombination industrieller<br />

Netzwerke mit dem Kommunikationsstandard<br />

IO-Link ist ein wesentlicher<br />

Baustein für die Fabrik der<br />

Zukunft. Die Erweiterung des etablierten<br />

Standards ermöglicht eine<br />

zuverlässige, drahtlose Datenübertragung<br />

in der Prozess- und Fabrikautomation<br />

unter anderem an Montagemaschinen<br />

– zum Beispiel auch<br />

im Life- Science-Bereich.<br />

Enge Platzverhältnisse, mobile<br />

und dynamische Anwendungen:<br />

Die Anforderungen an Automatisierungsleistungen<br />

im industriellen<br />

Umfeld sind hoch. Für die Fabrik<br />

der Zukunft und das Industrial<br />

Internet of Things (IIoT) spielt jedoch<br />

der flexible Einsatz von intelligenten<br />

Technologien und smarten<br />

Komponenten eine elementare<br />

Rolle – nicht zuletzt, um wertvolle<br />

Daten zu generieren und zu<br />

analysieren. Ein wichtiger Baustein:<br />

die intelligente Kombination industrieller<br />

Netzwerke mit dem Kom-<br />

Autorin:<br />

Sandra Nippert,<br />

Brand Communications Manager<br />

Balluff<br />

www.balluff.com<br />

munikationsstandard IO-Link. Bislang<br />

wurden dabei Sensoren und<br />

Aktoren sowie binäre oder analoge<br />

Devices über Kabel integriert.<br />

Nicht selten führte das zu einer erschwerten<br />

Implementierung einzelner<br />

Use Cases. IO-Link Wireless –<br />

eine neue kabellose IO-Link-Variante<br />

schafft hier nun Abhilfe.<br />

Nahtlose Kommunikation<br />

Als digitale Schnittstelle ermöglicht<br />

der Kommunikationsstandard<br />

IO-Link eine feldbusunabhängige<br />

Punkt-zu-Punkt-Verbindung sowie<br />

eine nahtlose Kommunikation zwischen<br />

Sensor und Automatisierungssystem:<br />

Die Wireless-Technologie<br />

entfesselt die industrielle<br />

Kommunikation, indem notwendige<br />

Leitungen und Kabel durch<br />

die berührungslose Datenübertragung<br />

überflüssig werden. Auch bei<br />

der Nach- oder Umrüstung vorhandener<br />

Anlagen kann die Nutzung<br />

von Wireless-Technologien sinnvoll<br />

sein, denn ein Eingriff in die bestehende<br />

Anlagen architektur ist hierbei<br />

nicht notwendig. IO-Link Wireless<br />

ist ein internationaler Funkstandard,<br />

der das 2,4 GHz ISM (Industrial,<br />

Scientific and Medical Band)<br />

Frequenzband nutzt. So ist dieser<br />

Standard weltweit lizenzfrei nutzbar<br />

– gleich bleibende Systemintegration<br />

und Kompatibilität garantiert.<br />

Einsatz bei der Montage von<br />

Inhalatoren<br />

„IO-Link Wireless kommt überall<br />

dort zum Einsatz, wo eine klassische<br />

Datenübertragung bisher<br />

nicht oder nur erschwert möglich<br />

war“, erklärt Balluff-Produktmanager<br />

Michael Zahlecker. Die Anwendungsbereiche<br />

sind dabei vielseitig.<br />

Neben der Robotik, in der dynamische<br />

Bewegungsabläufe auf der<br />

Tagesordnung stehen, und Transportsystemen,<br />

die oftmals unter<br />

hohen Geschwindigkeiten agieren,<br />

bietet der Einsatz von IO-Link Wireless<br />

auch im Life-Science-Bereich<br />

und in der Medizintechnik Vorteile,<br />

zum Beispiel bei der Montage von<br />

Inhalatoren.<br />

Um Skalierungseffekte zu erzielen,<br />

werden hier die dafür benötigten<br />

Montagemaschinen möglichst<br />

modular gestaltet. Wechselbare<br />

Drehtische ermöglichen dabei<br />

unter anderem Flexibilität, kurze Umbauzeiten<br />

und eine hohe Effektivität<br />

der Gesamtanlage. Im Gegensatz<br />

zu kabelgebundenen Systemen<br />

ermöglicht IO-Link Wireless dabei<br />

eine noch effizientere und zukunftsfähigere<br />

Verwendung: Sensordaten<br />

werden drahtlos an die Steuerung<br />

übertragen. Indem induktive<br />

Koppler zur Energieversorgung verwendet<br />

werden, kann der Drehteller<br />

unkompliziert ohne Steckverbinder<br />

ausgetauscht – oder alternativ<br />

ein zweites Werkstück mit einem<br />

weiteren IO-Link Wireless Hub auf<br />

einem zusätzlichen Drehteller bearbeitet<br />

werden. Die Vorteile der<br />

Funktechnik? Eine unkompliziertere<br />

Planung und Installation, keine<br />

Abnutzung von Steckern oder Kabeln<br />

sowie eine problemlose Skalier-<br />

und Erweiter barkeit.<br />

Über den IO-Link-Master werden die intelligenten Sensoren und Aktoren mit<br />

der Steuerung verbunden<br />

26 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

Installation auch an schwer<br />

zugänglichen Stellen<br />

Generell gilt: IO-Link Wireless<br />

eignet sich besonders für solche<br />

Einsatzbereiche, die wenig Platz<br />

für Sensorik bieten, jedoch eine<br />

hohe Prozesssicherheit erfordern.<br />

Hier spielt das System seine Vorteile<br />

hinsichtlich der Robustheit aus.<br />

Ohne die Notwendigkeit einer Verkabelung<br />

können somit auch Condition<br />

Monitoring Sensoren an schwer<br />

zugänglichen Stellen installiert werden<br />

– ideal als Nachrüstung an bestehenden<br />

Lösungen. Mit der Wireless<br />

Technologie hält IO-Link Einzug<br />

in dynamischen Anwendungen<br />

mit hohen Geschwindigkeiten – einfach<br />

zu vergleichen beispielsweise<br />

mit einem fahrerlosen Transportsystem:<br />

Die Basiseinheit hält mit einer<br />

Reichweite von 10 bis 20 Metern jederzeit<br />

Kontakt zu den installierten<br />

Komponenten und greift die benötigten<br />

Daten ab, um sie gesammelt<br />

zur weiteren Analyse zur Verfügung<br />

zu stellen.<br />

Neuer Kommunikationsstandard<br />

für die intelligente<br />

Fabrikautomation<br />

Mit der Erweiterung des Portfolios<br />

um eine kabellose IO-Link Variante<br />

etabliert sich ein neuer Kommunikationsstandard<br />

für die intelligente<br />

Fabrikautomation. IO-Link Wireless<br />

verspricht in allen Fällen eine noch<br />

flexiblere und nachhaltigere Anwendung:<br />

Anstatt per Kabel empfängt<br />

der Wireless-Master die Sensordaten<br />

per Funk über eine Bridge oder<br />

einen Hub. Dem Einsatz sind dabei<br />

keine Grenzen gesetzt, da IO-Link<br />

Wireless auf der standardisierten<br />

IO-Link Technologie (IEC 61131-9)<br />

Anstatt per Kabel empfängt der<br />

Wireless-Master die Sensordaten per<br />

Funk über eine Bridge (rechts) oder<br />

einen Hub (links). Die Technologie<br />

ist damit ein wesentlicher Baustein<br />

für die Fabrik der Zukunft<br />

aufbaut und so alle An sprüche der<br />

Fabrikautomation erfüllt.<br />

Mehr Flexibilität und<br />

Mobilität<br />

Mögliche Störungen, beispielsweise<br />

durch den gleichzeitigen Betrieb<br />

von WLAN-Systemen, sind<br />

ausgeschlossen. Die implementierte<br />

Frequency Hopping Funktion<br />

ermöglicht es, überlastete<br />

Frequenzkanäle zu vermeiden,<br />

durch zusätzliche Blacklisting<br />

können außerdem bekannte bereits<br />

belegte Kanäle direkt ausgeschlossen<br />

werden. Die Geräte<br />

kommunizieren über einen Knotenpunkt<br />

(IO-Link Master) direkt<br />

mit der Steuerung, was eine stabile<br />

und kontinuierliche Verbindung<br />

von Master zu Device sicherstellt.<br />

Dabei ist IO-Link Wireless deutlich<br />

flexibler als kabelgebundene<br />

Varianten – mit hoher Skalierbarkeit.<br />

Mit einem IO-Link Master mit<br />

fünf Tracks können über acht Ports<br />

insgesamt 40 IO-Link Devices<br />

verbunden werden. Je nach Notwendigkeit<br />

in der Kundenanwendung<br />

können weitere Devices über<br />

einen zusätzlichen Master angebunden<br />

werden.<br />

Vorteile<br />

Die großen Vorteile gegenüber kabelgebundenen<br />

Varianten liegen auf<br />

der Hand: Mehr Flexibilität und Mobilität<br />

sowie eine erleichterte Planung<br />

und Installation, auch als Retrofit Lösungen,<br />

sprechen für sich. Großes<br />

Augenmerk bei der Entwicklung von<br />

IO-Link Wireless lag für Balluff auch<br />

auf der hohen Zuverlässigkeit: Eine<br />

Latenz von 5 ms sowie eine Paketdatenfehlerrate<br />

von 10 -9 ermöglichen<br />

eine direkte Anbindung sowie schnelle<br />

und zuverlässige Datenübertragung –<br />

mit derselben Kommunikationsstabilität<br />

wie der kabelgebundene IO-Link<br />

Standard. Damit liegt die Fehlerrate<br />

deutlich geringer als bei anderen Wireless-Technologien,<br />

beispielsweise<br />

WLAN, Bluetooth oder 5G. Da über<br />

IO-Link – sowohl bei kabelgebundenen<br />

wie auch Wireless Varianten<br />

– zumeist nur Prozessdaten übertragen<br />

werden, ist eine unverschlüsselte<br />

Verbindung aus reichend. Mit einer<br />

Reichweite von 10 bis 20 Metern bewegen<br />

sich die Daten außerdem in<br />

einem eingeschränkten Betriebsumfeld<br />

– Fragen zum Thema Datensicherheit<br />

stellen sich also beim Einsatz<br />

des Systems nicht.<br />

Die Funktionsweise von IO-Link Wireless wird unter anderem an den<br />

wechselbaren Drehtischen an Montagemaschinen deutlich:<br />

Die kabellose Variante sorgt hier für eine noch effizientere und<br />

zukunftsfähigere Verwendung des modularen Konzepts<br />

Unkomplizierte Nachrüstung<br />

in Bestandsanlagen<br />

Alle IO-Link Wireless Komponenten<br />

– Master, Bridge oder Hub – sind<br />

besonders geeignet für Retrofit-Lösungen,<br />

da sie unabhängig von der<br />

bereits bestehenden Maschinenarchitektur<br />

in Bestandsanlagen integriert<br />

werden können. Dafür müssen – im<br />

Gegensatz zu verkabelten Varianten –<br />

keine Kabelkanäle aufgebrochen oder<br />

in die Bestandsarchitektur eingegriffen<br />

werden. Produktmanager Michael<br />

Zahlecker erklärt: „Der Eingriff ist sozusagen<br />

minimalinvasiv. Für die Implementierung<br />

von IO-Link Wireless<br />

wird nur eine Spannungsversorgung<br />

benötigt. Diese ist aber in bestehenden<br />

Maschinen bereits vorhanden –<br />

zusätzliche Kabel sind also nicht notwendig“.<br />

Auch bei der Inbetrieb nahme<br />

kann sich der Anwender auf den gewohnten<br />

Komfort der IO-Link Komponenten<br />

verlassen. Alle Devices sind<br />

beispielsweise über einen integrierten<br />

Webserver konfigurierbar. Auch<br />

bei modular aufgebauten Anlagenkonzepten<br />

ist IO-Link Wireless ideal<br />

geeignet, da zusätzliche Komponenten<br />

jederzeit ohne aufwendigen Eingriff<br />

in die Maschinenarchitektur ergänzt<br />

werden können.<br />

Erweiterung zu<br />

kabelgebundenen Lösungen<br />

Mit der zunehmenden Flexibilisierung<br />

in der modernen Fertigung<br />

wird einen Anstieg des Anteils an<br />

Wireless-Lösungen im industriellen<br />

Umfeld bedingen. Dabei werden<br />

diese kabelgebundenen Lösungen<br />

ergänzt. Die Kombination<br />

unterschiedlicher Lösungen<br />

eröffnet große Chancen. Zentrale<br />

Rolle spielen dabei die Anforderungen<br />

der Anwender: Wohin<br />

werden die Daten gesendet –<br />

per Funk an eine Cloud oder zur<br />

nächsten Basisstation? Werden<br />

Daten wie bei IO-Link Wireless<br />

zunächst zur nächsten Steuerung<br />

transportiert? Oder müssen<br />

Daten in Echtzeit zur Verfügung<br />

stehen? All diese Fragen beeinflussen<br />

die Kombination verschiedenster<br />

Wireless- oder kabelgebundener<br />

Lösungen. So steht IO-<br />

Link Wireless in keinerlei Konkurrenz<br />

zu kabelgebundenen Lösungen,<br />

sondern stellt eine vielversprechende<br />

Erweiterung dar.<br />

Wer schreibt:<br />

1921 in Neuhausen a. d. F. gegründet,<br />

steht Balluff mit seinen<br />

3600 Mitarbeitern weltweit für innovative<br />

Technik, Qualität und branchenübergreifende<br />

Erfahrung in der<br />

industriellen Automation. Als ein<br />

führender Sensor- und Automatisierungsspezialist<br />

bietet das Familienunternehmen<br />

in vierter Generation<br />

ein umfassendes Portfolio<br />

hochwertiger Sensor-, Identifikations-<br />

und Bildverarbeitungslösungen<br />

inklusive Netzwerktechnik<br />

und Software. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

27


Kommunikation<br />

Woran Digitalisierungsprojekte<br />

auf Shopfloor-Ebene scheitern<br />

Clevere Netzwerkplanung statt zusätzlicher Infrastruktur senkt Kosten<br />

Keine Stadt würde auf die Idee kommen, für die LKWs der Paketzusteller<br />

nachträglich eigene Straßen parallel zum bestehenden Straßennetz zu<br />

bauen. In der Digitalisierung werden diese Dopplungen teuer angelegt und<br />

betrieben<br />

Digitalisierung ist seit Jahren in<br />

aller Munde. Auf Shopfloor-Ebene<br />

bringt sie gerade beim Condition<br />

Monitoring und der Optimierung<br />

von Prozessen zahlreiche Vorteile.<br />

Warum aber geschieht in der praktischen<br />

Umsetzung so wenig? Als<br />

Grund dafür werden in der Regel<br />

die hohen Kosten angeführt. Das<br />

ist jedoch meist nur die halbe Wahrheit.<br />

Eine differenzierte Betrachtung<br />

der Ausgaben, die heute bei Digitalisierungsprojekten<br />

anfallen, zeigt,<br />

dass durch schlechte Netzwerknutzung<br />

hohe Ausgaben entstehen, die<br />

jedoch völlig unnötig sind.<br />

Autoren:<br />

Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll<br />

(links) und Dipl.-Wirt. Ing. (FH)<br />

Alex Homburg (rechts)<br />

beide Redaktionsbüro Stutensee<br />

Indu-Sol<br />

www.indu-sol.com<br />

Digitalisierung -<br />

einfach oder komplex?<br />

Die Schlagzeilen in der Fachpresse<br />

zu Digitalisierung schwanken<br />

zwischen: „Einfach digitalisieren“<br />

und „Digitalisierung ist komplex“.<br />

Die einen sagen, in der SPS<br />

seien ohnehin alle relevanten Daten<br />

vorhanden, die anderen meinen,<br />

es brauche eine eigene Industrial<br />

Information Technology (IIT) Netzwerkverbindung<br />

bis hin zum letzten<br />

Sensor der Anlage, um alle vorhandenen<br />

Informationen in maximaler<br />

Genauigkeit auslesen zu können.<br />

Die Netzwerkexperten von Indu-Sol<br />

gehen einen anderen Weg, bei dem<br />

mit Hilfe vorhandener Kommunikationsstrukturen<br />

alle Daten zugänglich<br />

gemacht werden können. Sie<br />

sagen, des „Pudels Kern“ liegt im<br />

Netzwerk. Nutzt man vorhandene<br />

Feldbusnetzwerke auf OT-Ebene<br />

richtig mit, können alle Daten aus<br />

einer Anlage gesammelt und zur<br />

Verfügung gestellt werden, ohne<br />

auf Shopfloor-Ebene zusätzlich<br />

teure IIT-Netzwerke zu installieren.<br />

Kosten im Detail betrachtet<br />

Betrachtet man die Kosten für ein<br />

Digitalisierungsprojekt im Detail:<br />

Zuerst einmal benötigt man geeignete<br />

Sensoren und die passende<br />

Software zum Auswerten der Daten.<br />

Die Kosten für einen Universal-<br />

Sensor, der Größen wie Schwingung,<br />

Temperatur, Luftfeuchtigkeit,<br />

Helligkeit und Schall in einem<br />

messen kann, liegen bei circa<br />

400 Euro. Zehn solcher Sensoren<br />

kosten damit 4.000 Euro, ihre Installation<br />

schlägt zusätzlich mit schätzungsweise<br />

2.000 Euro zu Buche.<br />

Dazu kommt dann noch die nötige<br />

Software, welche jedoch nicht auf<br />

einem PC im direkten Umfeld der<br />

Sensoren installiert ist, sondern<br />

auf Rechnern in der IIT-Ebene. Bei<br />

einer Anlage dieser Größe kann<br />

man für die Anschaffung der Software<br />

ca. 5.000 Euro veranschlagen<br />

und weitere 5.000 Euro fürs Anpassen.<br />

Insgesamt kommen so circa<br />

16.000 Euro für die Digitalisierung<br />

der Beispiel-Maschine zusammen,<br />

wenn man nur die Sensoren und die<br />

Software betrachtet. Kommt jedoch<br />

die Notwendigkeit einer zusätzlich<br />

zu verlegenden Netzwerkinfrastruktur<br />

hinzu, erhöhen sich die Kosten<br />

schnell um den Faktor drei (Bild 1).<br />

SPS liefert nicht alle Daten<br />

René Heidl (Bild 2), Geschäftsführer<br />

Technik & Entwicklung bei<br />

der Indu-Sol GmbH, berichtet aus<br />

langjähriger Praxiserfahrung, wenn<br />

er erläutert, warum immer wieder<br />

unnötige Zusatzleitungen verlegt<br />

werden und wie sich das vermeiden<br />

lässt: „In der SPS liegen vielleicht<br />

nur 20 Prozent der Prozessinformationen<br />

vor, weil viele der<br />

Daten, die z. B. ein Sensor ermittelt,<br />

für die Prozesssteuerung nicht<br />

relevant sind oder nur grob gerundet<br />

von der SPS verarbeitet werden.<br />

Will man Prozesse aus ökologischen<br />

oder ökonomischen Interessen<br />

effizienter gestalten, braucht<br />

man aber mehr Daten als in der SPS<br />

vorhanden sind, bzw. Daten von<br />

z. B. Umweltsensoren, welche die<br />

SPS überhaupt nicht interessieren.<br />

Um die relevanten Daten aus den<br />

Sensoren, Aktoren usw. auszulesen<br />

müsste man im Grunde nur das<br />

OT-Netzwerk mit dem IIT-Netzwerk<br />

verbinden. Dann könnte man den<br />

SCADA-Systemen alle relevanten<br />

Infos zugänglich machen. (Bild 3).“<br />

Also doch ganz einfach?<br />

Mit der Verbindung von OTund<br />

IIT/IT-Netzwerken haben die<br />

Bild 1: Rechenbeispiel Kosten für Digitalisierung einer Maschine<br />

28 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

Bild 2: René Heidl, Geschäftsführer<br />

Technik & Entwicklung bei der<br />

Indu-Sol GmbH: „Erfolgreich und<br />

bezahlbar wird Digitalisierung<br />

dann, wenn wir das Netzwerk aus<br />

der Ausschreibung eines Projekts<br />

herauslösen und an Experten<br />

vergeben. Dann lässt sich das OT-<br />

Netzwerk so planen, dass es auch<br />

als ‚letzter Meter‘ des IIT-Netzes<br />

fungieren kann.“<br />

Anlagenbetreiber in der Vergangenheit<br />

allerdings teilweise schlechte<br />

Erfahrungen gemacht. Über die Vernetzung<br />

kamen sporadische Störungen<br />

in die Anlagen-Kommunikation,<br />

deren Ursache schwer ausfindig<br />

zu machen war. Daher wurde<br />

in den letzten Jahren in der Regel<br />

der Weg der Trennung gewählt und<br />

parallel zum OT-Netzwerk Leitungen<br />

aus dem IIT-Netzwerk in die Anlage<br />

verlegt, um beispielsweise für das<br />

Energiemanagment Sensordaten<br />

direkt auszulesen und im SCADA-<br />

System (Supervisory Control and<br />

Data Acquisition) anzuzeigen. Die<br />

Installation dieses zusätzlichen Netzwerks<br />

und seine Wartung verursachen<br />

aber immense Kosten. Kostentreiber<br />

bei Digitalisierungsprojekten<br />

ist also nicht die Sensorik oder die<br />

Software, sondern überraschenderweise<br />

das Netzwerk.<br />

Braucht es ein paralleles<br />

IIT-Netzwerk?<br />

Die entscheidende Frage an dieser<br />

Stelle lautet daher: Braucht es<br />

auf Shopfloor-Ebene parallel zum<br />

OT-Netzwerk wirklich ein zweites<br />

Netzwerk? Heidl und seine Kollegen<br />

meinen nein. Dennoch stellt sich die<br />

Frage, warum vielerorts zur Digitalisierung<br />

von Anlagen genau diese<br />

kostspielige Lösung gewählt wird.<br />

Heidl erklärt: „Das Problem liegt<br />

in den verschiedenen Netzwerken<br />

und unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen,<br />

die hier aufeinandertreffen.<br />

Ein TCP/IP-basiertes<br />

IIT-Netzwerk trifft auf Profinet<br />

in der OT-Ebene. TCP/IP arbeitet<br />

z. B. mit Broadcasts, mit denen<br />

wiederum die Profinet-Geräte nicht<br />

gut zurechtkommen. Das ständige<br />

Broadcasten aus der IIT-Ebene<br />

stört also die Kommunikation auf<br />

der OT-Ebene. Das Problem lässt<br />

sich jedoch technisch sehr einfach<br />

beheben, indem man eine Firewall<br />

zwischenschaltet.“<br />

Vorhandene Infrastruktur<br />

nutzen und günstig<br />

digitalisieren<br />

Die Schmöllner Netzwerkexperten<br />

sind Anfang 2000 angetreten mit<br />

Tools zur Netzwerkdiagnose, damals<br />

noch für Profibus. Ihre Tools haben<br />

sie über die Jahre an die veränderte<br />

Kommunikationstechnologie am<br />

Markt angepasst. Mittlerweile bieten<br />

sie Lösungen für die verschiedensten<br />

Netzwerke. Ihr Arbeitsumfeld<br />

fokussiert sich aber längst nicht<br />

mehr auf Komponenten, vielmehr<br />

erschließt sich ein immer größerer<br />

Bereich mit Beratung und Netzwerkplanung<br />

sowohl bei Brownfield- als<br />

auch bei Greenfield-Anlagen. Die<br />

Schmöllner wissen aus Erfahrung,<br />

warum die Anbindung der OT- an<br />

die IIT-Ebene oft nicht funktioniert:<br />

Da sind zum einen vollkommen<br />

unterschiedliche Umgebungsbedingungen,<br />

dann komplett verschiedene<br />

und vielfältige Netzwerkstrukturen.<br />

Außerdem bringt jeder Maschinen-/Anlagenlieferant<br />

andere Switche, Leitungen<br />

und Stecker<br />

mit. SPS-Applikationen<br />

tauschen in<br />

Echtzeit Daten im<br />

Netzwerk aus, da<br />

kann es leicht zu<br />

Konflikten mit der IIT-<br />

Kommunikation kommen.<br />

Und schließlich<br />

werden OT-Netzwerke<br />

meist durch<br />

die Elektroplanung<br />

oder -instandhaltung<br />

mitbetreut, die<br />

sich oft mit dem sehr<br />

speziellen Thema<br />

Netzwerktechnik zu<br />

wenig auskennen.<br />

All dies sind jedoch<br />

lösbare Probleme, die der weiteren<br />

Digitalisierung nicht im Wege<br />

stehen sollten.<br />

Netzwerk von der<br />

Applikation trennen<br />

Die Lösung des Dilemmas sieht<br />

Heidl darin, dass man das Netzwerk<br />

vom Rest der Applikation<br />

trennt. Er bringt einen Vergleich:<br />

„Früher hatte jeder Werkzeugmaschinenbauer<br />

auch seinen eigenen<br />

Schaltschrankbau. Dabei<br />

waren die Schaltschränke der einzelnen<br />

Unternehmen austauschbar.<br />

Darin steckte nicht das wesentliche<br />

Know-how. Als die Maschinenbauer<br />

bereit waren, diesen Teil der<br />

Aufgabe auszulagern, konnten sie<br />

sich wieder auf ihre Kernkompetenz<br />

konzentrieren. Gleichzeitig konnte<br />

der Schaltschrankbauer kostengünstiger<br />

liefern und so sparten Anwender<br />

im Gesamtprojekt sogar Geld.“<br />

Die Automatisierungstechnik in<br />

Deutschland braucht Digitalisierung<br />

dringender denn je. Aus Sicht der<br />

Wirtschaftlichkeit und dem schonenden<br />

Umgang mit Ressourcen<br />

gilt es jede Menge Potential in heutigen<br />

Automatisierungsanlagen zu<br />

heben. Bezahlbar einrichten oder<br />

nachrüsten und dann auch betreiben<br />

lässt sich Digitalisierung aber<br />

nur, wenn das bereits vorhandene<br />

OT-Netzwerk für die Digitalisierung<br />

mit genutzt wird. Keine Innenstadt<br />

würde auf die Idee kommen, für die<br />

LKWs des örtlichen Paketzustellers<br />

nachträglich eigene Straßen<br />

parallel zum bestehenden Straßennetz<br />

zu bauen. Insbesondere dann<br />

nicht, wenn die vorhandenen Straßen<br />

nicht überlastet sind. Das trifft<br />

die Situation des OT-Netzwerkes<br />

sehr gut. „Moderne Anlagen empfehlen<br />

wir mit Blick auf die Zukunft<br />

mit einem Gigabit-Backbone auszulegen,<br />

aber auch bei Brownfield-<br />

Anlagen mit 100 Mbit stört den<br />

zuverlässigen Betrieb der Anlage<br />

normalerweise nicht, wenn man<br />

per SNMP Informationen bspw.<br />

aus den Sensoren und Aktoren<br />

ans SCADA-System überträgt“,<br />

sagt René Heidl. „Man muss allerdings<br />

wissen, was man tut.“ Ergo:<br />

Nutzt man die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur<br />

richtig,<br />

lassen sich Digitalisierungskonzepte<br />

kostengünstiger realisieren<br />

als viele denken. Das Auslagern<br />

der Netzwerkplanung an externe<br />

Experten kann der entscheidende<br />

Schritt in Richtung erfolgreiche<br />

Digitalisierung sein.<br />

Wer schreibt<br />

Die zuverlässige und störungsfreie<br />

Kommunikation ist der Garant<br />

für eine kontinuierliche Produktion.<br />

Deshalb hat sich die Indu-Sol GmbH<br />

als herstellerneutrales, branchenübergreifendes<br />

Technologieunternehmen<br />

die objektive Bewertung von<br />

Qualität und Stabilität in industriellen<br />

Datennetzwerken zur Aufgabe<br />

gemacht. Dabei sieht sich das Unternehmen<br />

als ganzheitlichen Partner<br />

für industrielle Netzwerke. Beginnend<br />

mit einem Netzwerkconsulting/<br />

-planung über die Lieferung<br />

von Komponenten (Infrastruktur und<br />

Diagnose) bis hin zur Unterstützung<br />

im Fehlerfall und der Schulung des<br />

verantwortlichen Personals. ◄<br />

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

an das übergeordnete SCADA-System weitergeben<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

29


Kommunikation<br />

Eigensicherheit so einfach wie noch nie<br />

Traditionell ist der Nachweis der Eigensicherheit von Feldgeräten im Ex-Bereich eine zeitaufwendige<br />

Angelegenheit. Ethernet-APL setzt stattdessen auf zertifizierte Geräte. Die Vorteile digitaler Kommunikation<br />

werden dadurch ohne langwierige und repetitive Berechnungen möglich.<br />

APL Switch in Edelstahlgehäuse. In der Nähe der Feldgeräte ermöglicht der<br />

Switch die Verbindung zum Feldgerät<br />

Autor:<br />

Andreas Hennecke,<br />

Produktmarketingmanager<br />

und verantwortlich für digitale<br />

Kommunikation<br />

Pepperl+Fuchs SE<br />

pa-info@de.pepperl-fuchs.com<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

In vielen Anwendungen der Prozessindustrie<br />

ist ein gesicherter<br />

Explosionsschutz von existenzieller<br />

Bedeutung. Dabei ist die Eigensicherheit<br />

der Stromkreise in Bereichen<br />

mit explosiven Atmosphären der<br />

wohl meistgenutzte Weg, um ein<br />

gefahrloses Arbeiten an den Feldgeräten<br />

zu sicherzustellen. Vereinfacht<br />

ausgedrückt steht dabei die<br />

Zündschutzart Eigensicherheit für<br />

nichts anderes als die Begrenzung<br />

der elektrischen Energie auf ein<br />

Niveau, bei dem kein ausreichender<br />

Zündfunke entstehen kann, um die<br />

vorhandene explosionsfähige Atmosphäre<br />

zu entzünden. Diese Zündschutzart<br />

wird vor allem bei Stromkreisen<br />

mit relativ kleinen Leistungen<br />

angewandt. Das macht sie optimal<br />

für den sicheren Betrieb von<br />

Messgeräten und anderen Feldgeräte,<br />

wie Sensoren und Aktoren.<br />

APL für die Eigensicherheit<br />

Diese Eigensicherheit muss nachgewiesen<br />

werden und genau dieser<br />

Nachweis war bisher stets mit aufwendigen<br />

Berechnungen verbunden.<br />

Dabei musste jede einzelne<br />

Verbindung zwischen einem Field<br />

Switch und einem Feldgerät einzeln<br />

berechnet und dokumentiert<br />

werden. Eine Forderung, die vor<br />

allem bei einer großen Anzahl von<br />

Feldgeräten einen immensen Zeitaufwand<br />

mit sich brachte.<br />

Ethernet-APL entlehnt die von<br />

FISCO her bekannten Konzepte,<br />

erlaubt aber eine höhere Leistung<br />

und größere Entfernungen zwischen<br />

Switch und Feldgerät. Für<br />

den Nachweis der Eigensicherheit<br />

wurde im bekannten IEC-Standard<br />

(IEC 60079) ein zusätzliches Kapitel<br />

aufgenommen. Dieses Konzept zur<br />

Eigensicherheit von Ethernet-APL-<br />

Verbindungen trägt die Bezeichnung<br />

2-WISE für Two-Wire Intrinsically<br />

Safe Ethernet.<br />

2-WISE<br />

beruht auf den Prinzipien der Ex-<br />

Normen IEC 60079-11, IEC 60079-<br />

14 und IEC 60079-25. Um den Prüfprozess<br />

zur Validierung der Eigensicherheit<br />

von Ethernet-APL-Geräten<br />

und Leitungen innerhalb von<br />

APL-Segmenten zu vereinfachen,<br />

wurde mit der Norm IEC TS 60070-<br />

47 (2-WISE) ein neues Systemkonzept<br />

standardisiert. Darin werden<br />

universelle Grenzwerte zur Definition<br />

der Eigensicherheit in APL-<br />

Stromkreisen festgelegt.<br />

Damit ist 2-WISE doch nicht völlig<br />

neu. Die Mehrheit der Anwender, die<br />

für die Gerätetechnik mit analogen<br />

Signalen heute das Entity-Konzept<br />

zum Nachweis der Eigensicherheit<br />

verwenden müssen, werden beim<br />

Einsatz von Ethernet-APL entlastet.<br />

Eigensicherheit<br />

völlig ohne Berechnungen<br />

Neu ist vor allem, dass jetzt der<br />

Hersteller eines Ethernet-APL-kompatiblen<br />

Feldgerätes die Einhaltung<br />

der erforderlichen Grenzwerte nach<br />

2-WISE garantiert. Dabei wird nicht<br />

nur nach unterschiedlichen Zonen,<br />

Auf einen Blick:<br />

sondern auch nach Divisions unterschieden.<br />

Der Anwender muss die<br />

Geräte nach der gewünschten Zone<br />

wählen, auf ein geeignetes Kabel<br />

achten und die Installation dokumentieren.<br />

Zeitraubende eigene<br />

Berechnungen sind somit nicht<br />

mehr erforderlich.<br />

Geeignete Geräte sind mit der<br />

Kennzeichnung „2-WISE“ und der<br />

jeweiligen Explosionsschutzklasse<br />

gekennzeichnet, für die das Ethernet-APL-Gerät<br />

zugelassen ist. Der<br />

Kabelweg zwischen Switch und Feldgerät<br />

darf maximal 200 m betragen.<br />

Das ist weit mehr als beim Feldbus<br />

mit 120 m zulässig war und deckt<br />

praktisch alle Anwendungen im<br />

Bereich der Prozessindustrie ab.<br />

Die geforderten Grenzwerte für<br />

die Kabelverbindung werden automatisch<br />

erfüllt, wenn ein 2-adriges<br />

Kabel vom Typ „A“ verwendet wird.<br />

In den weitaus meisten Fällen kann<br />

daher die vorhandene Verkabelung<br />

beibehalten werden, sofern Switch<br />

und Feldgerät 2-WISE-fähig sind und<br />

damit die Eigensicherheit vom Hersteller<br />

zugesichert ist.<br />

Einfache Topologie<br />

Ethernet-APL-Geräte lassen sich<br />

nahtlos in jede herkömmliche Topologie<br />

eines Automationssystems<br />

integrieren. Dabei sind die Feld-<br />

Switches direkt mit dem Industrial<br />

Ethernet-Netzwerk verbunden. Sie<br />

befinden sich in der Zone 2 des<br />

explosionsgefährdeten Bereiches.<br />

Datenverbindung und Energieversorgung<br />

der einzelnen Feldgeräte<br />

in der Zone 1/0 erfolgt jeweils über<br />

eigensichere Spurs. Die Ethernet-<br />

APL Field Switches werden separat<br />

mit Energie versorgt, die dann<br />

über einzelne Spurs an die Ethernet-<br />

APL-Feldgeräte weitergeleitet wird.<br />

• Eigensicherheit im Prozessbereich von entscheidender Bedeutung<br />

• Validierung ohne zeitraubende Berechnungen<br />

• Höhere Leistungen zum Betrieb der Feldgeräte<br />

• Distanz von bis zu 200 m zwischen Switch und Feldgerät<br />

• Einfach anwendbares Regelwerk<br />

30 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

Zwei Betriebsmitteln wie Klemmen oder Überspannungsschutz erlaubt für eigensichere Verbindungen<br />

Voraussetzungen<br />

Der Wegfall jeglicher eigenen<br />

Berechnungen zum Nachweis der<br />

Eigensicherheit jeder einzelnen Verbindung<br />

zwischen Field Switch und<br />

Feldgerät erfordert einige Voraussetzungen<br />

formeller Art:<br />

• Alle Geräte müssen für den jeweiligen<br />

explosionsgefährdeten<br />

Bereich zertifiziert sein.<br />

• Ex-Bescheinigungen und Herstellererklärungen<br />

müssen vorhanden<br />

sein und bei der Planung<br />

überprüft werden.<br />

• Zur Validierung der Eigensicherheit<br />

muss die Übereinstimmung aller<br />

Komponenten nach den 2-WISE<br />

Kriterien in einer Systemdokumentation<br />

erfasst und dokumentiert<br />

werden.<br />

Diese drei sehr einfachen Schritte<br />

können ohne wahrnehmbaren Mehraufwand<br />

direkt während der Planungsphase<br />

abgearbeitet werden.<br />

Zusätzlich gelten in vielen Ländern<br />

lokale Vorschriften deren Einhaltung<br />

ebenfalls überprüft und gewährleistet<br />

sein muss.<br />

Überschaubares Regelwerk<br />

Das Grundprinzip von 2-WISE ist<br />

im Grunde genommen ganz einfach.<br />

Ein mit Energie versorgter<br />

Spur gilt als eigensicher, sobald<br />

alle Komponenten den Spezifikationen<br />

nach IEC TS 60079-47:2021<br />

bzw. VDE V 0170-47:2021-06 entsprechen.<br />

Die Hardware besteht dabei<br />

zunächst einmal aus einer eigensicheren<br />

Energiequelle nach 2-WISE,<br />

die normalerweise durch einen Field<br />

Switch bereitgestellt wird. Am anderen<br />

Ende des Stromkreises befindet<br />

sich ein ebenfalls eigensicherer<br />

Lastanschluss, der aus dem Feldgerät<br />

besteht, das mit der elektrischen<br />

Energie betrieben wird.<br />

Das Kabel, dessen Länge zwischen<br />

beiden Geräten bis zu 200 m<br />

betragen darf, muss folgenden Spezifikationen<br />

entsprechen:<br />

• Widerstandsbelag Rc: 15…150 Ω/km<br />

• Induktivitätsbelag Lc: 0,4…1 mH/km<br />

• Kapazitätsbelag Cc: 45…200 nF/km<br />

Zwischen Source-Port (Switch)<br />

und Load-Port (Feldgerät) dürfen<br />

sich zwei weitere Betriebsmittel<br />

befinden. Als Betriebsmittel gelten<br />

nach IEC 60079-11 alle einfachen<br />

Verbindungseinrichtungen. Dazu<br />

zählen zum Beispiel Kabelklemmen,<br />

Steckverbinder oder auch ein entsprechend<br />

zertifizierter Überspannungsschutz.<br />

Diese müssen bei<br />

der Bestimmung der Eigensicherheit<br />

nicht berücksichtigt werden.<br />

Explosionsschutzklasse<br />

Wichtig ist auch, dass die Explosionsschutzklasse<br />

des gesamten<br />

Systems grundsätzlich durch den<br />

2-WISE-Port mit der geringsten<br />

Explosionsschutzklasse bestimmt<br />

wird. Eine Komponente mit Schutzklasse<br />

Ex ic darf daher nicht in einer<br />

Zone verwendet werden, die eine<br />

Eigensicherheit nach Ex ia erfordert.<br />

Dasselbe trifft auf die Gerätegruppe<br />

zu. Diese wird vom 2-WISE-Gerät<br />

mit der geringerwertigen Gerätegruppe<br />

bestimmt.<br />

Problemlose Validierung<br />

Die Eigensicherheit jedes<br />

2-WISE-Segments im Ex-Bereich<br />

muss vom Anwender schriftlich dokumentiert<br />

werden. Die Planungsrichtlinie<br />

für Ethernet-APL (kostenloser<br />

Download unter: www.pepperl-fuchs.<br />

com/apl-tec) enthält ein Beispiel für<br />

so ein beschreibendes Systemdokument<br />

(siehe Anhang 10.4). In diesem<br />

Dokument werden in tabellarischer<br />

Form alle eingesetzten Geräte mit<br />

ihren Spezifikationen aufgeführt:<br />

• Explosionsschutzklasse (zum Beispiel<br />

EX ia oder Ex ic)<br />

• Gerätegruppe (zum Beispiel IIC)<br />

• Temperaturklasse jedes<br />

2-WISE-Geräts<br />

• Sicherheitstechnische Parameter<br />

der verwendeten Leitung<br />

Umfangreiche Hinweise und Beispiele<br />

für die Installation in explosionsgefährdeten<br />

Bereichen finden<br />

sich in der Richtlinie in Kapitel 4.5.<br />

APL für schnellere<br />

Realisierung<br />

Tabelle zur Dokumentation der verwendeten Geräte und damit zum Nachweis der Eigensicherheit<br />

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

Ethernet-APL ist somit nicht nur<br />

eine neue physikalische Ebene,<br />

die einem Anlagenbetreiber eine<br />

vollständige und automatisierbare<br />

Netzwerkinfrastruktur basierend<br />

auf Ethernet bereitstellt und völlig<br />

neue Einblicke in Funktion und<br />

Zustand der einzelnen Feldgeräte<br />

erlaubt. Die neue Technologie liefert<br />

auch die Basis für eine deutlich<br />

beschleunigte Vorgehensweise<br />

bei der Planung und Implementierung<br />

von Prozessanlagen. Dabei<br />

ist Ethernet-APL eine Evolution,<br />

die auf vorhandenen Technologien<br />

aufsetzt und vieles schneller, einfacher,<br />

wirtschaftlicher macht. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

31


Kommunikation<br />

Single Pair Ethernet:<br />

Durchgängige Kommunikation für höhere Effizienz<br />

Autor:<br />

Dirk Traeger,<br />

Technical Solutions Manager<br />

DataVoice<br />

Telegärtner Karl Gärtner GmbH<br />

www.telegaertner.com<br />

Ethernet ist das weltweit führende<br />

Kommunikationsprotokoll.<br />

Ob im Büro, am Telefon oder in<br />

der Videoüberwachung – an Ethernet<br />

führt kein Weg vorbei. Auch<br />

in der Industrie hat sich Ethernet<br />

längst nicht nur im Büro etabliert.<br />

Als Industrial Ethernet ist<br />

es auf Unternehmens-, Leit- und<br />

Steuerungsebene verbreitet. Nur<br />

auf der Feldebene der industriellen<br />

Automatisierungsnetze sowie<br />

in der Gebäudeautomation dominierten<br />

lange Zeit die Bussysteme.<br />

Der Grund: Hier sind viele Komponenten,<br />

die nur geringe Datenmengen<br />

senden und empfangen,<br />

in einem weiten Bereich verteilt.<br />

Alle Sensoren, Aktoren und elektrische<br />

Geräte mit einem Ethernet-<br />

Anschluss auszustatten und über ein<br />

vierpaariges Kabel mit dem Netzwerk<br />

zu verbinden, ist weder technisch<br />

noch wirtschaftlich sinnvoll.<br />

Der Bruch in der Kommunikation<br />

und die Umsetzung von Ethernet<br />

auf die verschiedenen Bussysteme<br />

und umgekehrt wurde zwangsläufig<br />

in Kauf genommen, doch blieb<br />

der Wunsch nach einem einheitlichen<br />

Kommunikationsprotoll im<br />

gesamten Netz.<br />

Durchgängige<br />

Kommunikation<br />

Mit Single Pair Ethernet (SPE)<br />

wird die durchgängige Kommunikation<br />

mit dem Ethernet-Protokoll<br />

über alle Netzebenen hinweg wirtschaftlich<br />

möglich, vom Core-Switch<br />

über sämtliche Bereiche der industriellen<br />

Kommunikation bis hin zum<br />

kleinsten Sensor auf der Feldebene,<br />

sowohl in der industriellen Automatisierung<br />

als auch in der Gebäudeautomation.<br />

Das Problem der aufwändigen<br />

Verkabelung löst SPE einfach,<br />

elegant und effizient: Dünne,<br />

einpaarige Kabel und kleine, kompakte<br />

Steckverbinder minimieren<br />

den Verkabelungsaufwand durch<br />

geringeren Platzbedarf, geringeren<br />

Installationsaufwand und geringere<br />

Materialkosten. Zusätzlich kann SPE<br />

Sensoren, Aktoren, Controller und<br />

Geräte per Power over Data Lines<br />

(PoDL) über die Datenleitung auch<br />

gleich mit Strom versorgen.<br />

SPE für Industrie/IIoT und<br />

Gebäudeautomation<br />

Verschiedene Anwendungen und<br />

Einsatzbereiche stellen unterschiedliche<br />

Anforderungen an Datenraten,<br />

Leitungslängen, Steckverbinder und<br />

deren IP-Schutzart.<br />

Zurzeit sind im internationalen<br />

Ethernet-Standard IEEE 802.3 sechs<br />

SPE-Varianten genormt (Tabelle 1).<br />

SPE-Varianten mit kurzen Leitungslängen<br />

sind in erster Linie in<br />

Fahrzeugen (Automotive) sinnvoll,<br />

die Verwendung in Systemen und<br />

Anlagen mit kurzen Entfernungen<br />

in industriellen Bereichen und in der<br />

Gebäudetechnik ist jedoch denkbar.<br />

Bild 1: Typisches vierpaariges, geschirmtes Datenkabel (links) und<br />

geschirmtes Kabel für Single Pair Ethernet (rechts) im Vergleich<br />

SPE-Variante Norm Datenrate Frequenzbereich Leitungslänge<br />

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

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

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

link segment type B: bis 40 m<br />

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

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

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

Tabelle 1<br />

32 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

Kabelnorm Für SPE-Variante Datenrate max. Leitungslänge Verlegung Norm veröffentlicht<br />

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

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

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

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

Tabelle 2<br />

Kabel und Stecker für SPE<br />

Die Kabel für Single Pair Ethernet<br />

sind in der internationalen Normenfamilie<br />

IEC 61156 spezifiziert,<br />

die Normungsarbeit ist jedoch noch<br />

nicht abgeschlossen (Tabelle 2).<br />

Bild 1 zeigt links ein typisches<br />

vierpaariges, geschirmtes Datenkabel<br />

und rechts ein geschirmtes<br />

Kabel für Single Pair Ethernet im<br />

Vergleich.<br />

Steckverbindertypen<br />

Im Gegensatz zum zwei- und<br />

vierpaarigen Ethernet, in dem der<br />

RJ45-Stecker dominiert, gibt es bei<br />

Single Pair Ethernet mehrere konkurrierende<br />

Steckverbindertypen.<br />

Zahlreiche Hersteller von Verkabelungskomponenten,<br />

aktiven Netzwerkkomponenten<br />

und Feldprüfgeräten<br />

haben sich zu Organisationen<br />

wie der Single Pair Ethernet<br />

System Alliance zusammengeschlossen,<br />

die international mit<br />

dem Single Pair Ethernet Consortium<br />

(SPEC) der amerikanischen<br />

TIA kooperiert.<br />

Das platzsparendste Steckgesicht<br />

wurde von der Single Pair Ethernet<br />

System Alliance vorgestellt und<br />

nach IEC international genormt. IEC<br />

63171-2 spezifiziert SPE-Steckverbinder<br />

in Schutzart IP20 in geschirmter<br />

und ungeschirmter Ausführung.<br />

Die kurz vor der Veröffentlichung stehende<br />

IEC 63171-5 legt das gleiche<br />

Steckgesicht in geschirmter wie in<br />

ungeschirmter Ausführung wie IEC<br />

63171-2 zugrunde, jedoch in der für<br />

industrielle Anwendungen üblichen<br />

Bild 2: Größenvergleich von RJ45-<br />

Stecker (links) und SPE-Stecker nach<br />

IEC 63171-2 (rechts)<br />

Schutzart IP65/67. Dadurch sind<br />

die SPE-Steckverbinder nach IEC<br />

63171-2 und -5 unabhängig von ihrer<br />

Schutzart untereinander steckkompatibel<br />

und ermöglichen ein durchgängiges<br />

Stecksystem für die verschiedenen<br />

Anwendungsbereiche.<br />

Sie haben das kleinste am Markt<br />

verfügbare SPE-Steckgesicht, das<br />

sogar in ein Standard-M8-Gehäuse<br />

passt (Bilder 2-4).<br />

Power over Data Lines<br />

(PoDL)<br />

Auch bei Single Pair Ethernet<br />

können Endgeräte über die Datenleitung<br />

auch gleich mit Strom versorgt<br />

werden. Dadurch wird kein weiterer<br />

Steckverbinder für den Stromanschluss<br />

benötigt, was gerade bei<br />

kleinen Komponenten wie Sensoren<br />

und Aktoren besonders vorteilhaft<br />

ist. Die zugrundeliegende Technik<br />

ist mit dem bekannten Power over<br />

Ethernet (PoE) zwar verwandt,<br />

jedoch nicht kompatibel! Power over<br />

Ethernet benötigt mindestens zwei<br />

Aderpaare für die Stromversorgung<br />

von Endgeräten, nämlich ein Paar für<br />

den Stromfluss zum Endgerät und<br />

ein Paar für den Stromfluss zurück.<br />

Damit ist Power over Ethernet nicht<br />

für Single Pair Ethernet geeignet, das<br />

nur ein einziges Aderpaar verwendet.<br />

Um Verwechslungen mit Power<br />

over Ethernet zu vermeiden, wurde<br />

für die Stromversorgung von Endgeräten<br />

bei Single Pair Ethernet ein<br />

neuer Name gewählt: Power over<br />

Data Lines, kurz: PoDL. PoDL ist<br />

in IEEE 802.3bu genormt und stellt<br />

Endgeräten und Komponenten im<br />

Regelbetrieb eine elektrische Leistung<br />

von bis zu 50 Watt bei einer<br />

Stromstärke von typisch bis zu<br />

1360 Milli ampere zur Verfügung.<br />

Ausblick<br />

Mit Single Pair Ethernet kann<br />

Ethernet endlich durchgängig<br />

als alleiniges Kommunikationsprotokoll<br />

in industriell genutzten<br />

Bereichen sowie in der Gebäudeautomation<br />

und der technischen<br />

Gebäudeausrüstung eingesetzt<br />

werden. Eine Protokollumsetzung,<br />

die bei der Verbindung von Ethernet<br />

und Bussystemen nötig ist, entfällt.<br />

Durch das einheitliche, universelle<br />

Ethernet-Protokoll kann<br />

auch die Verkabelung wesentlich<br />

flexibler und effizienter von<br />

den verschiedensten Ethernetfähigen<br />

Komponenten und Geräten<br />

genutzt werden. Es steht zu<br />

erwarten, dass Single Pair Ethernet<br />

die Ablösung der Bussysteme<br />

durch Ethernet deutlich beschleunigen<br />

wird. Wie bei Ethernet über<br />

zwei- und vierpaarige Leitungen<br />

umfasst das Produktportfolio für<br />

Single Pair Ethernet anschlussfertige<br />

Kabel, die ab Lager bestellbar<br />

sind, individuell konfigurierbare<br />

Verkabelungsstrecken und<br />

feldkonfektionierbare Produktlösungen.<br />

Zurzeit sind einige Normen<br />

jedoch noch nicht endgültig<br />

verabschiedet oder veröffentlicht!<br />

Die Praxis hat gezeigt, dass<br />

es sinnvoll ist, ein Netzwerk erst<br />

dann zu planen und zu installieren,<br />

wenn alle relevanten Normen<br />

veröffentlicht und damit verbindlich<br />

und verlässlich sind. ◄<br />

Bild 3: Größenvergleich von RJ45-Buchse (links) und SPE-Buchse nach IEC<br />

63171-2 (rechts)<br />

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

Stecker nach IEC 63171-5 im M8-Gehäuse (rechts)<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

33


Kommunikation<br />

Prozessoptimierung<br />

durch sauber erfasste Maschinendaten<br />

Helmholz-Komponenten unterstützen weltweites MES-System beim Spezialisten für Antriebskomponenten von<br />

thyssenkrupp<br />

Verbrennungs-, Hybrid- und Elektromotoren<br />

spezialisierte Autozulieferer<br />

leistet einen wesentlichen<br />

Beitrag zur Emissionsreduzierung<br />

für eine nachhaltige Mobilität. Das<br />

Produktportfolio erstreckt sich von<br />

gebauten Nockenwellen über variable<br />

Ventiltriebsysteme bis zur Rotorwelle<br />

als Kernkomponente elektrischer<br />

Antriebe. Das Headquarter<br />

des Unternehmens befindet sich<br />

in Ilsenburg. Die Unternehmensgruppe<br />

produziert an zehn Standorten<br />

in Deutschland, Liechtenstein,<br />

Ungarn, den USA, Brasilien, Mexiko<br />

und China hochmoderne Antriebskomponenten<br />

für den Antriebsstrang.<br />

© thyssenkrupp Presta Ilsenburg GmbH<br />

Autor:<br />

Fabian Slowakiewicz,<br />

Productmanager<br />

Helmholz GmbH & Co. KG<br />

www.helmholz.de<br />

THYSSENKRUPP DYNAMIC<br />

COMPONENTS GMBH<br />

www.thyssenkrupp-dynamiccomponents.com<br />

Mit Produktionsstätten rund um<br />

den Globus gehört die Unternehmensgruppe<br />

Antriebseinheit von<br />

thyssen krupp zu den weltweit erfolgreichen<br />

Automobilzulieferern. Ihre<br />

Innovationskraft beweist die zum<br />

thyssenkrupp-Konzern gehörende<br />

Unternehmensgruppe auch nach<br />

innen: So wird derzeit ein standortübergreifendes<br />

MES-System realisiert,<br />

in dem die Daten aus allen<br />

Maschinennetzwerken erfasst und<br />

somit systematisch genutzt werden<br />

können. Die technische Voraussetzung<br />

dafür schaffen nicht zuletzt<br />

mehrere hundert Industrial Ethernet<br />

Bridges von Helmholz.<br />

Erwartungen an<br />

digitalisierte<br />

Produktionsumgebungen<br />

Am Anfang von Industrie 4.0 und<br />

Internet of Things (IoT) stand die<br />

Idee von intelligenten Maschinen<br />

und Produkten, die über eine internetbasierte<br />

Dateninfrastruktur miteinander<br />

kommunizieren und sich<br />

so quasi selbstständig managen<br />

und optimieren. Inzwischen sind<br />

die Erwartungen an digitalisierte<br />

Produktionsumgebungen naturgemäß<br />

sehr viel konkreter geworden.<br />

Das zeigt auch das Beispiel der<br />

Antriebseinheit von thyssenkrupp,<br />

einer Unternehmensgruppe innerhalb<br />

des thyssenkrupp-Konzerns<br />

mit über 3.500 Mitarbeitern. Der auf<br />

gebaute Antriebskomponenten für<br />

Neue Möglichkeiten<br />

durch Digitalisierung<br />

Gerade in einer Unternehmensgruppe<br />

dieser Größe und Ausrichtung<br />

birgt die fortschreitende Digitalisierung<br />

enorme Potenziale, die<br />

der Projektleiter am Standort Ilsenburg<br />

so zusammenfasst: „Daten<br />

aus den Produktionsanlagen bieten<br />

die Basis für die Optimierung<br />

von Prozessen und Wartungsmodellen,<br />

Stichwort Predictive Maintenance.<br />

Außerdem ermöglichen sie<br />

eine weltweite Vergleichbarkeit von<br />

Prozessen und Maschinen in den<br />

Werken und schaffen damit auch<br />

eine höhere Transparenz und aussagekräftigere<br />

Kennzahlen für das<br />

© Helmholz GmbH & Co. KG<br />

34 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

© thyssenkrupp Presta Ilsenburg GmbH<br />

Management. Und nicht zuletzt wird<br />

die Kooperation zwischen den Werken<br />

einfacher.“<br />

Um diese Potenziale künftig voll<br />

ausschöpfen zu können, implementiert<br />

die Antriebseinheit von thyssenkrupp<br />

derzeit eine neue MES-<br />

Plattform (Manufacturing Execution<br />

System). Ein zentrales Element der<br />

Lösung ist eine eigenprogrammierte<br />

Software zur Maschinendatenerfassung.<br />

Die Daten werden dort aufbereitet,<br />

um dann in einer übergeordneten<br />

MES-Software weiterverarbeitet<br />

und genutzt werden zu können.<br />

Entwickelt und erprobt wurde dieses<br />

Modell im Pilotwerk Ilsenburg: „Wir<br />

geben den Standorten das Konzept<br />

an die Hand“, so erklärt der Projektleiter<br />

die Umsetzungsstrategie, „dieses<br />

wird dann als Standard für die<br />

Werke weltweit ausgerollt und vor<br />

Ort umgesetzt“.<br />

Erfassung ergeben würden. Gleichzeitig<br />

bietet sich bei der Unternehmensgruppe<br />

– wie bei vielen produzierenden<br />

Unternehmen – das Bild einer<br />

historisch gewachsenen Automatisierungsinfrastruktur.<br />

Die spezifischen<br />

Anforderungen einer zunehmenden<br />

Digitalisierung treffen damit vielfach<br />

auf mehrere Jahre alte Bestandsanlagen.<br />

Gefragt waren also Komponenten,<br />

um diese ebenso sicher wie einfach<br />

in digitale Netzwerk- und Industrie-4.0-Umgebungen<br />

einzubinden –<br />

und das mit weltweiter Verfügbarkeit<br />

und zu einem überschaubaren Investment.<br />

Fündig wurden die Verantwortlichen<br />

schließlich bei Helmholz.<br />

Praxiserfahrungen und Ausblick<br />

Netzwerkkomponenten<br />

Der erste Anknüpfungspunkt ihrer<br />

umfangreichen Marktrecherche war<br />

dabei das Industrial NAT-Gateway<br />

WALL IE von Helmholz. Im Bridge-<br />

Betriebsmodus agiert sie als Layer 2<br />

Switch. Im Gegensatz zu normalen<br />

Switches ist auch in dieser Betriebsart<br />

eine Paket- filterung möglich. Mit<br />

dem Paketfilter lässt sich der Zugriff<br />

zwischen dem Produktionsnetzwerk<br />

und der jeweiligen Maschine bzw.<br />

Linie einschränken. Beispielsweise<br />

kann konfiguriert werden, dass nur<br />

bestimmte Teilnehmer aus dem Produktionsnetzwerk<br />

mit definierten<br />

Teilnehmern aus der Automatisierungszelle<br />

Daten austauschen dürfen.<br />

Andernfalls wird das Datenpaket<br />

zurückgewiesen bzw. verworfen.<br />

Als zusätzliche Besonderheit<br />

kann WALL IE darüber hinaus<br />

auch im NAT-Betriebsmodus eingesetzt<br />

werden. Das Maschinennetz<br />

wird dabei als LAN (Local<br />

Area Network) betrachtet, das Produktions-<br />

bzw. Firmennetzwerk als<br />

WAN (Wide Area Network). WALL<br />

IE schützt beide Netze, indem es<br />

genau regelt, welcher Teilnehmer mit<br />

welchem Gerät Daten austauschen<br />

darf. Dieser Aspekt war für die Entscheidung<br />

jedoch zweitrangig, da<br />

die gesamte Maschinendatenerfassung<br />

in ein umfassendes Cybersecurity-<br />

Konzept integriert ist. ◄<br />

© thyssenkrupp Dynamic Components GmbH<br />

Sichere und einfache<br />

Integration von<br />

Maschinennetzen<br />

Neben vielen anderen komplexen<br />

Herausforderungen, die ein solches<br />

Projekt naturgemäß stellt, galt es auch,<br />

eine vermeintlich einfache Aufgabe zu<br />

lösen: „Um die Daten systematisch<br />

nutzen zu können, müssen diese erst<br />

einmal geordnet aus den Maschinen<br />

abgegriffen werden“, beschreibt ein<br />

IT-Experte des Projektteams beim<br />

Spezialisten für Antriebskomponenten<br />

von thyssenkrupp, die Problemstellung.<br />

Geordnet heißt in diesem<br />

Zusammenhang: vor allem ohne<br />

interne IP-Adresskonflikte innerhalb<br />

der Produktionsmaschine und automatisiert,<br />

also ohne den operativen<br />

Aufwand und die potenziellen Fehlerquellen,<br />

die sich aus einer manuellen<br />

© thyssenkrupp Dynamic Components GmbH © thyssenkrupp Dynamic Components GmbH<br />

Inzwischen laufen die ersten Installationen im Pilotwerk<br />

Ilsenburg seit über einem Jahr – und zwar „völlig<br />

reibungs- los“, wie die Spezialisten, welche die<br />

Anlagen betreuen, resümieren. Weitere WALL IE<br />

Gateways von Helmholz sind zudem bereits in sieben<br />

der zehn weltweiten Werke im Einsatz. Diese<br />

arbeiten ebenfalls „störungsfrei und zuverlässig“.<br />

Zusätzlich lobt das Team „die super Betreuung und<br />

die immer schnelle Rück- meldung durch Helmholz,<br />

auch schon während der Testphase“. Und das Projektteam<br />

stellt erleichtert fest, dass auch die weltweite<br />

Auslieferung „immer termin- und liefertreu<br />

geklappt hat“.<br />

Sukzessive werden nun Maschinen aller Standorte<br />

der Antriebseinheit mit Helmholz-Komponenten<br />

ausgerüstet. Nach aktueller Planung werden dafür<br />

mindestens 600 WALL IEs benötigt. Und diese Zahlen<br />

können durchaus noch steigen, denn: „Die Einbindung<br />

von SPSen wird sicher noch einige Jahre<br />

Thema bleiben – und damit auch die Lösungen<br />

von Helmholz.<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

35


Kommunikation<br />

Bridge-Evaluation-Module für IO-Link Wireless<br />

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

vorinstallierten IO-Link Master-Software, der IO-Link Wireless-Device-Software sowie einer Bridge-Beispiel-<br />

Applikation ist es damit möglich, eigene Bridges zu fertigen.<br />

KUNBUS GmbH<br />

info@kunbus.com<br />

www.kunbus.de<br />

IO-Link Wireless ist ein neuer<br />

Funkstandard, der die hohen Ansprüche<br />

der Fabrikautomation erfüllt.<br />

Im Vergleich zu seinem kabelgebundenen<br />

Pendant<br />

IO-Link,<br />

sorgt der Wegfall<br />

der Kabel<br />

für wesentlich<br />

mehr Flexibilität,<br />

weniger<br />

Verschleiß und<br />

bessere Skalierbarkeit.<br />

Ein<br />

weiterer großer<br />

Vorteil besteht<br />

darin, dass die<br />

neue Wireless-<br />

Kommunikation<br />

problemlos in<br />

vorhandene IO-<br />

Link-Systeme integriert<br />

werden<br />

kann.<br />

Auf der Seite der Devices ermöglicht<br />

eine IO-Link Wireless Bridge<br />

diese einfache Einbindung. Überall<br />

dort, wo noch kein passender IO-<br />

Link Wireless Sensor oder Aktuator<br />

verfügbar ist, können Sensorhersteller<br />

ihre Produkte mit geringem<br />

Aufwand IO-Link wireless<br />

fähig machen und Systemanbietern<br />

gelingt es, jedes beliebige<br />

IO-Link Device in ihr Automatisierungskonzept<br />

zu integrieren. Um so<br />

schnell und einfach wie möglich eine<br />

eigene IOLW-Bridge zu entwickeln,<br />

dient das Kunbus Bridge-Evaluation-Module<br />

Geräteherstellern als<br />

optimale Blaupause. Es verkürzt<br />

die Time-to-Market, senkt die Produktentwicklungskosten<br />

und stärkt<br />

die Wettbewerbsfähigkeit.<br />

Kunbus verfügt bereits über viel<br />

Erfahrung im Bereich IO-Link Wireless.<br />

Mit den IO-Link Wireless Stacks<br />

und Modulen ist es möglich, Automatisierungskomponenten,<br />

wie<br />

z. B. Sensoren, Aktoren oder E/A-<br />

Module, schnell und einfach mit<br />

IO-Link Wireless auszustatten. ◄<br />

IO-Link-Safety kommt in Bewegung<br />

Auf dem PI-Gemeinschaftsstand<br />

auf der SPS wird die erste<br />

Multivendor-Demo mit IO-Link<br />

Safety gezeigt. Acht Herstellerfirmen<br />

demonstrieren vor Ort live die<br />

Möglichkeiten und Leistungsfähigkeit<br />

von IO-Link Safety. Dabei kommuniziert<br />

eine fehlersichere SPS<br />

über PROFINET und PROFIsafe<br />

mit IO-Link Safety Mastern. Als IO-<br />

Link Safety Devices sind Lichtgitter,<br />

Türzuhaltungen, Befehls- und<br />

Meldegeräte-Boxen, Not-Halt-<br />

Taster sowie sichere Antriebe in<br />

die Anwendung integriert. Um das<br />

Zusammenspiel von IO-Link und<br />

IO-Link Safety in einer Anwendung<br />

zu zeigen, werden ein<br />

IO-Link-Text-Display sowie eine<br />

IO-Link-Signalleuchte zur Statusanzeige<br />

verwendet.<br />

Die Anwendung demonstriert<br />

insbesondere auch den gemischten<br />

Kommunikationsmodus, bei<br />

dem gleichzeitig sicherheitsgerichtete<br />

wie auch Standarddaten<br />

mit dem gleichen IO-Link-Device<br />

ausgetauscht werden. Dies macht<br />

IO-Link Safety sehr leistungsfähig<br />

und wird unter anderem für<br />

die sicheren Antriebe, die Türzuhaltungen<br />

sowie die Befehls- und<br />

Meldegeräte-Boxen verwendet. So<br />

können die nicht sicherheitsgerichteten<br />

Funktionen wie gewohnt programmiert<br />

werden, während nur<br />

die Sicherheitsfunktionen vom fehlersicheren<br />

Programm der SPS<br />

gesteuert und überwacht werden<br />

müssen.<br />

Das Geräte-Engineering erfolgt<br />

wie von IO-Link gewohnt mit der<br />

IODD (IO Device Description).<br />

Wenn bei dem IO-Link Device<br />

auch gerätespezifische und sicherheitsgerichtete<br />

Parameter eingestellt<br />

werden können, dann wird<br />

zusätzlich zur IODD ein sogenanntes<br />

„Dedicated Safety Tool“<br />

vom Gerätehersteller angeboten.<br />

Dazu gibt es ein standardisiertes<br />

Interface (Device Tool Interface,<br />

DTI) zur Integration des „Dedicated<br />

Safety Tools“ in die IO-Link-<br />

Engineering-Software. Die Vorparametrierung<br />

auch außerhalb der<br />

Anlage kann komfortabel mit einem<br />

USB IO-Link Master erfolgen. Dieser<br />

bietet dazu im Zusammenspiel<br />

mit der Engineering-Software IO-<br />

Link Safety Funktionalität an. So<br />

können die Sicherheitsfunktionen<br />

auch schon vor der Installation in<br />

der Anlage getestet werden.<br />

Halle 5, Stand 210<br />

PI (PROFIBUS & PROFINET<br />

International) PROFIBUS<br />

Nutzerorganisation e. V.<br />

info@profibus.com<br />

www.profibus.com<br />

36 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Kommunikation<br />

IoT-Bausteine für Edge-Gateway-Applikationen<br />

SPS 2022: Anwendungsbezogene Bausteine ermöglichen innovative IoT-Lösungen plus eine auf IEC 62443<br />

basierende Cybersecurity.<br />

Halle 6, Stand 150G<br />

SSV Software Systems GmbH<br />

www.ssv-embedded.de<br />

Die Entwicklung einer industriellen<br />

IoT-Anwendung mit werthaltigem<br />

Kundennutzen ist auf Grund<br />

der Gesamtkomplexität nach wie<br />

vor eine große Herausforderung.<br />

Ein schnelles Time-to-Market hilft<br />

nicht wirklich, wenn die quantifizierbaren<br />

Vorteile fehlen und die<br />

Cybersecurity nicht schon in der Planungsphase<br />

berücksichtigt wurde.<br />

Viel wichtiger ist aus der Sicht von<br />

SSV daher eine solide Planung<br />

sowie eine DevOps-Prozesskette<br />

mit einem Entwicklungsprozess,<br />

der den gesamten Lebenszyklus<br />

der Anwendung umfasst.<br />

Adaptives Bausteinkonzept<br />

Als Hilfestellung hinsichtlich der<br />

komplexen Anforderungen bietet<br />

SSV nun ein adaptives Bausteinkonzept<br />

für industrielle IoT-Anwendungen<br />

an. Der zentrale Funktionsbaustein<br />

ist eine Hardware-agnostische<br />

Firmware für Edge-Gateways.<br />

Sie hat einen anpassbaren Funktionsumfang<br />

und lässt sich sowohl<br />

auf verschiedenen Embedded-Plattformen<br />

als auch in Docker-Containern<br />

einsetzen. Für die Sensorik<br />

stehen die Bausteine des SFS-Baukastens<br />

(Smart Factory-Sensor) im<br />

Zusammenspiel mit dem SSB-Protokoll<br />

(Secure Sensor Beacon) zur<br />

Verfügung. KI-Funktionen werden<br />

per TensorFlow und TinyML in die<br />

Firmware integriert. In Bezug auf<br />

die Cybersecurity sind verschiedene<br />

Sicherheitsstufen möglich, die<br />

sich an der Richtlinie IEC 62443-<br />

4-1 orientieren.<br />

Virtuellen<br />

IoT-Serviceassistenten<br />

erleben<br />

Ein praktisches<br />

Beispiel stellt SSV<br />

auf der SPS 2022<br />

mit einem virtuellen<br />

IoT-Serviceassistenten<br />

für<br />

Maschinen und<br />

Anlagen vor, der<br />

z. B. eine hochqualifizierte<br />

Online-Hilfe<br />

im Störungsfall ermöglicht.<br />

In dieser<br />

Beispielanwendung liefern verschiedene<br />

Maschinenkomponenten<br />

und Sensoren diverse Betriebsdaten<br />

ereignisgesteuert an einen<br />

digitalen Zwilling. Damit lässt sich<br />

der aktuelle Gesamtzustand bspw.<br />

über eine Webseite jederzeit visualisieren.<br />

Direkt an der Maschine<br />

werden außerdem periodisch BLE-<br />

Beacons mit Zustandsinformationen<br />

verschickt, die per Smartphone-App<br />

vor Ort empfangen und dem Benutzer<br />

angezeigt werden können. Die<br />

App erzeugt des Weiteren automatische<br />

Anfragen an einen Cloudservice,<br />

der nach einer Datenanalyse<br />

werthaltige kontextbezogene<br />

Nutzerhinweise, z. B. Wartungsinformationen,<br />

an das Smartphone<br />

zurückschickt.<br />

Lizenzvereinbarung<br />

Die Bausteine werden von SSV im<br />

Rahmen einer Lizenzvereinbarung<br />

für industrielle IoT-Projekte weitergegeben.<br />

Dazu gehört außerdem noch<br />

ein individuelles Angebot an Unterstützungsleistungen<br />

zur Implementierung<br />

und zum Test aller Funktionen,<br />

dem Praxiseinsatz sowie den<br />

damit verbundenen Lebenszyklusphasen.<br />

◄<br />

Unsere Vision: Seamless IoT Connectivity<br />

Perinet entwickelt zukunftsweisende Elektronik, um Sensoren und Aktoren<br />

netzwerkfähig zu machen. Die neuen Komponenten und Software schließen<br />

die Endgeräte nahtlos an IT-Systeme an und ermöglichen eine direkte<br />

Kommunikation ohne Protokollwandlung.<br />

Dank hybridem SPE lassen sich Datentransfer und Stromversorgung<br />

zugunsten einer benutzerfreundlichen Verwendung bündeln. Die Erfüllung<br />

höchster Sicherheitsstandards wird durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung<br />

gewährleistet.<br />

Perinet wurde durch den German Innovation Award 2021 für die<br />

Entwicklung bahnbrechender Technologie anerkannt.<br />

Perinet GmbH<br />

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

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

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

37


Kommunikation<br />

Sichere Industrierouter<br />

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

kritischer Infrastrukturen ein.<br />

zu schaffen. Mit Unterstützung für<br />

virtuelles Patching hilft die Serie<br />

EDR-G9010 außerdem, alte Systeme<br />

vor Schwachstellen zu schützen,<br />

was Fertigungsplanern mehr<br />

Zeit und Flexibilität gibt, industrielle<br />

Abläufe am Laufen zu halten. Mit den<br />

Lösungen von Moxa wird die Sichtbarkeit<br />

mit zentralisiertem Management,<br />

Massenbereitstellung und<br />

Echtzeitüberwachung verbessert,<br />

damit die Benutzer eine sichere,<br />

effiziente industrielle Netzwerkumgebung<br />

schaffen können.<br />

Moxa führt neben seiner Management-Software<br />

für industrielle Sicherheit<br />

MXsecurity, die industriellen<br />

Intrusion-Detection/-Prevention-<br />

Systeme (IDS/IPS) ein, wodurch<br />

sein Produkt-Portfolio durch fortschrittliche<br />

IT-Sicherheit und speziell<br />

zugeschnittene Managementlösungen<br />

erweitert wird. Die Serie<br />

EDR-G9010 stellt einen sicheren Allin-One-Router<br />

mit Firewall-/NAT-/<br />

VPN-/Switch-Funktion dar. Durch<br />

den Zusatz von IDS/IPS wird die<br />

Serie EDR-G9010 zu einer industriellen<br />

Firewall der nächsten Generation,<br />

ausgestattet mit Bedrohungserkennungs-<br />

und verhinderungsfunktionen,<br />

um kritische Infrastrukturen<br />

noch wirksamer vor Angriffen<br />

auf die IT-Sicherheit zu schützen.<br />

Zudem ist MXsecurity eine speziell<br />

zugeschnittene Sicherheitsmanagement-Suite,<br />

die Echtzeit-Einsicht in<br />

Cyberbedrohungen bietet und es<br />

den Benutzern ermöglicht, sichere<br />

Router der Serie EDR-G9010 vor<br />

Ort zentral zu verwalten.<br />

Robuste<br />

Netzwerkverteidigung<br />

Seit ihrer Markteinführung 2021<br />

haben die sicheren Router der<br />

Serie EDR-G9010 dazu beigetragen,<br />

eine robuste Netzwerkverteidigung<br />

an vorderster Front für industrielle<br />

Automatisierungs- und<br />

Steuerungssysteme (IACS) in vielen<br />

verschiedenen Branchen wie<br />

beispielsweise dem Energiesektor<br />

und intelligenten Verkehrssystemen<br />

zu schaffen. Jüngste Vorfälle<br />

bei der IT-Sicherheit haben jedoch<br />

gezeigt, dass Industrieunternehmen<br />

sich nach wie vor schwer damit tun,<br />

Risiken vollständig zu entschärfen,<br />

was auf Schwierigkeiten bei der Aufrüstung<br />

und Absicherung des industriellen<br />

Netzwerks ihres Unternehmens<br />

zurückzuführen ist. Daher<br />

wünschen sich die Unternehmen<br />

speziell auf sie zugeschnittene IT-<br />

Sicherheitslösungen für Industrieumgebungen,<br />

die die Anforderungen<br />

von Fertigungsplanern berücksichtigen.<br />

Die sicheren All-in-One-<br />

Router der Serie EDR-G9010 und<br />

die industrielle Sicherheitsmanagement-Suite<br />

MXsecurity sind die Antwort<br />

hierauf.<br />

Aufbau sicherer Netzwerke<br />

„Moxa engagiert sich für den Aufbau<br />

sicherer Netzwerke und den<br />

Schutz der industriellen Abläufe<br />

unserer Kunden und vereint Netzwerk-<br />

und industrielle IT-Sicherheit<br />

zu einem Defense-in-Depth-Schutz.<br />

Um dies zu erreichen, nutzen wir<br />

den robusten Perimeterschutz der<br />

Serie EDR-G9010 und deren fortschrittliche<br />

IPS-Gefahrenerkennung,<br />

gestützt von der speziell zugeschnittenen<br />

Deep Packet Inspection-OT-<br />

Plattform von Moxa“, sagt Kevin<br />

Huang, Produktmanager bei Moxa<br />

Networking. „Wir haben festgestellt,<br />

dass unsere Kunden zwar wissen,<br />

das IT-Sicherheit wichtig ist, jedoch<br />

stoßen sie häufig auf Herausforderungen<br />

bei der Bereitstellung und<br />

dem Betrieb von IT-Sicherheitsmaßnahmen<br />

vor Ort. Wir glauben, dass<br />

MXsecurity unseren Kunden dabei<br />

helfen kann, das Netzwerksicherheitsmanagement<br />

zu rationalisieren,<br />

denn sie haben die Möglichkeit,<br />

Bedrohungen der IT-Sicherheit<br />

in Echtzeit einzusehen und<br />

können gleichzeitig ihre Betriebskosten<br />

reduzieren.“<br />

Schwachstellen beseitigen<br />

Diese Lösungen sind auf Zuverlässigkeit<br />

und durchgehende Konnektivität<br />

ausgelegt, um dauerhafte<br />

Hochleistungs-Industrienetzwerke<br />

Sichere Industrierouter der<br />

Serie EDR-G9010<br />

• Industrielle Intrusion-Detection/-<br />

Prevention-Systeme (IPS/IDS) für<br />

einen wirksameren Schutz kritischer<br />

industrieller Infrastrukturen<br />

• All-in-One-Firewall/NAT/VPN/<br />

Router/Switch für eine größere<br />

Flexibilität bei der Netzwerkinstallation<br />

und zur Ermöglichung<br />

eines sicheren Fernzugriffs<br />

• 8 GbE-Kupfer-Ports und 2 SFP<br />

GbE-Ports für Fernkommunikation<br />

mit hoher Bandbreite<br />

• Unterstützung von VRRP und<br />

Turbo Ring für Routing- und Switching-Redundanz<br />

zur Optimierung<br />

der Verfügbarkeit<br />

• Deep Packet Inspection (DPI) für<br />

Modbus TCP/UDP, DNP3, IEC<br />

60870-5-104 und IEC 61850 MMS-<br />

Datenverkehrsfilterung<br />

Industrielle<br />

Sicherheitsmanagement-<br />

Suite MXsecurity<br />

• Zentralisiertes Management und<br />

Überwachung von Geräten der<br />

Serie EDR-G9010 für bessere<br />

Administration und Wartung<br />

• Vereinheitlichte Massenbereitstellung<br />

von Firewall-Richtlinien,<br />

Firmware-Upgrades und Signatur-Updates<br />

• Vollständige Einsicht in die Netzwerkaktivität<br />

in Echtzeit und sofortige<br />

Bedrohungsmeldungen<br />

• Automatisches Sammeln von<br />

Sicherheitsprotokollen und Versenden<br />

von Benachrichtigungen<br />

• Moxa Europe GmbH<br />

www.moxa.com<br />

38 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Software/Tools/Kits<br />

Innovative, multifunktionale<br />

Übersetzungsschnittstelle<br />

onoff stellt neue Übersetzungsschnittstelle vor: InfoCarrier BOXI spricht alle Systemsprachen<br />

onoff AG<br />

www.onoff-group.de<br />

Systeme miteinander zu vernetzen,<br />

die nicht die gleiche Sprache<br />

sprechen, ist eine wiederkehrende<br />

Herausforderung in der Industrie. Die<br />

neueste Entwicklung des systemunabhängigen<br />

Automatisierungsexperten<br />

onoff it-solutions gmbh schafft<br />

hier Abhilfe: InfoCarrier BOXI ist<br />

eine innovative, multifunktionale<br />

Übersetzungsschnittstelle für eine<br />

Vielzahl von industriellen Kommunikationssprachen,<br />

mit der sich der<br />

Integrationsaufwand zwischen Systemen<br />

signifikant reduzieren lässt.<br />

„Der modulare Aufbau von Info-<br />

Carrier BOXI ermöglicht es, mit<br />

geringem Aufwand auf ein breites<br />

Spektrum an Schnittstellentechnologien<br />

zuzugreifen. Heterogene Systemlandschaften<br />

werden in einem<br />

zentralen Informationsdrehkreuz<br />

konsolidiert“, erklärt Julian Dahle,<br />

technischer Leiter onoff it-solutions<br />

gmbh. Durch die Nutzung von<br />

OPC UA und MTP ist mit InfoCarrier<br />

BOXI Plug&Produce für Anlagen<br />

möglich. So werden schnellere, agilere<br />

Informationsflüsse über bestehende<br />

Systemsprachgrenzen realisiert<br />

und doppelte Datenhaltung wird<br />

vermieden. Die Datenintegrität bei<br />

der Überführung in die jeweils passende<br />

Zielsprache ist sichergestellt.<br />

Für Bestandsanlagen bietet Info-<br />

Carrier BOXI einen unschlagbaren<br />

Vorteil: Die Lebenszeit wird deutlich<br />

verlängert, da diese Anlagen<br />

mit zukunftsfähigen IT-Schnittstellen<br />

ausgerüstet werden können. Die<br />

Qualität steigt durch Minimierung<br />

der potentiellen Fehlerursachen<br />

und wertvolle Zeit wird durch effiziente<br />

Projektierung der Kommunikation<br />

zwischen den Systemen eingespart.<br />

Ebenso wird die Wartbarkeit<br />

und Skalierbarkeit bestehender<br />

Anlagen gesteigert.<br />

Standardisierung<br />

Anlagenlieferanten profitieren<br />

von der Standardisierung eigener<br />

Anlagenprogramme und der Möglichkeit,<br />

Schnittstellen zu einer Vielzahl<br />

anderer Systeme ohne Änderungen<br />

zu realisieren. Auch Softwarelieferanten<br />

(z. B. MES) haben<br />

durch die Nutzung des InfoCarrier<br />

BOXI viele Vorteile: Es wird über definierte,<br />

zukunftsorientierte Schnittstellen<br />

wie OPC UA kommuniziert.<br />

Die Notwendigkeit, alte und proprietäre<br />

Schnittstellen dauerhaft zu<br />

unterstützen, entfällt. ◄<br />

IoT-Initiative auf dem nächsten Level<br />

Die Membrain GmbH intensiviert<br />

ihr Engagement im Bereich<br />

IoT-Lösungen. Dabei sorgt die<br />

Industrie-4.0-Plattform Membrain-<br />

IoT mit zusätzlichen IoT-Protokollen<br />

für einen ganzheitlichen IT-<br />

Ansatz. So können nun diverse<br />

Komponenten, Maschinen und<br />

Steuerungen direkt mit SAP „sprechen“<br />

und automatisiert „Events“<br />

triggern (z. B. Maschinenstopp).<br />

Zusätzliche Schnittstellen und<br />

Protokolle sorgen nun dafür, dass<br />

Komponenten des Shopfloors nahtlos<br />

und in Echtzeit mit der Industrie-4.0-Plattform<br />

Membrain-IoT<br />

verbunden sind. So gelingt eine<br />

ganzheitliche Kommunikation zwischen<br />

Maschinen, Steuerungen<br />

mit der Mobility-Welt (z. B. Membrain<br />

Factory Monitor), der stationären<br />

Anwendung (Membrain IoT<br />

Cockpit) und letztlich dem führenden<br />

ERP-System (SAP).<br />

Dies sorgt im Ergebnis für eine<br />

autarke und automatische Überwachung<br />

von Maschinen, ein Reagieren<br />

auf ungeplante Ereignisse<br />

(z. B. Maschinenstopp bei zu hoher<br />

Temperatur und Druck) sowie eine<br />

automatische Dokumentation in<br />

das ERP. Dabei werden alle SAP-<br />

Meldungen und Vorgänge automatisch<br />

angelegt und verteilt. Der<br />

modulare Ansatz der IT-Architektur<br />

bedient dabei eine Vernetzung<br />

über alle Ebenen der Automatisierungspyramide<br />

(von den Sensoren<br />

bis hin zu ERP-Systemen).<br />

So werden beispielsweise Temperaturdaten<br />

einer Maschine kontinuierlich<br />

erfasst und gegen Prüflose<br />

aus SAP abgeglichen. Bei<br />

Über- oder Unterschreitung von<br />

Sollwerten werden vordefinierte<br />

Events getriggert. In Kombination<br />

mit Membrains Instandhaltungslösung<br />

(PAS-PM) bekommt der<br />

Instandhalter automatisch eine<br />

Meldung auf sein mobiles Gerät<br />

gepushed (als SAP PM Service-<br />

Notification).<br />

Dank OPC UA-fähiger Module<br />

lassen sich Maschinen einfach und<br />

schnell anbinden, Maschinendaten<br />

strukturiert auslesen, verarbeiten,<br />

analysieren und dokumentieren<br />

(MES, SAP, usw.), oder diese auch<br />

direkt ansteuern (Events triggern).<br />

Dabei wird ebenfalls das MQTT-<br />

Protokoll unterstützt: Eine einfache<br />

und beliebige Erweiterung<br />

von Hardware/Geräten (Skalierbarkeit)<br />

ist somit gewährleistet.<br />

Das Membrain IoT-Cockpit ist<br />

eine stationäre Lösung für das<br />

Monitoring der digitalen Fabrik,<br />

die den aktuellen „Gesundheitszustand“<br />

einer Maschine inklusive<br />

deren Performance-Daten<br />

z. B. am Leitstand in der Produktion<br />

zeigt. Das IoT-Cockpit visualisiert<br />

den Live-Zustand des Maschinenparks,<br />

hilft bei der Auswertung<br />

von Maschinendaten und zeigt<br />

Kennzahlen inklusive Verfügbarkeit<br />

von Anlagen.<br />

Die App Factory Monitor ist die<br />

mobile Komponente für Smartphone<br />

oder Tablet-PC, mit der<br />

Anwender alle wichtigen Details<br />

und aktuelle Ereignisse über<br />

Maschinenzustände in einer kleinen,<br />

schlanken Anwendung immer<br />

mobil zur Verfügung haben.<br />

• Membrain GmbH<br />

www.membrain-it.com<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

39


Software/Tools/Kits<br />

Die Instandhaltung des 21. Jahrhunderts<br />

Effizient, Automatisiert, Menschzentriert<br />

Die 5i.Maintenance App digitalisiert den gesamten Instandhaltungsworkflow im Unternehmen. Störungen können<br />

sowohl von den Mitarbeitern oder aber digital direkt über die Roboter und Maschinen erfasst werden<br />

Autor:<br />

Jan-Marc Lischka, Co-Founder<br />

der 5thIndustry GmbH<br />

https://5thindustry.de/<br />

Einen vielfältigen Anlagenpark<br />

instand zu halten ist in der Praxis eine<br />

hochkomplexe Aufgabe: Geplante<br />

und ungeplante Arbeiten sind mit<br />

den generell begrenzten Kapazitäten<br />

in Waage zu halten. Prioritäten<br />

der Produktion sind genauso<br />

zu berücksichtigen wie Fähigkeitsund<br />

Erfahrungsprofile der Mitarbeiter,<br />

wenn es darum geht den richtigen<br />

Mann bzw. die richtige Frau<br />

für die spezifische Aufgabe einzuteilen<br />

- gerade in Zeiten des Fachkräftemangels<br />

eine enorme Herausforderung.<br />

Die Tatsache, dass Instandhaltung<br />

immer mit einem inhomogenen<br />

Anlagenpark umzugehen<br />

hat, erhöht die Komplexität. Denn<br />

selbst Anlagen gleicher Hersteller<br />

weisen je nach Baujahr und Betrieb<br />

ihre Spezifika auf, denen Rechnung<br />

zu tragen ist.<br />

Viel zu oft sind Tätigkeiten der<br />

Instandhaltung noch nicht voll digitalisiert.<br />

So erfolgen Störungsmeldungen<br />

bzw. -erfassungen,<br />

die Kommunikation mit Fachleuten<br />

bzw. zwischen einzelnen Teams und<br />

die Aufgabenpriorisierung vielfach<br />

noch nicht ausreichend digital unterstützt.<br />

Fehlender Echtzeit-Zugriff auf<br />

Informationen sowie die einfache<br />

Auswertung historischer Daten –<br />

beides echte Produktivitätstreiber<br />

für Instandhaltungsmitarbeiter –<br />

sind in der Regel nicht gegeben.<br />

Wie arbeitet die<br />

Instandhaltung<br />

der Zukunft aus?<br />

Die Planung und Durchführung<br />

von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten<br />

werden auch künftig noch<br />

„People Business“ sein – also eine<br />

hochgradige Dependenz von Erfahrung<br />

und Fachwissen der handelnden<br />

Experten aufweisen. Komplexe<br />

technische Problemstellungen werden<br />

auch mittelfristig noch viel von<br />

Fachkräften mit ihren spezifischen<br />

Fähigkeiten abverlangen. Daran<br />

werden auch Technologien wie Predictive<br />

Maintenance wenig ändern.<br />

Genau deswegen ist die industrielle<br />

Instandhaltung ein so spannendes<br />

Betätigungsfeld.<br />

Arbeit vereinfachen<br />

Wesentlich ist die Frage: Was<br />

sind die Hebel, um den handelnden<br />

Personen ihre Arbeit so einfach<br />

wie möglich zu gestalten? Denn<br />

eine effizient arbeitende Instandhaltung<br />

ist nicht nur ein Kostenfaktor:<br />

Schnelle Problemlösung wirkt<br />

sich direkt in einer Verbesserung<br />

der OEE (Overall Equipment Effectiveness)<br />

aus. Die Instandhaltung<br />

als Werttreiber einer leistungsfähigen<br />

Produktion. Essenziell für<br />

eine effiziente Arbeit ist die Vermeidung<br />

von Systembrüchen und<br />

Herstellung von Informationssymmetrie.<br />

Das bedeutet, dass alle<br />

Akteure des komplexen Ökosystems<br />

Fabrik in einer vernetzten<br />

und intuitiv zu nutzenden Echtzeit-Datenumgebung<br />

arbeiten.<br />

Im Privatleben erleben wir genau<br />

das, wenn wir moderne Apps auf<br />

unserem Smartphone einsetzen.<br />

Die Instandhalter erhalten vom Cloud-System eine Benachrichtigung<br />

und haben im Ticket gleich alle erforderlichen Informationen über die<br />

Störmeldung direkt von Anlage zur Hand<br />

40 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Software/Tools/Kits<br />

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

Über ein Edge-Gerät werden die spezifischen Daten in die Cloud geschickt<br />

Effizientere Mensch-<br />

Maschine-Kommunikation<br />

Hinzu kommt die Fragestellung<br />

einer effizienten Mensch-Maschine-<br />

Kommunikation: Denn mit dem Fortschreiten<br />

der Vernetzung von Anlagen<br />

über IIoT bzw. im Rahmen von<br />

Multi-Agenten-Systemen generieren<br />

Produktionsanlagen ein stetig steigendes<br />

Informationsangebot. Und<br />

genau darin liegt ein großes Potenzial,<br />

bisher manuelle Vorgänge zu<br />

automatisieren und Mitarbeiter von<br />

repetitiven Tätigkeiten zu entlasten.<br />

Mensch-Maschine-<br />

Kommunikation mit einer<br />

smarten App<br />

Diese Überlegungen waren die<br />

Grundlage für die Kooperation zwischen<br />

5thIndustry, den Spezialisten<br />

für Shopfloor-Anwendungen und<br />

Wandelbots, dem führenden Anbieter<br />

für No-Code-Roboterlösungen.<br />

Die Zielsetzung dabei war es, durch<br />

einen Industrieroboter erfasste Störungen<br />

direkt in das cloudbasierte<br />

Ticketsystem der Instandhaltungsmitarbeiter<br />

einzubinden. Dazu wurde<br />

der Wandelbots Fleetmanager, eine<br />

Anwendung zur Flottenüberwachung<br />

von 6-Achs-Robotern mit<br />

der smarten Instandhaltungssoftware<br />

5i.Maintenance gekoppelt. Die<br />

spezifischen Daten werden über ein<br />

Edge-Gerät in die Cloud geschickt.<br />

So kann automatisch festgestellt werden,<br />

ob ein Nothalt, eine Prozessunterbrechung<br />

ausgelöst oder eine<br />

Kraftgrenze überschritten wurde.<br />

Ein Beispiel<br />

Im vorliegenden Fall (Bild 1) geht<br />

der Roboter in Störung (1), diese<br />

Information wird vom Wandelbots<br />

FleetManager (2) verarbeitet und als<br />

Event (3) an eine Message Queue (4)<br />

in die in der Cloud gehostete 5thIndustry<br />

Maintenance App weitergeleitet.<br />

Die Weiterleitung der Nachricht<br />

über eine Message Queue garantiert<br />

eine resiliente, asynchrone<br />

Verarbeitung der Nachricht, damit<br />

ist sichergestellt, dass die Information<br />

nicht aufgrund von Netzwerkstörungen<br />

oder kurzzeitigen Ausfällen<br />

von Systemen verloren geht.<br />

Zudem erlaubt dieses Publish/Subscribe-Konzept<br />

eine Verarbeitung<br />

der Nachricht durch verschiedene<br />

Abonnenten (5). In diesem Fall wird<br />

die Information von einem Microservice<br />

der Maintenance App verarbeitet<br />

und die relevanten Daten<br />

werden in ein Instandhaltungs ticket<br />

übersetzt.<br />

Die verantwortlichen Instandhalter<br />

erhalten nun ihrerseits eine Push<br />

oder E-Mail-Benachrichtigung und<br />

haben im Ticket gleich alle erforderlichen<br />

Informationen über die Störmeldung<br />

direkt von Anlage zur Hand<br />

auf ihrem Tablet oder Handy (6). Die<br />

Bearbeitung des Vorfalls kann nun<br />

über die Maintenance App erfolgen<br />

(7). Darüber hinaus unterstützt die<br />

App den Instandhalter auch bei<br />

der Behebung der Störung an der<br />

Maschine, da alle relevanten Informationen<br />

wie technische Zeichnungen,<br />

Bedienungsanleitungen in<br />

der App hinterlegt werden können<br />

und auf Knopfdruck verfügbar sind.<br />

Hinterlegte Videos oder der Zugriff<br />

auf die Störungshistorie der Anlage<br />

können im Bedarfsfall weitere Hilfestellung<br />

geben.<br />

Die Behebung der Störung kann<br />

der Instandhalter nach Abschluss<br />

der Arbeiten in der App zurückmelden,<br />

somit sind immer alle auf dem<br />

gleichen Stand.<br />

Alle Meldungen<br />

für jeden sichtbar<br />

Auch alle weiteren Meldungen<br />

(z. B. von anderen Anlagen oder<br />

auch Mitarbeiter-generiert) sind<br />

für alle Mitarbeiter sofort ersichtlich.<br />

So unterstützt die App effizient<br />

das Tagesgeschäft der Instandhaltung,<br />

z. B. in der Durchsprache der<br />

anstehenden und erledigten Tätigkeiten<br />

in den täglichen Shopfloor-<br />

Mit der Cloud App 5i.Maintenance erhält der Mitarbeiter alle<br />

Instandhaltungsvorgänge auf einen Blick, gleich ob geplant oder ungeplant<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

Wandelbots bietet mit seiner No-Code Robotic Plattform eine<br />

herstellerunbahängige Softwarelösung, die es Menschen vereinfacht mit<br />

Industrierobotern zu arbeiten<br />

41


Software/Tools/Kits<br />

Das Wandelbots Teaching Eingagbegerät TracePen funktioniert wie eine<br />

Computermaus für Industrieroboter<br />

Meetings über das in der App verfügbare<br />

Kanban-Board.<br />

IT-Sicherheit<br />

Als wesentlicher Aspekt bei der<br />

Gestaltung einer derartigen Lösung<br />

ist immer die Fragestellung der IT-<br />

Sicherheit zu betrachten. Technische<br />

Systeme in der Industrie werden<br />

immer mehr Ziel objekt von Viren,<br />

Hackerangriffen oder Ransomware-Attacken.<br />

Diese sorgen nicht<br />

nur für Betriebsunterbrechnungen<br />

sondern vielfach auch für in die Millionen<br />

gehende Schäden. Bezüglich<br />

IT-Sicherheit, also Verfügbarkeit,<br />

Integrität und Vertraulichkeit.<br />

Die gemeinsam entwickelte Lösung<br />

ist maximal zukunftssicher, da eine<br />

Ende-zu-Ende-Verschlüsselung der<br />

gesamten Kommunikation sichergestellt<br />

ist.<br />

5thIndustry setzt in der Bereitstellung<br />

seiner Applikationen modernste<br />

microservice- und cloud-basierte<br />

Architekturen, die eine einfache<br />

und schnelle Integration von weiteren<br />

Systemen ermöglicht. Dies können<br />

beispielsweise ERP-Systeme<br />

sein um Daten von Fertigungsaufträgen<br />

oder Maschinenstammdaten<br />

auszutauschen aber eben auch<br />

die Anlagen selber lassen sich einfach<br />

anbinden<br />

Nutzen der Lösung<br />

Der entscheidende Nutzen der<br />

gemeinsam entwickelten Lösung<br />

liegt in der effizienten Einbindung<br />

von maschinengenerierten Daten<br />

(hier: Fehlerprotokolle von Industrierobotern)<br />

in das alltägliche digitale<br />

Arbeitsumfeld der Instandhaltungsmitarbeiter<br />

(eine smarte App).<br />

Damit werden Mitarbeiter von repetitiven<br />

Tätigkeiten, z. B. dem Erzeugen<br />

bzw. Verwalten von Störmeldungen,<br />

entlastet und können so<br />

produktiver eingesetzt werden.<br />

Der implementierte End-to-End-<br />

Workflow – von der Störungserfassung<br />

durch die Produktionsanlage<br />

bis zur Fertigmeldung und erneute<br />

Inbetriebsetzung durch den Instandhalter<br />

– erzeugt Informationssymmetrie<br />

und Echtzeit-Transparenz:<br />

Jeder in der Fabrik hat zu jedem<br />

Zeitpunkt Zugriff auf alle wichtigen<br />

Informationen. So ist eine schnelle<br />

Reaktionsfähigkeit gegeben.<br />

In Summe führen diese Maßnahmen<br />

sowohl zu einer Entlastung<br />

des Instandhaltungspersonals,<br />

als auch zu einer Erhöhung<br />

der Anlagennutzung (OEE). Beides<br />

für Instandhaltungsleiter entscheidende<br />

Zielgrößen.<br />

Weitere logische<br />

Entwicklungsschritte<br />

Gemäß unserem Bild in die Zukunft<br />

der Instandhaltung und in Hinblick<br />

auf die Vision Industrie 5.0 ergeben<br />

sich weitere logische Entwicklungsschritte:<br />

So sollten wo immer<br />

es geht, Produktionsanlagen mit der<br />

eingesetzten Instandhaltungssoftware<br />

gekoppelt werden. Dies können<br />

Meldungen sein, die wie im vorliegenden<br />

Beispiel direkt aus Anlagensteuerungen<br />

generiert werden.<br />

Genauso eignen sich aber auch<br />

aus Condition Monitoring gewonnene<br />

Daten zur automatisierten<br />

Störungsmeldung.<br />

Gerade bei inhomogenen Anlagenparks<br />

ist die Einbindung verschiedenster<br />

Datenquellen eine<br />

Herausforderung. Diese lässt sich<br />

aber mit den richtigen Technologien<br />

bzw. Schnittstellen in der Regel einfach<br />

lösen. Die Cloud bietet dafür<br />

eine optimale Umgebung.<br />

Integration in die<br />

„büronahe“ digitale<br />

Arbeitswelt<br />

Eine weitere logische Konsequenz<br />

ist die Integration in die „büronahe“<br />

digitale Arbeitswelt. Gemeint sind<br />

Standardanwendungen wie Microsoft<br />

Teams oder SAP. Denn auch hier<br />

herrschen nach wie vor Medienbrüche<br />

vor. Auch hier ist eine einfache<br />

Integration mit cloudbasierten<br />

Anwendungen möglich.<br />

Ein weiterer konsequenter Schritt<br />

ist die Nutzung der gewonnen Daten<br />

für zunächst einfache Data Analytics<br />

Auswertungen möglich. Alle in<br />

den 5thIndustry Apps erfassten und<br />

generierten Daten werden zusätzlich<br />

auch für eine direkte Anbindung<br />

von Business Intelligence-<br />

Lösungen wie PowerBI, Tableau<br />

oder Qlik aufbereitet und ermöglichen<br />

so tiefergehende Analysen<br />

der Störungsvorfälle.<br />

Mit dieser Technologie lässt sich<br />

anbinden:<br />

• Diverse Maschinen (div. Roboter,<br />

Fräsmaschinen, Condition Monitoring<br />

Sensorik)<br />

• Integration in Teams, SAP etc.<br />

• Predictive Algorithmen<br />

42 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

Fazit<br />

Das gemeinsam von 5thIndustry<br />

und dem Dresdner Robotik-Spezialisten<br />

Wandelbots umgesetzte Projekt<br />

zeigt, wie cloudbasierte Apps<br />

eine effiziente Mensch-Maschine-<br />

Kommunikation unterstützen. Gerade<br />

bei komplexem Anlagenpark entlastet<br />

dies das Instandhaltungspersonal<br />

und ermöglicht durch Informationssymmetrie<br />

und Echtzeittransparenz<br />

die Steigerung der OEE. ◄<br />

Der Anwender bekommt durch den Fleetmanager einen transparenten Blick auf die Performance aller Roboter und<br />

damit auf die komplette Produktion


Software/Tools/Kits<br />

Hochgeschwindigkeitslösung<br />

für die sichere Fernwartung<br />

ProSoft präsentiert neue Version der Fernwartungs-Software NetSupport Manager<br />

mit verbesserten Sicherheitsfunktionen<br />

NetSupport<br />

Manager v14<br />

bietet mehr<br />

Flexibilität<br />

und Sicherheit<br />

durch Gateway-<br />

Verschlüsselung<br />

mit SSL-/TLS-<br />

Zertifikaten<br />

den Räumlichkeiten einer Organisation<br />

oder in einer privaten Cloud<br />

gehostet werden kann. Dadurch<br />

werden die Daten einer Organisation<br />

noch besser geschützt und<br />

sichergestellt, dass sie vollständig<br />

unter ihrer Kontrolle bleiben, ohne<br />

die Notwendigkeit, Dienste von Drittanbietern<br />

in Anspruch zu nehmen.<br />

Neue Gateway-<br />

Verschlüsselung an Bord<br />

ProSoft GmbH<br />

www.prosoft.de<br />

IT-Security-Experte und Trusted<br />

Advisor ProSoft stellt die neue Major<br />

Release v14 des NetSupport Managers<br />

vor – eine Hochgeschwindigkeitslösung<br />

für die sichere Fernwartung<br />

und Fernsteuerung von<br />

Servern, Workstations und Smart<br />

Devices des gleichnamigen Softwareentwicklers<br />

aus Großbritannien.<br />

Als NetSupport Premier Partner<br />

bietet ProSoft neben der Software<br />

auch Schulung, Support und<br />

Consulting an. „Die plattformübergreifende<br />

Fernsteuerungssoftwarelösung<br />

enthält jetzt eine ganze Reihe<br />

neuer und verbesserter Funktionen,<br />

um die Supportzeit zu minimieren<br />

und die Online-Sicherheit der Benutzer<br />

entscheidend zu erhöhen“, so<br />

Robert Korherr, Geschäftsführer<br />

der ProSoft GmbH.<br />

Alles remote<br />

PC-Fernwartung oder IT-Fernwartung<br />

unterstützt heute IT-Abteilungen<br />

beim Anwender-Helpdesk,<br />

Client-Management, Server-Support<br />

und kann auch bei Schulungen und<br />

Trainings eingesetzt werden. Alle<br />

Aufgaben werden „remote“ erledigt,<br />

was enorme Kostenvorteile<br />

ermöglicht und vielfach Zeit spart.<br />

ProSoft empfiehlt dafür die Fernwartungssoftware<br />

NetSupport Manager<br />

(NSM), welche seit über 30 Jahren<br />

ständig weiterentwickelt wurde und<br />

als eine der stabilsten und sichersten<br />

Client-Server-Fernwartungslösungen<br />

mit dem größten Funktionsumfang<br />

gilt.<br />

Durchgängige Sicherheit<br />

„Fernwartung bedeutet immer<br />

Zugriff auf Computer, das Netzwerk<br />

und die Daten eines Unternehmens.<br />

Bei der neuen Version<br />

wurden die Sicherheitstechnologien<br />

deshalb noch weiter optimiert“,<br />

so Korherr. Die neue Version 14<br />

wurde in direkter Zusammenarbeit<br />

mit Unternehmen entwickelt, um<br />

deren aktuellen und sich ändernden<br />

Anforderungen gerecht zu werden.<br />

Die neuen Funktionen sind wie folgt:<br />

Um die Sicherheit bei der Anmeldung<br />

zu erhöhen und Zugriffsversuche<br />

durch unbefugte Benutzer<br />

zu verhindern, unterstützt NetSupport<br />

Manager Version 14 sowohl<br />

die RADIUS-Authentifizierung als<br />

auch die Zwei-Faktor-Authentifizierung<br />

(2FA). NetSupport Manager<br />

bietet bereits lokale LAN/WAN-<br />

Unterstützung über IP sowie eine<br />

flexible HTTP-Kommunikation über<br />

seine Gateway-Komponente, die in<br />

Im neuesten Software-Update<br />

wurde eine neue Gateway-Verschlüsselung<br />

mit SSL-/TLS-Zertifikaten<br />

hinzugefügt, um die Datensicherheit<br />

zu erhöhen, während die<br />

Sicherheitsvorkehrungen wie Gateways,<br />

Sicherheitsschlüssel und<br />

Bedienerpasswörter mit höheren<br />

Verschlüsselungsniveaus verstärkt<br />

wurden. Um den Schutz persönlicher<br />

Daten zu unterstützen, können<br />

die Client-Protokolldateien so<br />

bearbeitet werden, dass nur ausgewählte<br />

Informationen angezeigt<br />

werden. Um persönliche Daten in<br />

Kundendatenbanken zu schützen,<br />

müssen beispielsweise Benutzernamen<br />

vor den Augen der Bediener<br />

verborgen werden.<br />

Automatische Verbindungen<br />

sparen Zeit<br />

Die neuen Load Balancing Gateways<br />

verwalten darüber hinaus eingehende<br />

Verbindungen nun proaktiv<br />

und verteilen diese automatisch<br />

auf mehrere Gateways, um einen<br />

Single Point of Failure zu vermeiden.<br />

Dies ist vor allem für größere<br />

Unternehmen nützlich, da es eine<br />

gleichbleibend maximale Leistung<br />

und Zuverlässigkeit gewährleistet,<br />

ohne dass ein Eingreifen des Betreibers<br />

erforderlich ist.<br />

NetSupport Manager unterstützt<br />

Windows 11, 11 SE und Windows<br />

Server 2022, trägt das PC PRO-<br />

Empfehlungsabzeichen und kann<br />

30 Tage lang kostenlos getestet werden.<br />

NetSupport Manager kann um<br />

Funktionen wie IT-Asset Management<br />

und ServiceDesk erweitert<br />

werden. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

43


Digitalisierung<br />

Verstehen, vernetzen, verbessern:<br />

Die digitale Fabrik<br />

als Teil der ganzheitlichen Digitalisierung<br />

Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber auf dem Weg zu einer<br />

nachhaltigen Fabrik, alle Bilder © Dassault Systèmes<br />

Autor:<br />

Björn Manderbach,<br />

Director DELMIA Industry<br />

Consulting<br />

Dassault Systèmes<br />

www.3ds.com<br />

Die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen<br />

Rahmenbedingungen,<br />

mit denen Unternehmen heutzutage<br />

konfrontiert sind, haben sich gewandelt:<br />

Eine globalisierte Welt, neue<br />

Arbeitsmodelle wie Remote Work,<br />

aber auch die steigende Relevanz<br />

von Nachhaltigkeitsaspekten – all<br />

diese Herausforderungen müssen<br />

Unternehmen meistern, um ihre<br />

Effizienz, Resilienz und Agilität zu<br />

steigern. Die meisten Unternehmen<br />

haben inzwischen erkannt, dass<br />

genau hier die Digitalisierung greift.<br />

Lange Zeit war das Projekt „Digitale<br />

Fabrik“ überwiegend großen Konzernen<br />

vorbehalten, die die nötigen<br />

Kapazitäten und Ressourcen<br />

aufwenden konnten. Mittlerweile<br />

haben sich Technologien sowie<br />

der Zugang zu Softwareangeboten<br />

gewandelt – Stichwort Cloud<br />

– sodass auch Mittelständlern die<br />

Möglichkeiten der digitalen Fabrik<br />

offenstehen. Doch was genau versteckt<br />

sich hinter dem Begriff?<br />

Eine komplett digitale<br />

Fabrik – unmöglich oder<br />

kinderleicht?<br />

Etwa um die Jahrtausendwende<br />

entstand die Grundidee einer „digitalen<br />

Fabrik“ im Markt. Sie beschrieb<br />

anfangs jedoch nur die virtuelle Planung<br />

im Sinne des Product Lifecycle<br />

Managements (PLM) – also lediglich<br />

die Modellierung und Simulation<br />

des Fertigungsprozesses im<br />

virtuellen Raum ohne Bezug zur<br />

tatsächlichen Ausführung. Mittlerweile<br />

wird darunter die ganzheitliche<br />

Betrachtung aller Abläufe innerhalb<br />

einer Fabrik unter Berücksichtigung<br />

der virtuellen und realen Gesichtspunkte<br />

verstanden. Was zu Beginn<br />

abstrakt und schwer nachzuvollziehen<br />

klingt, ist in der Praxis relativ<br />

simpel: Alle beteiligten Maschinen,<br />

Menschen, Werkzeuge und<br />

Ressourcen sollen im Endergebnis,<br />

basierend auf einem virtuellen<br />

Modell, real miteinander vernetzt<br />

sein und miteinander kommunizieren.<br />

Es geht demnach um die Digitalisierung<br />

von Abläufen. Die Kernfrage<br />

lautet: Wie kann ich Prozesse<br />

in der Fertigung durch den Einsatz<br />

von Software unterstützen und optimieren?<br />

Auch kleine Schritte<br />

führen zur digitalen Fabrik<br />

Aller Anfang ist schwer: Um die<br />

eigene Fertigung fit für die Zukunft<br />

zu machen, ist es keinesfalls notwendig,<br />

die gesamte Fabrik in einem<br />

Zug zu digitalisieren. Zielführender<br />

ist es, schrittweise vorzugehen und<br />

drängende Bereiche zu priorisieren.<br />

Dieser Ansatz bricht das hochkomplexe<br />

Projekt auf greifbare Prozesse<br />

sowie Arbeitsschritte herunter. Alle<br />

Aktivitäten zielen trotzdem auf das<br />

große Gesamtziel einer möglichst<br />

digitalen Fertigung ab. Einen konkreten<br />

Startpunkt definieren Unternehmen<br />

demnach individuell entlang<br />

der gesamten Wertschöpfungskette:<br />

Für Firma A kann das die Verzahnung<br />

von Konstruktion und Produktion<br />

sein, Firma B möchte die Zusammenarbeit<br />

mit Zulieferern optimieren,<br />

während Firma C eine neue<br />

Fertigungslinie am 3D-Modell plant.<br />

Prozessketten<br />

virtuell abbilden<br />

Eine Möglichkeit, wie digitale<br />

Abläufe die Effizienz erhöhen, ist die<br />

Simulation von Produktionsvorgängen.<br />

Üblicherweise müssen Roboter,<br />

Maschinen oder Anlagen manuell<br />

programmiert und für diese Zeit<br />

aus dem Betrieb genommen werden.<br />

In einer digitalen Fabrik ist es<br />

möglich, virtuell abzubilden, wie sich<br />

die Bewegungen dieser Ressourcen<br />

verhalten und die Arbeitsschritte<br />

bereits am Computer zu simulieren.<br />

Der Code wird dann lediglich<br />

auf die Maschine übertragen, ohne<br />

dass die Produktion längere Zeit<br />

unterbrochen werden muss.<br />

Die ganze Fabrik<br />

als virtuelles Modell<br />

Die Digitalisierung in der Industrie<br />

lässt sich aber auch auf die Fabrik<br />

selbst – also die Fertigungslinien –<br />

anwenden. Häufig erstellen Unternehmen<br />

ein 3D-Modell ihrer bestehenden<br />

Hallen, um virtuell ein neues<br />

Layout zu planen. Mithilfe von speziellem<br />

Equipment, das per Laser<br />

und Kamera die Halle einmal komplett<br />

scannt, wird der Status Quo<br />

abgebildet. Das Modell berücksichtigt<br />

alle Parameter des aktuellen<br />

Fabriklayouts: vom Grundriss<br />

über Abmessungen der Maschinen<br />

und Freiräume bis hin zu Lüftungsmöglichkeiten<br />

und Medienanschlüs-<br />

Mit der Simulation von Produktionsvorgängen lassen sich Abläufe<br />

ressourcen- und kostenschonend optimieren<br />

44 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Digitalisierung<br />

Mit 3D Modellen lassen sich Ideen, Produkte und Prozesse schnell und<br />

einfach visualisieren<br />

Eine Datenplattform bildet als „Single Source of Truth“ die Basis für eine<br />

effiziente Zusammenarbeit<br />

sen. Bevor neue, kostenintensive<br />

Fertigungslinien tatsächlich angeschafft<br />

werden, können Architekten<br />

und Fabrikplaner nun anhand des<br />

3D-Modells zusammenarbeiten.<br />

So können sie nicht nur sicherstellen,<br />

dass die Maschinen im Layout<br />

auch wirklich Platz finden, sondern<br />

auch die optimale Platzierung wählen,<br />

um Laufwege zu verkürzen und<br />

Abläufe zu beschleunigen.<br />

Mit digitalen Lösungen<br />

zur nachhaltigen Fabrik<br />

Das Thema Nachhaltigkeit spielt<br />

für Unternehmen in vielerlei Hinsicht<br />

eine elementare Rolle: Veränderte<br />

Kundenerwartungen, Regularien<br />

der Politik, steigende Energiepreise<br />

– die Liste ist lang. Hier kommen<br />

digitale Lösungen ins Spiel. Sie<br />

können dabei helfen, Prozesse und<br />

Produkte nachhaltiger zu gestalten.<br />

„Nachhaltigkeit“ im Unternehmenskontext<br />

lässt sich somit von<br />

verschiedenen Seiten beleuchten.<br />

Dabei stehen die Bereiche nicht nur<br />

für sich, sondern beeinflussen sich<br />

gegenseitig.<br />

Nachhaltige Produkte<br />

Wie klimafreundlich Produkte sind,<br />

schlägt sich insbesondere in der<br />

Wahl der verwendeten Materialien<br />

nieder. Entsprechende Softwaretools<br />

können bereits in einer frühen<br />

Phase der Entwicklung Informationen<br />

darüber anzeigen, welche<br />

Bauteile in der Konstruktion<br />

und im Betrieb am meisten CO 2 -<br />

Ausstoß verursachen. Auf Basis<br />

dieser Daten ist es dann möglich,<br />

Änderungen am Produkt vorzunehmen,<br />

beispielsweise ein umweltfreundlicheres<br />

Material zu wählen.<br />

Darüber hinaus unterstützen diese<br />

Softwarelösungen dabei, Umweltauswirkungen<br />

entlang der gesamten<br />

Wertschöpfungskette zu minimieren<br />

und die Kreislaufwirtschaft<br />

zu fördern.<br />

Nachhaltiges Wirtschaften<br />

Unter diesem Punkt, der sogenannten<br />

„Business Sustainability“,<br />

ist die Fähigkeit eines Unternehmens<br />

zu verstehen, seine Geschäftsziele<br />

zu erreichen und den langfristigen<br />

Unternehmenswert zu steigern,<br />

indem es wirtschaftliche, ökologische<br />

und soziale Aspekte in seine<br />

Geschäftsstrategien integriert. Für<br />

viele Unternehmen ist ein nachhaltiger<br />

Ansatz mehr als nur ein Trend.<br />

Es ist Teil einer Strategie zur Verbesserung<br />

von unternehmerischer Nachhaltigkeit.<br />

Sie versuchen den negativen<br />

Einfluss auf Umwelt und Gesellschaft<br />

zu minimieren und sicherzustellen,<br />

dass künftigen Generationen<br />

die entsprechenden Ressourcen<br />

für ihre Bedürfnisse zur Verfügung<br />

stehen. Dazu zählen qualifizierte<br />

Fachkräfte und lebenslanges<br />

Lernen genauso wie Investitionen,<br />

die langfristig wirtschaftliche, ökologische,<br />

aber auch soziale Kosten<br />

vermeiden. Im Rahmen einer digitalen<br />

Fabrik lassen sich beispielsweise<br />

über das Lebenszyklusmanagement<br />

der Maschinen selbst<br />

alle Vorgänge in der Fabrik transparent<br />

darstellen. Mit der Unterstützung<br />

von Predictive Maintenance,<br />

also der vorausschauenden Wartung,<br />

erkennt die Software Muster<br />

im Verhalten von Maschinen. So<br />

können sich Unternehmen rechtzeitig<br />

um Reparatur oder Ersatz<br />

kümmern – ohne, dass die Kontinuität<br />

des Betriebs gefährdet ist –<br />

und sind nicht mit plötzlichen Störungen<br />

konfrontiert.<br />

Einheitliche Datenplattform<br />

als Voraussetzung für eine reibungslose<br />

Zusammenarbeit und<br />

dynamische Optimierungen. Der<br />

Grundbaustein einer digitalen Fabrik,<br />

um Prozesse zu digitalisieren und<br />

dadurch zu optimieren, sind umfassende<br />

Informationen über Maschinen,<br />

Abläufe und Ressourcen.<br />

Hier kommt der Plattformgedanke<br />

ins Spiel. Eine Datenplattform bildet<br />

die ‚Single Source of Truth‘ für<br />

alle relevanten Elemente der digitalen<br />

Fabrik und fügt das Puzzle<br />

letztendlich zu einem Gesamtbild<br />

zusammen. Sie verwaltet also nicht<br />

nur Daten zentral, sondern bündelt<br />

auch Softwareapplikationen, die in<br />

den unterschiedlichsten Prozessen<br />

zum Einsatz kommen. Gleichzeitig<br />

ermöglicht die Plattform einen<br />

Datenrückfluss: Informationen<br />

zu laufenden Prozessen werden<br />

erfasst und analysiert. Die Auswertung<br />

wird dann mit den ursprünglichen<br />

Plänen verglichen und ermöglicht<br />

Aussagen darüber, welche<br />

Prozesse Optimierungspotenzial<br />

bieten. Informationen sind auf<br />

der Plattform stets aktuell, sodass<br />

alle Mitarbeitenden auf dieselbe<br />

Datenbasis zugreifen. Zudem können<br />

die Beteiligten ortsunabhängig<br />

und dennoch kollaborativ arbeiten –<br />

ein großer Wettbewerbsvorteil, den<br />

Unternehmen besonders in Zeiten<br />

zunehmender Remote-Arbeit zu<br />

schätzen gelernt haben.<br />

Digitalisierung ist jetzt<br />

Die aktuelle wirtschaftliche und<br />

gesellschaftliche Lage verdeutlicht,<br />

dass Unternehmen jetzt handeln und<br />

die Digitalisierung anstoßen sollten,<br />

um langfristig am Markt erfolgreich<br />

zu bleiben. Fakt ist: An welcher Stelle<br />

ein Unternehmen damit beginnt, ist<br />

individuell. Der zunehmend einfache<br />

Zugang zu Daten – der Grundlage<br />

aller digitaler Aktivitäten – sowie<br />

preiswerte Software- und Servicelösungen,<br />

machen die vernetzte<br />

Fabrik zu einem immer beliebteren<br />

Konzept. Und auch der Mittelstand<br />

greift verstärkt auf entsprechende<br />

Methoden und Werkzeuge wie Simulation,<br />

Robotik, MES-Systeme oder<br />

Virtual Reality-Anwendungen zurück.<br />

Kein Wunder, denn die Vorteile liegen<br />

auf der Hand: Digitale Prozesse<br />

unterstützen die ressourcenschonende<br />

Produktion für mehr Nachhaltigkeit,<br />

stellen Transparenz über die<br />

Abläufe in der eigenen Fabrik sicher<br />

und optimieren dadurch Arbeitsweisen<br />

hin zu mehr Flexibilität, Effizienz<br />

– ein Mehrwert für Mitarbeitende und<br />

das Unternehmen. ◄<br />

Mit Hilfe eines virtuellen Zwillings lassen sich Prozesse vorab in der<br />

virtuellen Welt erproben und so optimieren<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

45


HMI<br />

Wie Applikationen das Sprechen lernen<br />

Autoren:<br />

Stephan Menze (Bild),<br />

Head of Global Innovation<br />

Management und<br />

Marvin Schiffel,<br />

Technischer Support<br />

Rutronik Elektronische<br />

Bauelemente GmbH<br />

www.rutronik.com/de<br />

© AdobeStock_407758537<br />

Sicherheit, Barrierefreiheit, leichtere<br />

Handhabung und Steigerung<br />

der Effizienz: Sind Geräte in der<br />

Lage mit ihren Nutzern über Sprache<br />

zu kommunizieren, hat das<br />

viele Vorteile. Meldet ein Warnsystem<br />

im Krankenhaus über Lautsprecher<br />

zum Beispiel das konkrete<br />

Szenario beim Patienten,<br />

können bereits auf dem Weg dorthin<br />

erste Maßnahmen eingeleitet<br />

werden. Auch in weitläufigen Produktionsstätten<br />

ist eine Implementierung<br />

von Sprache eine sinnvolle<br />

Ergänzung, um Abläufe zu<br />

optimieren. Wichtig dabei ist in<br />

jedem Fall die Verwendung von<br />

klarer Sprache, die eindeutig zu<br />

verstehen ist.<br />

Text-To-Speech-Software<br />

Für eine qualitativ hochwertige<br />

Sprachausgabe wurden bislang<br />

individuelle Studioaufnahmen mit<br />

professionellen Sprechern vorgenommen,<br />

was ein äußerst kosten-<br />

Bild 1: Der Epson Chip ASIC S1V3G340<br />

wurde auf dem Adapter Board Text<br />

To Speech von Rutronik integriert<br />

und zeitintensives Vorgehen ist.<br />

Einen wirtschaftlich interessanten<br />

Lösungsansatz realisiert die Nutzung<br />

einer spezialisierten Text-To-<br />

Speech-Software für die Phrasengenerierung<br />

und eines entsprechenden<br />

Chips. Dieser wurde auf<br />

ein eigens dafür angepasstes Adapter<br />

Board integriert. Dadurch wird<br />

es möglich über eine SPI-Schnittstelle<br />

mit z. B. Mikrocontrollern zu<br />

kommunizieren.<br />

Der folgende Text zeigt eine Stepby-Step-Anleitung<br />

für die Erstnutzung<br />

des Text-To-Speech-Adapter<br />

Boards:<br />

Das Board (Bild 1) eignet sich<br />

optimal für Human Machine Interface<br />

(HMI)-Anwendungen, die<br />

Sprachführung und Audiowiedergabe<br />

erfordern, wie sie vor allem<br />

im Smart Home, bei Sicherheitsund<br />

Alarmanlagen für das industrielle<br />

wie private Umfeld, medizinischen<br />

oder Fitnessgeräten, sowie<br />

Lernanwendungen, wie z. B. Übersetzer,<br />

zu finden sind.<br />

Herzstück<br />

des Adapter Boards ist ein neu<br />

entwickelter Chip. Er wird vom<br />

Host-Mikrocontroller gesteuert<br />

Bild 3: Keycode Registrierung: Auswahl der Schaltfläche „Tool“ und weiter<br />

„KEYCODE-registration“<br />

Bild 2: Start der ESPER2 Software und Erstellen eines neuen Projektes mit<br />

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

Pakete sind das Epson ESPER2 (Easy Speech Phrase Editor Release 2) und das<br />

RutEpsonFlashTool<br />

Bild 4: Schritt 1 – Einen neuen Satz anlegen<br />

46 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


HMI<br />

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

wav- oder EOV-Format eingefügt werden<br />

Bild 7: Schritt 3 – Kombinieren von Satzpaaren: Die Sentence List besteht<br />

aus allen Sätzen die entweder als CSV-Datei hochgeladen wurden oder<br />

selbstständig im Tool generiert wurden<br />

Bild 6: Fenster für Ausspracheoptimierung<br />

und kann zuvor definierte Sprache,<br />

die sich als Binary im externen<br />

NOR-Flash befindet, abspielen.<br />

Die USB-to-SPI-Bridge wandelt<br />

beim Flashvorgang die Daten<br />

vom USB-Protokoll in ein serielles<br />

Protokoll um.<br />

Der Chip unterstützt in Kombination<br />

mit dem Voice Data Creation<br />

PC Tool zwölf Sprachen: Amerikanisches/britisches<br />

Englisch, Chinesisch,<br />

Japanisch, Koreanisch,<br />

(amerikanisches) Spanisch, (kanadisches)<br />

Französisch, Deutsch,<br />

Italienisch und Russisch. Vorformulierte<br />

Sätze können als Text im<br />

CSV-Format in das Tool importiert<br />

oder in eine Editormaske direkt<br />

eingegeben werden. Mit Hilfe des<br />

Tools wird daraus eine Sprachdatei<br />

erzeugt. Für die korrekte und<br />

natürliche Aussprache und Betonung<br />

analysiert das Tool auch den<br />

Satzbau der Texte. Zudem verfügt<br />

es über ein umfangreiches Wörterbuch.<br />

Die Aussprache von Produkt-<br />

und Eigennamen oder Wortschöpfungen,<br />

die nicht im Wörterbuch<br />

hinterlegt sind, lässt sich mit der<br />

Editierfunktion in die gewünschte<br />

Form bringen. Dadurch ist die<br />

Qualität der generierten Audiodateien<br />

vom gesprochenen Wort<br />

eines Menschen kaum zu unterscheiden.<br />

Zusätzlich sind mittels<br />

des kostenlosen Sprachsynthese-IDE-Tools<br />

Aufnahmen eigener<br />

Sprachführungsaudios in Studioqualität<br />

möglich.<br />

1. Vorbereitung auf<br />

Software-Ebene<br />

Bild 8: Schritt 4 – Überprüfen auf Vollständigkeit<br />

Bild 9: Start-Ansicht des Rutronik Tools<br />

Zum Programmieren und Laden<br />

des Adapter Boards werden zwei verschiedene<br />

Softwarepakete benötigt.<br />

Alle erzeugten Sprach- und Audiodaten<br />

werden mit einer Nummer versehen,<br />

die in ein Register des Hardware-Prozessors<br />

geschrieben wird,<br />

der dann die jeweiligen Sprach- und<br />

Audiodaten abspielt (Bild 2). Eine<br />

zusätzliche Software zur Verknüpfung<br />

der Sprach- und Audiodaten<br />

ist damit nicht nötig. Bevor eigene<br />

Projekte über die Software realisiert<br />

werden können muss die Software<br />

über einen Verifizierungscode freigeschaltet<br />

werden (Bild 3).<br />

Was soll die<br />

Anwendung sagen?<br />

Über die Schaltfläche „New“, oder<br />

„Insert“ lässt sich ein neuer Satz<br />

anlegen (Bild 4). Die Reihenfolge<br />

wird über die Funktionen „Up“ und<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

47


HMI<br />

Bild 10: Rutronik Tool Schritt 1 - Bevor neue Daten in das Board geladen<br />

werden können, ist es nötig, das Flash zu löschen<br />

Bild 14: Auswahl des Ziel-Controllers<br />

Bild 11: Rutronik Tool Schritt 2<br />

Bild 15: Alternativ ist es auch möglich, mit vorgefertigten Code-Beispielen<br />

weiterzuverfahren<br />

Bild 12: Rutronik Tool Schritt 3 – Nach den drei Schritten kommt der PSoC<br />

zum Einsatz<br />

Bild 16: Bildschirmansicht zur Benennung des Workspaces und des Projektes<br />

Bild 13: Projektumsetzung für den Cypress PSoC-Controller im PSoC Creator:<br />

„File“ -> „New“ -> „Project“<br />

„Down“ verändert. Zur Ergebniskontrolle<br />

kann der erstellte gesprochene<br />

Text über den PC-Lautsprecher<br />

abgespielt werden („Play“<br />

bzw. Stop“).<br />

Es ist anschließend möglich, die<br />

Aussprache einzelner Sätze und<br />

Wörter zu bearbeiten (Bild 5). Dazu<br />

wird der ausgewählte Bereich ausgewählt<br />

und durch Klick auf „Edit“ in<br />

einem Bearbeitungsfenster (Bild 6)<br />

geöffnet.<br />

Nun lassen sich diverse Punkte<br />

verändern: So können Aufzeichnungen<br />

durch die Verwendung der<br />

„User ID“ kategorisiert oder Abspielgeschwindigkeit,<br />

Tonhöhe, Pausen,<br />

Lautstärke usw. optimiert werden.<br />

Die Veränderungen können zur<br />

Kontrolle abgespielt und ggf. weiter<br />

angepasst werden. Mit einem<br />

finalen „OK“ erfolgt die endgültige<br />

Bestätigung.<br />

Mittels einfacher „Drag & Drop“-<br />

Funktion werden nun Satzpaare<br />

gebildet. Der zu bearbeitende<br />

48 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


HMI<br />

Satz wird dafür aus der „Sentence<br />

List“ (links in Bild 7) ausgewählt,<br />

die gewünschten Phrasen aus der<br />

„Phrase List“ (rechts) hinzugefügt.<br />

Die Phrasendateien können ebenfalls<br />

individuell angepasst werden.<br />

Außerdem ist es möglich Audiodateien,<br />

wie z. B. eine spezielle<br />

Wartemusik, zu dem Satzkonstrukt<br />

zu ergänzen. Für einen natürlicheren<br />

Sprachfluss sind auch Pausen<br />

zwischen den Fragmenten wichtig,<br />

diese werden mittels der Funktion<br />

„Delay“ integriert.<br />

Vollständigkeit prüfen<br />

Im nächsten Schritt werden die<br />

geplanten Sätze auf Vollständigkeit<br />

überprüft (Bild 8). Die einzelnen<br />

Satzteile können dafür nach<br />

„Nr.“; „ID“; „User ID“; „Phrase“ sortiert<br />

werden. Nach der Überprüfung<br />

empfiehlt es sich, die Größe der zu<br />

konvertierenden Datei mit „Size<br />

Check“ zu kontrollieren, um unnötige<br />

Anforderungen an die Speicherkapazitäten<br />

zu vermeiden, die<br />

RutAdaptBoard Function PSoC Port Plug-in board<br />

P 0.0 P 6.4 MessageReady P 1.0 LED1<br />

P 0.1 P 6.5 StandByExit P 1.1 LED2<br />

P 0.2 P 6.7 DeviceReset P 1.2 LED3<br />

P 0.3 P 1.2 Mute P 1.3 LED4<br />

P 0.4 P 1.4 SPI:Mosi P 1.4 Button<br />

P 0.5 P 1.5 SPI:Miso<br />

P 0.6 P 1.6 SPI:SCLK<br />

P 0.7 P 6.8 SPI:SS<br />

Tabelle 1: Übersicht der Anschlüsse<br />

die Funktionsweise der Anwendung<br />

beinträchtigen könnten. Durch den<br />

abschließenden Klick auf „ROM“<br />

wird die Sounddatei final erstellt.<br />

So bekommt die Anwendung<br />

ihre Stimme<br />

Nach der Definition, welche Texte<br />

über die geplante Anwendung ausgegeben<br />

werden sollen, wird die erstellte<br />

Sounddatei auf das Adapter-Board<br />

geladen. Dazu ist eine Verbindung<br />

des Boards über ein USB-Kabel mit<br />

dem PC, sowie über ein Aux-Kabel<br />

mit den Lautsprechern nötig. Wichtig<br />

dabei ist, dass die Schalterstellungen<br />

auf „ON-USB“ stehen.<br />

Nun können die erstellten Sounddateien<br />

geladen werden (Bild 9).<br />

Dafür muss zunächst über den<br />

Bereich „Select and Write to Flash“ -><br />

„SOUND“ -> „EOV“ das gewünschte<br />

Projekt ausgewählt werden (Bild 10).<br />

Im Anschluss wird unter „Select<br />

LIST file“ (Bild 11) die Datei ausgewählt,<br />

die die Software anzeigen<br />

und durch die Sätze navigieren soll.<br />

Änderungen<br />

abschließend verifizieren<br />

Um alle Änderungen abschließend<br />

zu verifizieren, erfolgt die Registrierung<br />

durch einen Keycode. Dabei<br />

handelt es sich um denselben Code,<br />

der zum Freischalten verwendet<br />

wurde. Erst dann ist es möglich die<br />

importierten Sounddateien mit Hilfe<br />

der Tasten „Play selected“, „Next“<br />

und „Previous“ anzuhören (Bild 12).<br />

Auf Kommando<br />

sprechen lernen<br />

Nach den Einstellungen im Adapter<br />

Board, folgt die Projektumsetzung<br />

für den Controller. Als erstes<br />

wird dieser über USB mit dem PC<br />

verbunden. Im Mikrocontroller Creator<br />

erfolgt der erste softwareseitige<br />

Schritt, das Anlegen eines eigenen<br />

Arbeitsbereichs (Bild 13) und<br />

anschließend die Auswahl des Ziel-<br />

Controllers (Bild 14):<br />

Für ein komplett individualisertes<br />

Design wird im nächsten Fenster die<br />

Auswahl „Empty Schematic“ getroffen<br />

(Bild 15). Anschließend erfolgt<br />

die Benennung des Projektes und<br />

des Arbeitsbereiches (Bild 16).<br />

Alle wichtigen Treiberdateien, die<br />

für die Kommunikation zwischen<br />

Controler und Anwendung nötig<br />

sind, sind in einer ZIP-Datei zusammengestellt<br />

und werden als exklusive<br />

Serviceleistung für Kunden auf<br />

Nachfrage angeboten. Um die optimale<br />

Funktionalität zu gewährleisten,<br />

dürfen hier keine Änderungen vorgenommen<br />

werden (Bild 17 und 18).<br />

Nach der Software kommt<br />

die Hardware-Konfiguration<br />

und Handhabung<br />

Neben dem Adapter Board und<br />

dem Controller sind zudem ein Lautsprecherkabel,<br />

sowie der passende<br />

Lautsprecher, ein USB-Micro-B-<br />

Kabel mit Datenübertragungsfunktion<br />

und eine Stromquelle (z. B. der<br />

Laptop) erforderlich. Das verwendete<br />

Beispiel nutzt ein spezielles<br />

Prototyping Kit mit vier externen<br />

LEDs als Statusregister und einer<br />

externen Taste als Eingangssignal.<br />

Zunächst werden die beiden Boards<br />

miteinander und mit der Peripherie<br />

verbunden (Bild 19).<br />

Nachdem der Controller über USB<br />

mit einer Stromquelle verbunden<br />

wurde, kann die Audiowiedergabe<br />

per Knopfdruck gestartet werden.<br />

Damit Reden Gold wird<br />

Die Time-To-Market ist bei der<br />

Entwicklung von Anwendungen der<br />

letztlich entscheidende Punkt: Langwierige<br />

Vorarbeiten und zusätzliche<br />

Ausgaben wie z. B. Studioaufnahmen<br />

für die Sprachausgabe eines<br />

Smart Devices könnten ein Projekt<br />

unrentabel werden lassen, so<br />

dass es gar nicht erst in die Serienproduktion<br />

geht. Wer die Entwicklungszeit<br />

für eine hochwertige<br />

Sprachausgabe nochmal deutlich<br />

verkürzen möchte, greift deshalb<br />

am besten auf ein Arduino-kompatibles<br />

Adapter-Board (Arduino Shield)<br />

zurück. Es kann auf jedes handelsübliche<br />

Mikrocontroller-Evaluation-<br />

Kit mit Arduino-Interface gesteckt<br />

werden. ◄<br />

Bild 17: Nach dem Entpacken des Ordners in den Workspace wird die<br />

Applikation „Cypress_and_RutAdaptBoard_Demo.cyprj“ gestartet<br />

Bild 18: Schaltflächen zu Debuggen<br />

und Flashen befinden sich in der<br />

oberen linken Ecke<br />

Bild 19: So werden das Rutronik<br />

Adapter Board – Text To Speech,<br />

der Cypress Controller und das<br />

PSoC4 Prototyping Kit miteinander<br />

verbunden<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

49


Sicherheit<br />

Konfigurieren statt Programmieren<br />

Safety im Wandel der Zukunft<br />

Beobachtet man die Entwicklungen<br />

rund um die Sicherheitstechnik<br />

erkennt man schnell folgenden<br />

Trend: Die Bedienung und der Einsatz<br />

von Safety wird in der Zukunft<br />

nachhaltig vereinfacht werden. Die<br />

taktangebende Kraft ist hierbei der<br />

Dienstleistungsgedanke.<br />

In der heutigen Zeit arbeiten Menschen<br />

und Maschinen zunehmend<br />

enger zusammen. Dabei übernehmen<br />

die Maschinen verstärkt eigenständige<br />

Aufgaben und werden<br />

zunehmend von künstlicher Intelligenz<br />

(KI) unterstützt. Der Mensch<br />

dagegen rückt von seiner ursprünglichen<br />

Rolle des „Bedieners“ stärker<br />

in die Rolle des „Bedienten“.<br />

Denn er wird mehr und mehr von<br />

der Maschine entlastet. Während<br />

Maschinen wiederkehrende und<br />

automatisierbare Aufgaben übernehmen,<br />

kann sich der Mensch<br />

als Benutzer der Maschine auf das<br />

konzentrieren, was die Maschine<br />

nicht kann. Er löst beispielsweise<br />

Probleme oder neue Aufgaben mit<br />

der Maschine und optimiert deren<br />

Einsatz.<br />

tet. Hier zeigt sich ein Trend, bei<br />

dem die Sicherheitstechnik so<br />

ausgelegt wird, dass der Benutzer<br />

immer weniger programmieren<br />

muss und somit auch einen<br />

deutlich geringeren Aufwand hat.<br />

Besonders erfolgreich sind vor<br />

allem Lösungen, bei denen immer<br />

komplexere Funktionalitäten vermehrt<br />

für den Endanwender vereinfacht<br />

werden. Neben den Funktionalitäten<br />

muss aber auch der Einsatz<br />

komplexer Sicherheitstechnik<br />

in der Maschine simpler werden.<br />

Denn nur so können mittelständische<br />

Maschinen- und Anlagenbauer<br />

mit begrenzten Ressourcen<br />

ihren Kunden den geforderten Service<br />

bieten. Der Ansatz der Konfiguration<br />

rückt mit den heutigen<br />

Trends wieder in den Vordergrund<br />

und wird von dem Servicegedanken<br />

maßgeblich angetrieben.<br />

Sicherheit und Service<br />

Setzt man sich mit dem Thema<br />

Sicherheit im Zusammenspiel von<br />

Mensch und Maschine auseinander,<br />

wird man zwangsläufig mit den<br />

Begriffen wie funktionale Sicherheit,<br />

Sicherheitslevel, Normen und Zertifizierung<br />

konfrontiert. Grundsätzlich<br />

lässt sich folgendes festhalten: Von<br />

Maschinen können Gefahren ausgehen.<br />

Um Menschen vor Gefährdungen<br />

zu schützen, werden Sicherheitsgeräte<br />

eingesetzt. Diese benötigen<br />

ein entsprechendes Zertifikat,<br />

welches beispielsweise der TÜV<br />

ausstellt. Die Zertifizierung selbst ist<br />

jedoch ein aufwendiges und komplexes<br />

Verfahren. Es beginnt bei der<br />

Produktentwicklung und geht über<br />

die Fertigung bis hin zum Vertrieb<br />

und der Wartung. Prinzipiell muss<br />

jedes Produkt am Ende so ausgelegt<br />

sein, dass ein Benutzer unter<br />

Berücksichtigung des Sicherheitsgedankens<br />

eine Maschine in Betrieb<br />

setzen kann. Was der Benutzer letzten<br />

Endes für die Inbetriebsetzung<br />

des Produktes tun muss, hängt ganz<br />

und gar davon ab, welche und wie<br />

viele Services der Produktlieferant<br />

bereits in das Produkt integriert hat.<br />

Der Service-Gedanke kennzeichnet<br />

sich demnach verstärkt durch das<br />

Maß, wie sehr der Aufwand für die<br />

Einrichtung und Inbetriebnahme<br />

reduziert wird.<br />

Anders ausgedrückt könnte man<br />

sagen, dass der Service durch das<br />

Maß der Vereinfachung der Benutzung<br />

gekennzeichnet ist. Die Technik<br />

dient dem Menschen.<br />

Ein Blick in die Historie<br />

Seit es Maschinen gibt, liegt es<br />

auch in der Verantwortung der<br />

Maschinenbetreiber, ihre Mitarbeiter<br />

zu schützen. Mit der Einführung<br />

gesetzlicher Regelungen wie<br />

der Maschinenrichtlinie wurde die<br />

Umsetzung eines Sicherheitskonzeptes<br />

letztlich vorgeschrieben.<br />

Eine der ersten und ebenfalls einfachsten<br />

Lösungen, auf die zurückgegriffen<br />

wurde, war der Einsatz von<br />

nicht intelligenter Sicherheitstechnik.<br />

So setzte man beispielsweise<br />

Nothalt-Knöpfe oder Sicherheitszäune<br />

zusammen mit Sicherheits-<br />

Relais ein, um potenzielle Gefährdungen<br />

zu vermeiden. Bereits in<br />

den Anfängen entwickelte sich ein<br />

Gegenspiel von Programmieren<br />

und Konfiguration im Sicherheitsumfeld.<br />

Im Vordergrund stand die<br />

Frage, wie die Produktion effizienter<br />

und kostengünstiger gestaltet<br />

werden kann. Denn ein Stillstand<br />

der Maschine war früher wie heute<br />

immer mit vermeidbaren Kosten verbunden.<br />

Man war der Ansicht, dass<br />

die dafür notwendige Komplexität der<br />

Technik nur durch programmierbare<br />

Systeme umfassend abgebildet werden<br />

konnte. Konfigurierbare Geräte<br />

hingegen konnten lediglich einfache<br />

Funktionen ausführten.<br />

Sich selbst<br />

überwachende Maschine<br />

Um jegliche Gefahren zu vermeiden,<br />

überwacht sich die in Betrieb<br />

gesetzte Maschine selbst. Dafür<br />

wird sie zunehmend mit intelligenter<br />

Sicherheitstechnik wie<br />

Sicherheitsfunktionen ausgestat-<br />

Brinkmann Electronic Berlin<br />

GmbH<br />

www.bel.berlin<br />

50 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Cybersicherheitslösung zum physikalischen Trennen von Ethernet-Verbindungen<br />

Mit dem 4-Port Ethernet Line<br />

Breaker ipELB führt IPCOMM<br />

ein System für Cybersicherheit<br />

in industriellen Netzwerken ein.<br />

Es ermöglicht die physikalische<br />

Trennung von Ethernet-Verbindungen,<br />

um sensible Infrastrukturen<br />

von der Außenwelt abzukapseln.<br />

Hierzu setzt das Unternehmen<br />

sein eigenes Hardwaremodell<br />

SEC3ER ein, das mit vier individuell<br />

abschaltbaren 10Gbit-Ethernet<br />

Port-Paaren ausgestattet ist.<br />

Diese können durch Kommunikationsprotokolle<br />

(z. B. OPC UA,<br />

Modbus, IEC 60870-5-101/104)<br />

ferngesteuert und automatisiert<br />

werden. Zusätzlich können acht<br />

digitale Eingänge und acht digitale<br />

Ausgänge der Hardware dazu<br />

genutzt werden, um Netzwerkverbindungen<br />

zu steuern oder komplexe<br />

Schaltungen zu realisieren.<br />

Zum manuellen Ab- und Anschalten<br />

der Ports befindet sich auf der Vorderseite<br />

des Geräts je ein 3-Wege-<br />

Schalter. Eine integrierte Weboberfläche<br />

stellt sämtliche Konfigurationsmöglichkeiten<br />

bereit, um die<br />

trennbaren Ethernet-Verbindungen<br />

zu automatisieren. Ebenso können<br />

dort die einzelnen Verbindungszustände<br />

visualisiert und bei Bedarf<br />

gesetzt werden.<br />

Einsatzbereiche<br />

Der 4-Port Ethernet Line Breaker<br />

ipELB eignet sich für die physikalische<br />

Absicherung von Fernwartungszugängen,<br />

kann aber auch zur<br />

Redundanzkopplung von Bestandsanlagen<br />

oder zur Anbindung redundanter<br />

Internet Service Provider<br />

(ISP) eingesetzt werden. Ein weiterer<br />

Einsatzbereich ist die Überwachung<br />

und Steuerung des physikalischen<br />

Verbindungszustands,<br />

wenn Sicherheitsvorfälle im Unternehmensnetz<br />

auftreten. Wird ipELB<br />

zur Netzwerksegmentierung eingesetzt,<br />

können einzelne Netzwerksegmente<br />

zuverlässig isoliert werden,<br />

ohne die Kommunikation auf<br />

weiteren Linien zu beeinträchtigen.<br />

IPCOMM GmbH<br />

IPCOMM GmbH ist ein mittelständisches<br />

Unternehmen aus Nürnberg<br />

und entwickelt industrielle Gateways<br />

zur Kopplung heterogener<br />

Kommunikationssysteme. Als etablierter<br />

Spezialist für die Protokollkonvertierung<br />

ist IPCOMM mit über<br />

20 Jahren Entwicklungserfahrung<br />

der richtige Ansprechpartner für<br />

nahezu jede Kommunikationsaufgabe:<br />

Ob Energie-, Wasser-, oder<br />

Gasversorgung, die Produkte und<br />

Komplettlösungen von IPCOMM<br />

bewähren sich in einer Vielzahl langlebiger,<br />

internationaler Projekte namhafter<br />

Unternehmen. Neben kundenund<br />

projektspezifischen Lösungen<br />

für industrielle Kommunikation und<br />

die Automatisierungsbranche, bieten<br />

auch die Standardprodukte von<br />

IPCOMM einen hohen Flexibilitätsgrad,<br />

um sie in komplexe Systeme<br />

zu integrieren.<br />

Halle 5, Stand 140<br />

IPCOMM GmbH<br />

www.ipcomm.de<br />

Konfiguration<br />

So entwickelten sich im Laufe der<br />

Zeit zwei Richtungen: Erste kleine<br />

konfigurierbare Sicherheitskleinsteuerungen<br />

wie beispielsweise<br />

die PNOZ, die Flexi Classic oder<br />

die Samos wurden auf den Markt<br />

gebracht. Mit Lösungen wie diesen<br />

konnten Anwender dank einfachsten<br />

Konfigurationen über einen<br />

kleinen Drehschalter das Gerät an<br />

ihre individuellen Wünsche anpassen.<br />

Komplexe Funktionen konnten<br />

damit aber nicht realisiert werden.<br />

Programmierung<br />

Das Thema Programmierung<br />

wurde hingegen parallel mit der<br />

Entwicklung von speicherprogrammierbaren<br />

Sicherheits-Steuerungen<br />

(Safety-SPS) relevant. Bei dieser<br />

Lösung programmiert ein Maschinenbauer<br />

oder Anlagen-Integrator<br />

seine spezifische Anwendung.<br />

Den Nachweis über die Sicherheit<br />

in seinem Gerät muss er allerdings<br />

selbst erbringen. Damit einhergehend<br />

gelten die Grundsätze der<br />

sicheren Softwareentwicklung und<br />

die damit verbundenen Aufwände,<br />

die in der Regel hoch sind. Mit dieser<br />

Entwicklung sind die Anforderungen<br />

an den Prozess der sicheren<br />

Maschinen- und Anlagenentwicklung<br />

enorm gestiegen.<br />

Moderne<br />

Sicherheitstechnik<br />

erreicht ein hohes Niveau an innerer<br />

Komplexität. Um die Zusammenarbeit<br />

von Mensch und Maschine<br />

weiter zu verbessern, werden heute<br />

mehr und leistungsfähigere Sensoren,<br />

smarte Algorithmen und echtzeitfähige<br />

Kommunikation verwendet.<br />

Die Leistungsfähigkeit der verwendeten<br />

Safety-Controller steigt<br />

im gleichen Maß. Cobots können<br />

sensitiv ihre Umgebung mit einberechnen,<br />

AGV werden immer flexibler<br />

und damit produktiver. Bleibt<br />

die Technik auch beherrschbar?<br />

Gibt es einen Weg, die gestiegene<br />

Komplexität so zu kapseln, dass die<br />

Anforderungen an die Nutzer nicht<br />

ebenso wachsen?<br />

„Simply Safe“-Gedanken<br />

Auch wenn die Sicherheitsfunktionen<br />

komplexe Aufgaben bedienen,<br />

die Anforderungen an Funktionalitäten<br />

stetig steigen und komplizierter<br />

werden, müssen die Anwendungen<br />

benutzerfreundlich sein. Der<br />

Entwicklungsdienstleister Brinkmann<br />

Electronic Berlin GmbH (BEL) unterstützt<br />

den Trend der Konfiguration<br />

und sieht ein hohes Potenzial darin:<br />

„Die Konfiguration wird mit der Zeit<br />

mächtiger und ermöglicht wieder die<br />

Komplexität der Technologie. Sie<br />

macht diese aber beherrschbar“,<br />

so Peter Brinkmann, Geschäftsführer<br />

bei BEL. Als Service-Anbieter<br />

entwickelt das Team Software<br />

und Hardware mit dem Ziel, Sicherheitsanwendungen<br />

einfacher zu<br />

machen – eben „simply safe“. Sie<br />

sind der Überzeugung, dass diese<br />

Anwendungen in einer noch komplexer<br />

werdenden Welt trotzdem<br />

beherrschbar und konfigurierbar<br />

gemacht werden kann und bieten<br />

eine Lösung, bei der kein Programmieren<br />

notwendig ist.<br />

Fazit<br />

Die BEL modulare Sicherheitsplattform<br />

kann in Geräte wie Antriebe,<br />

Sensoren, IPCs integriert werden.<br />

Der von BEL gelieferte Konfigurator<br />

kann nahtlos in bestehende Inbetriebnahme-Werkzeuge<br />

integriert<br />

werden. Mit dem Konfigurator können<br />

Integratoren, einfach, schnell<br />

und sicher ihre leistungsfähigen<br />

Sicherheitsfunktionen konfigurieren,<br />

parametrieren und in Betrieb<br />

nehmen ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

51


Sicherheit<br />

Zero Trust Networking in der Industrie<br />

Acht Fragen an Steffen Ullrich, IT-Sicherheitsforscher und Technology Fellow<br />

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

-Übergang von einer Firewall geschützt. Eine Kompromittierung in der IT kann zu einer Kompromittierung des<br />

kompletten OT-Netzwerks führen<br />

Steffen Ullrich<br />

IT-Sicherheitsforscher<br />

Genua GmbH<br />

www.genua.de<br />

OT (Operation Technology) und IT<br />

wachsen immer mehr zusammen.<br />

Das Problem ist: Waren Produktionsnetzwerke<br />

früher abgeschottet, wird<br />

heute durch die Vernetzung mit der<br />

IT der Zugriff von außen erleichtert.<br />

Was bedeutet das konkret für die<br />

OT-Sicherheit?<br />

Steffen Ullrich: OT-Umgebungen<br />

sind betriebskritischer als IT-Umgebungen.<br />

Produktionsausfälle oder<br />

Fehlfunktionen haben typischerweise<br />

drastischere Auswirkungen<br />

als in der IT. Entsprechend vorsichtig<br />

geht man beim Betrieb vor. Eine<br />

Folge davon ist, dass verglichen mit<br />

der IT die Änderungsrate in der OT<br />

deutlich geringer ist, und somit auch<br />

das Alter der eingesetzten Geräte<br />

und Software deutlich höher als in<br />

der IT. Technologien und Design<br />

stammen oft aus einer Zeit, als<br />

Cyber-Sicherheit eine geringe Priorität<br />

in der Entwicklung hatte. Entsprechend<br />

breit ist die Angriffsfläche.<br />

Zusätzlich muss man von einer<br />

unzureichenden Sicherheit der<br />

IT-Umgebungen ausgehen. Das<br />

betrifft nicht nur die Office-IT mit<br />

den typischen Angriffsvektoren über<br />

Phishing, Malware und Ransomware.<br />

Auch Cloud-Dienste oder eine vom<br />

Dienstleister betreute Fernwartung<br />

führen dazu, dass Betreiber immer<br />

weniger Kontrolle über ihre eigenen<br />

Netzwerke haben.<br />

Eine direkte Vernetzung von OT<br />

und IT exponiert also die breite<br />

Angriffsfläche der OT in eine potenziell<br />

unsichere IT. Dies führt nicht<br />

nur zu einer Gefährdung der zuverlässigen<br />

Produktion. In gefährlichen<br />

Bereichen wie z. B. dem Chemiesektor<br />

kann es auch zu einer Gefährdung<br />

der Safety und damit von Menschenleben<br />

führen. Bild 1 zeigt eine<br />

klassische Koppelung von OT und IT.<br />

Wie können produzierende<br />

Unternehmen mit diesen<br />

Unsicherheiten umgehen?<br />

Steffen Ullrich: Zum einen ist es<br />

wichtig, die potenzielle Angriffsfläche<br />

so weit wie möglich zu verkleinern.<br />

Ausgehend von einen Minimalitätsprinzip,<br />

bei dem nur das wirklich<br />

notwendige möglich sein sollte,<br />

schränken Zero-Trust-Konzepte wie<br />

Mikrosegmentierung oder Software-<br />

Defined Perimeter proaktiv die möglichen<br />

Kommunikationswege ein<br />

und reduzieren damit die Angriffsfläche<br />

auf ein Minimum. Dabei ist<br />

zunächst konkret festzulegen, welcher<br />

Zugriff und welche Kommunikation<br />

für wen erlaubt sein soll. Nur<br />

diese werden konsequent sowohl<br />

auf Applikations- als auch auf Netzebene<br />

zugelassen. Zusätzlich gilt<br />

es, die Komplexität zu verringern.<br />

Je weniger Features eine Software<br />

hat und je klarer die Schnittstellen<br />

sind, desto verständlicher, leichter<br />

und wirksamer ist eine Absicherung.<br />

Dennoch: Keine Sicherheitskomponente<br />

ist hundertprozentig zuverlässig.<br />

Daher ist es wichtig, mehrschichtige<br />

Sicherheitsarchitekturen<br />

aufzubauen, bekannt unter dem<br />

Begriff Defense in Depth. In der<br />

Praxis bedeutet dieses, Zugriffsbeschränkungen<br />

auf mehreren<br />

Bild 2: Komplexe Netzwerkinfrastruktur aus Unternehmenszentrale (unten)<br />

sowie zwei Unternehmensstandorten und Remote Clients, die über VPN<br />

angebunden werden. Der Schwerpunkt der IT-Sicherheit liegt traditionelle<br />

auf der Absicherung des Netzperimeters<br />

52 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Sicherheit<br />

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

Kommunikation zwischen ihnen reguliert und überwacht<br />

Ebenen durchzusetzen, zum Beispiel<br />

durch die Beschränkung des<br />

Zugangs zum Netz, die Beschränkung<br />

der Kommunikation im Netz<br />

und die Zugriffskontrolle an dem<br />

Dienst bzw. Gerät. Versucht ein<br />

Angreifer dann, in ein Netzwerk<br />

einzudringen, kommt er nicht weit.<br />

Zusätzlich zu den proaktiven Maßnahmen<br />

sollten auch reaktive eingesetzt<br />

werden. Ausführliches Monitoring<br />

ist die Voraussetzung für<br />

eine frühzeitige Angriffserkennung<br />

sowie für eine zeitnahe Reaktion im<br />

Angriffsfall. Wichtig sind auch eine<br />

Sensibilisierung von Mitarbeitern<br />

und funktionierende Notfallpläne.<br />

Was bedeutet das<br />

Zero-Trust-Paradigma?<br />

Steffen Ullrich: Der traditionelle<br />

Ansatz zur Absicherung von<br />

Geschäfts- und Produktionsprozessen<br />

ging davon aus, dass sich alle<br />

Geräte, Applikationen sowie die Kommunikation<br />

zwischen diesen unter<br />

der eigenen Kontrolle befinden. Es<br />

wurde sich daher auf die Absicherung<br />

des Netzes am Perimeter fokussiert.<br />

Innerhalb des Netzes selbst<br />

war überwiegend unbeschränkte<br />

Kommunikation möglich. Dieser<br />

Ansatz passt nicht mehr zur Realität.<br />

Heutige Infrastrukturen sind in<br />

ihrer Komplexität wesentlich größer<br />

und erstrecken sich oft über mehrere<br />

Netze (Bild 2). Hinzu kommen immer<br />

mehr fremdverwaltete Systeme wie<br />

Cloud-Umgebungen oder ferngewartete<br />

Maschinen. Gleichzeitig werden<br />

immer kritischere Geschäftsprozesse<br />

digitalisiert und vernetzt.<br />

Dadurch steigen die Anforderungen<br />

an die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit<br />

sowie den Datenschutz. Der<br />

einfache Ansatz der netzfokussierten<br />

Sicherheit skaliert in der heutigen<br />

Zeit immer schlechter. Das<br />

Zero-Trust-Paradigma fokussiert<br />

daher auf die Absicherung der einzelnen<br />

Prozesse, statt die Absicherung<br />

der kompletten Netze.<br />

Mit dem Zero-Trust-Paradigma entfernt<br />

man sich von der Idee, dass<br />

eine Kontrolle am Netzperimeter<br />

ausreichend möglich ist. Statt das<br />

komplette Netz zu sichern, fokussiert<br />

man sich auf die Absicherung der<br />

an einem Geschäfts- oder Produktionsprozess<br />

beteiligten Endgeräte,<br />

Nutzer und Dienste sowie der Kommunikationspfade<br />

zwischen diesen.<br />

Welche Ansätze gibt es<br />

in der Produktionswelt,<br />

Zero Trust Networking zu<br />

implementieren?<br />

Steffen Ullrich: Es gibt drei<br />

wesentliche Ansätze, die sich primär<br />

darin unterscheiden, an welcher<br />

Stelle die Sicherheitsregeln<br />

durchgesetzt werden. Zero Trust<br />

Networking Access nach Forrester<br />

bedeutet eine Mikrosegmentierung<br />

(Bild 3). Das heißt, in einem vorhandenen<br />

Netz werden an strategisch<br />

sinnvollen Stellen Zugriffskontrollen<br />

und Analysen implementiert,<br />

welche die Kommunikation innerhalb<br />

des Netzes beschränken und<br />

überwachen. Dies kann man zum<br />

Beispiel mittels einer Next Generation<br />

Firewall oder unserem cognitix<br />

Threat Defender realisieren. Letzterer<br />

erlaubt es, das gesamte interne<br />

Netz kleinteilig zu segmentieren,<br />

einzelne Geräte voneinander abzutrennen<br />

und die Kommunikationspfade<br />

nach dem Minimalitätsprinzip<br />

zu reglementieren und zu überwachen.<br />

Machine-Learning-Algorithmen<br />

helfen dabei, die Netzwerkkommunikation<br />

über einen bestimmten<br />

Zeitraum im Betrieb zu analysieren<br />

und so die passenden Regeln<br />

zu erstellen.<br />

Der zweite ZTNA-Ansatz ist der<br />

Software-defined Perimeter. Hier<br />

wird nicht ein vorhandenes Netz<br />

abgesichert, sondern der externe<br />

Zugang zu einzelnen Diensten. Konzeptionell<br />

ist das ähnlich zu einem<br />

klassischen Virtual Private Network,<br />

wobei jedoch bei einem Softwaredefined<br />

Perimeter nur Zugriff auf<br />

spezifische Dienste und nicht das<br />

komplette Netz erlaubt wird (Bild 4).<br />

Dies ist zum Beispiel wichtig bei<br />

einer Fernwartung, die nur einen<br />

Zugriff auf einzelne Dienste bzw.<br />

Systeme ermöglichen sollte, nicht<br />

aber einen Zugriff auf das komplette<br />

Produktionsnetz.<br />

Das dritte ZTNA-Konzept, das<br />

im Industrieumfeld wahrscheinlich<br />

weniger relevant ist, ist unter<br />

dem Begriff BeyondCorp beziehungsweise<br />

BeyondProd bekannt<br />

und wurde von Google propagiert<br />

(Bild 5). Hier geht es darum, den<br />

Zugang zu einem einzelnen Dienst<br />

abzusichern. BeyondCorp ist primär<br />

für Web-Anwendungen gedacht. Für<br />

alles andere eignet es sich weniger.<br />

Im Industriekontext ist es zum Beispiel<br />

für die Anbindung eines IIoT-<br />

Geräts an einen cloudbasierten<br />

Dienst nutzbar.<br />

Wie können Mikrosegmente<br />

nach Forrester konkret<br />

bestimmt werden?<br />

Steffen Ullrich: Dafür gibt es verschiedene<br />

Wege, je nachdem, wie<br />

viel man investieren möchte und<br />

wo die Angriffsflächen und Sicherheitsprobleme<br />

liegen. Zum Beispiel<br />

könnte man die Clients, IoT Devices<br />

und Server voneinander isolieren. In<br />

der OT können das fremdgesteuerte<br />

Maschinen sein, bei Servern sind<br />

es vielleicht kritische Umgebungen.<br />

Die Clients sind am wenigsten verwundbar.<br />

Wenn man diese Kategorien<br />

voneinander trennt, ist bereits<br />

einiges erreicht. Man kann aber<br />

auch so weit gehen, jedes Gerät von<br />

jedem zu trennen. Generell geht es<br />

darum, die Angriffsflächen zu verkleinern<br />

und die Kommunikation zu<br />

kontrollieren. Das heißt, je angreifbarer<br />

die Software auf einem Gerät<br />

ist und je kritischer die Umgebung,<br />

desto enger und granularer sollte<br />

Bild 4: Implementierung eines Software-Defined Perimeter, welcher<br />

externen Clients nach einer Authentisierung Zugriff auf bestimmte Dienste<br />

in einer internen Infrastruktur erlaubt<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

53


Sicherheit<br />

Bild 5: BeyondCorp-Ansatz. Die Authentifizierung und Zugriffskontrolle<br />

findet direkt am Dienst über einen vorgeschalteten Identity Aware<br />

Proxy (IAP) statt. Die Verbindung zwischen Client und IAP ist per HTTPS<br />

verschlüsselt<br />

man den Mikroperimeter um diese<br />

Geräte und die Dienste ziehen.<br />

Wie finden Anwender den<br />

für sie richtigen Zero Trust<br />

Ansatz?<br />

Steffen Ullrich: Dieser ist abhängig<br />

vom konkreten Use Case. Möchte<br />

man potenziell verwundbare Geräte<br />

in einem existierenden Netz besser<br />

schützen, so ist die Mikrosegmentierung<br />

das Mittel der Wahl.<br />

Möchte man zum Beispiel einzelne<br />

Dienste im lokalen Netzwerk oder<br />

in der Cloud von außen erreichbar<br />

machen, wie zum Beispiel bei der<br />

Fernwartung, dann eignet sich der<br />

Software-defined Perimeter. Geht<br />

es aber darum, die Anbindung an<br />

einzelne Web-basierte Anwendungen<br />

skalierbar zu schützen,<br />

z. B. im Industrial IoT-Bereich, dann<br />

sind Konzepte wie BeyondCorp gut<br />

geeignet.<br />

Allen ZTNA-Ansätzen ist gemein,<br />

dass sie Sicherheits-Policies auf der<br />

Basis von Identitäten benutzen. Das<br />

betrifft Identitäten von Geräten, Nutzern<br />

und Diensten. Die Leistungsfähigkeit<br />

einer ZTNA-Lösung ist<br />

stark davon abhängig, wie flexibel<br />

das sogenannte Identity Access<br />

Management ist.<br />

Es lassen sich auch mehrere<br />

Ansätze parallel betreiben; zum<br />

Beispiel, um einen Dienst im internen<br />

Netz mittels Mikrosegmentierung<br />

abzusichern und zusätzlich<br />

über einen Software-defined Perimeter<br />

von außen für die Fernwartung<br />

erreichbar zu machen. Und<br />

man kann auch mehrere dieser<br />

Konzepte ineinander schachteln,<br />

um eine Defense-in-Depth-Strategie<br />

zu fahren.<br />

Eine typische<br />

IT-OT-Anwendung ist die<br />

Fernwartung. Wie wird hier<br />

das Zero-Trust-Verfahren<br />

implementiert?<br />

Steffen Ullrich: Exemplarisch<br />

lässt sich das an unserer Fernwartungslösung<br />

genubox zeigen,<br />

die ein Software-defined Perimeter<br />

implementiert. Das heißt, ein<br />

oder mehrere interne Dienste sollen<br />

von außen nur nach entsprechend<br />

starker Authentifizierung erreichbar<br />

sein. Bei der genubox Fernwartung<br />

haben wir das so umgesetzt, dass<br />

zunächst eine hochsichere Verschlüsselung<br />

und Authentifizierung<br />

mittels eines SSH-Tunnels stattfindet.<br />

Dieser Ansatz ermöglicht nur<br />

einen dedizierten Zugang zu explizit<br />

definierten Services (Bild 6). Das<br />

heißt, im Gegensatz zu häufig eingesetzten<br />

VPN-Lösung findet hier<br />

keine Netzkopplung statt. Zusätzlich<br />

zur Zugangskontrolle werden die<br />

Aktivitäten auf dem Remote Desktop<br />

sowie die Terminal Session (SSH-<br />

Verbindung) per Video aufgezeichnet<br />

und die übertragenen Dateien<br />

auf Viren überprüft. Und der Mitarbeiter<br />

in der Produktionsanlage hat<br />

die Möglichkeit, die entsprechende<br />

Session jederzeit physisch zu erlauben<br />

beziehungsweise zu unterbrechen,<br />

indem er den entsprechenden<br />

Schlüsselschalter umdreht. Er behält<br />

also zu jeder Zeit die Kontrolle über<br />

seine Anlage.<br />

Wie zukunftsfähig sind Zero-<br />

Trust-Konzepte mit Blick<br />

auf die sich ständig weiterentwickelnde<br />

Gefahrenlage<br />

in der Cyber Security?<br />

Steffen Ullrich: Die selektive<br />

Begrenzung von Geschäfts- und<br />

Produktionsprozessen mittels Zero-<br />

Trust erlaubt eine deutlich höhere<br />

Granularität und Spezifität der<br />

Absicherung, als wenn man das<br />

ganze Netz im Stück sichert. Die<br />

Nutzung von organisatorischen Identitäten<br />

als Basis von Sicherheitsregeln<br />

anstatt von IP-Adressen und<br />

Ports führt zu einem besseren Einklang<br />

von sicherheitstechnischen<br />

und betrieblichen Anforderungen,<br />

das heißt, Regeln sind präziser und<br />

bieten so einen höheren Schutz.<br />

Eine proaktive granulare Beschränkung<br />

der Kommunikation erhöht auch<br />

das Verständnis über den zu erwartenden<br />

Datenverkehr und erleichtert<br />

so die Anomalie- und Angriffserkennung.<br />

Das Accounting der Zugriffe<br />

innerhalb von Zero Trust ermöglicht<br />

auch eine frühzeitige Detektion kompromittierter<br />

Zugänge und erlaubt<br />

eine zügige Schadenseingrenzung.<br />

ZTNA bietet also zum einen eine<br />

höhere proaktive Sicherheit, weil nur<br />

bestimmte Verbindungen erlaubt<br />

sind, und zum anderen eine deutlich<br />

bessere reaktive Sicherheit,<br />

weil sich der Schaden wesentlich<br />

einfacher und schneller beurteilen<br />

und eingrenzen lässt. Und ergibt<br />

sich eine neue Bedrohungslage oder<br />

Sicherheitslücke in einem Gerät,<br />

kann die Angriffsfläche durch einen<br />

engen Mikroperimeter zeitnah verkleinert<br />

werden, selbst wenn noch<br />

kein Patch existiert. Man kann zum<br />

Beispiel dafür sorgen, dass zeitweise<br />

nur noch bestimmte Clients<br />

auf dieses Gerät zugreifen dürfen<br />

oder nur unter bestimmten Bedingungen<br />

oder bestimmten Tageszeiten.<br />

Zero Trust bietet hier eine<br />

hohe Flexibilität. ◄<br />

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

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

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

Ansätzen findet hierbei keine Netzkoppelung statt<br />

54 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Cybersecurity<br />

Evaluierung der digitalen OT- und Cybersicherheit<br />

präzise und praktikabel umsetzen<br />

Dieser Artikel erläutert modernes Schwachstellen-Management und -Scoring<br />

Otorio<br />

www.otorio.com<br />

Die Messung und Verbesserung<br />

der IT-Sicherheit ist bei vielen<br />

Unternehmen mittlerweile angekommen<br />

und werden vorangetrieben.<br />

Die Frage der OT-Sicherheit<br />

(Operational Technologie, Betriebstechnologie)<br />

hingegen ist für viele<br />

Unternehmen noch ein Buch mit<br />

sieben Siegeln. Ben Reich, Chief<br />

Architect bei Otorio, erläutert, wie<br />

IT- und OT-Sicherheit gleichermaßen<br />

vorangebracht werden können<br />

und welche Rolle hierbei Schwachstellen-Management<br />

und -Scoring<br />

spielen.<br />

Risikominderung<br />

Der Prozess der digitalen OT-<br />

Risikominderung ist ein iterativer<br />

Prozess, bei dem sich Praktiker<br />

fragen müssen: Welches sind<br />

die effizientesten Risikominderungsmaßnahmen,<br />

die die effektivste<br />

Risikominderung für eine<br />

bestimmte Anlage, einen Prozess<br />

oder eine ganze Produktionsstätte<br />

erzielen?<br />

Sobald die Maßnahmen zur Risikominderung<br />

umgesetzt sind und<br />

ein akzeptables Restrisiko verbleibt,<br />

gibt es jedoch noch mehr zu tun.<br />

Der Grund dafür ist, dass der Prozess<br />

der Risikominderung zusätzliche<br />

Gefährdungen und Lücken aufdeckt,<br />

die Teil des neu eingeführten<br />

„akzeptablen“ Restrisikos sind. Dies<br />

ist ein fortlaufender Prozess, denn<br />

er ermöglicht es den operativen und<br />

OT-Sicherheitsteams, sich ständig<br />

auf die Schwachstellen zu konzentrieren,<br />

die Angreifer am ehesten<br />

ausnutzen, um einem Unternehmen<br />

so viel Schaden wie möglich<br />

zuzufügen. Nur durch die wiederholte<br />

Durchführung dieser Risikobewertungsschleife<br />

können Unternehmen<br />

ihre geschäftliche Widerstandsfähigkeit<br />

erreichen, und das<br />

mit einem begrenzten Umfang an<br />

Ressourcen.<br />

Ziele der Lagebeurteilung<br />

Das Hauptziel des Bewertungsprozesses<br />

besteht darin,<br />

die Schwachstellen mit der richtigen<br />

Priorität anzugehen. In diesem<br />

Beitrag geht es um die Art<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

55


Cybersecurity<br />

der Schwachstellen, die Art und<br />

Weise, wie sie bewertet werden<br />

sollten, und ihre Anwendung auf<br />

die digitale OT-Sicherheit.<br />

Definition Schwachstelle<br />

Das National Institute of Standards<br />

and Technology (NIST) definiert<br />

eine Schwachstelle wie folgt:<br />

„Eine Schwachstelle in der Rechenlogik<br />

(z. B. Code) von Software- und<br />

Hardwarekomponenten, die, wenn<br />

sie ausgenutzt wird, zu einer negativen<br />

Auswirkung auf die Vertraulichkeit,<br />

Integrität oder Verfügbarkeit<br />

führt. Die Behebung der Schwachstellen<br />

in diesem Zusammenhang<br />

umfasst in der Regel Änderungen<br />

am Code, kann aber auch Änderungen<br />

an der Spezifikation oder<br />

sogar die Abschaffung der Spezifikation<br />

(z. B. die vollständige Entfernung<br />

der betroffenen Protokolle<br />

oder Funktionen) beinhalten.<br />

Schwachstellen sind also bekannte<br />

Mängel in der Sicherheitslage eines<br />

Unternehmens, und ihre Behebung<br />

kann Abhilfemaßnahmen wie die<br />

Aktualisierung einer Softwareversion,<br />

die Deaktivierung eines Kommunikationsprotokolls<br />

oder die Aktualisierung<br />

eines Passworts umfassen.<br />

Beziehung zwischen<br />

Anlageninventar und<br />

OT-Schwachstellen<br />

Die Erstellung eines genauen,<br />

kontextbezogenen und detaillierten<br />

Bestandsverzeichnisses der Assets<br />

ist der erste Schritt bei der Entwicklung<br />

eines effektiven Verfahrens zur<br />

Analyse von OT-Schwachstellen. Das<br />

Inventar sollte Software- und Versionsdaten,<br />

Geräteverbindungen,<br />

Status und Verwaltungsinformationen<br />

(z. B. Eigentümer, Betriebsrolle,<br />

Funktion) enthalten. Eine aktuelle<br />

und genaue Bestandsaufnahme<br />

spiegelt verschiedene Aspekte des<br />

Anlagenzustands wider.<br />

Zuordnung<br />

Nach einer ersten Bestandsaufnahme<br />

können die Schwachstellen<br />

mit den entsprechenden Assets<br />

verknüpft werden. Diese Zuordnung<br />

sollte über einen automatisierten<br />

Prozess erfolgen, insbesondere<br />

bei einer großen Anzahl von<br />

Assets. Dazu muss ein Algorithmus<br />

erstellt und verwendet werden, der<br />

halbstrukturierte Schwachstellendaten<br />

mit Assets im Netzwerk verknüpfen<br />

kann.<br />

Die CVE-Datenbank (Common<br />

Vulnerabilities and Exposures) des<br />

NIST enthält derzeit etwa 170.000<br />

bekannte IT- und OT-Schwachstellen<br />

und ist damit eine wichtige Informationsquelle.<br />

Diese Zahl und die<br />

ständige Einführung neuer Schwachstellen<br />

verdeutlichen das Ausmaß<br />

und die Notwendigkeit, ihre Identifizierung<br />

zu automatisieren.<br />

Quellen für<br />

Schwachstellendefinitionen<br />

Bei der Bewertung von Schwachstellen<br />

wird der Schweregrad der<br />

einzelnen Schwachstellen anhand<br />

eines Schwachstellenindexes quantifiziert.<br />

Ein Standardverfahren zur<br />

Bewertung von Schwachstellen ist<br />

das Common Vulnerability Scoring<br />

System (CVSS) von NIST, ein<br />

Industriestandard, der bewertet,<br />

wie leicht eine Schwachstelle ausgenutzt<br />

werden kann und welche<br />

Auswirkungen dies auf Vertraulichkeit,<br />

Integrität und Verfügbarkeit<br />

haben kann. Diese drei Faktoren<br />

(auch bekannt als „CIA“ – für<br />

„confidentiality, integrity, and availability“)<br />

sind auch Variablen, die<br />

den potenziellen Schweregrad einer<br />

Bedrohung messen.<br />

56 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Cybersecurity<br />

Bestimmung<br />

der Gefährdung<br />

Die Berücksichtigung gängiger<br />

Schwachstellen allein reicht jedoch<br />

nicht aus, um die Gefährdung eines<br />

bestimmten Assets zu bestimmen.<br />

Eine weitere Quelle zur Bestimmung<br />

ist die interne Richtlinie eines Unternehmens.<br />

Wenn eine solche Richtlinie<br />

beispielsweise vorschreibt,<br />

dass Passwörter mittlerer Stärke<br />

eine Schwachstelle darstellen,<br />

muss dies bei der Berechnung der<br />

Schwachstelle des Assets berücksichtigt<br />

werden. Unternehmensspezifische<br />

Sicherheitsmängel sind die<br />

wichtigste Methode, mit der Praktiker<br />

Richtlinien als Faktor bei der<br />

Bewertung von Schwachstellen<br />

berücksichtigen können.<br />

Best Practice<br />

Industriestandards und Best Practices<br />

sind ebenfalls wichtige Quellen<br />

für Schwachstellen, die zum Risiko<br />

beitragen. Beispiele für Industrienormen<br />

sind ISA/IEC 62443 in Europa<br />

und NERC CIP in Nordamerika.<br />

Die Nichteinhaltung von Best Practices<br />

kann zu Problemen wie einer zulässigen<br />

Segmentierungskonfiguration,<br />

dem Fehlen von EDR-Agenten und<br />

einer ungerechtfertigten Kommunikation<br />

zwischen IT- und OT-Bereichen<br />

im Netzwerk führen. Diese müssen in<br />

eine allumfassende Schwachstellendatenbank<br />

aufgenommen werden, wo<br />

sie von Fachleuten geändert werden<br />

können, wenn sich Industriestandards<br />

und Best Practices weiterentwickeln.<br />

Bewertung<br />

von Schwachstellen<br />

Praktiker sollten unternehmensspezifische<br />

Schwachstellen mit<br />

Hilfe des CVSS-Systems bewerten<br />

und sie auf dieselbe Skala wie<br />

allgemeine Schwachstellen setzen.<br />

Die Schwachstellendatenbank<br />

sollte so flexibel sein, dass<br />

der Praktiker die Bewertung der<br />

Schwachstellen auf der Grundlage<br />

der Unternehmensrichtlinien<br />

beeinflussen kann.<br />

Da jeder Assetzustand eine<br />

Schwachstelle darstellen kann, ist<br />

es ratsam, einen Algorithmus einzusetzen,<br />

der die Unternehmensrichtlinien<br />

auf alle Assetzustände anwendet.<br />

Die Grundlage für die richtigen<br />

Entscheidungen über die Sicherheitslage<br />

ist also die konsistente<br />

Verwendung einer Schwachstellendatenbank,<br />

in der alle Schwachstellen<br />

nach einer Standardmethode<br />

bewertet werden. Auf diese Weise<br />

kann ein Unternehmen anhand des<br />

Risikos Prioritäten bei der Schadensbegrenzung<br />

setzen.<br />

Anpassung<br />

der Schwachstellen- und<br />

Risikoberechnung<br />

Von seinen Kunden hört Otorio<br />

immer wieder, dass Vertraulichkeit,<br />

Datenintegrität und Verfügbarkeit<br />

ihre Bedenken in Bezug auf OT-<br />

Umgebungen nicht angemessen<br />

widerspiegeln. Stattdessen müssen<br />

die OT-KPIs Parameter wie<br />

Sicherheit und Geschäftskontinuität<br />

widerspiegeln. Dies ist zwar<br />

ein gültiger Punkt, aber es gibt drei<br />

Gründe, warum sich die Diskussion<br />

über OT-Schwachstellen um diese<br />

Definitionen dreht:<br />

1. Die Änderungen der OT-KPIs in<br />

Bezug auf die Cybersicherheit sind<br />

das Ergebnis der oben genannten<br />

„Auswirkungen“ (d. h. Vertraulichkeit,<br />

Integrität, Verfügbarkeit).<br />

2. Da sich die Schwachstellen<br />

auf digitale Werte konzentrieren,<br />

müssen sie durch das Prisma der<br />

Cybersicherheitsbranchenstandards<br />

gemessen werden.<br />

3. Es macht die Bewertung aller<br />

Schwachstellen auf einer einzigen<br />

Skala viel weniger arbeitsintensiv.<br />

Diese Logik schließt die Einbeziehung<br />

von OT-KPIs in das Risikomodell<br />

nicht aus. Das Risikomodell<br />

berücksichtigt die OT-KPIs als<br />

Folge der Vertraulichkeit, Integrität<br />

und Verfügbarkeit. Dies geschieht<br />

durch einen Zuordnungsprozess,<br />

der ein separates Thema darstellt.<br />

Fazit<br />

Schwachstellen sind eine der vier<br />

Risikokomponenten und ein wichtiger<br />

Faktor bei der Analyse der Sicherheitslage.<br />

Eine große Herausforderung<br />

ist der Aufbau und die Pflege<br />

einer Schwachstellendatenbank,<br />

die auf Assets angewendet werden<br />

kann, um Entscheidungen über die<br />

Priorisierung von Abhilfemaßnahmen<br />

zu treffen.<br />

Die Grundlage für jede gute Bewertung<br />

ist eine angemessene Kartierung<br />

der Schwachstellen. Dies ist<br />

ein Prozess, der mehrere Schritte<br />

umfasst:<br />

• Durchführen eines automatisierten<br />

Prozesses, um ein genaues und<br />

detailliertes Bestandsverzeichnis<br />

zu erstellen.<br />

• Sammeln allgemeiner Schwachstellen<br />

aus der CVE-Datenbank.<br />

• Verwendung von Unternehmensrichtlinien,<br />

Best Practices und<br />

Industriestandards zur Vervollständigung<br />

des gesamten Satzes<br />

von Schwachstellen.<br />

• Überprüfen der Schwachstellenbewertung<br />

und Anwenden von<br />

organisationsspezifischen Änderungen,<br />

falls erforderlich.<br />

• Anwendung der Schwachstellen<br />

auf die verschiedenen Assets.<br />

• Verwendung von Schwachstellendaten<br />

bei der Risikoberechnung.<br />

• Anhand des Risikos bestimmen<br />

und priorisieren, welche Schwachstellen<br />

entschärft werden müssen.<br />

Die beste Möglichkeit, Schwachstellen<br />

zu bewerten, ist die Einhaltung<br />

des CVSS-Systems. Dadurch<br />

vermeiden Unternehmen, alle gängigen<br />

Schwachstellen neu bewerten<br />

zu müssen, und halten gleichzeitig<br />

den Industriestandard ein. Aufgrund<br />

des Umfangs und der Größenordnung<br />

dieses Prozesses ist es notwendig,<br />

ihn zu automatisieren. Auf<br />

diese Weise kann ein Unternehmen<br />

regelmäßig eine konsistente und<br />

skalierbare Bewertung der Sicherheitslage<br />

vornehmen, die es ermöglicht,<br />

die Bewertungen im Laufe der<br />

Zeit zu vergleichen und Trends bei<br />

der Sicherheitslage festzustellen.<br />

Wer schreibt:<br />

OTORIO entwickelt und vermarktet<br />

die nächste Generation von OT-<br />

Sicherheits- und digitalen Risikomanagementlösungen.<br />

Das Unternehmen<br />

kombiniert die Erfahrung führender<br />

staatlicher Cybersicherheitsexperten<br />

mit modernsten Technologien<br />

für das digitale Risikomanagement,<br />

um ein Höchstmaß an Schutz<br />

für kritische Infrastrukturen und die<br />

Fertigungsindustrie zu bieten. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

57


Qualitätssicherung<br />

Zusammenspiel von Assistenzsystemen<br />

und Mensch-Roboter-Kollaboration<br />

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

Digitalisierung haben Unternehmen die Möglichkeit, ihre Arbeitsabläufe schneller, sicherer und individueller<br />

zu gestalten.<br />

Ziel aktueller Entwicklungen ist<br />

eine effiziente und zudem sichere<br />

Kollaboration von Mensch und Roboter.<br />

Die meisten Systeme, die bisher<br />

im Einsatz sind, fallen allerdings<br />

eher in den Bereich der Kooperation.<br />

Die Arbeit an einem Werkstück<br />

ist entweder räumlich oder zeitlich<br />

getrennt, um die notwendige Sicherheit<br />

zu gewährleisten.<br />

Assistenzsysteme<br />

und Kollaboration<br />

Autor:<br />

Wolfgang Mahanty<br />

Geschäftsführer<br />

OPTIMUM datamanagement<br />

solutions GmbH<br />

www.optimum-gmbh.de<br />

Das Ideal, Losgröße 1 bei einer<br />

beliebigen Zahl an Varianten, ist mittlerweile<br />

nicht mehr Utopie, sondern<br />

realistisches Ziel. Dabei kristallisiert<br />

sich neben einer vollständigen Automatisierung<br />

insbesondere die Kollaboration<br />

von Mensch und Maschine<br />

als Weg heraus, der zukunftsorientierten<br />

Firmen enorme Vorteile<br />

bietet. Denn das Zusammenwirken<br />

der Stärken von Mitarbeitern<br />

und technischen Systemen führt zu<br />

effizienteren Arbeitsabläufen, mehr<br />

Sicherheit und geringeren Kosten.<br />

Bislang besteht eine relativ klare<br />

Trennung zwischen physischer und<br />

digitaler Assistenz. Auf der einen<br />

Seite stehen Systeme, die Werker<br />

mit Informationen unterstützen<br />

und durch Anweisungen Hilfestellung<br />

geben. Auf der anderen finden<br />

wir Robotersysteme, die physisch<br />

unterstützen und Arbeiten<br />

ausführen, die für den Menschen<br />

schwer, gefährlich oder ermüdend<br />

sind. Doch mit fortschreitender<br />

Entwicklung weicht diese Grenze<br />

auf. Eine echte Kollaboration zwischen<br />

Mensch, Roboter und Assistenzsystem<br />

ist möglich – und auf<br />

dem Weg, sich zu einem der prägenden<br />

Modelle in der Fertigung<br />

zu entwickeln.<br />

Formen der Mensch-Roboter<br />

Kollaboration<br />

Die Zusammenarbeit von Mensch<br />

und Roboter erfolgt in unterschiedlicher<br />

Intensität. Unterschieden wird<br />

dabei je nach Grad der Kooperation:<br />

* Koexistenz:<br />

Mensch und Maschine arbeiten<br />

nebeneinander, aber nicht gemeinsam.<br />

Beide verrichten ihre Tätigkeit<br />

unabhängig voneinander und erfüllen<br />

verschiedene Aufgaben.<br />

* Kooperation:<br />

Mensch und Maschine arbeiten<br />

gemeinsam an einem Prozessschritt,<br />

erfüllen jedoch zeitversetzt<br />

verschiedene Aufgaben.<br />

* Kollaboration:<br />

Direktes Zusammenwirken von<br />

Mensch und Roboter. Beide führen<br />

zeitgleich Arbeiten am selben<br />

Bauteil durch und unterstützen sich<br />

gegenseitig.<br />

Besonders für die manuelle Fertigung<br />

sind Assistenzsysteme eine<br />

Schlüsseltechnologie, um auch in<br />

Zukunft konkurrenzfähig zu bleiben.<br />

Entsprechend groß ist das<br />

Interesse an der Technologie. Eine<br />

Studie des Fraunhofer-Instituts für<br />

Arbeitswirtschaft und Organisation<br />

hat Ende 2019 144 Unternehmen<br />

zu ihrem aktuellen oder zukünftigen<br />

Einsatz von digitalen Assistenzsystemen<br />

befragt. Nahezu<br />

alle Verantwortlichen wollen entsprechende<br />

Unterstützungen für<br />

die Werker einsetzen. Konkret im<br />

Einsatz waren die digitalen Kollegen<br />

allerdings erst bei etwa einem<br />

Drittel der befragten Unternehmen.<br />

Ein gewaltiges Potenzial, das auch<br />

knapp drei Jahre später noch lange<br />

nicht ausgeschöpft ist.<br />

Mittels Sensoren unterstützen<br />

Assistenzsysteme den Werker in seiner<br />

Arbeit und geben ihm in unterschiedlicher<br />

Form Hilfestellung,<br />

um einzelne Produktionsschritte<br />

zu beschleunigen, zu vereinfachen<br />

oder die Fehlerzahl zu minimieren.<br />

Dabei greifen sie auf verschiedene<br />

Arten des Feedbacks zurück (visuell,<br />

auditiv oder sensorisch) und leiten<br />

den Mitarbeiter oder die Mitarbeiterin<br />

durch den gesamten Fertigungsprozess.<br />

Moderne digitale Assistenzsysteme<br />

verfügen zudem über Schnittstellen<br />

zu weiteren Anwendungen<br />

der Smart Factory und können die<br />

Daten anderer Komponenten auswerten.<br />

So fließen beispielsweise<br />

die Informationen eines Drehmomentschraubers<br />

in den Prozess<br />

58 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Qualitätssicherung<br />

ein. So kann dessen korrekte Nutzung<br />

geprüft und im Anschluss<br />

bestätigt werden. Sogar die vollständige<br />

Integration in Fertigungslinien<br />

und Produktionssysteme ist<br />

problemlos möglich.<br />

Der Schlaue Klaus<br />

als Schnittstelle<br />

Das Assistenzsystem der Schlaue<br />

Klaus der Optimum datamanagement<br />

solutions GmbH bietet die<br />

Funktionen bereits heute. Mit seinen<br />

Fähigkeiten liegt er an der Grenze<br />

zwischen digitaler und physischer<br />

Assistenz. Denn das System verfügt<br />

über Möglichkeiten, direkt<br />

und indirekt auf den Fertigungsprozess<br />

einzuwirken. Durch visuelles<br />

und akustisches Feedback<br />

werden erfolgreiche sowie fehlerhafte<br />

Arbeitsschritte gekennzeichnet.<br />

Dadurch erhält der Mitarbeiter<br />

die Möglichkeit, direkt auf Fehler zu<br />

reagieren und das angezeigte Problem<br />

zu beheben.<br />

Neben der Kontrollfunktion ist der<br />

Schlaue Klaus auch in der Lage, den<br />

Fertigungsprozess aktiv zu unterstützen.<br />

Dank einer Kamera und<br />

einer fortschrittlichen Bilderverarbeitungssoftware<br />

erkennt das System<br />

einzelne Bauteile ebenso wie<br />

komplexe Werkstücke – und das<br />

in Echtzeit und positionsunabhängig.<br />

Über einen Bildschirm werden<br />

unmittelbar weitere Informationen<br />

zur erkannten Komponente verfügbar<br />

und die notwendigen Arbeitsschritte<br />

dargestellt.<br />

Ein Lasersystem bietet zusätzliche<br />

Orientierung und markiert<br />

direkt am Werkstück Positionen<br />

von Bohrlöchern oder Lötpunkten.<br />

Für eine bessere räumliche Orientierung<br />

stehen dem Werker zudem<br />

CAD-Dateien direkt über den Bildschirm<br />

zur Verfügung.<br />

Mensch und Maschine<br />

Hand in Hand<br />

Die Zukunft der Assistenzsysteme<br />

liegt in einer vollumfänglichen Integration<br />

der Technik in den gesamten<br />

Fertigungsprozess. Die Smart<br />

Factory ist umfassend miteinander<br />

vernetzt. Alle Sensoren und<br />

Systeme liefern Informationen, die<br />

sich gegenseitig beeinflussen und<br />

schlussendlich dafür Sorge tragen<br />

sollen, die Fertigung nachhaltig zu<br />

beschleunigen und zu verbessern.<br />

Ein Schritt auf diesem Weg ist die<br />

vollständige Verbindung von digitalen<br />

Assistenzsystemen, Robotikkomponenten<br />

und menschlicher<br />

Arbeit. Hier kommt der Technologie,<br />

wie sie im Schlauen Klaus zu finden<br />

ist, eine entscheidende Bedeutung<br />

zu. Denn als Schnittstelle zwischen<br />

den verschiedenen Akteuren<br />

an einem Arbeitsplatz fällt diesen<br />

Systemen die Aufgabe zu, eingehende<br />

Informationen zu sortieren,<br />

zu verarbeiten und wieder in den<br />

Arbeitsprozess einfließen zu lassen.<br />

In Zukunft können Assistenzsysteme<br />

und Robotertechnik deshalb<br />

Hand in Hand arbeiten. Werker lassen<br />

sich so noch gezielter entlasten,<br />

die Fehlerzahl weiter gegen<br />

null reduzieren und die Effizienz<br />

in der Produktion stetig erhöhen.<br />

Wer schreibt:<br />

Die Optimum datamanagement<br />

solutions GmbH ist Marktführer<br />

im Bereich der kamerabasierten,<br />

kognitiven Assistenzsysteme. Seit<br />

1993 löst das Karlsruher IT-Unternehmen<br />

komplexe Anforderungen<br />

durch die Entwicklung intelligenter<br />

Anwendungen zur Bildverarbeitung.<br />

Die Expertise liegt in der Kombination<br />

von Datenbanklogik und Kameratechnik,<br />

die die analoge Welt auf<br />

dem Shopfloor in die digitale Welt<br />

der Zahlen, Daten und Fakten<br />

übersetzt. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

59


Qualitätssicherung<br />

Mit künstlicher Intelligenz<br />

gegen Materialengpass und Fachkräftemangel<br />

Hopie Tech GmbH<br />

www.hopie.tech<br />

„Kannst du das Produkt mal eben<br />

für den anderen Kunden umbauen?<br />

Den müssen wir jetzt als erstes beliefern!“<br />

– so oder so ähnlich schallt es<br />

derzeit häufiger durch die Montagehallen.<br />

Der dringende Grund dafür<br />

sind Materialengpässe und Fachkräftemangel,<br />

die zurzeit den Alltag<br />

vieler Industriebetriebe bestimmen.<br />

Auch wenn sich die meisten Unternehmen<br />

überaus kreativ erweisen,<br />

um die Mangellage zu meistern,<br />

besteht doch eine gewisse Gefahr,<br />

dass bei aller Flexibilität die notwendige<br />

Produktqualität auf der Strecke<br />

bleibt und die Reklamationsquote<br />

am Ende steigen wird.<br />

Unterstützung<br />

bei manueller Sichtkontrolle<br />

Um das zu verhindern, bietet<br />

Hopie.tech mit 2|inspect eine innovative<br />

Software für die manuelle<br />

Sichtkontrolle. Sie hilft dem Monteur<br />

dabei, seine eigene Arbeit zu<br />

überprüfen und keinen Fehler zu<br />

übersehen. Dazu macht er einfach<br />

vordefinierte Fotoaufnahmen vom<br />

Prüfobjekt. Die Software extrahiert<br />

automatisch alle Prüfpunkte und<br />

stellt sie dem Werker als Vergleich<br />

zum Referenzprodukt grafisch gegenüber.<br />

Durch Bestätigen, Zurückweisen<br />

oder Nacharbeiten sichert<br />

und dokumentiert der Werker die<br />

korrekte Ausführung seiner Arbeit.<br />

Der Clou dabei: durch die Arbeit mit<br />

der Software, trainiert er gleichzeitig<br />

digitale Prüfassistenten, die nach<br />

kurzer Trainingsphase Punkte auch<br />

eigenständig überprüfen können. So<br />

entsteht in der Software ein stetig<br />

wachsender Pool an Prüfassistenten,<br />

die dem Werker bedarfsweise freigeschaltet<br />

werden können. Diese<br />

digitalen Assistenten stehen dann<br />

nicht nur ihm, sondern auch anderen<br />

Kollegen für künftige Sichtprüfaufgaben<br />

zur Verfügung.<br />

Automatische<br />

Protokollfunktion<br />

In diesen anspruchsvollen Zeiten<br />

hilft die automatische Protokollfunktion<br />

von 2|inspect, den benötigten<br />

Qualitätsnachweis für die flexible<br />

Arbeitsweise zu führen. Daneben<br />

entlasten die modular ergänzbaren<br />

Assistenten den Monteur bei komplexen<br />

Prüfaufgaben und stellen seine<br />

Erfahrung auch anderen Fachkräften<br />

zur Verfügung. ◄<br />

Januar/Februar 1-2/2022 Jg. 26<br />

Q-DAS-Zertifizierung sichert<br />

Prozessqualität<br />

Optisense, Seite 6<br />

Sonderteil <strong>Einkaufsführer</strong>:<br />

Industrie PCs<br />

ab Seite 49<br />

<strong>Einkaufsführer</strong><br />

Industrie-PCs<br />

Jetzt Unterlagen anfordern!<br />

PC & Industrie <strong>Einkaufsführer</strong> Industrie-PCs integriert in PC&Industrie<br />

1-2/<strong>2023</strong> mit umfangreichem Produkt index, ausführlicher Lieferantenliste,<br />

Firmenverzeichnis, deutscher Vertretung internationaler Unternehmen und<br />

Vorstellung neuer Produkte.<br />

Einsendeschluss der Unterlagen 02. 12. 2022<br />

Anzeigen-/Redaktionsschluss 25. 11. 2022<br />

beam-Verlag, info@beam-verlag.de oder Download + Infos<br />

unter www.beam-verlag.de/einkaufsführer<br />

60 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Messen/Steuern/Regeln<br />

Sensoren schnell digital vernetzen<br />

Modulares System aus Feldbus-Controller und bis zu acht Messverstärkern<br />

Bild 1: Kompaktes<br />

Modulsystem<br />

für die digitale<br />

Sensor-Einbindung<br />

ins Industrial-<br />

Ethernet-Konzept<br />

moderner<br />

Anlagensteuerungen<br />

Bild 2: Gut<br />

zugängliche<br />

Anschlussklemmen<br />

und<br />

Konfiguriertasten<br />

erlauben<br />

eine schnelle<br />

Inbetriebnahme<br />

Bilder © burster<br />

burster präzisionsmesstechnik<br />

gmbh & co kg<br />

info@burster.de<br />

www.burster.de<br />

In modernen Automatisierungskonzepten<br />

stellt die Digitalisierung<br />

bis hinunter zum Sensor besondere<br />

Anforderungen. Design und<br />

Platz oder raue Umgebungsbedingungen<br />

erfordern oft Sensoren<br />

ohne integrierte Auswerteelektronik.<br />

Intelligente Messverstärker, die die<br />

Messwerte solcher Sensoren digital<br />

auswerten und über einen Feldbus-<br />

Controller ins Automatisierungsnetzwerk<br />

übertragen erlauben dann eine<br />

durchgehende Digitalisierung. Für<br />

diese Datenerfassung bietet burster<br />

ein skalierbares, volldigitales, kompaktes<br />

Modulsystem. Es besteht aus<br />

einem Feldbus-Controller (Typ 9251)<br />

für industrielle Ethernet-Standards<br />

wie PROFINET, EtherNet/IP oder<br />

EtherCAT und flexibel einsetzbaren<br />

Messverstärkern.<br />

Bis zu acht Messverstärker<br />

An einen Controller können bis<br />

zu acht Messverstärker (Typ 9250)<br />

angesteckt werden für Sensoren wie<br />

DMS, Potentiometer oder analoge<br />

±10 V bzw. inkrementelle Signale. Der<br />

Messverstärker erkennt burster-Sensoren<br />

automatisch mit der Sensorerkennung<br />

burster-TEDS und lässt sich<br />

auch schnell und einfach am Modul<br />

parametrieren. Gut zugängliche Klemmen<br />

für die Sensorver kabelung sowie<br />

die Hutschienenmontage erlauben<br />

die schnelle Installation im Schaltschrank<br />

durch einfaches Aneinanderreihen<br />

von Feldbus-Controller<br />

und Verstärkermodulen.<br />

Flexibel, skalierbar,<br />

praxistauglich<br />

Der Feldbus-Controller kann bis<br />

zu neun Messkanäle auslesen: die<br />

acht Kanäle der 9250-Messverstärker<br />

sowie einen zusätzlichen<br />

±10 VDC-Kanal als Normsignaloder<br />

Transmittereingang. Neben<br />

einer Blitzkonfiguration vor Ort<br />

über Tasten an den Verstärkermodulen<br />

ist über eine frontseitige<br />

USB-Schnittstelle auch eine komfortable<br />

Gerätekonfiguration bzw.<br />

ein Backup über die PC-Software<br />

DigiVision möglich. Das Komplettsystem<br />

aus Feldbus-Controller<br />

und den Messverstärkern lässt<br />

sich durch den kompakten Aufbau<br />

gut im Schaltschrank unterbringen<br />

und erlaubt so die digitale<br />

Messwerterfassung auch<br />

bei wenig Platz. Die Verstärkermodule<br />

arbeiten mit 24-Bit AD-<br />

Wandlung, die Messrate der einzelnen<br />

Messverstärker beträgt bis<br />

zu 14.400 Messungen je Sekunde<br />

bei Linearitätsabweichungen von<br />


Messen/Steuern/Regeln<br />

Antriebsregler kommunizieren<br />

sicher über Profisafe<br />

ble Feldbusanbindung an die überlagerte<br />

Steuerungsebene beispielsweise<br />

via PROFInet. In den Geräten<br />

wurde nun die Kommunikation<br />

über das sichere Feldbusprotokoll<br />

PROFIsafe integriert und zertifiziert.<br />

In der Anwendung kann so der Verdrahtungsaufwand<br />

reduziert werden.<br />

TiA-Portal<br />

PROFInet-Netzwerk<br />

KEB Automation KG<br />

info@keb.de<br />

www.keb.de<br />

Eine durchgängige und sichere<br />

Kommunikation erleichtert die Inbetriebnahme<br />

sowie den Betrieb von<br />

Maschinen und Anlagen. Die Drive<br />

Controller COMBIVERT F6 und<br />

Servo Drives S6 von KEB Automation<br />

bieten integrierte Sicherheitsfunktionen<br />

direkt im Antrieb.<br />

In der Gerätevariante „APPLIKA-<br />

TION” sind Ethernet-basierte Bussysteme<br />

per Software umschaltbar<br />

und ermöglichen so eine flexi-<br />

Die Einbindung von Antrieben mit<br />

integrierter Sicherheit in das Siemens<br />

TiA-Portal PROFInet-Netzwerk<br />

erfolgt mithilfe der vorab auf<br />

Konformität geprüften GSD-Dateien.<br />

Darauf aufbauend wird die sichere<br />

Feldbuskommunikation zwischen<br />

verschiedenen F-Devices (Sicherheitsgeräten)<br />

realisiert. Bei den Drive<br />

Controllern COMBIVERT F6 und<br />

S6 APPLIKATION (mit Sicherheitsmodul<br />

Typ 3) können die entsprechenden<br />

geberbehafteten Sicherheitsfunktionen<br />

über die Konfiguration<br />

angewählt und genutzt werden.<br />

Die Gerätereihen decken<br />

einen großen Leistungsbereich<br />

von 0,75 kW bis 450 kW ab und<br />

können für den Betrieb von unterschiedlichen<br />

Motorentechnologien<br />

eingesetzt werden. ◄<br />

Effiziente und effektive Migration einer alten SPS<br />

Verkürzte Stillstandszeit<br />

spart Kosten. Mit MiBridge<br />

von Klippon Engineering<br />

können alte Steuerungssysteme<br />

innerhalb kürzester<br />

Zeit gegen neue SPSoder<br />

PLS-Systeme ausgetauscht<br />

werden. Klippon<br />

Engineering ist der international<br />

renommierte Partner<br />

der Weidmüller-Gruppe im<br />

Bereich der Verfahrenstechnik.<br />

Das Unternehmen verfügt<br />

über Engineering-Kompetenz<br />

aus mehr als 60 Jahren<br />

Erfahrung in der Prozessindustrie.<br />

Um von den Vorteilen des<br />

Industrial IoT profitieren<br />

zu können, ist eine Migration<br />

zu einem modernen<br />

PLS- oder SPS-System erforderlich.<br />

MiBridge von Klippon Engineering<br />

ermöglicht eine schnelle<br />

Migration ohne Verdrahtungsfehler.<br />

Mithilfe einer Adapterkarte werden<br />

die neuen E/A-Karten der Steuerungssysteme<br />

einfach mit der vorhandenen<br />

Feldverdrahtung verbunden.<br />

Die Lösung ist mit dem Steckverbinder<br />

der vorhandenen Feldverdrahtung<br />

kompatibel und kann<br />

direkt angeschlossen werden. Die<br />

vorhandene Feldverdrahtung bleibt<br />

unverändert und wird nicht beeinträchtigt.<br />

Dadurch wird die Stillstandszeit<br />

erheblich verkürzt oder<br />

entfällt sogar ganz.<br />

• Weidmüller<br />

info@weidmueller.de<br />

www.weidmueller.de<br />

62 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Messen/Steuern/Regeln<br />

Smarte Automatisierungslösungen für die<br />

digitalisierte Industrie<br />

Plattform GRM für besonders komplexe<br />

Anwendungen. Die Relais finden<br />

sich in den unterschiedlichsten<br />

Anwendungen der Glas-, Kunststoffund<br />

Lebensmittelindustrie sowie der<br />

Infrarot- und Kältetechnik.<br />

Elektrische Lasten<br />

intelligent managen<br />

Energiesparen ist das Thema der<br />

Zeit. In industriellen Produktionsprozessen<br />

trägt eine genaue Kenntnis<br />

und Auswertung aller Prozessgrößen<br />

sowie eine innovative Lastregelung<br />

maßgeblich dazu bei. Damit<br />

kommt den mit IO-Link ausgerüsteten<br />

Sensor- und Aktorlösungen<br />

von Gefran eine besondere Bedeutung<br />

zu. Auf der SPS stellt der Spezialist<br />

für die industrielle Automatisierung<br />

und Prozessüberwachung<br />

seine smarten Komponenten und<br />

Lösungen für die digitalisierte Industrie<br />

vor.<br />

TWIIST<br />

Die neue multifunktionale TWI-<br />

IST-Technologie zur kontaktlosen,<br />

verschleißfreien Positionserfassung<br />

revolutioniert die Rolle der Messtechnik<br />

in der Automatisierung und<br />

definiert die Funktion von Sensoren<br />

neu: Die intelligenten Wegaufnehmer<br />

erfassen neben der Position<br />

auch andere Prozessgrößen wie<br />

Beschleunigung und Vibrationen,<br />

erkennen Unregelmäßigkeiten im<br />

Ablauf und setzen diese Informationen<br />

in Relation zueinander. Das<br />

Ziel: Eine zuverlässige Überwachung<br />

und vorausschauende Wartung auf<br />

verschiedenen Ebenen.<br />

KS-I – ultraschneller<br />

Druckmessumformer mit<br />

IO-Link<br />

Die Drucksensoren der Baureihe<br />

KS-I erfassen Druck und Temperatur<br />

mit einer hohen Abtastfrequenz<br />

von 1.000 S/s. Dadurch können sie<br />

mit dem IO-Link-Master in der für<br />

die IO-Link-Kommunikation maximal<br />

verfügbaren Geschwindigkeit von<br />

230,4 kBaud bzw. COM3 kommunizieren.<br />

Die erweiterte Konnektivität<br />

der neuen Druckmessumformer<br />

erlaubt die Aufzeichnung zahlreicher<br />

azyklischer Informationen, die für<br />

die vorausschauende Wartung im<br />

Rahmen von Industrie 4.0 unerlässlich<br />

sind. Dazu zählen neben den<br />

Höchstwerten von Druck und Temperatur<br />

auch erreichte Spitzenwerte<br />

und die Anzahl der Arbeitsstunden.<br />

GRP-H mit IO-Link und<br />

Diagnosefunktionen<br />

GRP-H, die innovative Plattform<br />

für kompakte Solid State Relais von<br />

Gefran, ist das erste einphasige Halbleiterrelais<br />

mit digitalem IO-Link-Protokoll<br />

und erweiterten Diagnosefunktionen.<br />

Die neue Serie GRP-H,<br />

eine Weiterentwicklung der Halbleiterrelais-Baureihe<br />

GRS-H, ergänzt<br />

die innovative Familie der GRx-Leistungsregler.<br />

Diese umfasst zahlreiche<br />

weitere Solid State Relais:<br />

vom einfachen Halbleiterschütz<br />

GRS bzw. GRS-H ohne oder mit<br />

Kühlkörper bis hin zur High-end-<br />

Gefrans Smart Load Manager<br />

GSLM koordiniert im Zusammenspiel<br />

mit den Leistungsreglern der<br />

GPC-Baureihe die Schaltfolge und<br />

Einschaltdauer von Heizwiderständen<br />

so, dass der Energieverbrauch<br />

unter Vermeidung von Lastspitzen<br />

möglichst gleichmäßig über die Einschaltdauer<br />

verteilt und zugleich die<br />

voreingestellte Leistungsgrenze zu<br />

keinem Zeitpunkt überschritten wird.<br />

In der industriellen Wärmebehandlung<br />

ermöglicht diese intelligente<br />

Lastenverteilung eine wirtschaftliche<br />

Nutzung der elektrischen Energie.<br />

Halle 7A, Stand 406 und auch<br />

auf dem Stand des Profibus<br />

Konsortiums, Halle 5, Stand 210.<br />

• GEFRAN Deutschland GmbH<br />

www.gefran.com<br />

Modulare CNC-Bahnsteuerung<br />

Föhrenbach bietet zum umfangreichen<br />

Lieferprogramm der Linear-<br />

und Rundachsen seit mehr als<br />

30 Jahren die passende Steuerungstechnik<br />

an. Die modulare<br />

CNC-Bahnsteuerung Unipos 330<br />

kann für bis zu 4 Servo-, Schrittund<br />

direkt angetriebene Achsen<br />

eingesetzt werden. Weiterhin können<br />

nun optional eine Spindelansteuerung,<br />

ein Handbedienteil oder<br />

ModBus als weitere Schnittstelle<br />

mit angeboten werden.<br />

Die Programmierung<br />

erfolgt indirekt z. B. über ein Notebook<br />

mit gängigen NC-Befehlen<br />

(G-Code) bzw. nach DIN 66025.<br />

Die integrierte PLC und HMI können<br />

mittels externer Entwicklungsumgebung<br />

kundenspezifisch<br />

angepasst werden. Neben<br />

dem 7“-Touch-Farbdisplay können<br />

drei Tasten frei programmiert werden.<br />

Die USB-Schnittstelle befindet<br />

sich an der Frontseite der Steuerung,<br />

die Netzwerkanschlüsse und<br />

Anschlussstecker an der Rückseite.<br />

Die Unipos 330 verfügt über integrierte<br />

und dezentrale Ein- und Ausgänge<br />

sowie über einen integrierten<br />

Not-Aus SIL3. Die Steuerung<br />

wird anschlussfertig im kompakten<br />

Tischgehäuse geliefert, oder alternativ<br />

auch als Einschub im 19“-Rack.<br />

In der Unipos 330 ist ein leistungsfähiger,<br />

lüfterloser 32-Bit-Mikrocontroller<br />

mit 400 MHz eingebaut. Die<br />

Fernwartung ist über einen externen<br />

PC möglich.<br />

• Föhrenbach GmbH<br />

www.foehrenbach.com<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

63


Messen/Steuern/Regeln<br />

Condition-Monitoring-Sensor mit IO-Link<br />

Klimas in Produktions- und Lagergebäuden<br />

in allen Branchen, die<br />

mit feuchte- und temperatursensiblen<br />

Gütern umgehen.<br />

Simple-I/O-Modus<br />

Hans Turck GmbH & Co. KG<br />

more@turck.com<br />

www.turck.com<br />

Turcks kombinierter Feuchteund<br />

Temperatursensor CMTH ist<br />

jetzt in einer kompakten Variante<br />

mit verbesserter IIoT-Integration<br />

für smarte Condition-Monitoring-<br />

Anwendungen verfügbar. Mit nur<br />

57 mm Länge und einem Betriebstemperaturbereich<br />

von -40 bis<br />

+100 °C ist der IP67-Sensor im<br />

M12-Gehäuse selbst in anspruchsvollen<br />

Umgebungen leicht einsetzbar.<br />

Die einfache Integration wird<br />

auch schnittstellenseitig unterstützt:<br />

Das standardisierte IO-Link-Smart-<br />

Sensor-Profil (Stand 4.1.2.) mit<br />

64 Bit auf zwei Kanälen vereinfacht<br />

die herstellerübergreifende<br />

Einrichtung von vernetzten Systemen.<br />

Der CMTH eignet sich insbesondere<br />

zur Überwachung des<br />

Der Sensor gibt im Simple-<br />

I/O-Modus (SIO) für Temperatur<br />

und Feuchte je ein Schaltsignal aus.<br />

Insbesondere zur Nachrüstung von<br />

Klimadaten in bestehenden Applikationen<br />

eignet sich dieser Modus<br />

gut, da selten digitale Schnittstellen<br />

wie IO-Link vorliegen. In moderneren<br />

Anlagen oder Maschinen<br />

bietet der IO-Link-Modus Vorteile,<br />

denn der smarte CMTH-Sensor<br />

kann so nicht nur kontinuierliche<br />

Prozesswerte ausgeben, sondern<br />

beispielsweise auch selbstständig<br />

den situativen Taupunkt ermitteln.<br />

Nutzer, die Langzeitanalysen benötigen,<br />

werden die vorkonfigurierte<br />

Histogramm-Funktion zu schätzen<br />

wissen.<br />

Digitale Schnittstelle<br />

Die digitale Schnittstelle erleichtert<br />

auch die Inbetriebnahme des Sensors.<br />

Über Turcks IO-Link-Master<br />

kann das Gerät ohne Zusatzsoftware<br />

über den integrierten Webbrowser<br />

des Masters konfiguriert und<br />

in Betrieb genommen werden. ◄<br />

Einfache Integration in die Anlage dank IO-Link<br />

Die Anforderungen an Qualität, Reproduzierbarkeit<br />

und Nachverfolgbarkeit beim Formatwechsel steigen.<br />

Um das Potenzial auszuschöpfen, das sich durch teilautomatisierte<br />

Formatverstellung ergibt, ist die zuverlässige<br />

Kommunikation mit der Anlagensteuerung zur<br />

Rückmeldung des Positionierstatus erforderlich. Hierfür<br />

ist die digitale Positionsanzeige SeGMo-Assist von<br />

Lenord+Bauer nun auch mit IO-Link-Kommunikationsschnittstelle<br />

verfügbar. Diese ermöglicht die einfache Integration<br />

in die Anlagensteuerung bei geringem Verdrahtungsaufwand.<br />

Die weltweit standardisierte IO-Link-Technologie<br />

kann unabhängig vom Feldbus über eine Punktzu-Punkt-Verbindung<br />

und 3-Draht-Standardverkabelung<br />

in jedes Netzwerk eingebunden werden. Dank der zentral<br />

gespeicherten und automatisch abrufbaren Gerätekonfiguration<br />

ist die Neuparametrierung im Wartungsfall<br />

oder beim Gerätetausch einfach möglich, so dass Stillstandszeiten<br />

minimiert werden.<br />

• Lenord, Bauer & Co. GmbH<br />

www.lenord.de<br />

64 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


DURCHBLICK ALLES KLAR BEHALTEN<br />

– ODER?<br />

Messen/Steuern/Regeln<br />

Kompakte und smarte<br />

Antriebslösung<br />

maxon entwickelt und produziert mit seiner Tochterfirma, der zub AG,<br />

Steuerungsmodule für die Antriebspositionierung und -synchronisation.<br />

Es entstehen programmierbare Mehrachssteuerungen mit integrierten<br />

Endstufen, kompromissloser Qualität und wegweisender Innovation.<br />

MACS-Module (MACS = Multi Achs Controller<br />

System) regeln autark das hochdynamische<br />

Positionieren und Synchronisieren<br />

von bis zu 32 Achsen von Servo- und Asynchronmotoren<br />

oder steuern autark Kleingeräte.<br />

Bevorzugt kommen die Steuergeräte da zum<br />

Einsatz, wo SPS-Lösungen zu teuer sind oder<br />

nicht die spezifischen Anforderungen erfüllen.<br />

Mit der der MiniMACS6-AMP-4/50/10 bietet<br />

die zub AG eine wirtschaftliche Lösung,<br />

um bis zu sechs bürstenbehaftete oder bis zu<br />

vier bürstenlose Motoren hochdynamisch und<br />

präzise zu bewegen. Positions-Feedback oder<br />

Master-Signale werden mittels inkrementellen<br />

Encoder-Eingänge eingelesen. Optional können<br />

Sin/Cos-Encoder oder SSI Encoder angeschlossen<br />

werden.<br />

Einfache Erweiterbarkeit<br />

Eine Reihe von digitalen Ein- und Ausgängen<br />

verarbeiten Sensor-Signale und steuern Aktuatoren.<br />

Die Anzahl der Ein-/Ausgänge kann leicht<br />

durch ein CANopen I/O-Module erweitert werden.<br />

Weiter verfügt diese Steuerung über zwei<br />

CAN- und eine USB-Schnittstelle, welche die<br />

Anbindung an ein Übergeordnetes System ermöglicht.<br />

Optional können auch andere gängige<br />

Industrielle Bussysteme wie EtherCAT eingebunden<br />

werden. Eine einfache und effiziente Motion<br />

Control Programmiersprache (C-Sprache) ermöglicht<br />

es, diesen Motion Controller auch als<br />

Stand-alone-Lösung zu betreiben (ohne übergeordneten<br />

PC oder SPS).<br />

Kompakte Steuerungen<br />

Mit ihrer Größe eignet sich die Steuerung<br />

für Systementwickler, welche autarke Roboter<br />

oder Shuttle-Systeme, wie z. B. die Lagerkommissionierung,<br />

designen. Anwendung findet<br />

die Steuerung auch bei Laborautomationsgeräten<br />

oder bei allen Spezialgeräten, welche<br />

eine kompakte Steuerung erfordern.<br />

Antriebskomplettlösung<br />

Ein wesentlicher Vorteil ist die Antriebskomplettlösung<br />

mit integrierten Endstufen. Der<br />

größte Mehrwert ist die freie Programmierung<br />

auf C-Basis mit leistungsstarken Motion-Control-Befehlen<br />

inklusive Unterstützung von Hierarchischen<br />

State Machines mittels lizenzfreier<br />

Automatisierungssoftware ApossIDE. Motion-<br />

Control-Funktionalität, Servoendstufen, Encoder-Eingänge,<br />

Bus-Schnittstellen und alle Entwicklungstools<br />

sind inklusive. Es fallen keine<br />

versteckten Zusatzkosten an.<br />

Mit gezielter Consulting- und Engineering-<br />

Dienstleistung kann die zub AG bei Bedarf<br />

das Entwicklungsteam effizient unterstützen.<br />

Dadurch wird die Time-to-Market, die Entwicklungsrisiken<br />

und -kosten reduziert. Der Kunde<br />

erhält alle Produkte und Dienstleistungen rund<br />

um die Antriebstechnik aus einer Hand.<br />

• Zub machine control AG<br />

www.zub.ch<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong> 65<br />

Sie werden Augen machen:<br />

Egal vor welcher messtechnischen<br />

Herausforderung Sie stehen – mit der<br />

a.b.jödden gmbh haben Sie alles<br />

im Blick. Denn unseren Sensoren<br />

zum Messen von Weg, Druck,<br />

Temperatur und Durchfl uss entgeht<br />

nichts. Versprochen.<br />

TDD<br />

SM12<br />

SM24<br />

SM20<br />

BESSER<br />

MESSER<br />

DSV<br />

abjoedden.de 65


Bedienen und Visualisieren<br />

Vom einfachen Ampelsystem<br />

zur cloudbasierten Lösung<br />

Metabo optimiert seine Packarbeitsplätze mit WeASSIST von Werma<br />

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

Vom Winkelschleifer, über Bohrmaschinen<br />

und Akku-Schrauber bis<br />

hin zu Sägen und Saugern unterschiedlichster<br />

Art – seit jeher steht<br />

die Marke Metabo für Ingenieurskunst<br />

„Made in Germany“. Die hochwertigen<br />

Qualitätsprodukte werden<br />

von Profis für Profis entwickelt und<br />

sind auf Baustellen und in Industriebetrieben<br />

rund um den Globus zu<br />

finden. Das Unternehmen verfolgt<br />

konsequent die Vision der kabellosen<br />

Baustelle und ist führend<br />

in der Akkutechnologie, um Profis<br />

mehr Freiheit bei höchstmöglicher<br />

Leistung zu bieten. Zudem<br />

hat Metabo mit CAS das weltweit<br />

erste und größte markenübergreifende<br />

Akkusystem ins Leben gerufen<br />

– mit derzeit mehr als 30 Partnern.<br />

Metabo<br />

Das Unternehmen mit Hauptsitz<br />

im baden-württembergischen Nürtingen<br />

wurde vor knapp 100 Jahren<br />

gegründet, als Albrecht Schnizler<br />

die erste Handbohrmaschine baute.<br />

WERMA Signaltechnik<br />

GmbH + Co. KG<br />

www.werma.com<br />

Dieser Metallbohrdreher ist Pate für<br />

den Namen Metabo. Heute beschäftigt<br />

das Traditionsunternehmen rund<br />

2.000 Mitarbeiter und ist nicht nur im<br />

Bereich der Fertigungstechnologie<br />

sondern auch in der Optimierung der<br />

Arbeitsabläufe führend. Dabei setzt<br />

Metabo auf clevere und intelligente<br />

Lösungen, um Schwierigkeiten in<br />

den Prozessen zu erkennen, bevor<br />

sie entstehen, und Abläufe dauerhaft<br />

zu optimieren.<br />

Verbesserungsmöglichkeiten<br />

sehen<br />

Tobias Weißhaar ist seit 2010<br />

bei Metabo beschäftigt und hat<br />

hier bereits seine Ausbildung zum<br />

Industriemechaniker absolviert.<br />

„Nach meiner Ausbildung war ich<br />

als „Versorger“ tätig und habe hier<br />

die Kollegen in der Montage mit<br />

fehlendem Material beliefert“, sagt<br />

Weißhaar. „Da bekam ich bereits<br />

vielfältige Einblicke in die Abläufe<br />

und Logistikprozesse.“ Der junge<br />

Mann wurde rasch zum stellvertretenden<br />

Teamleiter der Montage<br />

ernannt, hat sich dann jedoch entschieden,<br />

noch einmal die Schulbank<br />

zu drücken.<br />

Nach erfolgreich bestandener<br />

Meisterprüfung wartete eine neue<br />

spannende und herausfordernde<br />

Position bei Metabo auf ihn: Als<br />

Teamkoordinator in der Montage<br />

sorgt er nicht nur für reibungslose<br />

Abläufe, sondern betreut seitdem<br />

auch verschiedene Projekte zur<br />

Effizienzsteigerung und Prozessoptimierung.<br />

„Durch meine eigene<br />

Mitarbeit in der Montage wusste<br />

ich bereits, wo es zu Problemen im<br />

Ablauf kommen kann. Darauf kann<br />

ich nun aufbauen und gezielt einzelne<br />

Prozessschritte anpacken,<br />

um diese dauerhaft zu optimieren.“<br />

Längere<br />

Wartezeiten beseitigen<br />

In der Montage bei Metabo sind<br />

mehr als 180 Mitarbeiter tätig. Tobias<br />

Weißhaar ist für den Bereich der<br />

Akkukonfektionierung zuständig.<br />

Hier werden die Maschinen inklusive<br />

Zubehör für den Versand an<br />

den Endkunden entsprechend der<br />

individuellen Kundenwünsche konfektioniert,<br />

verpackt und versandbereit<br />

etikettiert. „An den 11 Packarbeitsplätzen<br />

wird jeweils die Grundmaschine<br />

mit dem entsprechenden<br />

Zubehör konfektioniert“, sagt Weißhaar.<br />

„Hierfür erhalten die Mitarbeiter<br />

das erforderliche Material direkt<br />

von den Logistikern an den Arbeitsplatz<br />

geliefert.<br />

“Genau hier erkennt der Teamkoordinator<br />

rasch erhebliches Optimierungspotenzial:<br />

„Wir haben top<br />

ausgestattete Montage- und Packarbeitsplätze<br />

mit motivierten und tollen<br />

Mitarbeitern – jedoch fiel mir auf,<br />

dass immer wieder längere Warteund<br />

Leerlaufzeiten entstanden, wenn<br />

Material oder Nachschub benötigt<br />

wurde.“ Weißhaar entschied: „Hier<br />

muss eine Lösung her – und zwar<br />

schnell.“<br />

Hilfe auf Knopfdruck – benötigt der Mitarbeiter Nachschub oder<br />

Unterstützung, fordert er per Knopfdruck Unterstützung an<br />

66 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


In der übersichtlichen Software ist auf einen Blick der Status der einzelnen Arbeitsplätze erkennbar<br />

Pragmatische<br />

Übergangslösung<br />

Der pfiffige, junge Mann macht<br />

sich sofort ans Werk und sucht nach<br />

Möglichkeiten, um diesen Prozess<br />

zu optimieren und die Leerlaufzeiten<br />

zu reduzieren. „Mein Grundgedanke<br />

war, dass der Mitarbeiter<br />

direkt von seinem Platz aus signalisiert,<br />

wenn er Hilfe, Nachschub<br />

oder Material benötigt.“<br />

So wurde übergangsweise eine einfache,<br />

pragmatische Lösung gefunden:<br />

„Wir beklebten kurzerhand einen<br />

Besenstiel auf der einen Seite mit<br />

einer grünen und auf der anderen<br />

Seite mit einer roten Karte. Die Mitarbeiter<br />

konnten so auf einfachste<br />

Weise mit Hilfe des Ampelprinzips<br />

signalisieren, ob alles in Ordnung<br />

ist (grün) oder ob sie ein Problem<br />

haben bzw. Hilfe benötigen (rot).“<br />

Metabo als Lead-User<br />

„Wir waren uns natürlich im Klaren<br />

darüber, dass so ein Besenstil lediglich<br />

eine provisorische Übergangslösung<br />

ist“, schmunzelt Weißhaar.<br />

„Dennoch waren wir sofort sicher,<br />

dass wir das Ampelprinzip beibehalten<br />

möchten.“ Und so zeigte<br />

sich das Unternehmen begeistert,<br />

als von Seiten Werma Signaltechnik<br />

die Anfrage kam, ob Metabo<br />

im Zuge einer Neuentwicklung im<br />

Bereich „Prozessoptimierung“ als<br />

Lead-User fungieren möchte.<br />

„Wir kannten Werma bereits und<br />

setzten schon seit langem auf die<br />

Produkte des Signalgeräteherstellers.<br />

Natürlich sagten wir sofort<br />

„Ja“, als uns vorgestellt wurde, welche<br />

Systemlösung bei uns im Haus<br />

auf Herz und Nieren getestet werden<br />

sollte.“ erzählt Tobias Weißhaar<br />

und fügt hinzu: „WeASSIST<br />

ist sozusagen die perfekte Lösung<br />

für unsere Anforderungen.“<br />

Von Anfang an begeistert<br />

Dann ging alles ganz schnell: „Wir<br />

gaben unser Ok und bereits zwei<br />

Tage später kam das Paket mit<br />

allem, was wir für den Start benötigten<br />

hier an.“ Als „out of the box“-<br />

Lösung ist die Hard- und Software<br />

schnell einsatzbereit und WeASSIST<br />

lässt sich als Retrofit-Lösung einfach<br />

in die bestehende Struktur integrieren.<br />

Den vollen Überblick gibt<br />

es dank Cloud-Lösung immer und<br />

überall und auf jedem Endgerät.<br />

„Ich kann auf meinem Smartphone,<br />

Laptop oder dem PC des Schichtführers<br />

sofort und auf einen Blick<br />

sehen, an welchem Arbeitsplatz<br />

Hilfe benötigt wird“, sagt Weißhaar.<br />

Gestartet hat das Unternehmen an<br />

vier der 11 Arbeitsplätze im Bereich<br />

der Akkukonfektionierung. Diese<br />

erste Implementierung verlief so<br />

erfolgreich, dass in der Zwischenzeit<br />

bereits drei weitere Arbeitsplätze<br />

mit WeASSIST ausgestattet<br />

sind. „Die Werma-Lösung hat alle<br />

unsere Erwartungen erfüllt“, sagt<br />

Weißhaar. „Ich bin von der ersten<br />

Minute an begeistert gewesen und<br />

bin es noch immer.“ Er fügt hinzu:<br />

„Ich hoffe, wir können das System<br />

noch in weiteren Abteilungen und<br />

Bereichen bei Metabo einsetzen.“<br />

Prozessoptimierung<br />

in einer Minute<br />

WeASSIST ist die innovative,<br />

branchenübergreifende Plug&Play-<br />

Lösung für das umfassende und dauerhafte<br />

Monitoring aller Produktionsund<br />

Logistikprozesse – cloudbasiert,<br />

einfach installierbar, schnell nachrüstbar<br />

und breit skalierbar. Egal<br />

ob an Maschinen oder Anlagen, in<br />

der Versandlogistik oder an manuellen<br />

Arbeitsplätzen – WeASSIST<br />

von Werma sorgt für Transparenz,<br />

digital und in Echtzeit. Das hilft, Probleme<br />

zu erkennen, bevor sie entstehen<br />

und Prozesse dauerhaft zu<br />

optimieren.<br />

Weißhaar erklärt: „Besonders<br />

toll ist, dass das System aus Softund<br />

Hardware besteht. Man erhält<br />

ein einziges Paket und kann damit<br />

sofort loslegen.“ Insbesondere zeigt<br />

sich der Techniker davon begeistert,<br />

dass die cloudbasierte Lösung ganz<br />

einfach und ohne großen Aufwand<br />

installiert werden kann. Schmunzelnd<br />

fügt er hinzu: „Werma verspricht<br />

nicht zu viel, wenn sie mit<br />

dem Slogan werben „Prozessoptimierung<br />

in einer Minute. Ich konnte<br />

selbst kaum glauben, wie schnell<br />

WeASSIST implementiert war.“<br />

Vielfältige Möglichkeiten<br />

Zudem freut sich der Teamkoordinator<br />

über die vielfältigen Analyse- und<br />

Auswertungsmöglichkeiten: Alle relevanten<br />

Daten werden unabhängig von<br />

der Quelle (Hersteller, Typ und Alter<br />

von Maschinen oder manuellen Arbeitsplätzen)<br />

übersichtlich bereitgestellt.<br />

Anders als bei komplexen MDE/MES-<br />

Systemen oder IoT-Lösungen wird mit<br />

WeASSIST jedes Optimierungspotential<br />

einfach sichtbar und auswertbar:<br />

In Echtzeit und von überall.<br />

Schnell durchstarten<br />

Die cloudbasierte, jederzeit nachrüstbare<br />

Lösung von Werma ermöglicht<br />

Prozessoptimierung in Rekordzeit:<br />

Einfach die Hardware an Arbeitsplätzen<br />

oder Maschinen integrieren<br />

und den Softwarezugriff aktivieren.<br />

Anschließend Hardware, Software<br />

und individuelle Dashboards einrichten,<br />

Rollen und User zuweisen -<br />

Fertig. Sofort melden alle integrierten<br />

Maschinen und Arbeitsplätzen<br />

den Status über das Gateway direkt<br />

in die Software. Probleme werden<br />

direkt sichtbar und über Analysen<br />

lassen sich dauerhaft Prozessoptimierungen<br />

ableiten – nie war Optimieren<br />

so einfach. „Wir sind richtig<br />

begeistert von der Werma-Lösung“,<br />

sagt Tobias Weißhaar. „Das ganze<br />

System ist ausgesprochen übersichtlich<br />

und wirklich sehr einfach handzuhaben.<br />

Die Mitarbeiter können mit<br />

WeASSIST genau die Daten auswerten,<br />

die sie benötigen. Wir sind absolut<br />

zufrieden und freuen uns riesig, dass<br />

wir als Lead-User unsere Erfahrungen<br />

und Anregungen einbringen und so<br />

das gesamte System noch besser<br />

machen konnten.“ ◄<br />

Aktuell sind bei Metabo sieben Arbeitsplätze mit WeASSIST ausgestattet,<br />

weitere sollen folgen<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

67


Bedienen und Visualisieren<br />

Kompaktes Monitoring-Multitalent<br />

Das WA16 ist ein cyber-physisches<br />

Informations- und Kommunikations-System.<br />

Es besteht<br />

aus einem innovativen Leuchtfeld-<br />

Meldesystem, sowie einer dezentralen<br />

I/O-Unterstation.<br />

Optisch-akustisches<br />

Meldesystem:<br />

• Kompaktes Alu-Fronteinbaugehäuse<br />

144 x 144 x 160 mm<br />

• 16 Meldeeingänge<br />

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

Auflösung ≥1 ms.<br />

• Großflächige brillante 5-Farben-<br />

LED-Signalfenster für selektive<br />

Anzeige.<br />

• Integrierte Kleinhupe<br />

• Mit vier Front-Folientaster<br />

• 2x16 Ausgangsrelais, Schließer<br />

allpolig.<br />

Über USB parametrierbar:<br />

• Farbwahl, rot, grün, blau, gelb, weiß<br />

• Meldefunktionen nach DIN 19235<br />

und US / ISA 18-1<br />

• Ansprechverzögerung und Zuordnung<br />

der Ausgangsschließer<br />

Dezentrale Unterstation:<br />

• Datenerfassung mit Signalspeicherung,<br />

zeitfolgerichtig in Echtzeit<br />

mit SNTP sync.<br />

• Parametrierbare Zähl - und Zeitfenster<br />

für Predictive Maintenance.<br />

• Netzwerkfähig über TCP/IP, oder<br />

LON Bus.<br />

• Prozessvisualisierung in Verbindung<br />

mit SISSY SCADA System.<br />

• UNITRO-Fleischmann-<br />

Störmeldesysteme<br />

www.unitro.de<br />

Intelligente LED-Matrix-Displays<br />

Der integrierte PLC-Connector ermöglicht<br />

die smarte Anbindung an eine Profinet-SPS,<br />

indem er die darzustellenden Informationen im<br />

Webserver der SPS abfragt, ohne dass eine<br />

Profinet-Anbindung erforderlich ist. Auch die<br />

Displays haben einen integrierten Webserver<br />

und können über einen Standard-Webbrowser<br />

von einem PC oder mobilen Endgerät aus programmiert<br />

werden.<br />

Für Outdoor-Applikationen wird die Serie<br />

XC55 angeboten. Sie hat eine tageslichtfähige<br />

LED-Matrix mit Helligkeitsautomatik, ein<br />

Gehäuse mit wetterfester Lackierung sowie<br />

eine integrierte Heizung. Eine optional erhältliche<br />

Display-Control-Unit ermöglicht neben<br />

der Darstellung von Texten, Ziffern und Graphiken<br />

auch das Abspielen von Videos.<br />

Die Serie XC50 ist die neue Generation intelligenter<br />

Großanzeigen für Indoor- und Outdooranwendungen.<br />

Die Geräte haben eine LED-<br />

Matrix mit großem Ablesewinkel und Pixelabständen<br />

von 2, 4, 8 und 16 mm für Zeichenhöhen<br />

von Zeichenhöhen von 14 bis 480 mm.<br />

• Siebert Industrieelektronik GmbH<br />

www.siebert-group.com<br />

68 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Robotik<br />

Wie Automatisierung mit Cobots gelingt<br />

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

der Geldsegen aus. Deshalb fragen sich Geschäftsführer und Produktionsplaner kleiner und mittlerer<br />

Unternehmen (KMUs) zurecht, ab wann sich die Automatisierung für sie lohnt.<br />

Alle Bilder © Universal Robots<br />

Ab wann läuft der kollaborierende<br />

Roboter (kurz: Cobot) reibungslos<br />

und lässt sich seine Integration<br />

beschleunigen? Wie gehe ich<br />

vor, wenn ich den Leichtbauroboter<br />

eines Tages umrüsten muss? Im<br />

Folgenden werden die sieben häufigsten<br />

Fragen rund um die erfolgreiche<br />

Integration und Nutzung von<br />

Cobots beantwortet.<br />

1. Welche Bausteine sind für<br />

eine Cobot-Applikation<br />

nötig?<br />

Die Basis für die Automatisierung<br />

unterschiedlicher Materialhandhabungsaufgaben<br />

ist der Cobot.<br />

Bei der Entscheidung für das passende<br />

Modell sind der Arbeitsbereich<br />

und das Materialgewicht<br />

zu berücksichtigen. Auch im Hinblick<br />

auf den passenden Greifer<br />

sind mehrere Aspekte zu beachten:<br />

Einerseits muss der Greifer in<br />

Kombination mit dem Roboterarm<br />

die erforderliche Traglast gewährleisten.<br />

Andererseits muss er das<br />

gewünschte Teil verarbeiten können.<br />

Hierfür steht eine Reihe unterschiedlicher<br />

Typen zur Verfügung. So können<br />

Zwei- und Drei-Finger-Greifer<br />

beispielsweise für die Maschinenbeschickung<br />

eingesetzt werden,<br />

während Vakuumgreifer auch forminstabile<br />

Dinge wie beispielsweise<br />

Tütchen mit verpackten Schrauben<br />

in den Griff bekommen.<br />

Wo Mensch und Roboter zusammenarbeiten,<br />

ist dem Thema Sicherheit<br />

besondere Aufmerksamkeit zu<br />

widmen. Cobots bewegen teilweise<br />

schwere Lasten in einem möglichst<br />

effektiven Tempo auf Augenhöhe.<br />

Potenzielle Risiken müssen unter<br />

Einhaltung geltender Vorschriften<br />

beurteilt und reduziert werden.<br />

Erfolgsentscheidend ist nicht<br />

zuletzt, die Belegschaft von Beginn<br />

an in das Vorhaben mit einzubinden.<br />

Um Vorurteilen wie der Angst<br />

Autor:<br />

Andrea Alboni,<br />

General Manager Western Europe,<br />

Universal Robots (Germany)<br />

GmbH<br />

Maisberger GmbH<br />

universalrobots@maisberger.com<br />

www.maisberger.de<br />

Mit einem speziellen Endeffektoren ausgestattet, übernehmen Cobots präzise Schweißarbeiten<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

69


Robotik<br />

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

mittelständischen Automobilzulieferers<br />

vor dem Jobverlust gegenzusteuern,<br />

lauten die Lösungen Kommunikation,<br />

Vertrauen und Nahbarkeit.<br />

Vor allem, wenn die Wahl auf einen<br />

kollaborierenden Roboter gefallen<br />

ist, sollten die Mitarbeiter keine<br />

Zuschauer am Rande, sondern vielmehr<br />

Teil des Projekts sein – denn<br />

sie arbeiten schließlich im Betrieb<br />

Seite an Seite mit dem Cobot.<br />

2. Welcher Zeitaufwand ist<br />

mit der Integration eines<br />

Cobots verbunden?<br />

Schritt für Schritt zum Meisterstück.<br />

Das gilt auch für die erfolgreiche<br />

Integration von Leichtbaurobotern.<br />

Um schon beim erstmaligen<br />

Einsatz eines Cobots schnell<br />

zu profitieren, ist es ratsam, graduell<br />

vorzugehen und zunächst mit weniger<br />

komplexen Anwendungen zu<br />

beginnen. In der Regel lassen sich<br />

einfache Applikationen wie Pick &<br />

Place-Aufgaben bereits in wenigen<br />

Wochen umsetzen.<br />

Die Dauer der Integration ist außerdem<br />

von den entsprechenden Produktionsanforderungen<br />

des Betriebs<br />

abhängig: Neue Schnittstellen zwischen<br />

Cobot und Maschine zu definieren<br />

oder weiterer Automatisierungsschritte<br />

zu ergänzen, beansprucht<br />

je nach Komplexität unterschiedliche<br />

Zeitspannen. Die reine<br />

mechanische Eingliederung eines<br />

Cobots – ohne Lieferzeiten und notwendige<br />

Vorarbeiten – kann jedoch<br />

bereits an einem Arbeitstag erfolgen.<br />

3. Was ist beim Thema<br />

Sicherheit zu beachten?<br />

Während die Cobots für Unternehmen<br />

enorme Chancen bergen, verlangen<br />

sicherheitsrelevante Aspekte<br />

rund um die Integration besondere<br />

Aufmerksamkeit. Der Cobot selbst<br />

verfügt bereits über diverse Sicherheitsfunktionen,<br />

etwa zur Kraft- und<br />

Leistungsbegrenzung, um die Sicherheit<br />

der Mitarbeiter zu gewährleisten.<br />

Zusätzlich können Anwendungen mit<br />

Detektionslösungen außerhalb des<br />

Roboterarms abgesichert werden,<br />

wie zum Beispiel durch Bereichslaserscanner.<br />

Diese erkennen, wenn<br />

sich ein Mensch dem Roboter innerhalb<br />

eines bestimmten Bereiches<br />

nähert, wodurch dieser seine Bewegungen<br />

verlangsamt oder stoppt.<br />

Um eine Anlage in Betrieb zu nehmen,<br />

ist nach der Maschinenrichtlinie<br />

2006/47/EG im Rahmen der<br />

CE-Kennzeichnungspflicht vorgeschrieben,<br />

dass Unternehmen eine<br />

Risikobeurteilung vornehmen müssen.<br />

Diese stellt sicher, dass von der<br />

Anlage keine Gefahr für den Menschen<br />

ausgeht und ist auch bei Anlangen<br />

mit kollaborierenden Robotern<br />

durchzuführen. Bei der Risikobeurteilung<br />

ist die Anwendung als Ganzes,<br />

also der Roboterarm inklusive<br />

seines Endeffektors, des Programms,<br />

softwareseitiger Sicherheitseinstellungen<br />

und dem zu handhabenden<br />

Werkstück zu betrachten.<br />

DIN ISO 12100<br />

Wie ein solcher Prozess abläuft,<br />

beschreibt die DIN ISO 12100. Die<br />

Norm definiert für die Risikobeurteilung<br />

unter anderem die Teilschritte<br />

Risikoanalyse, Risikoeinschätzung<br />

und Risikobewertung. Es handelt<br />

sich dabei um einen iterativen Prozess,<br />

da sich durch Maßnahmen<br />

der Risikominderung stets neue<br />

Risiken ergeben können. Folglich<br />

sind mehrere Durchläufe erforderlich,<br />

um die Sicherheit einer Applikation<br />

zu gewährleisten.<br />

Neben dieser DIN-Norm gibt es<br />

eine weitere wichtige ISO-Norm,<br />

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

Einspritzelementen für Raketen<br />

70 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Robotik<br />

Beim Umrüsten der Cobots gilt<br />

es, zunächst einfache Prozesse<br />

zu automatisieren und schlichte<br />

Werkstückgeometrien auszuwählen.<br />

Grundsätzlich empfiehlt es sich,<br />

die Bandbreite an Einsatzorten und<br />

Bauteilen bereits vor der Integration<br />

des Cobots zu benennen. Anschließend<br />

ist es ratsam, das passende<br />

Modell nach Gewicht der Teile und<br />

Umfang des Arbeitsbereichs auszuwählen.<br />

Wurden alle zuvor genannten<br />

Vorkehrungen getroffen, kann<br />

der Anwender den Cobot mechanisch<br />

zumeist in lediglich 20 Minuten<br />

umrüsten – die softwareseitige<br />

Umrüstung kann zwischen einer<br />

Stunde und zwei Tagen dauern.<br />

Wenn nur die Größe des gewünschten<br />

Werkteils verändert werden soll,<br />

beansprucht die Umrüstung noch<br />

weniger Zeit.<br />

Cobot übernimmt bei einem Zehn-Mann-Betrieb in der Nachtschicht die Beschickung der CNC-Maschine<br />

die ISO TS 15066, die sich als erste<br />

Spezifikation ausschließlich mit der<br />

Mensch-Roboter-Kollaboration<br />

beschäftigt. Sie bietet kollaborativen<br />

Robotik-Systemen ohne Schutzumhausung<br />

Richtwerte, beispielsweise<br />

bei der Kraft-Druck-Messung einer<br />

Applikation, die bei der Risikobeurteilung<br />

helfen. Mittels dieser Norm<br />

lassen sich Kollisionskräfte bewerten,<br />

um bei einem Zusammenstoß<br />

zwischen Mensch und Maschine<br />

Verletzungen zu vermeiden.<br />

4. Wie kann die Integration<br />

beschleunigt werden?<br />

Vorbereitung ist der Schlüssel<br />

zum Erfolg. Um kollaborierende<br />

Roboter rasch zu integrieren, sollten<br />

sich Unternehmer vorher Gedanken<br />

machen, wie der zu automatisierende<br />

Arbeitsprozess abläuft.<br />

So sollten sie sich überlegen, wie<br />

beispielsweise der Mitarbeiter das<br />

Teil bisher greift und wie er es zur<br />

Maschine bewegt. Es muss klar sein,<br />

wo das Material bereitliegt und wer<br />

für Nachschub sorgt. Dabei ist es<br />

hilfreich, standardisierte Aufgaben<br />

zu betrachten, bei denen sich die<br />

Variantenvielfalt in Grenzen hält.<br />

Bei einer vorausschauenden Vorbereitung<br />

ist der Cobot im Handumdrehen<br />

einsetzbar. Bei komplexeren<br />

Projekten, die sich durch<br />

unterschiedliche Funktionen auszeichnen,<br />

sollten die gewünschten<br />

Prozesse detailliert analysiert<br />

und Integratoren früh in die Überlegungen<br />

mit eingebunden werden<br />

– eine Simulation der künftigen<br />

Anlagen kann hier außerdem<br />

hilfreich sein.<br />

5. Wie steigere ich die<br />

Produktivität einer<br />

Cobot-Anlage?<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

Cobots werden nicht müde. Nachdem<br />

der Leichtbauroboter erfolgreich<br />

eingerichtet wurde, kann<br />

dieser ohne Pausen durcharbeiten.<br />

Gerade für die Nachtschicht<br />

ist diese Unermüdlichkeit besonders<br />

nützlich. Dadurch profitieren<br />

KMUs von einer immensen Produktivitätssteigerung,<br />

während sie<br />

gleichzeitig die Qualität ihrer Fertigung<br />

verbessern. Vor der Entwicklung<br />

des ersten marktreifen Cobots<br />

konnten nur große Unternehmen,<br />

die über teure Industrieroboter verfügten,<br />

derartige Verbesserungen<br />

verzeichnen.<br />

Auch die Mitarbeiter profitieren<br />

von diesen Veränderungen: Sie<br />

können sich nun weniger monotonen<br />

Aufgaben widmen. Auf diese<br />

Weise haben sie mehr Zeit für Tätigkeiten,<br />

die ihre fachliche Expertise<br />

verlangen. Dabei kann die ein oder<br />

andere Fachkraft später als Automationsspezialist<br />

eingesetzt werden,<br />

sofern sie zuvor an der Integration<br />

des mechanischen Kollegen<br />

beteiligt war. Sie können beispielsweise<br />

neue Cobot-Applikationen<br />

begleiten und diese Schritt für<br />

Schritt verbessern, indem sie die<br />

Taktzeit steigern und die Rahmenbedingungen<br />

verbessern. Das ist<br />

der intuitiven Bedienung der Roboter<br />

zu verdanken, die sich leicht bedienen<br />

lässt – wer ein Smartphone<br />

verwenden kann, hat in der Regel<br />

auch mit der Programmoberfläche<br />

eines Cobots keine allzu großen<br />

Probleme. Da dadurch externe<br />

Experten obsolet werden, wächst<br />

auch die Produktivität. Außerdem<br />

steigert die abwechslungsreichere<br />

Arbeit die Attraktivität des Arbeitsplatzes,<br />

was wiederum dem Fachkräftemangel<br />

entgegenwirkt.<br />

6. Wie kann ich Cobots<br />

schneller umrüsten?<br />

7. Wie ist es möglich, die<br />

Wartungsintervalle für<br />

Cobots zu verlängern?<br />

Nach der gelungenen Integration<br />

eines Cobots soll dieser so<br />

lange wie möglich ohne Unterbrechungen<br />

arbeiten. Dafür gibt es<br />

sinnvoll geplante Wartungsintervalle,<br />

die sich von Anwendung zu<br />

Anwendung unterscheiden. Cobots,<br />

die in einem besonders staubigen<br />

Umfeld eingesetzt werden, müssen<br />

beispielsweise deutlich häufiger<br />

gewartet werden. In Reinräumen ist<br />

das folglich nicht der Fall. Insgesamt<br />

empfehlen Experten, die Cobots alle<br />

zwölf Monate einem Check-Up zu<br />

unterziehen – nutzen Cobots zum<br />

Beispiel eine Schutzhaube, lassen<br />

sich die Intervalle zusätzlich verlängern.<br />

Wie bei menschlichen Mitarbeitern<br />

auch, ist es förderlich, wenn<br />

die Bewegungen des Cobots gelenkschonendend<br />

erfolgen. Mit der entsprechenden<br />

Programmierung lassen<br />

sich solche Bewegungsmuster<br />

einfach umsetzen.<br />

Schnelle Amortisation<br />

dank erhöhter Produktivität<br />

Gute Planung und Vorbereitung<br />

sparen jede Menge Zeit und – gemäß<br />

dem Sprichwort – auch Geld. Trotzdem<br />

versteht es sich von selbst, dass<br />

die Cobots ab und zu überprüft und<br />

optimiert werden sollten, um die Effizienz<br />

der Fertigung weiter zu erhöhen.<br />

Wann ist also mit der Amortisation<br />

der Cobots zu rechnen? Oft<br />

rentieren sich die Leichtbauroboter<br />

bereits nach einem Jahr. Manche<br />

Anwender schaffen es sogar, dass<br />

sich die kollaborierenden Roboter<br />

nach knapp einem Monat amortisierten.<br />

Die Anschaffung kollaborierender<br />

Roboter lohnt sich folglich<br />

auch für KMUs. Was von langer<br />

Hand vorbereitet, wird kurzerhand<br />

eingeleitet: Bei einer guten<br />

Organisation, steht der schnellen<br />

und erfolgreichen Integration der<br />

Leichtbauroboter nichts mehr im<br />

Wege. ◄<br />

71


Robotik<br />

Roboter ansteuern:<br />

Nativ oder durch externen Controller?<br />

Roboter im Einsatz<br />

In der Robotik gibt es zwei grundsätzlich<br />

unterschiedliche Herangehensweisen,<br />

um einen Industrieroboter<br />

für seine individuelle Aufgabe<br />

zu programmieren: Entweder<br />

über seine native, herstellergegebene<br />

Programmiersprache oder<br />

durch den Einsatz eines externen<br />

proprietären Controllers, der den<br />

Roboter dann feingranular ansteuert.<br />

Diese Controller werden sehr<br />

häufig mit Hilfe des Robot Operation<br />

Systems (ROS) implementiert.<br />

Beide Methoden haben individuelle<br />

Vor- aber natürlich auch<br />

Nachteile.<br />

Im industriellen Umfeld wird bisher<br />

vorrangig mit den Hersteller-<br />

Sprachen gearbeitet, um ein System<br />

„aus einem Guss“ zu erreichen. In<br />

der Servicerobotik und Forschung<br />

hingegen kommen eigene, frei definierbare<br />

Controller zum Einsatz, so<br />

dass der Roboter hauptsächlich als<br />

Aktuator mit hardware-naher Regelung,<br />

aber ohne eigene Intelligenz,<br />

zu betrachten ist. Aktuell gibt es<br />

jedoch mehrere Robotik-Anbieter,<br />

die den zweiten Ansatz in der Industrie<br />

etablieren möchten.<br />

Daher ist es wichtig, die Unterschiede<br />

einmal näher zu betrachten:<br />

Die Anforderungen<br />

In der Automatisierungstechnik<br />

herrscht durch die gute Planbarkeit<br />

des Robotereinsatzes oftmals<br />

ein Top-Down-Ansatz in der<br />

Programmierung und Ausführung.<br />

Dieser verlangt nach wenig Autonomie<br />

und damit auch geringeren<br />

Freiheitsgraden für den Roboter,<br />

da dessen Aufgaben klar definiert<br />

sind: Der Roboter kann im Allgemeinen<br />

jeden Arbeitsschritt Planen, die<br />

Bewegungsbahnen berechnen und<br />

ohne Unterbrechung bzw. Anpassung<br />

ausführen. Beispielsweise<br />

Autor:<br />

Andreas Hermann,<br />

Senior Team Leader<br />

Advanced Robotics<br />

ArtiMinds Robotics GmbH<br />

www.artiminds.com/de<br />

Softwarebasierter Ansatz mittels individuellem Controller<br />

72 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Robotik<br />

Robotercontroller-basierter Ansatz mittels nativer Programmierung<br />

kann eine kamerabasierte Objekterkennung<br />

zu einem diskreten Zeitpunkt<br />

eine Objektposition an das<br />

Roboterprogramm übermitteln, dieses<br />

berechnet eine Bewegung zum<br />

Objekt und überlagert nur deren<br />

letzten Abschnitt mit einer Kraftüberwachung.<br />

Die Servicerobotik verlangt hingegen<br />

fast immer nach einem<br />

regelungsbasierten Ansatz der<br />

Bewegungen, da die Roboter<br />

sich meist in einer wenig strukturierten<br />

Umgebung bewegen und<br />

somit wesentlich höhere Unsicherheit<br />

herrscht. Daher kommt in der<br />

Wissenschaft oftmals ein Schichtenmodell<br />

mit bidirektionalem vertikalen<br />

Informationsfluss zum Einsatz,<br />

das dem Roboter wesentlich<br />

mehr Autonomie und Anpassungsfähigkeit<br />

auf allen Ebenen bietet.<br />

Beispiele sind hier eine verhaltensbasierte<br />

Entscheidungsfindung<br />

oder eine Echtzeit-Regelung<br />

für das Servoing (verfolgen<br />

eines dynamischen Zieles).<br />

Die Vorteile<br />

Ein individueller Controller unterliegt<br />

nur wenigen Randbedingungen<br />

und erlaubt somit eine freie Systemarchitektur.<br />

Somit kann die Hard- und<br />

Software (inklusive des Betriebssystems<br />

und der Programmiersprach)<br />

beliebig gewählt werden, um deren<br />

Vorteile zu nutzen oder vorhandene<br />

Vorarbeiten ohne Portierung einzubringen.<br />

Dies erlaubt insbesondere<br />

die Verwendung beliebiger Sensoren,<br />

die mit dem Roboter von Haus aus<br />

nicht kompatibel wären. Einschränkungen<br />

der Regelung ergeben sich<br />

einzig aus der Dynamik der Aktoren<br />

und der Schnittstelle des Roboters.<br />

Somit sind auch mehrfach überlagerte<br />

Regelungsansätze möglich<br />

(bspw. Nullraum-Regelung oder<br />

die Berücksichtigung harter und<br />

weicher Randbedingungen während<br />

der Ausführung).<br />

Vorteile<br />

der nativen Programmierung<br />

Für die Industrie überwiegen<br />

jedoch meist die Vorteile, die eine<br />

native Programmierung mitbringt:<br />

Eine umfassende Garantie und<br />

Supportmöglichkeiten durch den<br />

Roboterhersteller. Dies ist möglich,<br />

da die Ausführung auf dem originalen<br />

Robotercontroller stattfindet.<br />

Die Programmierung erfolgt mit herstellereigenen<br />

Tools und Sprachen.<br />

Zusatzhardware ist zertifiziert oder<br />

nur über getestete Protokolle möglich.<br />

Somit kann jederzeit ein deterministisches<br />

Verhalten sichergestellt<br />

werden, auch was die Dynamik des<br />

Roboters und somit die Taktzeit<br />

betrifft. Hard- und Softwarekomponenten<br />

sind optimal aufeinander<br />

abgestimmt, um bestmögliche Performance<br />

zu erreichen und gleichzeitig<br />

sind sichere Limits klar vorgegeben.<br />

Weiterhin ist durch das klar<br />

definierte Set an erprobten Befehlen<br />

zur Steuerung / Regelung eine<br />

vollständige Dokumentation und die<br />

Programmierung eines Roboters<br />

Möglichkeit für Support bei Problemfällen<br />

gegeben.<br />

Einschränkungen<br />

und Risiken<br />

Die Nutzung einer durch den<br />

Roboterhersteller vorgegebenen<br />

Umgebung erfordert Fachkenntnisse<br />

in der Programmierung und<br />

das Auseinandersetzen mit dessen<br />

eventuellen Unzulänglichkeiten<br />

und Einschränkungen. Das<br />

Gesamtsystem kann nur das, was<br />

der Roboterhersteller vorsieht und<br />

zulässt. Dies bedeutet meist auch,<br />

dass der Roboter zur Laufzeit nur<br />

das kann, was zur Programmierzeit<br />

angedacht wurde.<br />

Andererseits bietet ein individueller<br />

Controller sehr großes Potential<br />

für Fehlfunktionen, da ein vielschichtiges<br />

System mit mehreren<br />

Komponenten involviert ist, bei<br />

denen eine Kompatibilität in eigener<br />

Verantwortung liegt. Somit ist<br />

hier ein sehr tiefes Verständnis für<br />

die Hardware und ihre Dynamik<br />

notwendig. Liegt diese nicht vor,<br />

besteht die Möglichkeit, die Hardware<br />

durch fehlerhafte Ansteuerung<br />

zu überlasten, wenn dieser zu viel<br />

Dynamik abverlangt wird. Dadurch<br />

gestaltet es sich im Allgemeinen<br />

auch wesentlich schwieriger, sich<br />

die Sicherheit eines solchen System<br />

zertifizieren zu lassen.<br />

Fazit<br />

Natürlich erlauben viele Industrieroboter<br />

auch einen Mischbetrieb,<br />

durch den es möglich wird, eigene<br />

Sensorik oder externe Regler für<br />

spezielle Teilszenarien anzubinden.<br />

So ist es häufig möglich, Korrektur-Offsets<br />

auf einzelne, sonst<br />

statische Trajektorien aufzubringen<br />

(Überlagerung) und diese auch<br />

noch auf sicherheitsrelevante Maximalwerte<br />

zu überwachen. Auf diese<br />

Weise können die Vorteile beider<br />

Herangehensweisen genutzt und<br />

die Nachteile lediglich für kleine Programmabschnitte<br />

in Kauf genommen<br />

werden.<br />

Zudem finden sich auch spezielle<br />

herstellerunabhängige Softwarelösungen<br />

am Markt, die zwar nativen<br />

Code generieren, aber auf einer<br />

Template-basierten Programmierung<br />

beruhen. D.h. programmiert<br />

wird nicht mehr klassisch per Zeilencode,<br />

sondern per Drag-and-<br />

Drop von vordefinierten Funktionsbausteine.<br />

Dies minimiert einerseits<br />

den Programmieraufwand und ermöglicht<br />

das Programmieren von<br />

sensoradaptiven Roboteranwendungen<br />

auch ohne dediziertes<br />

Expertenwissen. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

73


Robotik<br />

Zusammenarbeit am Arbeitsplatz<br />

Wie eine neue Generation von Cobots die manuelle Arbeit erleichtert<br />

Ausbildung und Training und sogar<br />

der Unternehmenskultur und der<br />

Gesellschaft in ihrer Gesamtheit<br />

führen. Diese Änderungen benötigen<br />

jedoch ein besonderes Augenmerk<br />

von Berufsverbänden und<br />

öffentlichen Einrichtungen.<br />

Bild 1: Sind Cobots die neuen Mitarbeiter?<br />

Autorin:<br />

Nicola O´Byrne,<br />

Strategic Marketing Manager<br />

im Autonomous Mobility Team<br />

innerhalb der Automotive<br />

Business Unit<br />

Analog Devices<br />

www.analog.com<br />

Automatisierung kann die Arbeit<br />

weniger gefährlich, stressig und<br />

ermüdend machen – sie erfordert<br />

aber eine sorgfältige Implementierung<br />

und ein Bekenntnis zur Umschulung<br />

der Arbeitskräfte. Dieser Artikel<br />

teilt Ansichten von Nicola O´Byrne,<br />

ADIs weltweiter Beauftragten für<br />

die Robotik.<br />

Bereits vor Beginn dieses Jahrzehnts<br />

wurden unterschiedliche<br />

Anstrengungen unternommen, um<br />

die Anwendung der Robotertechnik<br />

auszuweiten. Roboter wurden in größerer<br />

Anzahl installiert, hauptsächlich<br />

in Fabriken, aber auch verbreitet<br />

in Forschungslaboren, Warenlagern<br />

und Logistikzentren – und<br />

selbst in so traditionell arbeitsintensiven<br />

Bereichen wie dem Gartenbau.<br />

Dann, im März 2022 wurden diese<br />

Anstrengungen mit dem Ausbruch<br />

der SARS-Covid-2-Pandemie plötzlich<br />

nochmals verdoppelt. Das neue<br />

Normal der Coronakrise hat die<br />

Notwendigkeit für Abstandsregeln<br />

an Arbeitsplätzen generiert, den<br />

Umfang von E-Commerce-Transaktionen<br />

und die Nachfrage nach<br />

Erfüllungsdienstleistungen angekurbelt<br />

und der Industrie gezeigt,<br />

dass ihre weit verstreuten, globalisierten<br />

Lieferketten überraschend<br />

fragil sind. Und Roboter mussten<br />

eine wichtige Rolle bei der Reaktion<br />

der Industrie auf diese, durch<br />

den Coronavirus hervorgerufenen,<br />

Phänomene spielen.<br />

Robotersysteme<br />

und ihre Umwelt<br />

Innovationen bei der Technik von<br />

Robotersystemen haben es schneller<br />

und einfacher als jemals zuvor<br />

gemacht, diese zu implementieren.<br />

Da die technischen Herausforderungen<br />

bezüglich der Robotik damit<br />

einfacher zu lösen waren, verlagerte<br />

sich der Schwerpunkt jetzt auf die<br />

Menschen und die Arbeitsabläufe.<br />

Die Robotertechnik kann zu profunden<br />

Änderungen des Personaleinsatzes,<br />

der Notwendigkeit von<br />

Roboter schnell<br />

und effektiv einsetzen<br />

Um die Industrie zu unterstützen,<br />

diese Änderungen auszuführen, hat<br />

Analog Devices Nicola O´Byrne zu<br />

seiner weltweiten Botschafterin für<br />

Robotik ernannt. Sie ist Ingenieurin<br />

mit vielen Jahren Erfahrung in<br />

der Entwicklung von Komponenten<br />

und Techniken für Robotersysteme,<br />

wie Motoren, SLAM-Modulen<br />

und der Erkennung von Sicherheitsereignissen.<br />

Nun berät sie ADI-Kunden und<br />

deren Kunden bei den vielfältigen<br />

Problemen, die mit der Einführung<br />

oder Erweiterung der Robotik zusammenhängen.<br />

Dieser Blick aus einer<br />

anderen Perspektive ist wichtiger<br />

denn je, sagt sie, weil die Corona-<br />

Pandemie die Unternehmen dazu<br />

treibt, die Robotertechnik schneller<br />

als vorher anzuwenden. Wenn sie<br />

die aufgezeigten Probleme berücksichtigen,<br />

können sie sicherstellen,<br />

dass der Einsatz von Robotern nicht<br />

nur schnell und effektiv erfolgt, sondern<br />

auch gut für die Firma und die<br />

Umgebung ist, in der sie arbeiten.<br />

„Wir wissen aus der realen Erfahrung,<br />

dass Roboter die Produktivität<br />

in den Fertigungslinien drastisch<br />

Bild 2: Cobots werden in vielen neuen Bereichen und Anwendungsfällen<br />

eingesetzt<br />

74 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Robotik<br />

erhöhen“, sagt O´Byrne. „Der klassische<br />

Einsatz von Robotern ist<br />

die Einführung von großen teuren<br />

Maschinen, die Wochen für die<br />

Installierung, Kommissionierung<br />

und Programmierung benötigen.“<br />

Gestiegenes Interesse<br />

an Cobots<br />

„Seit der Coronapandemie sehen<br />

wir jedoch ein wachsendes Interesse<br />

am Einsatz neuer Robotertypen<br />

wie kollaborative Roboter,<br />

auch als Cobots bezeichnet.<br />

Die Abwesenheit des Personals<br />

wegen Krankheit oder Quarantäne<br />

erschwert es, Arbeitspläne<br />

zu besetzen und zwingt zur Einhaltung<br />

von Abständen am Arbeitsplatz.<br />

Dies bedeutet in einigen Fällen,<br />

dass Mitarbeiter nicht einfach<br />

wie vorher üblich mit ihren Kollegen<br />

zusammenarbeiten können. Roboter<br />

oder Cobots haben das Potenzial,<br />

diese Lücke zu schließen.“<br />

Die Pandemie hat auch Druck<br />

auf die globalen Lieferketten ausgeübt,<br />

den wir schon von der Belastung<br />

durch die Handelsspannungen<br />

zwischen den USA und<br />

China und dem Brexit spürten.<br />

Eine allgemeine Antwort darauf ist<br />

es, die Fertigung wieder zurückzuverlegen,<br />

so dass die Produkte<br />

wieder näher bei den Kunden und<br />

Absatzmärkten hergestellt werden.<br />

Dabei spielen Roboter eine<br />

wichtige Rolle. O´Byrne erklärt:<br />

„Das Zurückholen der Fertigung<br />

kann zwar gut für die Kontinuität<br />

und Robustheit des Geschäfts<br />

sein, die Hersteller, die in Westeuropa<br />

oder Nordamerika fertigen,<br />

haben jedoch keinen Zugriff<br />

auf preiswerte Arbeitskräfte, wie<br />

in China oder anderen asiatischen<br />

Ländern. Roboter lösen dieses<br />

Problem mit den Arbeitskräften.<br />

Sie bieten auch den zusätzlichen<br />

Vorteil, dass sie modularere und<br />

flexible Arbeitsabläufe erlauben,<br />

um den Übergang auf die kundenspezifische<br />

Massenproduktion zu<br />

unterstützen.<br />

Neue Aufgaben für die<br />

neuen Robotertypen<br />

Bei dieser neuen Automatisierungswelle<br />

geht es nicht nur einfach<br />

um Automatisierung: innovative<br />

Unternehmen suchen und finden<br />

neue Wege zu automatisieren,<br />

was neue Robotertypen erfordert<br />

– und neue Fähigkeiten von ihren<br />

menschlichen Bedienern. Eine<br />

der größten Neuheiten hierbei ist<br />

die Entwicklung und Anwendung<br />

von Cobots. Die Rolle der Cobots<br />

ist es, die eintönige Arbeit und die<br />

große physische Belastung in vielen<br />

manuellen Arbeitsschritten zu<br />

übernehmen. Sie können die mühsamen,<br />

aufwändigen oder gefährlichen<br />

Aufgaben, wie Polieren, Fräsen,<br />

Bohren oder Schneiden unter<br />

Anleitung ihrer menschlichen Bediener<br />

ausführen. Studien haben nachgewiesen,<br />

dass sich die Arbeitssicherheit<br />

bei der Zusammenarbeit<br />

mit Cobots erhöht [1].<br />

Besondere Anforderungen<br />

Der Einsatz von Cobots zusammen<br />

mit Menschen bedeutet, dass<br />

die Leistung, die sie nutzen, und<br />

der Raum, den sie beanspruchen,<br />

wesentlich eingeschränkter sein<br />

müssen als bei konventionellen<br />

autonomen Robotern. Dies bedeutet<br />

auch, dass sie auf ihre Umgebung<br />

achten müssen, so dass sie<br />

langsamer werden oder stoppen.<br />

Das Gleiche gilt, wenn sie eine<br />

Person erkennen, die sich nahe an<br />

einem bewegten Teil befindet wie<br />

z. B. einem Werkzeug oder dem<br />

Cobotarm.<br />

Abstrakte<br />

Programmiermethode<br />

Die Hersteller von Cobots finden<br />

auch neue Wege, um eine schnellere<br />

und einfachere Kommissionierung<br />

und Programmierung zu ermöglichen.<br />

Die Cobot-Hersteller haben<br />

eine sehr abstrakte Programmiermethode<br />

eingeführt. In vielen Fällen<br />

muss der Anwender keine einzige<br />

Programmzeile mehr schreiben – die<br />

Arbeitsschritte des Cobots können<br />

über eine Tablet-ähnliche Konsole<br />

konfiguriert werden. Dann kann der<br />

Bediener eine geführte Programmierung<br />

und Positionierung des Cobotarms<br />

durchführen. Dies erfolgt mit<br />

einer Sequenz an Raumpunkten und<br />

um diese Sequenz im Speicher des<br />

Cobots abzulegen, kann der Bediener<br />

einfach eine Taste auf der Konsole<br />

drücken.<br />

Kleine und preiswerte<br />

Cobots<br />

Bild 3: Menschen und Cobots können Hand in Hand zusammenarbeiten<br />

Für einen breiteren Einsatz der<br />

Robotik sind kleinere und preiswertere<br />

Cobots, die schneller und<br />

einfacher einzusetzen sind, die<br />

Vision der Industrie. Die Zusammenarbeit<br />

eines Cobots mit einem<br />

Menschen kann wesentlich sicherer<br />

in einer deutlich höheren Produktionsleistung<br />

resultieren als nur mit<br />

Menschen allein. Dies eröffnet ungeahnte<br />

Möglichkeiten die Arbeitsabläufe<br />

und die Arbeitsplätze neu zu<br />

überdenken. Es könnte sich komplett<br />

verändern, wie wir gewohnt sind<br />

über die manuelle Arbeit zu denken,<br />

weil damit physische Anstrengung,<br />

Ermüdung und Gefahr eliminiert und<br />

auch die Anzahl menschlicher Fehler<br />

verringert werden. Dies macht<br />

die Arbeiter für anspruchsvollere<br />

Tätigkeiten frei, die ihre kognitiven<br />

Fähigkeiten besser nutzen.<br />

Mensch contra Roboter<br />

Aber O´Byrne beharrt darauf,<br />

dass dieser Übergang sorgfältig<br />

gemanagt werden muss, damit die<br />

Industrie dafür auch die Zustimmung<br />

der Gesellschaft, in der sie<br />

arbeitet, erhält. Sie weiß: „Heute<br />

fürchten sich die Menschen noch<br />

davor, dass Roboter Mitarbeiter<br />

ersetzen könnten, insbesondere in<br />

den niedrig qualifizierten und am<br />

schlechtesten bezahlten Bereichen.<br />

Obwohl diese Befürchtung verständlich<br />

ist, denke ich, dass sie<br />

übertrieben ist. Tatsächlich übernimmt<br />

der Roboter bei seiner Einführung<br />

Aufgaben von Menschen,<br />

nimmt ihnen aber keine Jobs weg.<br />

Die menschlichen Mitarbeiter können<br />

dann das machen, was der<br />

Cobot nicht kann: Arbeitsabläufe<br />

managen, diese kreativ anpassen<br />

oder neu planen und das Team aufbauen,<br />

das mit den Cobots zusammenarbeitet.<br />

Dies sind Funktionen,<br />

die den Menschen brauchen und<br />

keine Maschinen.“<br />

Und O´Byrne erklärt weiter,<br />

dass diejenigen, die bereits damit<br />

beschäftigt sind, diese Aufgaben<br />

auszuführen, die besten sind, um<br />

einen Cobot zu konfigurieren, zu<br />

bedienen und zu managen. Sie<br />

hebt hervor: „In einer Fabrik sind<br />

es die Leute in der Fertigung, die<br />

die meiste Kenntnis der Arbeitsabläufe<br />

haben, so dass sie am<br />

besten wissen, wie man einen<br />

Cobot darin integriert. Natürlich<br />

erfordert diese Änderung ihrer<br />

Tätigkeit einige zusätzliche Fertigkeiten<br />

und Kenntnisse, aber die<br />

Unternehmen können ihre Mitarbeiter<br />

und die breitere Gemeinschaft<br />

mitnehmen und sie bei diesem<br />

Übergang mit großzügigen<br />

Programmen zum Training und<br />

zur Neuorganisation unterstützen.<br />

Ich denke, dass öffentliche Einrichtungen<br />

auch hier eine nützliche<br />

Rolle spielen können, z. B. um die<br />

Regelung von beruflichen Ausbildungskursen<br />

zur Robotik für Hochschulabsolventen<br />

zu erweitern, um<br />

damit die Eignung für ihren ersten<br />

Arbeitgeber zu verbessern.“<br />

Fazit<br />

Bei Einsatz von neuen Robotertechniken<br />

ist eine Win-Win-Situation<br />

möglich, die Erkenntnisse von<br />

Experten wie Nicola O´Byrne von<br />

ADI dazu sind eindeutig: Die Technik<br />

ist zwar die Grundlage einer erfolgreichen<br />

Implementierung der Robotik,<br />

aber man muss auch behutsam<br />

mit den Personen und den Änderungen<br />

im Prozess umgehen, wenn<br />

man die Vorzüge vollständig nutzen<br />

will, die diese neue Generation von<br />

Robotern bietet.<br />

Referenz<br />

1 “What Do You Know About<br />

Cobots?” Matthews Intelligent Identification,<br />

Januar 2017. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

75


IPCs/Embedded Systeme<br />

Das Beste aus zwei Welten<br />

IPC und SPS wachsen zusammen<br />

etwa EFCO Electronics, ihre Industrierechner<br />

mit galvanisch getrennten,<br />

digitalen IOs auszustatten. Bei<br />

EFCO sind dies bis zu 16, welche<br />

zudem nach industriellen Maßstäben<br />

gegen Überspannungen und<br />

Kurzschlüsse geschützt sind. Auf<br />

der Softwareseite legt das Unternehmen<br />

alle Informationen offen<br />

und liefert - neben Treibern für Windows<br />

und Linux - ein Demo-Tool einschließlich<br />

dessen Source-Code<br />

mit. Über das API bzw. die mitgelieferte<br />

Windows-Bibliothek lassen<br />

sich die digitalen IOs individuell<br />

konfigurieren und vergleichsweise<br />

einfach in alle gängigen Programmiersprachen<br />

wie C# oder Python<br />

einbinden.<br />

© Lötknecht / elektron systeme<br />

Komplexe Steuerungen, Datenbankanbindungen<br />

für die Rückverfolgbarkeit<br />

auf Bauteilebene,<br />

moderne Assistenzsysteme oder<br />

industrielle Bildverarbeitung sind<br />

ohne hochperformante Industrie-<br />

PCs kaum mehr denkbar. Doch<br />

häufig ist im System auch eine<br />

Kleinsteuerung erforderlich, damit<br />

die Bildverarbeitung nicht nur das<br />

Schlechtteil erkennt, sondern auch<br />

gleich die entsprechende Aktorik<br />

ansteuert, um es zuverlässig ausschleusen<br />

zu können.<br />

Das grundsätzliche Problem dabei:<br />

Unterschiedliche Programmiersprachen,<br />

unterschiedliche Denkweisen<br />

und unterschiedliche Ausbildungshintergründe<br />

in der IPC- bzw. SPS-<br />

Welt. Daher beginnen Hersteller<br />

hochperformanter Industrie-PCs, wie<br />

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

unterstützen © Peter Scholz SuE GmbH<br />

Automation braucht SPSund<br />

IPC-Funktionalitäten<br />

Ein Unternehmen, das diese Kombination<br />

aus leistungsfähigem Industrierechner<br />

und Kleinsteuerung von<br />

Anfang an nutzt, ist die Peter Scholz<br />

Software und Engineering GmbH. Als<br />

Spezialisten für komplexe Automatisierung<br />

ist dem Unternehmen das<br />

eingangs beschriebene Spannungsfeld<br />

bestens vertraut. „Alle unsere<br />

Systeme”, erklärt Geschäftsführer<br />

Peter Scholz, „brauchen IPCs mit<br />

den entsprechenden Schnittstellen<br />

und leistungsfähigen Prozessoren<br />

- aber eben auch IOs, um mit einfacheren<br />

Maschinen zu kommunizieren,<br />

Signalleuchten und Buzzer<br />

zu aktivieren oder Schieber anzusteuern.<br />

Wir kommen aus der Welt<br />

der industriellen Automation. Unser<br />

ganzes Systemdenken geht von der<br />

permanenten Kommunikation zwischen<br />

SPSen, Robotern und IPCs<br />

aus”. Im Gegensatz zu vor ein paar<br />

Jahren seien smarte Kameras heute<br />

bezahlbar. „Mit ihren selbstoptimierenden<br />

Deep-Learning-Algorithmen<br />

brauchen diese nur etwa 30 Bilder<br />

von richtig verbauten Komponenten,<br />

um Regeln zu entwickeln und<br />

Fehler selbständig zu erkennen” –<br />

und entsprächen damit einem erfahrenen<br />

Werker.<br />

Zukunftsfähige<br />

Assistenzsysteme<br />

Ein typisches Anwendungsbeispiel<br />

ist die von Scholz entwickelte, offene<br />

76 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


IPCs/Embedded Systeme<br />

Anlagen finden Sie häufig die parallele<br />

LPT-Schnittstelle nach IEEE<br />

1284 zur bidirektionalen Kommunikation<br />

zwischen Geräten, denn der<br />

Siegeszug von USB in der Industrie<br />

begann erst vor gut 15 Jahren.<br />

An Laborgeräten ist der GPIB-Bus<br />

(IEEE 488 bzw. IEC 625) bis heute<br />

ein üblicher Standard. Beide Schnittstellen<br />

sind in modernen Rechnern<br />

nicht mehr zu finden. Mittels der digitalen<br />

IOs und der schnellen API-<br />

Schnittstelle von EFCO können wir<br />

diese aber emulieren, ohne externe<br />

Umsetzer oder teure Spezial-Hardware<br />

verbauen zu müssen.”<br />

Alle Rechner der Eagle-Eyes-Serie verfügen über 16 galvanisch getrennte,<br />

digitale IOs (20-polige Steckverbindung mit der Beschriftung DIO). © EFCO<br />

Plattform für Werker-Assistenzsysteme,<br />

welche als OEM-Version<br />

bei mehreren Systemherstellern<br />

sowie bei zahlreichen Anwendern<br />

im industriellen Einsatz ist. SOFA,<br />

so der Name der Plattform, bietet<br />

alle Funktionen moderner Montageassistenten<br />

und setzt dafür leistungsfähige<br />

IPCs ein (Bild 2).<br />

„Um im klassischen mittelständischen<br />

High-Mix-Low-Volume-Segment<br />

optimal fertigen zu können,<br />

ist es deutlich effizienter, in ‘intelligente’<br />

Arbeitsplätze zu investieren,<br />

anstatt ständig die Werker zu<br />

schulen. Denn Arbeitsplätze, welche<br />

aktiv unterstützen, auf Fehler aufmerksam<br />

machen und Mitarbeitern<br />

die Gelegenheit geben, sich stetig<br />

zu verbessern, helfen allen. Die Mitarbeiter<br />

haben weniger Stress, weil<br />

sie sich nicht an jedes Detail eines<br />

jeden Teils erinnern müssen. Das<br />

Unternehmen kann die Mitarbeiter<br />

flexibler einsetzen – und der Kunde<br />

profitiert von gesteigerter Qualität,<br />

die stark in Richtung ‘Null-Fehler-<br />

Produktion’ geht”, so das Credo von<br />

Peter Scholz.<br />

Unproduktive Tätigkeiten<br />

digitalisieren<br />

Entsprechend ist SOFA ist alles<br />

andere als eine Insellösung - und<br />

kann daher mit praktisch jedem ERP-<br />

System kommunizieren. Denn richtig<br />

effizient wird ein Assistent erst,<br />

wenn er auch die in Fertigungsbereichen<br />

häufig anzutreffende „Zettelwirtschaft”<br />

überflüssig macht.<br />

Diese Kommunikation läuft in aller<br />

Regel auf der IT-Ebene ab. Sollen<br />

allerdings in SOFA periphere Geräte<br />

eingebunden werden, zeigen die<br />

DIOs, was sie können.<br />

Ein Beispiel: Die Teilaufgabe des<br />

Werkers besteht darin, eine Schraube<br />

mit einem definierten Drehmoment<br />

mittels eines Schraubers anzuziehen.<br />

Über die IOs und entsprechende<br />

Low-Level-Kommunikation<br />

wird folgender Signalaustausch<br />

direkt zwischen SOFA und Drehmomentschrauber<br />

gesteuert:<br />

• Übermitteln des geforderten<br />

Drehmoments aus der SOFA-<br />

Datenbank an den Drehmomentschrauber<br />

• Einlesen der Rückmeldung des<br />

Drehmomentschraubers, dass<br />

dieser das Drehmoment eingestellt<br />

hat und bereit ist<br />

• Freigabe des Schraubers an<br />

der entsprechenden Stelle im<br />

Arbeitsablauf<br />

• Einlesen der Rückmeldung des<br />

Schraubers über das Erreichen<br />

/ Nichterreichen des vorgegebenen<br />

Drehmoments<br />

• Rücknahme der Freigabe nach<br />

erfolgreichem Abschluss des<br />

Montageschritts, um Fehlbedienung<br />

zu vermeiden<br />

SOFA spricht viele Sprachen<br />

In ähnlicher Weise können weitere<br />

Peripherie-, Mess- oder Analysegeräte<br />

in die Abläufe eingebunden<br />

werden, auch solche mit „exotischen”<br />

oder heute in der IT-Welt<br />

nahezu unbekannten Schnittstellen.<br />

Dazu Peter Scholz: „In älteren<br />

Pick-by-Light<br />

Bei komplexeren Montageprozessen<br />

mit vielen Einzelteilen, oder mit<br />

solchen, die man leicht verwechseln<br />

kann, werden heute „Pick-by-Light”-<br />

Lösungen eingesetzt. Dazu steuert<br />

SOFA eine Signalleuchte am Entnahmeplatz<br />

der nächsten zu verbauenden<br />

Komponenten an. “Da<br />

die Ausgänge der EFCO-IPCs bis<br />

zu 100 mA liefern - bei 24 V also<br />

fast zweieinhalb Watt - schließen<br />

wir die Signalleuchten direkt am<br />

Rechner an,” erläutert Peter Scholz.<br />

Rückmeldungen<br />

der Werker verarbeiten<br />

Manchmal ist es im Ablauf erforderlich,<br />

die Rückmeldung des Werkers<br />

einzulesen, etwa nach einem<br />

Funktionstest. Auch in diesen Fällen<br />

können Schalter, Taster, Buzzer etc.<br />

direkt an die Eingänge angeschlossen<br />

werden. Ebenso lässt sich die<br />

Ansteuerung der oben erwähnte<br />

Weiche für das Ausschleusen von<br />

NIO-Teilen realisieren - einschließlich<br />

der Lichtschranke zur Überwachung,<br />

ob das NIO-Teil tatsächlich ausgeschleust<br />

wurde, wie es in bestimmten<br />

Applikationen erforderlich ist.<br />

Ein- oder Ausgänge<br />

Die Software entscheidet, was<br />

ein Ein- oder Ausgang ist. Bei den<br />

Eagle-Eyes-IPC von EFCO lässt sich<br />

beispielsweise jeder der 16 digitalen<br />

IOs als Ein- oder Ausgang definieren<br />

(Bild 3). Der direkte Betrieb ist<br />

an allen Steuerspannungs-Ebenen<br />

zwischen 5 und 48 VDC möglich.<br />

Jeder Ausgang kann mit maximal<br />

100 mA belastet werden; Taktfrequenzen<br />

bis über 400 kHz sind möglich.<br />

Die maximale Schaltverzögerung<br />

beträgt 15 µs. Auch bezüglich<br />

Überspannungsfestigkeit stehen die<br />

Auch die Touch-IPCs von EFCO<br />

verfügen über digitale IOs.<br />

So lässt sich das Ansteuern von<br />

Rückmeldeleuchten oder das<br />

Einlesen von Befehlsgeräten einfach<br />

in die PC-Software integrieren<br />

© EFCO<br />

von EFCO als General Purpose IO<br />

bezeichneten Schnittstellen industriellen<br />

Kleinsteuerungen in nichts<br />

nach: Gemäß UL 1577 verkraften<br />

die Eingänge bis zu 2.500 V für<br />

60 Sekunden.<br />

Alles aus einer<br />

Programmierumgebung<br />

Wenn die IPC-Software einfachere<br />

SPS-Aufgaben mit übernehmen<br />

kann, bleibt die gesamte Programmierung<br />

in einer Systemumgebung,<br />

der Code ist deutlich einfacher<br />

wartbar (Bild 4). Darin sieht<br />

Peter Scholz auch einen großen<br />

Vorteil für sein Unternehmen: “Für<br />

uns haben die IOs im Industrie-PC<br />

den unschätzbaren Vorteil, dass ich<br />

nicht bei jedem Projekt zwei Teams<br />

brauche - eines für die PC-Umgebung<br />

und eines für die SPS-Software.<br />

Zudem entfällt der Aufwand,<br />

Hard- und Software-Schnittstellen<br />

zwischen den beiden Subsystemen<br />

zu spezifizieren und zu entwickeln.”<br />

◄<br />

EFCO<br />

www.efcotec.de<br />

Peter Scholz<br />

Software und Engineering GmbH<br />

www.scholzsue.de<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

77


IPCs/Embedded Systeme<br />

Panel-PC mit Edelstahlgehäuse und IP66-Schutz<br />

ICO Innovative Computer GmbH<br />

www.ico.de<br />

Mit dem Hygrolion SPC21S präsentiert<br />

die ICO Innovative Computer<br />

GmbH einen schlanken, aber<br />

leistungsstarken<br />

Panel-PC mit IP66-<br />

Komplettschutz und<br />

kapazitivem 21,5“<br />

Touchdisplay. Der<br />

Intel Core i3-6100U<br />

2/4 2,3-GHz-Prozessor<br />

im Inneren des<br />

Geräts verspricht<br />

in Kombination mit<br />

8 GB RAM und einer<br />

128 GB großen SSD<br />

ausreichend Leistung<br />

für die gängigsten<br />

industriellen Anwendungszwecke.<br />

Das Edelstahlgehäuse<br />

verleiht dem<br />

Hygrolion SPC21S<br />

dabei nicht nur eine<br />

ansprechende Optik,<br />

sondern sorgt gleichzeitig<br />

für dessen enorme Robustheit.<br />

Auch Staub und starkes Spritzwasser<br />

sind für den Panel-PC dank<br />

IP66-Zertifizierung keine Herausforderung.<br />

Geschützt durch Abdeckungen<br />

am Gehäuse finden sich<br />

einige Ports an der Unterseite des<br />

Geräts wieder. So stehen dem<br />

Anwender neben zwei Gigabit LAN-<br />

Anschlüssen, eine RS232-/422-/485-<br />

Schnittstelle, sowie zwei USB-2.0-<br />

Ports zur Verfügung. Das integrierte<br />

WLAN sorgt für eine unkomplizierte<br />

Anbindung des Hygrolion SPC21S<br />

an bestehende Netzwerke.<br />

Egal ob Chemielabore, Produktionsstätten<br />

oder Lebensmittelbereiche,<br />

mit diesem Panel-PC können<br />

vielfältige Aufgaben realisiert<br />

werden. Für Anwender, die eine individuelle<br />

Anpassung des Hygrolion<br />

SPC21S an ihre Bedürfnisse wünschen,<br />

steht die hauseigene Fertigung<br />

der ICO Innovative Computer<br />

GmbH zur Verfügung, die in kurzer<br />

Zeit und auch bei geringer Stückzahl<br />

Änderungen am Panel-PC vornehmen<br />

kann. ◄<br />

Hier arbeiten Entwicklung und Kunde Hand in Hand<br />

Die InoNet Computer GmbH ist Entwickler<br />

und Hersteller von robusten Industrie-PCs,<br />

spezialisiert auf die technischen und logistischen<br />

Anforderungen ihrer Kunden. Seit über 20<br />

Jahren arbeitet das hauseigene Entwicklerteam<br />

der InoNet an robusten Computing Lösungen<br />

und bietet als kompetenter Partner vollständig<br />

kundenspezifische Neuentwicklungen sowie<br />

Standardsysteme mit individuell abrufbaren<br />

Modifikationen an. Anpassungen reichen von<br />

Schnittstellenmodifikationen über individuelles<br />

Gehäuse design und eigens entwickelten<br />

Kühllösungen bis zur kundenspezifischen<br />

Verpackung. Dank starkem Fokus auf Entwicklung<br />

und eigener Fertigung in der ESD-Schutzzone am<br />

Unternehmenssitz in Taufkirchen bei München,<br />

ist InoNet in der Lage, passgenaue Lösungen für<br />

jeweilige Kundenapplikationen anzubieten. InoNet<br />

begleitet die Kunden in jeder Projektphase. Dabei<br />

agiert das Unternehmen als kritisch hinterfragender<br />

Partner mit Machbarkeitsstudien bei der Suche<br />

nach der optimalen Lösung und ist auch nach der<br />

Auslieferung kompetenter Servicepartner. Qualität<br />

ist Dreh- und Angelpunkt des Handelns. Dabei wird<br />

sowohl die einwandfreie, langjährige Funktion der<br />

InoNet-Produkte durch umfangreiche Burn-in-Tests<br />

als auch eine hohe Kundenzufriedenheit durch<br />

kontinuierliche Prozessverbesserung sichergestellt.<br />

Zum InoNet-Portfolio gehören flexibel modifizierbare<br />

19“ Rackmount PCs, kompakte und leistungsstarke<br />

Embedded-Systeme, High Performance Server<br />

(HPC) für KI-Anwendungen sowie Panel PCs und<br />

Displays in allen Größen. Lösungen im Bereich der<br />

industriellen Kommunikation für Edge Computing<br />

runden das Portfolio von InoNet ab. Somit finden<br />

sich InoNet Industrie-PCs überall dort, wo Systeme<br />

unter höchsten Anforderungen an Leistung<br />

und Belastbarkeit im Dauereinsatz sind – zur<br />

Steuerung von Maschinen und Automatisierung<br />

in der Fertigung, Medizintechnik, industrielle<br />

Bildverarbeitung oder Automotive beim Einsatz<br />

im Fahrzeug. Durch dieses breite Portfolio liefert<br />

InoNet die passende Computing-Lösung an jeder<br />

Stelle im IIoT-Ökosystem.<br />

®<br />

InoNet Computer GmbH • Wettersteinstr. 18 • 82024 Taufkirchen<br />

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

78 <strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong>


Robuste Embedded Box-Systeme<br />

IPCs/Embedded Systeme<br />

In allen Bereichen der Automatisierung<br />

werden Industriecomputer<br />

eingesetzt. In vielen dieser Anwendungen<br />

läuft der Computer „rund<br />

um die Uhr“ ohne den Eingriff von<br />

Bedienpersonal. Daher kann ein<br />

Bedien- & Beobachtungs-Panel eingespart<br />

werden. Dieser IPC wird als<br />

Embedded-Box-Computer bezeichnet.<br />

Ein solcher IPC muss besonders<br />

zuverlässig sein, da er sich bei<br />

Störungen nicht selbständig meldet<br />

und den Maschinenbediener warnt.<br />

Wer also Embedded Systeme einsetzt,<br />

darf nicht an der Robustheit<br />

im Dauerbetrieb sparen.<br />

Zwei Prozessorfamilien<br />

Der Markt wird überwiegend von<br />

zwei Prozessorfamilien abgedeckt:<br />

• die Intel-Schiene mit Microsoft-<br />

Betriebssystemen, die seit Jahren<br />

einfache bis hochwertige Anwendungen<br />

bedient und<br />

• die Raspberry PI-Prozessoren<br />

mit diversen Betriebssystemen<br />

und Programmier-Sprachen, die<br />

sich bei Embedded-Boxen mit<br />

stark wachsendem Marktanteil<br />

etablierten.<br />

Mit beiden Prozessor-Familien<br />

bietet MASS verschiedene Komplettgeräte<br />

an, bei denen die Prozessorplatine<br />

um die benötigten<br />

Zusatzmodule und Sondergehäuse<br />

erweitert wird, (z. B. Speicherarten<br />

und Größen, digitale- oder analoge<br />

I/O-Karten bis hin zur kompletten<br />

SPS-Steuerungsplatine, dazu Grafik-<br />

und Kommunikationstechniken,<br />

Hard- und Software- Schnittstellen<br />

sowie programmspezifische Eigenschaften<br />

und Sondergehäuse).<br />

Diese Embedded-Boxes sind<br />

als IoT-Controller in vielen Ausführungen<br />

verfügbar. Ein Multitouch-<br />

Display ohne PC kann als externes<br />

B&B-Gerät der Embedded-Box zum<br />

Einbau in die Bedientafel der Steuerung<br />

geliefert werden. Die lauffertige<br />

„Embedded-Box“ enthält ein störsicheres<br />

Metallgehäuse mit Industrienetzteil<br />

und Standard-Steckverbindern.<br />

Der Aufbau ist rüttelfest. Der<br />

Temperaturbereich erstreckt sich<br />

von 0 - 50 °C (oder mehr). Damit<br />

ist der 24/7-Betrieb in rauer Industrie-Umgebung<br />

gesichert. Die o.a.<br />

Produkte haben in aller Regel eine<br />

Nachlieferbarkeit von 5 Jahren.<br />

INTEL /<br />

MICROSOFT-Systeme<br />

• EBC-02 Atom 7 Celeron CPU<br />

• EBC-04 Intel Core 8. Generation<br />

• EBC-05 Intel Core 7 Generation<br />

RASPBERRY PI-Systeme<br />

• RPI-Box modular<br />

• RPI-Box mini / Standard<br />

• RPI-Box ◄<br />

MASS GmbH<br />

info@mass.de<br />

www.mass.de<br />

Vielfältige Ausführungen<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong><br />

79


IPCs/Embedded Systeme<br />

DIN-Schienen-PC mit KI-Erweitungsmöglichkeit<br />

Der DRPC-240AI von ICP Deutschland ist ein<br />

kompaktes Embedded-System, welches an der<br />

DIN-Schiene angebracht werden kann. Er ist für<br />

die Aufnahme der MUSTANG-V100-MX8, einer<br />

Beschleuniger-Karte für KI-Anwendungen vorbereitet.<br />

Zusammen mit der MUSTANG Karte<br />

stehen neben der Prozessorrechenleistung des<br />

Intel Core i5-1145G7E acht Intel Movidius Myriad<br />

X MA2485 VPUs zur Verfügung. Diese bieten<br />

eine ausgezeichnete Inferenzperformance pro<br />

Watt, 16 SHAVES Kerne für KI-Berechnungen<br />

und einen nativen FP16 Support. Intel „Open<br />

Visual Inference Neural Network Optimization“<br />

(OpenVINO) unterstützt die Mustang Beschleunigerkarte<br />

und stellt damit eine Ende-zu-Ende<br />

Beschleunigung für eine Vielzahl von neuralen<br />

Netzwerken zur Verfügung.<br />

Schnell zur Edge<br />

OpenVINO ermöglicht es CNN (convolutional<br />

neural network) basierte, vortrainierte Modelle<br />

mit wenig Aufwand an der Edge einzusetzen.<br />

Trainingsmodelle wie AlexNet, GoogleNet, Tiny<br />

Yolo, Squeezenet, resNet uvm. werden standardmäßig<br />

unterstützt und sind einfach und schnell<br />

zu implementieren.<br />

Vorinstalliert sind 8 GB DDR4 Arbeitsspeicher<br />

sowie eine 256 GB 2,5“ SATA SSD. Der<br />

DRPC-240AI bietet außerdem einen i225LM<br />

2,5 GbE Netzwerkanschluss, drei i225V 2,5 GbE<br />

mit TSN/TCC Funktionalität, je zwei USB 3.2 und<br />

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

Schnittstellen mit 2,5 kV Isolation, sechs digitale<br />

Eingänge, sechs digitale Ausgänge, einen<br />

HDMI mit einer Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln<br />

und einen Display Port mit 4096 x 2304 Pixeln.<br />

Erweiterungen<br />

Es steht eine Variante mit Lüfter sowie eine<br />

lüfterlose Variante zur Verfügung, je nachdem<br />

in welchem Temperaturbereich das Embedded-<br />

System eingesetzt werden soll. Weitere Add-On-<br />

Karten können auf dem M.2 3042/3052/3080<br />

und dem M.2 2230-Steckplatz betrieben werden.<br />

ICP Deutschland liefert auf Wunsch das<br />

System vorbestückt mit Mustang Beschleunigerkarte<br />

sowie der benötigten Software aus.<br />

• ICP Deutschland GmbH<br />

www.icp-deutschland.de<br />

Zertifiziert:<br />

DIN-ISO<br />

9001:2015<br />

info@mass.de<br />

www.mass.de<br />

06181/ 906880<br />

Industriecomputer nach MASS<br />

■ Seit 42 Jahren Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Geräte für Fabrikautomation und<br />

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

■ Produktgruppen<br />

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

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

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

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

türen. 7-21" Displays. halter oder Tragarm. mit Software FrontFace. oder f. Schaltschränke<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Europakarten-Systeme<br />

Raspberry Pi- Raspberry Pi mit Robuster Robuster 19" Rack-PCs z.B. 3 HE<br />

ohne Displays 7"-10"Display+RFID Handheld- Tablet- mit Einfach-Euroboards,<br />

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

__________________________________________________________________________________


IPCs/Embedded Systeme<br />

Kompakter DIN-Rail-PC<br />

mit Tiger Lake CPU<br />

Tel. 0 64 32 / 91 39-757<br />

Fax 0 64 32 / 91 39-711<br />

Innovative Computer • Zuckmayerstr. 15 • 65582 Diez<br />

PICOSYS 2880<br />

GmbH<br />

SINCE 1982<br />

vertrieb@ico.de<br />

www.ico.de/pci<br />

LÜFTERLOSER EMBEDDED-PC<br />

• Intel® Celeron® J4105 1.5GHz<br />

• 4GB RAM und 64GB SSD<br />

• 2x USB2.0, 4x USB3.2<br />

• Einsatztemp.: -10°C - 60°C • RS232, VGA, HDMI<br />

439,-<br />

€<br />

MOBILER 21,5“ PANEL-PC<br />

Art.Nr. 9eh4351<br />

Mit dem DRPC-240-TGL-U hat compmall einen<br />

neuen Embedded-PC der Kompaktklasse im Programm<br />

für Fabrikautomation, Lagerverwaltung,<br />

Transport und andere Anwendungen in platzkritischen<br />

Umgebungen. Die Rechnerleistung<br />

des lüfterlosen Embedded-PC basiert auf der<br />

11. Generation (Tiger Lake) Intel Core oder Celeron.<br />

Zur Auswahl stehen Intel Core i7-1185G7E<br />

mit vier Kernen und 1,8 GHz bzw. bis 4,4 GHz<br />

Burst, Intel Core i5-1145G7E mit vier Kernen<br />

und 1,5 GHz bzw. bis 4,1 GHz Burst und Intel<br />

Celeron 6305 mit zwei Kernen und 1,8 GHz. Alle<br />

drei Prozessoren haben eine TDP von 15 Watt.<br />

Zwei Steckplätze für DDR4 SO-DIMM ermöglichen<br />

64 GB, wobei 8 GB bereits vorinstalliert<br />

sind. Zur Datenspeicherung steht ein 2,5 Zoll<br />

SATA III HDD/SSD Slot zur Verfügung.<br />

Isolierte COM und PoE<br />

Displays werden über einen HDMI-Port<br />

angeschlossen, der eine Auflösung von<br />

3840x2160@30 Hz bietet und über einen Display-<br />

Port mit einer Auflösung von 4096x2304@60 Hz.<br />

Vier Ethernetports mit 2,5 Gb erhalten mit einem<br />

optionalem PoE-Modul Power-over-Ethernet-<br />

Funktionalität mit 60 Watt Leistung.<br />

Als weitere Schnittstellen stehen USB 3.2<br />

Gen2, USB 2.0, 12-bit-Digitale Ein-/Ausgänge<br />

und RS-232 und RS-422/485 zur Verfügung.<br />

Die COM-Schnittstellen sind 2,5 kV-isoliert.<br />

Die zwei RS-422/485-Anschlüsse unterstützen<br />

Automatic Flow Control (AFC), die dafür sorgt,<br />

compmall GmbH<br />

info@compmall.de<br />

www.compmall.de<br />

dass die Datenübertragung zwischen Geräten<br />

ohne Datenverlust geschieht.<br />

Erweiterungsoptionen<br />

Zur Erweiterung bietet der Embedded-PC<br />

einen M.2 B-Key-Slot mit SIM-Sockel und einen<br />

M.2 A Key-Slot. Den PC gibt es in einer Extended<br />

Version mit Expansions-Modul, sodass ein<br />

zusätzlicher PCIe x4 Gen3-Steckplatz nutzbar ist.<br />

Weitere Features<br />

Die Remote-Power-Funktion erlaubt es, das<br />

System aus der Ferne ein- und auszuschalten.<br />

Der Watchdog-Timer mit programmierbaren Zeitintervallen<br />

sorgt für den automatischen Neustart<br />

des PCs bei Hardware- oder Programmfehlern.<br />

Die Intel Platform Trust Technology (Intel PTT)<br />

wird unterstützt, sodass der PC dem TPM-<br />

Sicherheitsprotokoll genügt. Damit ist der PC<br />

neben Windows 10 und Linux auch mit Windows<br />

11 kompatibel.<br />

Kühlkonzept mit Fin-Pins<br />

Das Gehäuse besteht aus einer stranggepressten<br />

Aluminiumlegierung, die einerseits sehr stabil<br />

ist und andererseits Wärme gut an die Umgebung<br />

ableitet. Das Fin-Pin-Design erzielt im Vergleich<br />

zu den herkömmlichen Rippenkühlkörpern<br />

wesentlich bessere Kühlleistungen und reduziert<br />

zudem das Gesamtgewicht um 35 Prozent. Der<br />

Embedded-PC wiegt lediglich 2,15 kg und mit<br />

Erweiterungskit 2,5 kg.<br />

Der Betriebstemperaturbereich des PCs liegt<br />

zwischen -20 °C und 60 °C und die Eingangsspannung<br />

kann zwischen 12 und 28 VDC betragen.<br />

Der DIN-Rail-montierbare Embedded-PC<br />

ist zertifiziert nach MIL-STD 810G 514.6C-1. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> Produktionsautomatisierung <strong>2023</strong> 81<br />

INKL. 2X XXL AKKUS<br />

UND ROLLWAGEN<br />

• Intel® Celeron®<br />

3855U 1.6 GHz<br />

• 2x Gigabit LAN, WLAN<br />

• 2x RS232/485<br />

• 4x USB 3.0<br />

• 2x MiniPCIe<br />

• -10°C bis 60°C<br />

Art.Nr. y10375<br />

IMARATAB 7 RUGGED TABLET PC<br />

AUCH IN 10“ VERFÜGBAR<br />

• Intel® Celeron® N3350 1.1GHz<br />

• 4GB RAM | 64GB Speicher<br />

• WLAN, Bluetooth, LTE, 4G, GPS<br />

• 2x Kameras, 2x USB 3.2<br />

• NFC und Scanner optional<br />

• IP68 Komplettschutz<br />

• Maße (BxTxH):<br />

207x19x138 mm<br />

€ 3199,-<br />

€<br />

ab1329,-<br />

ab Art.Nr. Y30010<br />

81<br />

wir liefern auch nach Österreich + in die Schweiz


IPCs/Embedded Systeme<br />

Robuster Tablet-PC mit Android<br />

für den industriellen Einsatz<br />

AMC als erfahrener Anbieter im<br />

Bereich Industriecomputer erweitert<br />

sein umfangreiches Lieferprogramm<br />

an mobilen industrietauglichen<br />

Industrie-Tablets mit dem<br />

AIM-75S. Das 8“ Touch-Tablet ist<br />

ein echter Allrounder. Der Einsatz<br />

ist in industriellen Anlagen, aber<br />

auch im Außenbereich möglich.<br />

Das 600 g schwere Tablet hat einen<br />

internen Speicher von 64 GB und<br />

kann extremen Wetterbedingungen,<br />

AMC - Analytik & Messtechnik<br />

GmbH Chemnitz<br />

info@amc-systeme.de<br />

www.amc-systeme.de<br />

einschließlich Regen und Schnee<br />

standhalten (IP65).<br />

Durch die blendfreien Eigenschaften<br />

ist es auch bei Sonnenlicht gut<br />

lesbar. Somit kann es problemlos<br />

in der Fertigung für die Anlagenbetreuung,<br />

im Service, der Lagerwirtschaft<br />

aber auch im Einzelhandel<br />

oder Außendienst eingesetzt werden.<br />

Hohe Flexibilität<br />

Ein Hauptvorteil des AIM-75S ist<br />

seine hohe Erweiterbarkeit für diverse<br />

Anwendungen. Zusätzlich zu den<br />

Standard-I/Os bietet der Table-PC<br />

optional die Integration verschiedener<br />

Peripheriegeräte.<br />

• Vehicle Docking Station<br />

• Office / VESA Docking Station<br />

• Basic Docking Station<br />

• AIM Multi Lade Station<br />

• Erweiterungs-Module (Barcode,<br />

MSR, LAN/COM, RFID)<br />

• Accessoires (verschiedene Tragegurte,<br />

Bedienstift, Schutzfolie)<br />

Technische Daten:<br />

• 8 Zoll Tablet in Industriequalität<br />

• Qualcomm Snapdragon 660 mit<br />

Android 10 Betriebssystem<br />

• Zertifiziert für Google Mobile Services<br />

zum Herunterladen von<br />

Apps und APIs<br />

• 8“ LCD-Display mit 400 nit Helligkeit<br />

und einer Auflösung von<br />

1920 x 1200<br />

• Der Touchscreen aus Corning<br />

Gorilla Glass 3 unterstützt die<br />

Bedienung mit Handschuhen und<br />

mit einem Eingabestift<br />