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INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2024

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19239<br />

SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />

01<br />

Februar <strong>2024</strong><br />

€ 13,00<br />

TITEL<br />

Meilenstein: Ethernet-APL<br />

30 in der Prozessindustrie<br />

Was die Automatisierung<br />

26 von der Natur lernen kann<br />

EXTRA<br />

Sonderteil IndustrialVISION –<br />

Kameras, Software, Objektive & Co.<br />

industrielle-automation.net


MULTIMEDIAL VERNETZT<br />

KUNDEN GEWINNEN!<br />

FÖRDERTECHNIK<br />

MATERIALFLUSS<br />

LOGISTIK<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Profitieren Sie von unserem<br />

einmaligen Mediennetzwerk!<br />

Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne!<br />

Carmen Nawrath<br />

Head of Sales<br />

Telefon: 0049/6131/992-245<br />

c.nawrath@vfmz.de


EDITORIAL<br />

LIEGT DIE ZUKUNFT IM<br />

KOLLEKTIVEN LERNEN?<br />

In unserer heutigen dynamischen Welt benötigen wir Zugang zu<br />

großen Mengen an Informationen, um gute und zukunftsfähige<br />

Lösungen entwickeln zu können. Talent und Expertise eines Einzelnen<br />

reichen dafür oft nicht aus. Werden Wissen und Fähigkeiten in<br />

einer Gruppe gebündelt, ist dies in der Regel von Vorteil. Phänomen<br />

ist die sogenannte Schwarm intelligenz. Der Begriff stammt<br />

ursprünglich aus der Biologie und es gibt viele Beispiele, die uns<br />

zeigen, dass Vögel, Bienen oder Ameisen als Gruppe erstaunlich<br />

komplexe Entscheidungen treffen können. Warum also nicht von<br />

ihnen lernen? Gesagt, getan: Das Projekt The Beehyve war geboren:<br />

Mit Schwarmintelligenz in die Zukunft für eine nach haltige<br />

Automation. Hierbei haben Bienenfreunde und technische Experten<br />

aus den Bereichen OT, KI, IT, Cloud und Data unterschiedliche<br />

Teilprojekte vom Condition Monitoring über Machine Vision bis hin<br />

zum KI-Modell realisiert. Eine spannende Geschichte, die Sie auf<br />

Seite 26 finden.<br />

Ein ähnliches Konzept kommt uns auch im Bereich der Dekarbonisierung<br />

zugute. Denn um die CO 2<br />

-Wende zu schaffen, genügen<br />

keine Einzellösungen. Vielmehr geht es darum, verschiedene technologische<br />

Ansätze intelligent zu kombinieren. Welche das sind<br />

und wie wir damit zumindest einen Teil der Herausforderungen in<br />

der Energie wende meistern können, lesen Sie ab Seite 16. Lassen<br />

Sie uns also kollektiv lernen und das Beste aus verschiedenen<br />

Welten nutzen.<br />

NEU<br />

optoNCDT 1x20<br />

Mehr Präzision.<br />

Smarte Laser-Sensoren<br />

• Ideal zur präzisen Abstandsmessung<br />

• Hohe Messrate 8 kHz für schnelle<br />

Prozesse<br />

• Optimales Preis-Leistungs-Verhältnis<br />

für den Serieneinsatz und OEM<br />

• Kompakte & robuste Bauform IP67<br />

zur Integration in beengte Bauräume<br />

• Messbereiche bis 500 mm<br />

Eine inspirierende Lektüre<br />

wünscht Ihnen<br />

Bauteil-Prüfung<br />

Industrie-Druck<br />

Nicole Steinicke<br />

Chefredakteurin<br />

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

Schnelle<br />

Anwesenheitsprüfung<br />

Elektronik-Produktion<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

micro-epsilon.de/opto


08<br />

EDITORIAL<br />

03 Liegt die Zukunft im kollektiven Lernen?<br />

SZENE<br />

06 News und Trends<br />

08 DENKANSTOSS Die steigenden<br />

Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit<br />

von Lieferketten<br />

10 DENKFABRIK Quo vadis KI?<br />

SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

12 Aufbau und Eigenschaften von<br />

Lichtleitersensoren<br />

15 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

16 Messtechnik für die Dekarbonisierung<br />

20 Leistungselektronik effizient entwärmen<br />

STEUERN UND ANTREIBEN<br />

22 Mit der passenden Steuerungslösung<br />

im Palettierbereich zu effizienten Abläufen<br />

26 Smarter Bienenstock: Was die Automatisierungstechnik<br />

von der Natur lernen kann<br />

TITEL<br />

30<br />

Andreas Ströber,<br />

Business Owner<br />

Trusted Traceability,<br />

Siemens Digital<br />

Industries in Fürth<br />

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

TITEL<br />

30 TITELSTORY Digitalisierung mit Ethernet-APL<br />

KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

34 Robuste Sonderleitungen für Extremfälle<br />

37 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

SONDERTEIL INDUSTRIAL VISION<br />

40 Jahrs KOLUMNE: Kommen die Königskinder<br />

zusammen?<br />

40 IM FOKUS: News & Trends aus der<br />

industriellen Bildverarbeitung<br />

42 3D-Bildverarbeitungssystem optimiert<br />

die Fertigungslandschaft<br />

Anzeige: Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim<br />

<br />

ANZEIGE<br />

BEILAGE<br />

Ein Teil dieser Ausgabe enthält eine Beilage der<br />

MEORGA GmbH, Dillingen.<br />

Lesen Sie, welche Vorteile der neue Standard<br />

Ethernet-APL in der Prozessindustrie bietet<br />

4 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


INNENTITEL<br />

42<br />

44 Inspektionssystem: Qualitätssicherung<br />

von Braille-Schriften<br />

46 Hochgeschwindigkeits-LED-Controller<br />

für Highspeed-Anwendungen<br />

48 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

ENERGIE:BILANZ<br />

50 Polymerlager: Warum sie mit vielen<br />

Vorteilen punkten!<br />

49 Impressum<br />

51 Vorschau 2/<strong>2024</strong><br />

50


NEWS & TRENDS<br />

Personalien<br />

DR. MICHAEL BERGER<br />

Dr. Michael Berger wurde mit<br />

Wirkung zum 1. Januar zum<br />

Geschäftsführer des Obersulmer<br />

Bildverarbeitungsspezialisten<br />

IDS Imaging<br />

Development Systems GmbH<br />

berufen. Sein Verantwortungsbereich umfasst<br />

die Geschäftsbereiche Vertrieb, Marketing,<br />

Produktmanagement und Systemberatung.<br />

www.ids-imaging.de<br />

MSR-SPEZIALMESSE IN FRANKFURT<br />

Ihre jährliche Messereihe startet Meorga am 20. März<br />

<strong>2024</strong> in der Myticket Jahrhunderthalle in Frankfurt mit<br />

der Fachmesse für Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik,<br />

Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik.<br />

Rund 140 Fachfirmen zeigen ihr Leistungsspektrum,<br />

Geräte und Systeme, Engineering- und Serviceleistungen<br />

sowie neue Trends im Bereich der Automatisierung.<br />

Darüber hinaus können sich die Besucher in 36 praxisnahen<br />

Fachvorträgen umfassend über den aktuellen<br />

Stand der MSR-Technik informieren. Der Eintritt zur<br />

Messe und die Teilnahme an den Fachvorträgen sind für<br />

Besucher kostenlos und sollen ihnen Informationen<br />

und interessante Gespräche ohne Hektik und Zeitdruck<br />

ermöglichen. Die Anmeldung ist komfortabel über die<br />

Webseite des Veranstalters möglich.<br />

www.meorga.de<br />

HANNOVER MESSE: ROBOTIK AUF<br />

DEM VORMARSCH<br />

Auf der diesjährigen Hannover Messe kommt dem<br />

Themengebiet Robotik eine besondere Bedeutung zu.<br />

Auf dem gesamten Ausstellungsgelände finden sich<br />

Roboter in allen Größen und Formen, vom Cobot über<br />

den Industrie roboter bis hin zum autonomen mobilen<br />

Roboter. Ein<br />

besonderes<br />

Highlight ist<br />

der Application<br />

Park in<br />

Halle 5, der<br />

mit dem<br />

Deutschen<br />

Robotik<br />

Verband (DRV)<br />

einen starken Partner an seiner Seite hat. Der DRV hat es<br />

sich unter anderem zur Aufgabe gemacht, den Einsatz<br />

von Robotik in Deutschland zu fördern. Angesichts des<br />

weiter zunehmenden Fachkräftemangels gibt es durch -<br />

aus Potenzial. Im weltweiten Vergleich liegt Deutschland<br />

nach China, Japan, Korea und den USA auf Rang 5.<br />

www.hannovermesse.de<br />

AWARD: BUBBLE SENSOR NOMINIERT<br />

Der internationale Pump Industry Award <strong>2024</strong> würdigt<br />

herausragende Leistungen in der Pumpenindustrie. Mit<br />

dabei ist diesmal der innovative Baumer Bubble Sensor<br />

PAD20, der in der Lage ist, selbst kleinste Gasblasen in<br />

Flüssigkeiten zu detektieren. Für Pumpennutzer schafft<br />

er einen messbaren Mehrwert, indem er Ausfallzeiten<br />

verhindert. Der Analysesensor<br />

schöpft die<br />

Leistungsfähigkeit der<br />

integrierten Elektronik in<br />

Kombination mit intelligenten<br />

Algorithmen voll<br />

aus. Einsetzbar ist er in<br />

zahlreichen Branchen.<br />

www.baumer.com<br />

MASCHINENEXPORTEURE SPÜREN GEGENWIND<br />

Mit einem Exportvolumen von insgesamt 207 Milliarden<br />

Euro erreichten die Maschinen- und Anlagenbauer aus<br />

Deutschland im vergangenen Jahr abermals einen neuen<br />

Rekord. Der Zuwachs basiert jedoch ausschließlich<br />

auf einem starken ersten Halbjahr mit zweistelligen<br />

Zuwachsraten. Im zweiten Halbjahr 2023 hinterließen<br />

die rückläufigen Auftragseingänge ihre Spuren. Ein<br />

künftiger Erfolg sei also keineswegs gesichert und<br />

bräuchte dringend politischen Flankenschutz etwa durch<br />

neue Freihandelsabkommen“, kommentiert VDMA-<br />

Chefvolkswirt Dr. Ralph Wiechers die Exportbilanz 2023.<br />

www.vdma.org<br />

6 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


AMA STARTET SEMINARREIHE <strong>2024</strong><br />

Der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik (AMA)<br />

veröffentlicht sein Seminarprogramm für das Jahr <strong>2024</strong>.<br />

Das Programm beinhaltet eine Vielzahl von Seminaren zu<br />

verschiedenen Themen, darunter Ultraschallmesstechnik,<br />

optische Spektroskopie, Wegmessung, industrielle<br />

Bildverarbeitung und die Diskussion über „Chat-GPT – Hype<br />

oder Hysterie“. Die Seminare werden sowohl online als<br />

auch als Präsenzveranstaltungen angeboten und stehen<br />

unter wissenschaftlicher Leitung. Sie bieten fundiertes Wissen und Einblicke in fachspezifische<br />

Themen wie Sensoren, Sensorsysteme sowie deren Funktionen und Einsatzmöglichkeiten.<br />

Die Teilnehmer erhalten die Möglichkeit, die passenden Sensoren für ihre Anwendungsfall<br />

zu wählen und deren Vor- und Nachteile zu bewerten.<br />

Bild: Viacheslav Yakobchuk – stock.adobe.com<br />

www.ama-weiterbildung.de<br />

Bedienen<br />

Beobachten<br />

• Tragarmsystem für gekapselte<br />

IPCs, Monitore und Steuerungen<br />

• hohe Schutzart IP65<br />

• individuell konfigurierbar<br />

• innenliegende Kabelführung<br />

„Die Industrie in Europa fordert einen radikalen<br />

Masterplan zur Stärkung des europäischen Binnenmarkts.<br />

Ob bei der Entsendung von Arbeitnehmern<br />

oder uneinheitlichen Vorschriften für die Kreislaufwirtschaft<br />

– es gibt zu viele Hindernisse, gepaart mit<br />

überbordender Bürokratie, die den freien Verkehr<br />

von Waren und Dienstleistungen behindern.“<br />

Thilo Brodtmann, Hauptgeschäftsführer des VDMA<br />

AUF DEM WEG ZU ZUKUNFTSSICHEREN ORTUNGSSYSTEMEN<br />

Der Standard omlox ermöglicht erstmals eine technologie- und herstellerunabhängige<br />

Bereitstellung von Lokalisierungsinformationen in Produktionsumgebungen. Verschiedene<br />

Technologien wie UWB, 5G, RFID, QR-Codes oder GPS können in einem omlox-System<br />

gemeinsam und mit standardisierten Schnittstellen genutzt werden. Damit wird ein<br />

neues Maß an Transparenz erzielt, sodass Experten von einem wegweisenden Lokalisierungsstandard<br />

mit Schlüsselfunktionen für die fortschreitende Digitalisierung in der<br />

Industrie sprechen. Jetzt ist das weltweit erste omlox-Prüflabor an den Start gegangen.<br />

Profibus & Profinet International (PI) erteilte dem Fraunhofer-Institut in Lemgo die<br />

Zulassung als PI-Testlabor. Damit können Hersteller<br />

von Ortungstechnologien ihre Produkte gemäß<br />

des des omlox-Standards in einem unabhängigen<br />

Prüflabor testen und zertifizieren lassen.<br />

Das Bild zeigt Florian Hufen, Florian Jungbluth,<br />

Harry Fast und Dr.-Ing. Holger Flatt (v.l.n.r.).<br />

Bild: Fraunhofer IOSB-INA<br />

www.profibus.com<br />

Erfahren Sie mehr<br />

ELECTRONIC DIRECT WIRD TEIL DER CONRAD GRUPPE<br />

Mehr als einfach nur Produkte verkaufen, sondern Teile<br />

für die tägliche Beschaffung des technischen Bedarfs<br />

bereitstellen: dafür wird seit 2020 die Conrad Sourcing<br />

Platform dynamisch ausgebaut. Mittlerweile sind über<br />

10 Millionen Produktangebote etc. verfügbar. Mit der<br />

Übernahme der Electronic Direct Gruppe wird jetzt die<br />

Sonderbeschaffung auf ein neues Level gehoben.<br />

www.conrad.de<br />

www.bernstein.eu


DENKANSTOSS<br />

DIE RÜCKVERFOLGBARKEIT VON LIEFERKETTEN<br />

DARF NICHT ZUM PROBLEM WERDEN!<br />

Verschiedene Faktoren, wie die Globalisierung und<br />

Nachhaltigkeit fordern von Unternehmen transparentere<br />

Wertschöpfungsketten. Partner und Kunden<br />

möchten relevante Produktinformationen kennen, wie<br />

die Herkunft des Produkts, die Produktionsmethode und die<br />

verwendeten Rohmaterialien. Der Druck, schnell und präzise<br />

auf Probleme reagieren zu können, steigt immer weiter.<br />

Gleichzeitig werden Unternehmen mit immer strengeren Regelungen<br />

und Vorgaben für die Produktion konfrontiert. Von<br />

ihnen wird nun erwartet, strenge Richtlinien und Vorschriften,<br />

wie das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz, einzuhalten und<br />

diese Einhaltung auch konsequent nachweisen zu können.<br />

DIGITALE LÖSUNGEN BIETEN<br />

EINEN VIELVERSPRECHENDEN<br />

WEG NACH VORNE, UM DIE<br />

HOHEN HERAUSFOR DERUNGEN<br />

ZU BEWÄLTIGEN<br />

Eine transparente Wertschöpfungskette ist angesichts der<br />

Komplexität moderner Lieferketten jedoch eine enorme<br />

Herausforderung. Der hohe Dokumentationsaufwand und<br />

die Nichtverfügbarkeit von Daten stellt besonders bei langen<br />

und komplexen Wertschöpfungsketten eine große Hürde dar.<br />

Produkten nachweisen. Gefälschte Produkte stellen erhebliche<br />

Probleme dar, die sowohl Verbraucher als auch Produzenten<br />

betreffen. Trusted Traceability ermöglicht es, dass sie die Herkunft<br />

des Produkts und seiner Komponenten während und nach<br />

dem Produktionsprozess überprüfen können. Es hilft so, den<br />

Einsatz von gefälschten Teilen zu verhindern. Ein konsistentes<br />

Datenmanagement ermöglicht auch Nachweise für Stakeholder<br />

über die nachhaltigen Maßnahmen eines Unternehmens.<br />

Es kann die Einhaltung von Vorschriften dokumentieren,<br />

detaillierte Informationen über die Umweltauswirkungen<br />

eines Produkts ausgeben, und eine umfassende Geschichte<br />

des Produktlebenszyklus liefern.<br />

Die steigende Nachfrage nach Rückverfolgbarkeit in Lieferketten<br />

ist ein Zeichen für die sich verändernden Dynamiken der globalen<br />

Geschäftsabläufe. Obwohl die Herausforderungen erheblich<br />

sind, bieten digitale Lösungen einen vielversprechenden Weg<br />

nach vorne. Dadurch können Unternehmen letztendlich ihren<br />

Ruf in der heutigen wettbewerbsintensiven und stark regulierten<br />

Geschäftsumgebung stärken.<br />

Bild: Siemens<br />

www.siemens.de<br />

DIE NOTWENDIGKEIT VON TRANSPARENZ<br />

UND KONFORMITÄT<br />

In Zukunft braucht es eine End-to-End-Transparenz, indem alle<br />

relevanten Daten eines Produkts, seiner Komponenten, der<br />

Produktion, der Zulieferer und Partner in einem Stammbaum<br />

entlang der Wertschöpfungskette verknüpft werden.<br />

Die so gewonnene Transparenz ermöglicht es, selbst<br />

über komplexe Wertschöpfungs- und Lieferketten hinweg<br />

produktbezogene Informationen zu kennen und<br />

bei Bedarf schnell auf sie zugreifen zu können.<br />

Mittels digitaler Tools wie der Lösung Trusted Traceability<br />

von Siemens lässt sich ein solcher mehrstufiger<br />

Stammbaum, auch Genealogie genannt, abbilden.<br />

Eine derartige Genealogie reduziert nicht<br />

zuletzt die Zeit und Kosten, die mit der Durchführung<br />

eines Produktrückrufs verbunden sind. Es<br />

gewährleistet ein konsistentes Datenmanagement,<br />

ermöglicht eine schnellere Identifizierung betroffener<br />

Produkte und hilft bei der effizienten Identifizierung<br />

der Ursache von Qualitätsproblemen.<br />

KONSISTENTES DATENMANAGEMENT<br />

Neben dem schnelleren Rückruf von Produkten hat<br />

ein konsistentes Datenmanagement auch weitere Vorteile.<br />

Durch die transparente Dokumentation entlang<br />

der gesamten Lieferketten lässt sich die Echtheit von<br />

ANDREAS STRÖBER<br />

Business Owner Trusted Traceability,<br />

Siemens Digital Industries, Fürth<br />

8 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


NEWS & TRENDS<br />

50 JAHRE PRÄZISION, INNOVATION UND BESTÄNDIGKEIT<br />

Dieses Jahr feiert Keller Druckmesstechnik sein 50-jähriges Jubiläum. Den Grundstein<br />

legte Hannes W. Keller im Jahre 1974 und damit den Samen für den starken<br />

Baum, der über die fünf Jahrzehnte heranwachsen sollte. Alles begann mit der<br />

Entwicklung von Silizium-Drucksensoren und dem Meistern großer Herausforderungen.<br />

In einer Branche, die durch Veränderung geprägt ist, schaffte Keller ein durchschnittliches<br />

Wachstum von 3-5 Prozent pro Jahr, über fünf Jahrzehnte hinweg. Ein<br />

stetiger Anstieg, der auf Innovation, hochqualifizierte und engagierte Mitarbeiter<br />

sowie ein solides Verständnis für die Bedürfnisse der Kunden zurückzuführen ist.<br />

Heute ist Keller auf dem Weg in die digitale Zukunft der Druckmesstechnik.<br />

Bild: Digital Storm – stock.adobe.com<br />

www.keller-druck.com<br />

ICOTEK RICHTET<br />

GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />

NEU AUS<br />

Der namhafte Hersteller von<br />

Kabelmanagement-Systemen<br />

vollzieht eine Neuausrichtung<br />

an der Unternehmensspitze.<br />

Der Gründungsgesellschafter<br />

und langjährige CEO Bruno<br />

Ehmann zieht sich aus der<br />

operativen Unternehmensführung<br />

zurück, bleibt der Unternehmung<br />

aber weiterhin als<br />

Beirat verbunden. Christian<br />

Schurr, seit dem Jahr 2015 für<br />

icotek tätig, wurde zum Januar<br />

<strong>2024</strong> in die Geschäftsführung<br />

als CFO berufen. „Wir sind<br />

davon überzeugt, dass Christian<br />

Schurr mit seiner Expertise und<br />

Erfahrung die richtige Person<br />

ist, um die weitere Unternehmensentwicklung<br />

zu gestalten“<br />

erklärt Bruno Ehmann.<br />

Join us at-the-edge.<br />

Lösen Sie industrielle KI-Anwendungen mit leistungsstarken<br />

und frei programmierbaren Smart Cameras<br />

Christian Schurr, Bruno<br />

Ehmann, Valentin Ehmann und<br />

Philipp Ehmann (v.l.n.r.)<br />

www.icotek.com<br />

Zuverlässige Leistung, auf die Sie vertrauen können<br />

Mit ihrem leistungsstarken NVIDIA ® AI-Core sind unsere AX Smart Cameras wie<br />

geschaffen als All-in-one-Komponente für Bilderfassung und Bildverarbeitung.<br />

Profitieren Sie von einer grossen Linux ® Community und nutzen Sie eigene Algorithmen.<br />

Erreichen Sie damit ein Maximum an Kosteneffizienz und Individualisierung.<br />

Erfahren Sie mehr unter:<br />

www.baumer.com/smart-cameras


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

DR. SIMON KAMPA<br />

Head of Senseye Predictive Maintenance Business, Siemens AG<br />

Die Künstliche Intelligenz hat in den letzten Jahren erhebliche<br />

Fortschritte gemacht und die vorausschauende Wartung revolutioniert.<br />

Wir nutzen maschinelles Lernen, bei dem mittels Algorithmen<br />

Anomalien identifiziert werden, die auf potenzielle Produktionsausfälle<br />

hinweisen. Dies hat sich als äußerst effektiv erwiesen, um die<br />

Produktivität von Wartungsteams zu optimieren und Ausfallzeiten<br />

von Anlagen zu reduzieren. Generative KI schafft jetzt ein neues Maß<br />

an Flexibilität und Zusammenarbeit: Es ermöglicht einen Austausch<br />

zwischen dem Anwender, der KI und den Wartungsexperten. Dieser<br />

interaktive Dialog verwandelt Daten in umsetzbare Erkenntnisse<br />

und macht die Wartung effizienter und effektiver. Mit Blick auf die<br />

Zukunft wird sich die vorausschauende Wartung (Predictive<br />

Maintenance) dank KI zu einer sogenannten Prescriptive Maintenance<br />

weiterentwickeln. Dadurch wird eine proaktive und präzise autonome<br />

Entscheidungsfindung bei Wartungsaufgaben möglich.<br />

QUO VADIS KI?<br />

Künstliche Intelligenz (KI) zieht<br />

uns in nahezu allen Bereichen<br />

unseres Lebens und der<br />

Wirtschaft in ihren Bann.<br />

Insbesondere dort, wo der<br />

Digitalisierungsgrad schon hoch<br />

ist, ist KI ein Schlüssel für mehr<br />

Effizienz und Kreativität. Doch<br />

wohin führt uns diese Entwicklung<br />

und welche KI-Ansätze<br />

haben sich bereits etabliert?<br />

Wir fragen nach …<br />

GENERATIVE KI<br />

SCHAFFT JETZT EIN<br />

NEUES MASS AN<br />

FLEXIBILITÄT UND<br />

ZUSAMMENARBEIT<br />

KI IST EIN SCHLÜSSEL<br />

FÜR ENORME<br />

EFFIZIENZSPRÜNGE<br />

Aktuelle Themen und Trends aus<br />

unterschiedlichen Blickwinkeln –<br />

genau das finden Sie hier.<br />

JOSEF A. OVERBERG<br />

Geschäftsführer, CADFEM Germany GmbH, Grafing bei München<br />

Das eigentliche Potenzial von KI kann je nach Aufgabenstellung in einem<br />

einzelnen oder in der Kombination unterschiedlicher Ansätze liegen. Im<br />

Bereich der Simulation sind neuronale Netze gepaart mit dem Gaußprozess<br />

ein mächtiger Machine-Learning-Ansatz, der mit wenigen Daten auskommt<br />

und um andere Ansätze, wie beispielsweise GPT erweitert werden kann. Bei<br />

allen KI-Ansätzen ist die Basis wichtig – Digitalisierung. In unserem Bereich<br />

ist sie hoch und der Weg zu einer effizienten Nutzung nicht weit – wenn ein<br />

Unternehmen seine Hausaufgaben gemacht hat. Das heißt, Simulation und<br />

Datenerhebung als integrale Bestandteile eines durchgehenden Digital<br />

Engineering-Prozesses begreift und entsprechende Workflows und<br />

Infrastrukturen geschaffen hat. Genau das sehen wir bei unseren Kunden,<br />

die bereits KI erfolgreich einsetzen und bei der KI-unterstützten Optimierung<br />

ihrer Produkte oder KI-basierten Digitalen Zwillingen in Echtzeit die<br />

geforderten Antworten erhalten.<br />

10 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


DR. JÖRG HERBERS<br />

Geschäftsführer, Inform GmbH, Aachen<br />

Wir erwarten <strong>2024</strong> einen Paradigmenwechsel in der Interaktion zwischen Mensch und Künstlicher<br />

Intelligenz. Der Trend geht zur nahtlosen Integration von KI in unsere täglichen Arbeitsmittel. Generative<br />

KI wird Nutzerinteraktionen auf verschiedensten Plattformen und deren Funktionalitäten in<br />

diversen Wirtschaftsbereichen verbessern. Wir erwarten, dass iterative KI-Interaktionen zur Norm und<br />

die Nutzer sich an kontinuierliche Feedbackschleifen mit digitalen Assistenten in zahlreichen Anwendungen<br />

gewöhnen werden. Nach dem Erfolg von Modellen, die Texte und Bilder generieren, wird sich<br />

der Schwerpunkt nach und nach auf Modelle verlagern, die aus Videomaterial Texte erstellen.<br />

Außerdem ist ein Wandel hin zu offenen Informationsökosystemen zu erwarten: Indem Unternehmen<br />

gemeinsam hochwertige Prozessdaten nutzen, fördern sie ein kollaboratives Umfeld und treiben so<br />

weitere KI-Innovationen voran. In deren Folge lässt sich eine gerechtere Zukunft gestalten, in der Daten<br />

den Fortschritt für alle forcieren. Allerdings haben die neu bereitgestellten KI-Tools unbeabsichtigt<br />

auch die Möglichkeiten für Cyberkriminelle massiv erhöht. Um den immer ausgefeilterten Gefahren<br />

durch die KI in falschen Händen zu begegnen, müssen alle Beteiligten dringend ebenso intelligente wie<br />

fortschrittliche Cybersicherheitsmaßnahmen etablieren. Denn eines ist klar: Mit den zunehmenden<br />

Fähigkeiten der KI wächst auch deren Missbrauchspotenzial.<br />

ES IST EIN WANDEL<br />

HIN ZU OFFENEN<br />

INFORMATIONS-<br />

ÖKOSYSTEMEN ZU<br />

ERWARTEN<br />

BEREITS JETZT LEISTET KI<br />

SCHON VIEL UND LERNT<br />

IMMER WEITER DAZU<br />

KAI FINKE<br />

BU Manager Onlinetools und Plattformen, Igus GmbH, Köln<br />

Der Fokus auf Künstliche Intelligenz in der Industrie ist seit dem Aufkommen von ChatGPT besonders<br />

ver stärkt. Denn solche ChatBots kümmern sich nicht nur um einfache und simple Aufgaben, sondern können<br />

auch komplexere Tätigkeiten übernehmen und dem Fachkräftemangel entgegenwirken. Die KI wird dem<br />

Menschen immer ähnlicher. Ich persönlich sehe Künstliche Intelligenz als eine wichtige Schlüsseltechnik,<br />

die für eine industrielle Revolution in den nächsten Jahren sorgen kann. Denn sie leistet bereits jetzt schon<br />

viel und lernt immer weiter dazu. Wir bei Igus nutzen Künstliche Intelligenz in unterschiedlichen Bereichen:<br />

In der Automatisierungstechnik zum Beispiel kann die KI kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU)<br />

dabei helfen, schneller und einfacher eine Automatisierungslösung zu entwickeln, beispielsweise mit<br />

KI-basierten Simulationen. Im Bereich Predictive Maintenance nutzen wir KI, um unsere Kunden rechtzeitig<br />

vor einem Ausfall einer Maschine zu warnen und eine Echtzeit Lebensdaueraussage zu treffen. Außerdem<br />

bieten wir fertige Produkte zur Sprach- und Gestensteuerung an, die auf KI basieren. Und mit der IgusGO<br />

haben wir jetzt eine App entwickelt, welche mithilfe einer antrainierten KI Anwendungen erkennt und dem<br />

Nutzer Optimierungspotenziale aufzeigt. Dazu können User einfach eine bestehende Anwendung fotografieren<br />

und die KI erkennt, mit welchen unserer Produkte eine Anwendung schmierfrei konstruiert werden kann.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 11


AUFBAU UND EIGENSCHAFTEN VON LICHTLEITERSENSOREN<br />

WENN DAS LICHT<br />

UM DIE ECKE KOMMT<br />

Lichtleitersensoren oder faseroptische Sensoren erfassen eine Vielzahl<br />

an unterschiedlichen Objekten und eignen sich insbesondere für<br />

Einsätze mit beengten Einbausituationen. Doch wie sind Lichtleiter<br />

aufgebaut? Welche Unterschiede gibt es? Und welche grundlegenden<br />

Vor- aber auch Nachteile können sich hierdurch ergeben?<br />

Lichtleiter sind in Verbindung mit den jeweils passenden<br />

Lichtleiterverstärkern berührungslos und damit verschleißfrei<br />

arbeitende Positionsschalter. Sie erfassen verschiedenste<br />

Objekte unabhängig von ihrer Beschaffenheit (zum Beispiel<br />

Form, Farbe, Geometrie, Oberflächenstruktur, Material und andere).<br />

Lichtleitersensoren werden daher in sehr unterschiedlichen<br />

Industriezweigen genutzt, beispielsweise im Maschinenund<br />

Anlagenbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der industriellen<br />

Prozessüberwachung, in der chemischen und pharmazeutischen<br />

Industrie, in der Medizintechnik sowie in der Keramik- und<br />

Kunststoffverarbeitung.<br />

Da die Lichtleiterenden beziehungsweise Lichtleiterköpfe besonders<br />

kleine Abmessungen haben und die Lichtleiter selbst<br />

flexibel sind, lassen sich mit ihnen Objektabfragen vor allem an<br />

schwer zugänglichen Stellen oder Einsatzorten mit beengten<br />

Einbauverhältnissen elegant lösen. Durch die Lichtleiter ist es<br />

hierbei möglich, die Auswerteelektronik beziehungsweise eigentliche<br />

Sensorik in Bereiche außerhalb einer Abfragestelle zu verlagern,<br />

in denen ein ausreichender Einbauraum und leicht zugänglicher<br />

Montageort vorhanden ist.<br />

DIE FASER MACHT DEN UNTERSCHIED<br />

Ein wesentliches Unterscheidungskriterium von Lichtleitersensoren<br />

sind die jeweiligen Faseroptiken. Glasfaserlichtleiter von<br />

IPF bestehen aus einem Bündel von ultradünnen Glasfasern und<br />

Kunststofflichtleiter aus ebenfalls extrem dünnen Kunststofffasern,<br />

wobei deren Gesamtquerschnitt im Vergleich zu einer Glasfaser<br />

wesentlich kleiner ist (Kunststofffaser Ø 1,0 mm / Glasfaser<br />

Ø 4,2 mm). Da Lichtleiterkabel aus Kunststofffaser als Meter ware<br />

12 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

lichtleitenden Glasfasern übertragen. Die einzelne Glasfaser<br />

besteht aus Kern- und Mantelglas. Der in das Kernglas eintretende<br />

Lichtstrahl wird aufgrund der Reflexion an den Berührungsflächen<br />

Kern/Mantel durch die Glasfaser geleitet. Während<br />

für die Glasfaser ausnahmslos nicht sichtbares IR-Licht<br />

genutzt wird, können die Verstärker für Kunststofflichtleiter je<br />

nach Applikationsanforderungen unterschiedliche Lichtfarben<br />

liefern, in der Regel sichtbares Rotlicht oder optional auch<br />

grünes oder blaues Licht.<br />

TEMPERATURBESTÄNDIG BIS +300 °C UND<br />

FÜR RAUE EINSATZBEDINGUNGEN<br />

LICHTLEITERSENSOREN EIGNEN<br />

SICH VOR ALLEM FÜR OBJEKT­<br />

ABFRAGEN IN SCHWER<br />

ZUGÄNGLICHEN BEREICHEN<br />

erhältlich sind, lassen sie sich variabel in der Länge kürzen und<br />

sind hierdurch vor Ort flexibler einsetzbar als bereits vorkonfektionierte<br />

Glasfaserkabel.<br />

Die Verstärker für Lichtleitersensoren mit Glasfaser von<br />

IPF arbeiten ausschließlich mit Infrarotlicht (IR-Licht), da der<br />

Transmissionsgrad der Glaserfaser auf dieses Licht abgestimmt<br />

ist und die Faser daher über eine geringe optische Dämpfung<br />

verfügt. Das vom Lichtleiterverstärker ausgesendete modulierte<br />

IR-Licht wird nach dem Prinzip der Totalreflexion durch die<br />

Das für Glasfaserlichtleiter verwendete IR-Licht hat aufgrund<br />

seiner Wellenlänge ideale Durchdringungseigenschaften, wodurch<br />

eine im Vergleich zu Kunststofflichtleitern höhere Verschmutzungskompensation<br />

ermöglicht wird. Glasfaserkabel<br />

sind darüber hinaus beständig gegenüber vielen Chemikalien<br />

und können hohen Umgebungstemperaturen bis +180 °C widerstehen,<br />

wodurch sie auch für vergleichsweise raue Einsatzbedingungen<br />

ausgelegt sind. Sonderausführungen der Glasfaserkabel<br />

von IPF erreichen eine Temperaturbeständigkeit von bis zu<br />

+300 °C. Kunststofflichtleiter sind hingegen weniger beständig<br />

gegenüber Chemikalien und halten in der Regel Umgebungstemperaturen<br />

bis zu +80 °C stand.<br />

Sämtliche Lichtleiter (Glas und Kunststoff) sind jedoch zumeist<br />

ohne besondere Vorkehrungen für explosionsgefährdete<br />

Zonen und Bereiche mit elektrischen und/oder magnetischen<br />

Feldern (zum Beispiel Hochspannungsanlagen, elektrische<br />

Schweißeinrichtungen) geeignet, zumal letztgenannte Bedingungen<br />

ihre Funktion nicht beeinträchtigen.<br />

Lichtleiter, insbesondere aus Glasfaser-Bündeln, können bei<br />

extremer Beanspruchung (abknicken, quetschen und so weiter)<br />

brechen. Für bewegte Anwendungen hat IPF daher Glasund<br />

Kunststofflichtleiter in speziellen Ausführungen. Generell<br />

sollte in solchen Applikationen darauf geachtet werden, dass<br />

der Biege radius bei Glasfaser im bewegten Zustand mindestens<br />

das Sechsfache des Kabel- beziehungsweise Schlauchdurch­<br />

Messverfahren<br />

Festelektrolyt-Potentiometrie<br />

NDIR-Sensoren<br />

Wärmeleitfähigkeit<br />

Elektrochemische Sensoren<br />

Keidel-Zellen<br />

Gasanalytik für die Prozessmesstechnik<br />

www.zirox.de<br />

ZIROX Sensoren und Elektronik GmbH | Am Koppelberg 21 | 17489 Greifswald | Tel.: +49(0)3834-83 09 00 | Fax: +49(0)3834-83 09 29 | E-Mail: info@zirox.de<br />

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www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 13


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

messers betragen muss, während im statischen Einsatz der<br />

Biege radius schon den dreifachen Kabeldurchmesser haben<br />

darf. Mit Kunststofflichtleitern lassen sich indes wesentlich<br />

kleinere Biegeradien von bis zu 1 mm realisieren.<br />

VERSCHIEDENE ENDSTÜCKE FÜR STETS<br />

PASSENDEN LICHTAUSTRITT<br />

Für die Glas- und Kunststofflichtleiter bietet IPF eine Vielzahl<br />

von Endstücken beziehungsweise Einbauköpfen beispielsweise<br />

mit axialem oder radialem Lichtaustritt in unterschiedlichen<br />

Ausführungen an, darunter besonders kleine Köpfe zum Beispiel<br />

mit einem Durchmesser von nur 1,5 mm oder Winkelköpfe, mit<br />

denen der Lichtaustritt um 90° umgelenkt wird. Anstelle eines<br />

punktförmigen Lichtaustritts lässt sich mit Querschnittswandlern<br />

als Endstück zudem ein linienförmiger Lichtaustritt erzeugen.<br />

Solches Licht kann beispielsweise in Anwendungen hilfreich<br />

sein, in denen mit Einweglichtschranken ein nicht exakt positionierbares<br />

Objekt detektiert werden muss.<br />

Die Frontends für Glasfaserlichtleiter von IPF werden entweder<br />

mit einer zusätzlichen Optik oder aber mit geschliffenem<br />

und poliertem Glasfaserende am Lichtaustritt angeboten.<br />

ZUVERLÄSSIGER SCHUTZ VOR SCHÄDLICHEN<br />

EINFLÜSSEN<br />

Die Glasfaserlichtleiterkabel bestehen, abgesehen von der Glasfaser,<br />

aus einem Edelstahlwendel, der den Lichtleiter vor seitlichen<br />

Kräften und damit möglichen Beschädigungen schützt.<br />

Die Glasfasern sind zum Schutz vor Zugkräften außerdem mit<br />

einem Silikonmantel und einem darunter liegendem Gewebe<br />

umgeben. Bei Glasfaserlichtleitern für den Einsatz in erweiterten<br />

Temperaturbereichen bis +300 °C wird für den äußeren<br />

Mantel ein zweites Spiralrohr aus Edelstahl anstelle eines<br />

Silikonmantels verwendet.<br />

02 Die Lichtleiterschranke vermittelt einen Eindruck von der Größe<br />

eines Glasfaserlichtleiters; die Tastköpfe ganz vorne haben einen<br />

Durchmesser von nur 1,5 mm; das Faserbündel selbst verfügt über<br />

einen Durchmesser von 1 mm<br />

AUFBAU DER FRONTENDS<br />

BEI LICHTLEITERTASTERN<br />

Lichtleitersensoren sind je nach Applikationsanforderungen als<br />

Einweglichtschranken (Sender-Empfänger-Systeme) oder als<br />

Lichtleitertaster einsetzbar. Einweglichtschranken mit Glasfaserlichtleitern<br />

erzielen Reichweiten bis 1500 mm, mit Kunststofflichtlichtleitern<br />

bis 14.000 mm. Die maximalen Schaltabstände<br />

bei den Tastern betragen 170 mm (Glasfaser) beziehungsweise<br />

400 mm (Kunststofffaser). Die Reich-/Tastweite ist allerdings<br />

immer auch abhängig vom verwendeten Lichtleiterverstärker.<br />

Einwegsysteme werten die Unterbrechung des Lichtes durch<br />

ein Objekt aus, während bei Tastern das von einem Objekt reflektierte<br />

Licht zur Detektion herangezogen wird. Die Frontends von<br />

Glasfaser- und Kunststofflichtleitern haben hierzu einen speziellen<br />

Aufbau.<br />

So verfügen die Frontends von Lichtleitertastern mit Kunststofffasern<br />

über zwei Fasern (Monoblock), wobei eine Faser als<br />

Sender und die zweite als Empfänger fungiert. Darüber hinaus<br />

können Kunststofflichtleitertaster am Frontend aber beispielsweise<br />

auch zwei Faserbündel mit einem koaxialen Aufbau haben.<br />

Je nach gewähltem Eingang am Verstärker dient ein Bündel als<br />

Sender und das andere Bündel als Empfänger.<br />

Glasfaserlichtleiter setzen sich als Taster aus einem einzigen<br />

Faserbündel zusammen, dessen Aufteilung in Sender- und Empfängerfasern<br />

erst in einem Anschlussstück (Adapter) für den<br />

Verstärker als Auswerteeinheit erfolgt. Statistisch betrachtet, besteht<br />

bei den Glasfaserbündeln von IPF über die gesamte Lichtaustrittsfläche<br />

am Frontend eine homogene Verteilung zwischen<br />

den einzelnen Sender- und Empfängerfasern.<br />

Bilder: ipf electronic<br />

www.ipf.de<br />

01 Ein Ausschnitt aus dem Produktportfolio an<br />

Frontends für Lichtleiter<br />

UNTERNEHMEN<br />

ipf electronic<br />

Rosmarter Allee 14<br />

58762 Altena<br />

Telefon 02351 / 9365-0<br />

E-Mail: info@ipf.de<br />

14 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

WERKSTOFFCHARAKTERISIERUNG FÜR<br />

WASSERSTOFFANWENDUNGEN<br />

Zur präzisen Überprüfung und Zertifizierung von<br />

Komponenten und Materialien für Wasserstoffpro dukte<br />

und -anwendungen setzt der Dienstleister Scioflex<br />

Hydrogen auf fortschrittliche Prüfmaschinen von<br />

ZwickRoell. Wasserstoff gewinnt als sauberer Energieträger<br />

zunehmend an Bedeutung. Um zuverlässige<br />

Aussagen über die Eignung von Metallen und Kunststoffen<br />

zu machen, sind Tests unter realen Bedingungen<br />

unerlässlich. Dabei stehen Herausforderungen wie<br />

hohe Durchdringungsfähigkeit und Wasserstoffversprödung<br />

im Fokus. Für kraft- und dehnungsgeregelte<br />

Zeitstandermüdungsversuche nutzt Scioflex Hydrogen<br />

die Zeitstandprüfmaschine Kappa 100 SS-CF sowie die<br />

servohydraulische ZwickRoell HA100 mit 400 bar<br />

Autoklav. „Mit den ZwickRoell Prüfsystemen können wir<br />

die Materialeigenschaften unter Anwendungsbedingungen<br />

perfekt charakterisieren. Dies ermöglicht ein<br />

komplett neues Feld der Materialcharakterisierung<br />

unter Einfluss von<br />

Wasserstoff zu<br />

erschließen“, so<br />

Geschäftsführer Bernd<br />

Schrittesser. Beide<br />

Maschinen sind über<br />

eine weite Bandbreite<br />

an Frequenz und Last<br />

einsetzbar. Es besteht<br />

die Möglichkeit, im<br />

Bereich niedriger<br />

Dehnraten zu arbeiten und bis zu einer Frequenz von<br />

20 Hz bruchmechanische oder Ermüdungsexperimente<br />

zu implementieren. Außerdem lassen sich Lastbereiche<br />

bis 100 kN abdecken.<br />

www.zwickroell.com<br />

HOCHDRUCKAUFNEHMER MIT HOHER<br />

LANGZEITSTABILITÄT<br />

Keller Druckmesstechnik stellt den<br />

OEM-Hochdruckaufnehmer 10LHP<br />

vor. Dank gut aufeinander abgestimmter,<br />

hochwertiger Materialien<br />

erreicht der kompakte Druckaufnehmer<br />

eine sehr hohe Genauigkeit<br />

und Langzeitstabilität. Der 10LHP<br />

verfügt über ein robustes Gehäuse<br />

aus Edelstahl, Hastelloy oder Titan sowie eine frontbündige,<br />

spaltfrei verschweißte Membran. Der<br />

Anwender profitiert von einer sehr hohen Überlastfestigkeit<br />

und einem optimierten Temperaturverhalten.<br />

Die Keller-Serien 10L als auch 10LHP sind in identischen<br />

Abmessungen erhältlich und decken gemeinsam<br />

einen Druckbereich von 0,1 bis 1.000 bar ab. Bei Keller<br />

wird jeder Druckaufnehmer über den gesamten<br />

Druck- und Temperaturbereich ausgemessen. Die<br />

detaillierten Kalibrierdaten sind über die Datenplattform<br />

myCalibration von Keller abrufbar.<br />

www.keller-druck.com<br />

MINIATURISIERT UND MIT IO-LINK-<br />

KOMPETENZ NOCH SMARTER<br />

Die nano-Sensoren von<br />

Microsonic im M12-Gehäuse<br />

sind ab sofort mit einem<br />

Push-Pull-Schaltausgang<br />

ausgestattet. Sie verfügen<br />

über eine IO-Link-Schnittstelle<br />

in der Version 1.1 und<br />

Smart Sensor Profile. Neben<br />

den gemessenen Abstandswerten<br />

übermittelt die<br />

IO-Link-Schnittstelle<br />

zugleich Identifikations-,<br />

Status- und Diagnosewerte.<br />

Mit 250 und 350 mm<br />

stehen zwei Tastweiten zur Verfügung. nano-Ultraschallsensoren<br />

erfassen berührungslos jegliche Art von Objekten,<br />

sei es fest, flüssig, pulverförmig oder transparent. Dabei geht<br />

auch hier der Trend zur Miniaturisierung. Anwender erwarten<br />

maximale Leistung auf kleinstem Bauraum. Mit einer Gesamtlänge<br />

von nur 55 mm inklusive Stecker ist dieser M12-Ultraschallsensor<br />

Angaben von Microsonic zufolge der kürzeste auf<br />

dem Markt. Die kompakte Bauform des nano-Ultraschallsensors<br />

ist vorteilhaft bei beengten Einbauverhältnissen.<br />

Gleichzeitig präsentiert sich die Gehäusebauform als kompatibel<br />

zu vielen induktiven und kapazitiven Sensoren. Das<br />

erleichtert bei kritischen Anwendungen den Umstieg auf<br />

Ultraschallsensoren.<br />

www.microsonic.de<br />

INTERFEROMETER ZUR PRÄZISEN<br />

WAFER-DICKENMESSUNG<br />

Das Weißlicht-Interferometer IMS5420-TH von Mico-Epsilon<br />

eröffnet neue Perspektiven in der industriellen Dickenmessung<br />

von monokristallinen Silizium-Wafern. Dank der<br />

breitbandigen Superlumineszenzdiode (SLED) kann es für<br />

undotierte, dotierte<br />

und hochdotierte<br />

Silizium-Wafer<br />

eingesetzt werden.<br />

Der Dickenmessbereich<br />

erstreckt sich<br />

von 0,05 bis zu<br />

1,05 mm. Die messbare<br />

Dicke von<br />

Luftspalten beträgt<br />

bis zu 4 mm. Bei der Produktion von Halbleiter-Wafern kommt<br />

es auf höchste Präzision an. Ein wichtiger Prozessschritt ist<br />

das Läppen der Siliziumrohlinge, die dabei auf eine einheitliche<br />

Dicke gebracht werden. Genau dafür hat Micro-Epsilon die<br />

Weißlichtinterferometer der Reihe Interferometer IMS5420<br />

entwickelt. Sie bestehen aus einem kompakten Sensor und<br />

einem Controller, der in einem robusten industrietauglichen<br />

Gehäuse untergebracht ist. Eine im Controller integrierte,<br />

aktive Temperaturregelung sorgt für eine hohe Stabilität der<br />

Messung. Erhältlich ist das Interferometer entweder als<br />

Dicken- oder als Multipeak-Dickenmesssystem.<br />

www.micro-epsilon.com<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 15


DIE ENERGIEWENDE<br />

MESSTECHNIK FÜR DIE<br />

DEKARBONISIERUNG<br />

In Elektrolyse-<br />

Anlagen wird<br />

Wasserstoff dezentral<br />

aus regenerativer<br />

Energie hergestellt<br />

Die Umstellung der Energieversorgung auf eine nachhaltige Basis mit<br />

regenerativen Energien ist erklärtes Ziel. Doch mit welchen Technologien<br />

lassen sich die hohen und speziellen Anforderungen einer Dekarbonisierung<br />

der Industrie erfüllen? Dieser Beitrag gibt einen Überblick.<br />

Die Energiewende ist für die chemische Prozessindustrie<br />

eine bedeutende Herausforderung, die sie möglichst<br />

rasch bewältigen muss. Die Komplexität dieser Aufgabe<br />

rührt daher, dass fossile Rohstoffe einerseits ersetzt<br />

werden müssen, da sie die Quelle des klimaschädlichen Kohlendioxids<br />

sind. Andererseits ist CO 2<br />

in der chemischen Industrie<br />

jedoch auch ein Rohstoff, der für diverse Prozesse benötigt wird.<br />

Bisher wurde dieses CO 2<br />

als Nebenprodukt erzeugt, was jedoch<br />

künftig in einer dekarbonisierten Welt nicht mehr in gewohnter<br />

Weise möglich ist.<br />

STRATEGIEN ZUR ERREICHUNG<br />

DER KLIMAZIELE<br />

Die Umstellung auf erneuerbare Rohstoffe und Energieträger erfordert<br />

daher häufig umfangreiche Anpassungen der bestehenden<br />

Prozesse. Sie ermöglicht zugleich neue Wege für Technologien<br />

zur CO 2<br />

-Vermeidung und gleichzeitig solche zur CO 2<br />

-Abscheidung<br />

und -Speicherung. Um die verschiedenen Strategien<br />

und Ansätze zur Erreichung der Klimaziele besser beschreibbar<br />

zu machen und sowohl die Herausforderungen als auch die<br />

Lösungen zu diskutieren, werden sie für diesen Beitrag in drei<br />

Themen untergliedert:<br />

Der erste Punkt ist die Elektrifizierung von Prozessen zur Emissionsvermeidung<br />

sowie die Effizienzsteigerung bestehender<br />

Anlagen mit dem Ziel, Emissionen zu reduzieren, wo sie sich<br />

(noch) nicht vermeiden lassen.<br />

Der zweite Punkt behandelt die Umstellung auf alternative<br />

Energieträger, allen voran auf grünen Wasserstoff. Neben der<br />

Herstellung, dem Transport, der Nutzung und Speicherung von<br />

H 2<br />

fallen auch Power-to-Chemicals-Ansätze (P2C) oder das<br />

Thema Green Steel unter diesen Punkt.<br />

16 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

n Das dritte Thema behandelt CO 2<br />

als Rohstoff, den es als Emission<br />

oder als abgeschiedenes Produkt zu erfassen gilt. Hierunter<br />

fallen Schlagworte wie Carbon Capture (CC) oder Direct Air<br />

Capture (DAC), auch die Speicherung sowie der Transport von<br />

CO 2<br />

fallen unter diesen Themencluster.<br />

ELEKTRIFIZIERUNG VON PROZESSEN UND<br />

WEITERE OPTIMIERUNGSMASSNAHMEN<br />

Als erste und vielversprechende Maßnahme kann die chemische<br />

Industrie Prozesse, wo dies möglich ist, direkt auf regenerativen –<br />

emissionsfreien – Strom aus Wind, Wasser und Sonne umstellen.<br />

Dies ist sicherlich eine der größten und vermutlich auch einfachsten<br />

Stellschrauben in der Prozessindustrie. Oftmals sind<br />

diese Umstellungen mit gar nicht so drastischen Einschnitten in<br />

die Prozesse möglich. Ein Beispiel ist die Dampferzeugung, die<br />

VON KUNSTSTOFFEN ÜBER<br />

KOSMETIK BIS HIN ZU E-FUELS:<br />

CO 2<br />

IST UNVERZICHTBARER<br />

BESTANDTEIL VIELER PRODUKTE<br />

leicht elektrifiziert werden kann und wo infolgedessen keine Änderungen<br />

am Wärmenetz oder an der Messtechnik zur Messung<br />

und Bilanzierung der Wärmeerzeugung, -verteilung und des<br />

Wärmeverbrauchs gemacht werden müssen.<br />

Für Prozesse, die zwar nicht sofort emissionsfrei gestellt werden<br />

können, existieren jedoch oft größere Einsparpotentiale für Emissionen,<br />

die sich durch Effizienzsteigerungen und Optimierungen<br />

der Anlagen realisieren lassen. Als Grundlage für Optimierungsmaßnahmen<br />

müssen Energieverbräuche engmaschig gemessen<br />

und bilanziert werden. Dies gelingt mit dem breit aufgestellten<br />

Feldgeräteportfolio von Endress+Hauser, mit dem sämtliche Parameter<br />

sowohl in den Kernprozessen als auch in Utilities wie<br />

Dampf-, Heiz-, Kühl- oder CIP/SIP-Kreisläufen bis hin zu eichfähigen<br />

Messstellen erfasst werden können. Das Geräteportfolio<br />

umfasst die Messparameter Druck, Durchfluss, Materialfeuchte,<br />

Flüssigkeitsanalyse, Füllstand, optische Analyse, Systemkomponenten<br />

und Temperatur. Der Messtechnikspezialist bietet neben<br />

Dienstleistungen zur Erfassung von CO 2<br />

-Emissionen außerdem<br />

Digitalisierungsservices rund um das IIoT-Ökosystem Netilion,<br />

die Transparenz über die Anlagenassets schaffen und ebenfalls<br />

eine Basis für Anlagenoptimierungen bereitstellen.<br />

01 Per Direct Air Capture wird CO 2<br />

direkt aus der Luft filtriert und für<br />

die Weiterverwendung gespeichert<br />

WASSERSTOFF ALS SPEICHERMEDIUM<br />

Der zweite Punkt dieses Beitrags zur Dekarbonisierung der Industrie<br />

betrifft die Umstellung von Anlagen auf alternative Energieträger.<br />

Entscheidend für die Emissionssenkungen durch Elektrifizierung<br />

ist die ausreichende Verfügbarkeit der regenerativen<br />

Energie. Die Sonne scheint nicht überall und zu jeder Zeit in gleichem<br />

Maße, auch die Erzeugung von Windenergie ist großen<br />

Schwankungen unterworfen. Die regenerative Energie ist somit<br />

zwar die Grundlage für die Elektrifizierung, ein Schlüsselfaktor für<br />

das Gelingen der Energiewende sind jedoch Speichertechnologien,<br />

die diese Schwankungen ausgleichen können. Ein Medium, in<br />

dem die überschüssige Sonnen- und Windenergie gespeichert<br />

werden kann, ist Wasserstoff. Die Umwandlung von Elektrizität in<br />

Wasserstoff ist zwar verlustbehaftet, jedoch kann dieser gut gespeichert<br />

und nach Bedarf relativ einfach wieder in Elektrizität<br />

zurückverwandelt werden. Die Speicherung von Energie in Wasserstoff<br />

ist unter dem Begriff Power-to-Chemicals (P2C) bekannt.<br />

In chemischen Prozessanlagen gibt es jedoch auch Prozesse,<br />

die insgesamt so viel Energie benötigen, dass ihr Energiebedarf<br />

nicht vollständig über die regelmäßige Einspeisung von erneuerbarer<br />

Elektrizität in die Netzte abgedeckt werden kann. Diese<br />

KOHLENDIOXID ALS WERTVOLLER ROHSTOFF?<br />

Der Beitrag zeigt, dass CO 2<br />

nicht schlecht sein muss, sondern durch innovative<br />

Technologien als Rohstoff nutzbar gemacht werden kann. Das Gas hat<br />

nämlich zahl rei che Ei gen schaf ten, die vorteilhaft sind. So ver fügt CO 2<br />

über<br />

ei ne ho he Ka pa zi tät zur Wär me auf nah me, ist von sei ner Struk tur sta bil und<br />

nicht re ak tiv und kann als Lö sungs mit tel ein ge setzt wer den. Es ist daher<br />

schon heute in vielen Ein satz ge bie ten zu finden, wie in der Le bens mit telund<br />

Ge trän ke pro duk ti on, in der Me tall be ar bei tung, bei Kühl pro zes sen, in<br />

der che mi schen Industrie, in der Was ser aufb e rei tung sowie in der Her stel lung<br />

von E-Fuels. So können eine effiziente Kohlenstoffkreislauf wirtschaft aufgebaut<br />

und der Einsatz fossiler Ressourcen verringert werden.<br />

NICOLE STEINICKE, Chefredakteurin Industrielle Automation<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 17


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

Prozesse können komplett auf Wasserstoff umgestellt werden,<br />

der über ein Transportnetz zur Anlage angeliefert wird.<br />

MESSTECHNIK FÜR DIE ENERGIEWENDE<br />

Den Messgeräten und -lösungen kommt bei der gesamten Energiewende<br />

ein sehr wichtiger Stellenwert zu. Bereits heute sind sowohl<br />

Kernprozesse als auch Utilities wie z. B. Wärme-, Kühlkreisläufe<br />

oder CIP/SIP-Anlagen mit einem engmaschigen Netz an<br />

Messinstrumenten ausgestattet, um Messwerte und weitere Daten<br />

für die Prozessüberwachung und -steuerung zu erheben und<br />

an die Steuerung zu kommunizieren. Im Rahmen der Energiewende<br />

benötigen Anlagenbetreiber darüber hinaus auch präzise<br />

Messwerte über Energieeinspeisung, -verbräuche und die genaue<br />

Energiedistribution bis hin zur anlagenweiten Energiebilanzierung.<br />

Auch die CO 2<br />

-Emissionen in die Umwelt müssen genauestens<br />

erfasst werden. Weil die Energiemengen exakt und zuverlässig<br />

erfasst werden müssen, sind die Anforderungen an die<br />

Messinstrumente hoch, was die Messgenauigkeiten oder die Anforderungen<br />

an die Langzeitstabilität betrifft. Denn nur wer weiß,<br />

wo die Energie in den Anlagen verbraucht wird, ist in der Lage,<br />

diese einzusparen oder auf andere Energieträger umzustellen.<br />

BEIMISCHUNG VON H 2<br />

IN BRENNGASE<br />

ZUR EMISSIONSSENKUNG<br />

Auch wenn es technologisch bereits heute möglich wäre, Anlagenteile<br />

oder ganze Anlagen auf Wasserstoff umzurüsten, so<br />

muss jedoch einschränkend erwähnt werden, dass die Industrie<br />

sich in einer Phase befindet, in der Wasserstoff hierfür noch nicht<br />

in ausreichender Menge vorhanden ist – erst recht nicht der besagte<br />

grüne Wasserstoff aus regenerativen Energiequellen. Doch<br />

auch wenn der Brennstoffwechsel auf H 2<br />

nicht sofort vollumfänglich<br />

mit einem großen Paukenschlag erfolgen kann, lassen sich<br />

Emissionen teilweise einsparen, indem H 2<br />

anderen Brenngasen<br />

zugemischt wird. Da hierzu jedoch die genaue Gaszusammensetzung<br />

gemessen werden muss, spielt die Messtechnik wiederum<br />

eine entscheidende Rolle. Beispielsweise geschieht eine Beimischung<br />

bei der Speisung von Gasturbinen. Hier kann mithilfe von<br />

Durchflussmesstechnik sowie optischer Analysemesstechnik von<br />

Endress+Hauser die Mixtur aus Erdgas und H 2<br />

bestimmt werden<br />

und die Anlage Schritt für Schritt auf reinen Wasserstoffbetrieb<br />

umgerüstet werden. Auch die Beimischung von H 2<br />

in Winderhitzer<br />

von Hochöfen, bekannt unter dem Schlagwort Green Steel,<br />

verfolgt diesen Ansatz.<br />

CO 2<br />

ALS ROHSTOFF<br />

NUR WER WEISS, WO UND<br />

WIE VIEL ENERGIE IN ANLAGEN<br />

VERBRAUCHT WIRD, KANN DIESE<br />

EINSPAREN ODER NEU ORDNEN<br />

Für Prozesse, die bisher noch nicht auf regenerative Energien<br />

umgestellt wurden oder für solche, bei denen dies gar nicht möglich<br />

ist, bieten sich – als dritter Punkt dieses Beitrags – aktiv abscheidende<br />

Emissionstechnologien an. Das sog. Carbon Capture<br />

(CC) fängt CO 2<br />

ein, bevor es in die Luft abgegeben wird und dort<br />

einen schädlichen Einfluss auf unser Klima nimmt. Direct Air<br />

Capture (DAC) fängt CO 2<br />

direkt aus der Umgebungsluft ein. Hierzu<br />

bieten sich verschiedene Verfahren wie die Aminwäsche an,<br />

die heute schon vielfach angewendet wird, um CO 2<br />

aus Prozessgasen,<br />

Abgasen oder auch aus der natürlichen Umluft zu gewinnen.<br />

Zur exakten Messung der CO 2<br />

-Konzentration der Ausgangsgase<br />

setzt Endress+Hauser hier auf die bewährte Tunable Diode<br />

Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS), damit der Prozess sicher<br />

und effizient gesteuert werden kann. Ein Beispiel, wo CC<br />

bereits angewandt wird, ist die Zementindustrie. Hier lässt sich<br />

das CO 2<br />

im Prozess zwar nicht gänzlich vermeiden, jedoch wird<br />

es durch CC-Technologie und weitere Maßnahmen eingefangen.<br />

CO 2<br />

ALS AUSGANGSSTOFF FÜR<br />

FOLGEPRODUKTE<br />

Das Hauptaugenmerk der CO 2<br />

-Wende liegt derweil zwar auf der<br />

Vermeidung und Abscheidung des Gases, jedoch spielt Kohlendioxid<br />

in der Industrie ebenso als Rohstoff eine für die Produktion<br />

wichtige Rolle. Beispielsweise wird CO 2<br />

in Treibhäusern dazu<br />

genutzt, die Photosynthese-Rate zu steigern und das Pflanzenwachstum<br />

anzukurbeln. Dies bedeutet eine Steigerung des Ernteertrags<br />

bei gleichbleibender Fläche. Auch in der Lebensmittelindustrie<br />

wird CO 2<br />

nicht nur zum Aufsprudeln von Erfrischungsgetränken<br />

benötigt, sondern ebenso als Hilfsmedium zum<br />

Abfüllen von Bier in Flaschen oder Fässer. In der Chemieindustrie<br />

wird CO 2<br />

als Rohstoff ebenso benötigt. Dort wird es fehlen,<br />

wenn Prozesse auf emissionsfreie Energieträger umgestellt werden<br />

und kein Ersatz geschaffen wird. Dies betrifft z. B. die Produktion<br />

von Methanol. An dieser Stelle wird es – so absurd es<br />

zunächst klingen mag – ggf. sogar nötig sein, eine neue Versorgungsinfrastruktur<br />

für die CO 2<br />

-Versorgung aufzubauen, z. B. in<br />

02 Ein engmaschiges Netz an Messinstrumenten und Energierechnern<br />

erfasst die Wärmemengen, die durch die Dampfleitungen fließen<br />

18 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

KLIMANEUTRALE STRATEGIEN:<br />

WAS SCHLAGEN SIE VOR?<br />

FRAGEN AN FREDERIK EFFENBERGER, INDUSTRY<br />

MANAGER DECARBONIZATION, ENDRESS+HAUSER<br />

Die Industrie sucht nach Möglichkeiten, um auf regenerativen<br />

Strom aus Wind, Wasser und Sonne umzustellen.<br />

Wo sehen Sie aktuell die größten Herausforderungen?<br />

Die Hemmnisse hierfür liegen ganz klar in der Verfügbarkeit,<br />

also habe ich genug regenerative Energie zur Verfügung,<br />

wenn mein Prozess sie benötigt? Damit einhergehend eben<br />

auch die generelle Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff,<br />

der auch als Speichermedium der regenerativen Energie<br />

gesehen werden kann.<br />

Gefordert sind Technologien zur CO 2<br />

-Vermeidung, aber auch<br />

zur CO 2<br />

-Abscheidung und -Speicherung. Gibt es diese schon?<br />

Ja, diese Carbon Capture Verfahren oder auch CCUS genannt,<br />

gibt es bereits. Und das nicht erst seit kurzem. Allerdings<br />

vielleicht nicht in dem Maßstab, wie sie mittlerweile<br />

benötigt werden. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere<br />

Möglichkeiten für das Carbon Capture an sich. Dazu zählen<br />

Membran basierte Verfahren oder aber auch Methoden, die<br />

auf der Abscheidung mittels Amin-Flüssigkeiten basieren.<br />

Zudem unterscheidet man noch, wo das CO 2<br />

abgeschieden<br />

wird. Auf der einen Seite gibt es Möglichkeiten, das CO 2<br />

aus<br />

den Prozessen ab zuscheiden, bevor es in die Atmos phäre<br />

gelangt. Und auf der anderen Seite die Direct Air Capture<br />

Verfahren, bei dem das CO 2<br />

eingefangen wird, dass sich<br />

bereits in der Atmosphäre befindet.<br />

Wasserstoff: Schlüsselelement für die Energiewende?<br />

Ein definitives ja, Wasserstoff wird in Zukunft als vielfältig<br />

einsetzbarer Energieträger und Ausgangsstoff für weitere<br />

Produkte eine Schlüsselrolle in der Energiewende einnehmen.<br />

Klimafreundlich hergestellter grüner Wasserstoff ermöglicht<br />

es, die CO 2<br />

-Emissionen vor allem in der Industrie<br />

zu verringern, dort wo eine direkte Umstellung auf<br />

regenerativen Strom nicht möglich ist.<br />

Was bedeutet das für die Messtechnik?<br />

Präzise Messdaten für die Prozesssteuerung, -überwachung<br />

und -dokumentation sind entscheidend für effiziente<br />

Verfahren zur CO 2<br />

-Abscheidung sowie für die Nutzung und<br />

Erzeugung von Wasserstoff. Somit ist die richtige Messtechnik<br />

eine unabdingbare Voraussetzung für die Energiewende<br />

und CO 2<br />

-Neutralität der Prozessindustrie.<br />

DAS INTERVIEW FÜHRTE NICOLE STEINICKE,<br />

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

Bild: Endress+Hauser<br />

Form eines Pipeline-Netzes. Für jeden dieser Speicher-, Transport-<br />

und Einspeise-Prozesse werden Messdaten für die Prozesssteuerung<br />

etc. benötigt und damit auch die passenden Geräte.<br />

MESSKONZEPTE FÜR DIE ENERGIEWENDE<br />

Um die CO 2<br />

-Wende zu schaffen, müssen zahlreiche Maßnahmen<br />

durchgeführt und verschiedene technologische Ansätze kombiniert<br />

werden. Endress+Hauser bietet ein breites Spektrum an Geräten<br />

und Lösungen an, um den Prozess der Umstellung der Chemieindustrie<br />

auf emissionsfreie Technologien zu bewerkstelligen.<br />

Dazu zählen Geräte für den Einsatz in Wasserstoffanwendungen,<br />

die den besonderen Stoffeigenschaften der Moleküle Rechnung<br />

tragen. Auch auf dem Gebiet der optischen Gasanalyse setzt der<br />

Hersteller Maßstäbe und unterstützt bei der Bestimmung der Zusammensetzung<br />

von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen.<br />

Bilder: Aufmacher H-Tech Systems und ZSW, sonstige Endress+Hauser<br />

www.de.endress.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Endress+Hauser (Deutschland)<br />

GmbH+Co. KG<br />

Colmarer Str. 6<br />

79576 Weil am Rhein<br />

AUTOREN<br />

Florian Milde, Sales Marketing Manager<br />

Communication, Frederik Effenberger,<br />

Industry Manager Decarbonization, beide<br />

Endress+Hauser Deutschland<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 19


SKIVED FIN-VERFAHREN FÜR KÜHLKÖRPER AUS EINEM BLOCK<br />

LEISTUNGSELEKTRONIK<br />

EFFIZIENT ENTWÄRMEN<br />

Stetig steigen die Leistungsanforderungen an moderne Hochleistungselektroniken<br />

– und damit auch die Anforderungen an die Kühlung. Um<br />

eine hohe spezifische Leistungsdichte bei Kühlkörpern zu gewährleisten,<br />

kann das Skived Fin-Verfahren eingesetzt werden. Durch eine neue<br />

Schälmaschine können mit diesem Verfahren nun große Kühlkörper mit<br />

noch feineren und höheren Kühlrippen hergestellt werden.<br />

Bei elektronischen Bauteilen geht der Trend zu mehr Leistung<br />

auf weniger Bauraum. Das bringt jedoch einen unangenehmen<br />

Nebeneffekt mit sich: Durch die höhere Verlustleistung<br />

entsteht mehr Wärme, die abgeführt werden<br />

muss. Für diesen Zweck bietet CTX Kühlkörper mit passiver oder<br />

aktiver Kühlung. Falls ein Standardprodukt nicht ausreicht, konzipiert<br />

das Unternehmen aus Nettetal eine individuelle Lösung<br />

auf Basis einer thermischen Simulation.<br />

Je nach Geräte- beziehungsweise Elektronikdesign kommen<br />

bei der Kühlung der Leistungselektronik die unterschiedlichsten<br />

Kühlkörpertypen, Materialien und Herstellungsmethoden zum<br />

Einsatz. Fertigungstechnologien wie Extrusion, Stanzbiegetechnik<br />

oder Schälen (Skived) von Lamellen aus dem Block sorgen für<br />

eine extrem große wärmeleitende Oberfläche auf kleinstem<br />

Raum sowie für einen minimalen Wärmewiderstand zwischen<br />

Kühlkörperbasis und Kühlrippen. Jedes Verfahren hat dabei seine<br />

spezifischen Vorteile: So ist die Extrusion prädestiniert für die<br />

Produktion von Profilkühlkörpern in hohen Stückzahlen. Allerdings<br />

sind mit dem Strangpressen keine sehr dünnen und sehr<br />

hohen Rippen herstellbar. Auch Druckgusskühlkörper und Flüssigkeitskühlkörper,<br />

die Königsklasse unter den Kühllösungen,<br />

werden zur Kühlung der Leistungselektronik eingesetzt. Allen<br />

applikationsspezifischen Kühllösungen von CTX gemein ist ihre<br />

Passgenauigkeit und eine effektive Wärmeableitung.<br />

BAUFORMEN, DIE EINEN EFFEKTIVEN<br />

WÄRMETRANSPORT ERMÖGLICHEN<br />

Die Aufgabe eines Kühlkörpers ist die schnelle und effiziente<br />

Entwärmung von Leistungselektronik. Voraussetzung hierfür ist<br />

eine möglichst große wärmeleitende Oberfläche. Die klassische<br />

Kühlkörperbauform ist daher der Rippenkühlkörper. Um diesen<br />

herzustellen, stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung:<br />

eines davon ist das Skived Fin-Verfahren. Dieses ist ideal, wenn<br />

Hochleistungselektroniken einen sehr effektiven Wärmetransport<br />

benötigen. In der Regel wird die Wärme der Kühlkörper dabei<br />

zusätzlich durch Systemlüfter abgeführt, wodurch eine noch<br />

effektivere Kühlung möglich ist.<br />

Beim Skived Fin-Verfahren werden die Kühlrippen aus einem<br />

Aluminium- oder Kupferblock einzeln herausgeschält – ganz<br />

20 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

Skived-Kühlkörper<br />

erreichen eine<br />

Lamellenfeinheit, die<br />

durch kein anderes<br />

Verfahren realisiert<br />

werden kann<br />

ohne die thermischen Widerstände, die unvermeidlich bei Löt-,<br />

Kleb- oder Pressverbindungen auftreten. Die Verbindung zwischen<br />

Rippen und Kühlkörper wird dabei nicht unterbrochen.<br />

Auf diese Weise entstehen Kühlkörper mit einer hohen Dichte an<br />

besonders feinen und hohen Rippen, die übergangslos mit der<br />

Kühlkörperbasis verbunden sind.<br />

Durch Erweiterung des Maschinenparks ergeben sich nun<br />

neue Möglichkeiten bei diesem Verfahren. Mit der neuen Schälmaschine<br />

kann CTX nun Hochleistungskühlkörper mit noch<br />

höheren und feineren Rippen sowie minimierten Abständen<br />

zwischen den Rippen als bisher produzieren. Das Nettetaler<br />

Unternehmen kann nun folgende maximale Kühlkörper-Parameter<br />

realisieren:<br />

Rippenstärke (Fin Thickness): Al: 0,1–2,0 mm; Cu: 0081–2,0 mm<br />

Länge der Kühlkörper: Al und Cu: 10–2.900 mm<br />

Breite der Kühlkörper: Al und Cu: 10–900 mm<br />

Rippenhöhe (Fin Height): Al und Cu: 1–180 mm<br />

Rippenabstand Mitte zu Mitte (Fin Pitch): Al: 0,2–12 mm;<br />

Cu: 0,16–12 mm.<br />

Bei Bedarf können die Skived-Kühlkörper auch mit einer CNC-<br />

Maschine bearbeitet werden, um den Strömungsweg durch verschiedene<br />

Ausrichtungen der Rippen zu verbessern und somit<br />

höhere Kühlanforderungen zu erfüllen.<br />

HOHE RIPPENDICHTE VERBESSERT<br />

WÄRMEABGABELEISTUNG<br />

Die realisierbare Lamellenhöhe und Lamellendicke werden<br />

durch die Breite und Länge des Kühlkörpers, die Bodendicke und<br />

andere Faktoren bestimmt. Sollte zum Beispiel eine sehr hohe<br />

Rippe benötigt werden, ist nicht gleichzeitig eine sehr dünne<br />

Rippe möglich. Mit der neuen Maschine konnten diese Werte<br />

allerdings verbessert werden. Wird beispielsweise ein Kühlkörper<br />

mit einer Breite von 900 mm und einer Länge von 2.900 mm benötigt,<br />

sind nun Rippen mit einer Höhe von 130 mm und einer<br />

minimalen Rippenstärke von 0,8 mm möglich. Der Schälkühlkörper<br />

hat so eine höhere Lamellenanzahl als bisher, wodurch die<br />

Wärmeabgabefläche pro Volumeneinheit erhöht und somit die<br />

Wärmeabgabeleistung des Produkts insgesamt verbessert wird.<br />

Der Skived-Kühlkörper kann dabei eine Lamellenfeinheit erreichen,<br />

die durch kein anderes Verfahren realisiert werden kann.<br />

Auch das Verhältnis zwischen Lamellenhöhe und Lamellendicke<br />

ist besser als beispielsweise beim Extrusionsverfahren. Im Vergleich<br />

zur Aluminium- oder Kupferextrusion lassen sich mit dem<br />

Schälen der Kühlkörper teure Werkzeugkosten einsparen. Das<br />

Skived Fin-Verfahren eignet sich dadurch auch ideal für die Muster-<br />

oder Kleinserienfertigung.<br />

Auch gegenüber geklebten oder eingefügten Lamellen kann<br />

die Rippenstärke beim Schälen 0,1 bis 2 mm weniger betragen.<br />

Da rüber hinaus treten beim Schälen keine thermischen Widerstände<br />

beim Übergang von Kühlkörperbasis zu den Rippen auf,<br />

wodurch die Kühlleistung etwa 10 Prozent höher ist als beim<br />

Kleben oder Einfügen. Es besteht auch kein Risiko, dass sich die<br />

Rippen lockern, beispielsweise durch Alterung des Klebstoffs.<br />

ALUMINIUM ALS BEVORZUGTER WERKSTOFF<br />

Faktoren wie Material und Form spielen bei der Auswahl des passenden<br />

Kühlkörpers eine zentrale Rolle. Die thermische Leistung<br />

ergibt sich aus der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Materials,<br />

der Größe der Oberfläche und der Masse des Kühlkörpers.<br />

Aluminium zeichnet sich dabei durch sein geringes Gewicht bei<br />

guter Wärmeleitfähigkeit aus. Deswegen wird dieser Werkstoff<br />

bevorzugt bei der Herstellung von Kühlkörpern eingesetzt – entweder<br />

in seiner reinen Form oder als Legierung.<br />

Beim klassischen Herstellverfahren Extrusion wird üblicherweise<br />

die Aluminiumlegierung AlMgSi0,5 (AW 6063) für die Produktion<br />

der Profilkühlkörper verwendet. Beim Skived Fin-Verfahren<br />

kommt dagegen standardmäßig Reinaluminium Al 1060<br />

und Al 1070 zum Einsatz. Dieses bietet den Vorteil von hoher<br />

Plastizität, Korrosionsbeständigkeit, leichter Lötbarkeit und –<br />

besonders wichtig für Kühlkörper – Wärmeleitfähigkeit von etwa<br />

235 W/(m * K). Die Wärmeleitfähigkeit von AlMgSi0,5 beträgt<br />

dagegen nur etwa 186 W/(m * K). Weitere positive Eigenschaften<br />

sind, dass Reinaluminium gezogen und gebogen werden<br />

kann. Bei besonders hohen Anforderungen an die Kühlleistung<br />

kann neben Aluminium auch Kupfer eingesetzt werden. Der<br />

Vorteil dieses Werkstoffs ist die hohe Wärmeleitfähigkeit von<br />

401 W/(m * K), allerdings bei sehr viel höheren Kosten und Gewicht<br />

gegenüber Aluminium.<br />

Bilder: CTX Thermal Solutions<br />

www.ctx.eu<br />

UNTERNEHMEN<br />

CTX Thermal Solutions GmbH<br />

Lötscher Weg 104, 41334 Nettetal<br />

Telefon: 02153 / 7374-0<br />

E-Mail: info@ctx.eu<br />

AUTOR<br />

Wilfried Schmitz, Geschäftsführender<br />

Gesellschafter, CTX Thermal Solutions<br />

GmbH<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 21


MIT DER PASSENDEN STEUERUNGSLÖSUNG<br />

IM PALETTIERBEREICH ZU EFFIZIENTEN ABLÄUFEN<br />

KEFIR UND KAKAO NON-STOP<br />

Die österreichische Molkerei NÖM AG ist nicht nur eine der modernsten,<br />

sondern auch eine der innovativsten in Europa. Das Sortiment umfasst rund<br />

800 Milchprodukte. Um diese Produktvielfalt herstellen zu können, wird am<br />

Produktionsstandort Baden täglich ca. eine Million Liter Milch verarbeitet und<br />

abgefüllt. Und vor der Auslieferung kurz auf 8.000 Palettenstellplätzen<br />

zwischengeparkt. Beim Ein- und Ausschleusen der Waren kommt eine<br />

Kleinsteuerung zum Einsatz, die für ein effizientes Muting sorgt.<br />

22 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

Die Geschichte der NÖM (Niederösterreichische Milch<br />

AG) reicht bis ins Jahr 1898 zurück, als Frank von Pirko<br />

die Niederösterreichische Molkerei reg. Genossenschaft<br />

mbH gründete. Seither entwickelte sich das Unternehmen<br />

zu einem international erfolgreichen Trendsetter, der mit einer<br />

aktuellen Exportquote von rund 45 Prozent längst nicht mehr<br />

nur den österreichischen Markt mit richtungsweisenden Produktinnovationen<br />

versorgt. Denn, dass der seit 1975 in Baden bei<br />

Wien beheimatete Milchverarbeitungsbetrieb beständig starke<br />

Marken hervorzubringen vermag, hat NÖM mit dem „fru fru“<br />

längst unter Beweis gestellt: Österreichs älteste Fruchtjoghurtmarke<br />

gibt es bereits seit den 1930er Jahren – und sie erfreut sich<br />

nach wie vor großer Beliebtheit. „Wir waren die Ersten, die ein<br />

spezielles Low-Fat-Angebot präsentierten – unsere ‚fasten-Linie‘.<br />

Wir traten beim Thema Gentechnikfreiheit als Vorreiter auf und<br />

in der jüngeren Vergangenheit zeigten wir uns u. a. mit nöm PRO,<br />

einer Produktlinie mit hohem Proteingehalt, am Puls der Zeit“,<br />

zählt Christina Keil, Corporate Communication bei der NÖM AG,<br />

ein paar Beispiele für die Innovationspower, die die Niederösterreicher<br />

seit jeher antreibt, auf.<br />

OHNE STILLSTAND VON DER ROHMILCH<br />

ZUM MILCHPRODUKT<br />

Das Frischelager der NÖM ist 24/7 besetzt. Dort wird rund um<br />

die Uhr gearbeitet, um die Produkte, die aus der angelieferten<br />

Rohmilch gezaubert werden, möglichst rasch wieder auslieferbereit<br />

zu machen. „Aufgerechnet auf ein Jahr sind es in etwa<br />

420 Millionen Kilogramm Rohmilch, die wir zu Joghurt, Topfen<br />

(Quark), Butter, Kakao, Kefir, Proteindrinks und vielem mehr verarbeiten“,<br />

betont Christina Keil einerseits die Sortimentsvielfalt<br />

der Niederösterreichischen Molkerei und anderseits die Milchmengen,<br />

mit denen diese zu tun hat. Die Rohmilch wird täglich<br />

angeliefert, pro Tag mindestens eine Million Liter von insgesamt<br />

2.500 Familienbetrieben aus Niederösterreich, dem Burgenland<br />

und der Oststeiermark. Das bedeutet: Längere Anlagenstillstände<br />

sind in Baden ein No-Go, zumal dies der einzige Produktionsstandort<br />

der NÖM ist. Umso bitterer war es für Michael Hronek,<br />

Automatisierungstechniker und Leiter der Steuerungstechnik, als<br />

01 Teilweise mussten auch die bestehenden Sicherheitslichtgitter<br />

ausgetauscht werden, Ersatz boten die Sicherheits-Lichtgitter PSENopt II<br />

das bisher eingesetzte Muting-Relais, das bei zusammen rund<br />

30 Ein-/Ausfahrten von Palettierern großflächig seine Aufgabe<br />

erfüllte, abgekündigt wurde, ohne dass ein adäquates Nachfolgemodell<br />

überhaupt angeboten wurde.<br />

STARKER ERSATZ FÜR MUTING-CONTROLLER<br />

„Das Problem war, dass sich die bestehende Applikation nicht so<br />

einfach nachbilden ließ, weil in unserem Fall die übergeordnete<br />

Steuerung in das Muting eingebunden ist. Und diese sollte von<br />

den notwendig gewordenen Umrüstungen nichts mitbekommen“,<br />

erklärt er. Daher war es erforderlich, die Funktionalität des bestehenden<br />

Auswerterelais sowie dessen Zusammenspiel mit den<br />

Lichtgittern desselben Herstellers 1:1 zu imitieren. Eine Challenge,<br />

die die Systemintegrationsexperten von Pilz mit Bravour meister­<br />

PASST HAND IN HAND: HYGIENIC DESIGN<br />

UND MANIPULATIONSSCHUTZ<br />

Im Bereich Sicherheitszuhaltungen bietet Pilz zwei neue<br />

Sensoren – PSENmlock mini für platzkritische Anwendungen<br />

und PSENslock 2 mit optimiertem hygienischen<br />

Design. Beide Sensoren eignen sich insbesondere für die<br />

Verpackungs- sowie Pharmaindustrie und den Food-and-<br />

Beverage-Sektor: PSENslock 2 etwa verfügt über die<br />

Schutzart IP67 (IP6K9K) und steht in Edelstahlvarianten<br />

für Bereiche mit erhöhten Hygieneanforderungen zur<br />

Verfügung. Auch ein hoher Manipulationsschutz zeichnet<br />

beide Sensoren aus – beim RFID-Sicherheitsschalter<br />

PSENmlock mini mit Schutzart IP67 nach EN ISO 14119<br />

ist die Codierung frei wählbar (codiert, vollcodiert oder<br />

unikat codiert). Dazu kommt eine Hilfsentriegelung, die<br />

auf zwei Seiten integriert ist. PSENmlock mini kann auch<br />

bis PL d, Kat. 3 in Reihe geschaltet werden. Höchsten<br />

Manipulationsschutz bietet der für die Schutztür-<br />

Absicherung universell einsetzbare PSENslock 2 bis zur<br />

Sicherheitskategorie PL e, Kat. 4 nach EN ISO 13849.<br />

Die hohe Zuhaltekraft F1max von wahlweise 1.000 oder<br />

2.000 N sowie die frei wählbare Codierung unterstützen<br />

einen zuverlässigen Prozessschutz, da ungewollte<br />

Produktionsunterbrechungen verhindert werden.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 23


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

03 Pro Jahr sind es etwa 420 Millionen Kilogramm Rohmilch, die die<br />

NÖM zu Joghurt, Topfen (Quark), Butter, Kakao, Kefir, Proteindrinks<br />

und weiteren Molkereiprodukten verarbeitet<br />

04 Bei Einzelstationen erfolgt die Muting-Kommunikation mit der<br />

übergeordneten SPS über PNOZmulti 2 (Bild), bei Mehrfachstationen<br />

ist zusätzlich das Automatisierungssystem PSS 4000 im Einsatz<br />

ten, wie Michael Hronek lobt: „Es hat wirklich von der Planung<br />

bis hin zum Einbau der neuen Komponenten und der sicherheitstechnischen<br />

Abnahme alles perfekt funktioniert. Und auch<br />

zeitlich zeigten sich unsere ‚Retter in der Not‘ sehr flexibel“. Das<br />

Ein- und Ausschleusen der Waren hat die konfigurierbare Kleinsteuerung<br />

PNOZmulti 2 von Pilz übernommen. Sie sorgt dafür,<br />

dass ein gewolltes kurzfristiges Überbrücken der installierten Sicherheitsfunktion<br />

umgesetzt wird – sprich, das Muting reibungslos<br />

funktioniert. Alle Änderungen, die die Kleinsteuerung<br />

PNOZmulti betrafen, wurden bei den alle paar Tage stattfindenden<br />

CIP-Reinigungen (Cleaning in Place) eingetaktet. Um zusätzliche<br />

Stillstände zu vermeiden hat Pilz den Einbau des Automatisierungssystems<br />

PSS 4000 für Mehrfachstationen an einem Wochenende<br />

erledigt. „Sogar der Vertrieb schraubte mit, damit alles<br />

möglichst rasch über die Bühne ging“, spielt der Leiter der Steuerungstechnik<br />

bei der NÖM AG darauf an, dass in den heißen Umbauphasen<br />

selbst sein Hauptansprechpartner Markus Stockhammer,<br />

Solution Sales Manager bei Pilz Österreich, unterstützend<br />

mit Hand anlegte.<br />

1:1-NACHBILDUNG BESTEHENDER<br />

FUNKTIONALITÄT<br />

Zwei der insgesamt drei großen Palettieranlagen der NÖM wurden<br />

umgebaut. Dabei galt es sowohl die zuvor eingesetzten Relais<br />

wie auch die Lichtgitter zu ersetzen. Denn für eine bestimmungsgemäße<br />

Verwendung des bisherigen optoelektronischen<br />

Schutzsystems war eine Kombination aus beidem unbedingt notwendig.<br />

„Als uns eine Lösung präsentiert wurde, die mit unterschiedlichsten<br />

Sicherheitsvorrichtungen harmoniert, solange<br />

UMFASSENDE LÖSUNGEN FÜR DAS PACKAGING<br />

Im Bereich Packaging bietet Pilz Herstellern und<br />

Betreibern ganzheitliche Automatisierungslösungen an,<br />

die Safety und Security gleichermaßen berücksichtigen.<br />

Ob für Maschinen mit elementarem Funktionsumfang,<br />

mittelgroße oder verkettete Maschinen und Anlagen,<br />

abgedeckt werden alle Bereiche: Primär-, Sekundärsowie<br />

auch die End-Verpackung. Ein weltweites Dienstleistungsprogramm<br />

mit Sicherheits beratung, Engineering,<br />

auch Konformitätsbewertung, sowie Produktschulungen<br />

und Seminare zum Thema Maschinensicherheit ergänzt<br />

das Portfolio. Zur Umsetzung stehen Produkte wie<br />

Sicherheitsschalter, Schutztürsysteme, sowie optoelektronische<br />

Sensoren, elektronische Überwachungsgeräte,<br />

Sicherheitsrelais, konfigurierbare und programmierbare<br />

Steuerungssysteme, Automatisierungslösungen mit<br />

Motion Control, Systeme für die industrielle Kommunikation<br />

sowie Visualisierungslösungen und Bedienterminals.<br />

24 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


diese zweikanalig zu betreiben sind, rannte Pilz bei uns offene<br />

Türen ein. Schließlich ist es gerade in Zeiten wie diesen, wo es bei<br />

vielen Produkten Lieferengpässe gibt, wichtig, maximal flexibel<br />

zu sein“, sagt der Leiter der Steuerungstechnik, der sich generell<br />

weniger Proprietäres in der Automatisierungswelt wünschen<br />

würde. Pilz übernahm das Engineering für NÖM bzw. programmierte<br />

einen 1:1-Ersatz, der letztendlich alles erfüllte, was auf der<br />

Anforderungsliste stand: Zuverlässigkeit, ein hohes Sicherheitsniveau<br />

auf aktuellem Stand der Technik, eine einfache Adaptierbarkeit<br />

an neue Gegebenheiten – und somit Zukunftssicherheit –<br />

sowie schließlich eine Lösung, von der die übergeordnete Anlagensteuerung<br />

unabhängig blieb.<br />

GELUNGENE ÜBERNAHME<br />

Dies alles war nur nach einer intensiven Beschäftigung mit dem<br />

Handbuch der auszutauschenden Überwachungseinheit mit integriertem<br />

Muting-Controller zu bewerkstelligen, zumal nicht nur<br />

ein bestimmter Kommunikations- bzw. Schalt-Ablauf nachgebildet,<br />

sondern darüberhinausgehend auch noch ein vorgegebener<br />

Zeittakt eingehalten werden musste. „Wenn die Anlagensteuerung<br />

eine Palette ankündigt, übernimmt jetzt PNOZmulti bzw.<br />

PSS 4000 die Rolle des bisherigen Muting-Relais, nimmt zwei<br />

Kontrollausgänge weg, lässt sich diese Aktion von unserer übergeordneten<br />

Standard-CPU bestätigen und gibt dann erst die Überbrückung<br />

für den Warentransport frei. Zwischendurch wird zusätzlich<br />

die Funktionsfähigkeit der angeschlossenen Lichtschranken<br />

zyklisch überwacht sowie die Positionierung der Palette überprüft“,<br />

beschreibt Michael Hronek, was die Kleinsteuerung des<br />

Automatisierers Pilz bei dieser Anwendung zu erledigen hat.<br />

„Sollten von den wenigen verbliebenen ‚Altgeräten‘ weitere<br />

auszutauschen sein, haben wir nun einen Ersatz, der via Plug-&-<br />

play funktioniert. So haben wir es am liebsten“, schmunzelt der<br />

Leiter der Steuerungstechnik abschließend. Weitere Projekte mit<br />

Pilz seien bereits in der Umsetzung.<br />

Bilder: Aufmacher + sonstige NÖM/Pilz, 04 Pilz, Infokasten Seite 23 Pilz,<br />

Infokasten Seite 24 Moreno Soppelsa/Fotolia.com, quka/Fotolia.com + Pilz,<br />

Hintergrund kubais – stock.adobe.com<br />

www.pilz.com<br />

05 Die „Niederösterreichische Milch“ AG NÖM<br />

ist nicht nur eine der innovativsten, sondern auch<br />

eine der modernsten Molkereien Europas<br />

UNTERNEHMEN<br />

Pilz GmbH & Co. KG<br />

Felix-Wankel-Straße 2<br />

73760 Ostfildern<br />

info@pilz.de<br />

AUTOR<br />

Christof Weninger, Regional Sales Manager,<br />

Pilz, Österreich<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Wie eine TÜV SÜD-zertifizierte Lösung für<br />

die sichere Kartonagenzufuhr aussehen<br />

kann, erfahren Sie in einer Success-Story<br />

der Sema Systemtechnik. Sema ist<br />

spezialisiert auf sichere Kartonagen -<br />

zufuhrlösungen, die auch bei der NÖM in<br />

den Pallettieranlagen verbaut sind.<br />

Mehr dazu in diesem Video:<br />

bit.ly/success-story_Sema_Pilz<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 25


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

WAS DIE AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

VON DER NATUR LERNEN KANN<br />

SMARTER BIENENSTOCK<br />

Bienen sind für unser Ökosystem unverzichtbar: Sie tragen durch ihre<br />

Pflanzenbestäubung maßgeblich zu ertragreichen Ernten und einer<br />

immensen Vielfalt an Nahrungsmitteln bei. Lesen Sie im folgenden Beitrag,<br />

wie eine smarte Version eines Bienenstocks durch intelligente Automatisierung<br />

das Leben der Bienen verbessert und damit einen nachhaltigen<br />

Beitrag für unsere Umwelt leistet.<br />

Das drittwichtigste Nutztier für die Landwirtschaft hinter<br />

Rind und Schwein sind Bienen, denn sie bestäuben<br />

gemeinsam mit anderen Insekten rund 75 Prozent der<br />

heimischen Blühpflanzen. Der wirtschaftliche Wert<br />

der Bestäubungsleistung der Bienen für die Landwirtschaft<br />

wird für Europa auf 65 Mrd. Euro jährlich geschätzt. Speziell<br />

die Bedeutung der von Imkern betreuten Honigbiene nimmt<br />

ständig zu, und zwar aus einem traurigen Grund: Die Anzahl<br />

der Insekten insgesamt hat in den letzten Jahren nicht nur in<br />

Europa dramatisch abgenommen, und damit auch deren Bestäubungsleistung.<br />

Gründe gibt es viele: die Nutzung von Pestiziden<br />

in der Landwirtschaft, Überdüngung, weniger Blühflächen,<br />

Klimawandel, Zerstückelung der Landschaft bis hin zum<br />

privaten Steingarten. China verzeichnet bereits Regionen, in<br />

denen die Bestäubung der Obstbaumblüten mangels Insekten<br />

durch den Menschen per Pinsel erfolgt. Imker hierzulande<br />

müssen die Gesundheit ihrer Bienenvölker ebenfalls stets<br />

genau im Blick behalten und diese zum Beispiel regel mäßig<br />

gegen eine in den 1970er Jahren aus Asien eingeschleppte<br />

Milbenart, die Varroa-Milbe, behandeln. Kann man der Honigbiene,<br />

den Imkern und den Insekten mit Automatisierungstechnik<br />

das Leben erleichtern?<br />

26 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

ÜBERWACHUNG PER<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Auf den ersten Blick passt das sicher nicht: Ein Bienenvolk ist ein<br />

komplexer Bioorganismus, der seit tausenden von Jahren sehr<br />

gut ohne Automatisierung funktioniert. In der industrialisierten<br />

Landschaft wird das Überleben eines Bienenvolks mittlerweile<br />

allerdings ohne menschliche Unterstützung schwer. Ein Versuch<br />

in der Schweiz zeigte, dass eine Wiederansiedlung von Bienenvölkern<br />

in ihrer natürlichen Lebensumgebung, dem Wald, lediglich<br />

bedingt erfolgreich ist. Sie überlebten entweder aufgrund<br />

von Nahrungsmangel oder wegen unbehandelter Krankheiten im<br />

Durchschnitt maximal zwei Winter.<br />

Hier ist also der Imker gefragt: Wie kann Automatisierungstechnik<br />

dabei helfen, das Leben der Honigbiene und anderer<br />

Insekten zu verbessern? Und was kann die Automatisierungstechnik<br />

von der Natur lernen? Schon heute überwachen zahlreiche<br />

Imker ihre Bienenstöcke mit verschiedenen Sensoren per<br />

„Fernwartung“. Und es gibt noch viel Luft nach oben. Die Erfassung<br />

des Gesundheitszustands – beispielsweise eines Befalls mit<br />

Varroa-Milben – durch Bildverarbeitung und per App wird ebenso<br />

umgesetzt, wie die Kontrolle des Schwarmverhaltens. Ferner<br />

werden Warnungen an den Imker versendet, bevor ein Schwarm<br />

auszieht. Dies geschieht durch das Auswerten von Innentemperatur,<br />

Geräuschpegel und Vibration. In der industriellen Welt<br />

würde man von Predictive Maintenance sprechen.<br />

01 Verschiedene Sensoren am Bienenstock werden eingesetzt, um<br />

Eingriffe des Imkers zu reduzieren und die Gesundheit des Bienenvolks<br />

zu überwachen<br />

CLOUD-BASIERTE GEWICHTSERFASSUNG<br />

BIENEN BESTÄUBEN GEMEINSAM<br />

MIT ANDEREN INSEKTEN RUND<br />

75 PROZENT DER HEIMISCHEN<br />

BLÜHPFLANZEN<br />

Weitere Felder sind zum Beispiel die Wahrnehmung von Eindringlingen<br />

am Flugloch – etwa Mäuse, Wespen oder Hornissen –<br />

und deren Abwehr auf Basis von Bilderkennung. Auf die Automatisierungstechnik<br />

übertragen wird somit Machine Vision verwendet.<br />

Darüber hinaus erhält der Imker eine Alarmierung bei<br />

einem Schwarmauszug, der auf der Feststellung eines plötzlichen<br />

Gewichtsabfalls – Events und Alarming – basiert. So hat er<br />

die Möglichkeit, den Schwarm wieder einzufangen. Die Gewichtsaufnahme<br />

dient auch zur Bestimmung der richtigen Zeitpunkte<br />

für die Honigernte beziehungsweise die Detektion des<br />

Endes einer Massentracht – beispielsweise dem Ende der Blüte<br />

von Raps oder Linde. Ebenso erleichtert eine Cloud-basierte<br />

Gewichtserfassung und Datenauswertung die Abschätzung des<br />

Futtervorrats im Winter.<br />

Denkbar sind ferner die Erkennung von Weisellosigkeit – des<br />

Königinnenverlusts – anhand der Töne (Condition Monitoring),<br />

die Bienen von sich geben. Das ist ein lautes Brausen innerhalb<br />

der ersten ein bis zwei Wochen der Weisellosigkeit. Zudem lassen<br />

sich aktuelle Wetterdaten und Vorhersagen aufnehmen, zum<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 27


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

02 Die am Gehäuse platzierten Sensoren messen die Temperaturschwankungen<br />

im Bienenstock; durch die gesammelten Daten kann der<br />

Imker beispielsweise Rückschlüsse auf die Schwarmbereitschaft des<br />

Bienenvolks ziehen<br />

Wortkombination aus Beehive und Hype. Das Beehyve-Projekt<br />

zur Automatisierung des Bienenstocks wurde dabei als Community-Projekt<br />

aufgesetzt und durchgeführt. Mehrere Unternehmen<br />

mit ihrem jeweils spezifischen Expertenwissen und Erfahrungsschatz<br />

haben unterschiedliche Teilprojekte geplant und auf Basis<br />

der PLCnext Technology am Bienenstock realisiert: Schwarmintelligenz<br />

in der Automatisierungstechnik.<br />

Am smarten Bienenstock sind aktuell verschiedene Sensoren<br />

und Kameras verbaut. So wird über mehrere Temperatursensoren<br />

nicht nur die Temperaturverteilung innerhalb des Bienenstocks<br />

erfasst, sondern auch plötzliche Temperaturschwankungen, die<br />

beispielsweise auf einen bevorstehenden Schwarmauszug hinweisen<br />

können. Außentemperaturen, weitere Wetter daten und<br />

die Gewichtsaufnahme helfen dem Imker bei der Abschätzung<br />

des Futtervorrats im Winter, alarmieren bei einem Schwarmauszug<br />

im Frühling und zeigen den Anfang, das Ende und die Menge<br />

des Nektareintrags an.<br />

Beispiel zur Ermittlung von Behandlungszeitpunkten gegen die<br />

Varroa-Milbe mit biologischen Säuren. Im Sommer wird Ameisensäure<br />

eingesetzt, im Winter eine Oxalsäure-Träufelbehandlung.<br />

Das alles sind Beispiele für technische Anwendungsfälle,<br />

die in ähnlicher Art ebenfalls im industriellen Umfeld gelöst<br />

werden müssen.<br />

ZAHLREICHE PARALLELEN ZU <strong>INDUSTRIELLE</strong>N<br />

AUTOMATISIERUNGSAUFGABEN<br />

Wenn diese Aufgaben aus Sicht eines Automatisierers betrachtet<br />

und mit den Herausforderungen von industriellen Automatisierungsaufgaben<br />

verglichen werden, lassen sich durchaus Parallelen<br />

ziehen: Anwendungsfälle wie zum Beispiel Predictive Maintenance,<br />

Condition Monitoring sowie Machine Vision für die<br />

Ausschussfeststellung oder Sortieraufgaben sind ähnlich geartet.<br />

Warum also nicht in einem naturnahen Projekt die Anwendungsmöglichkeiten<br />

des industriellen Steuerungssystems PLCnext<br />

Technology nutzen, veranschaulichen, Ideen zur Unterstützung<br />

von Bienen und Imkern sammeln und beispielhaft umsetzen?<br />

Gesagt, getan: Phoenix Contact hat sich unter die Imker gemischt<br />

und einen smarten Bienenstock aufgebaut. Da das Thema<br />

„Bienen und Insekten“ aufgrund des fortschreitenden Artensterbens<br />

momentan in aller Munde ist und geradezu als Hype bezeichnet<br />

werden kann, wählten die Blomberger Automatisierungsspezialisten<br />

für das Projekt den Namen Beehyve – eine<br />

DIGITALER ZWILLING ZUR BERECHNUNG<br />

DES CO 2<br />

-FUSSABDRUCKS<br />

Sämtliche Daten werden in die Cloud übertragen und in übersichtlichen<br />

Dashboards visualisiert. Über Bilderkennung am<br />

Stockeingang lassen sich Eindringlinge erkennen. Wärmebildkameras<br />

verraten im Winter die Größe und den genauen Aufenthaltsort<br />

der Bienentraube innerhalb des Bienenstocks. Vibrationssensoren<br />

erfassen die Aktivität der Bienen. Ein digitaler Zwilling<br />

des smarten Bienenstocks unterstützt bei der Strukturierung<br />

und Beschreibung der aufgenommenen Daten. Das reicht so weit,<br />

dass innerhalb des digitalen Zwillings sogar der CO 2<br />

-Fußabdruck<br />

des Produkts Honig fortlaufend berechnet werden kann. Künstliche<br />

Intelligenz (KI) erweitert die Möglichkeiten der Datenanalyse<br />

erheblich. In einem Beehyve-Teilprojekt lassen sich zum Beispiel<br />

die Handgriffe der Imkerei zu einem faszinierenden Testfeld für<br />

DER CO 2<br />

-FUSSABDRUCK DES<br />

PRODUKTS HONIG KANN INNER-<br />

HALB DES DIGITALEN ZWILLINGS<br />

FORTLAUFEND BERECHNET WERDEN<br />

die Erforschung der Handerkennungstechnologie verwenden.<br />

Durch die Videoaufzeichnung von Handbewegungen und die<br />

enge Zusammenarbeit mit Imkern zur Dokumentation von Prozessschritten<br />

wird ein KI-Modell trainiert, das diese subtilen, aber<br />

entscheidenden Gesten detektieren und verstehen kann.<br />

Das übergeordnete Ziel aller Teilprojekte ist die Ausweitung<br />

der Technologien auf reale Anwendungen im industriellen Umfeld.<br />

So fassen die Projektpartner etwa den Einsatz kameragestützter<br />

Handerkennung innerhalb eines Produktionsbereichs<br />

ins Auge. Der Schwerpunkt liegt hier auf Montagestationen, an<br />

denen unterschiedliche Komponenten zusammengeführt werden,<br />

um das Endprodukt herzustellen. Durch die Implementierung<br />

von Computer Vision soll sich die Qualitätskontrolle verbessern,<br />

indem überprüft wird, ob sämtliche erforderlichen<br />

Komponenten korrekt in das Endprodukt integriert wurden.<br />

28 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


OFFENES ECOSYSTEM<br />

Bei PLCnext Technology handelt es sich um ein Ecosystem für die industrielle<br />

Automatisierung, das sich aus offener Hardware, modularer Engineering-<br />

Software, einer globalen Community sowie einem digitalen Software-Marktplatz<br />

zusammensetzt. Neben der SPS-Standardprogrammierung gemäß<br />

IEC 61131-3 ist auch die parallele Codeerstellung und Kombination von<br />

Programmiersprachen wie C/C++, C# oder Matlab/Simulink in Echtzeit mit<br />

den PLCnext-Steuerungen möglich. Durch die einfache Cloud-Integration,<br />

die Option der Nutzung von Open Source Software und das ständig wachsende<br />

Know-how der PLCnext Community profitieren Anwender von neuen<br />

Formen der Zusammenarbeit. Daraus resultierende Solutions-Apps, Software-Bausteine,<br />

Runtime-Systems und Funktionserweiterungen sind im<br />

PLCnext Store verfügbar und sorgen für eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis<br />

bei der Applikationserstellung.<br />

Diese Innovation hat das Potenzial, das Vorgehen zu optimieren, wie sich Qualität<br />

und Genauigkeit in Fertigungsprozessen sicherstellen lassen. Alle Beehyve-Teilprojekte<br />

konnten mit Hilfe des umfangreichen Schwarmwissens der PLCnext<br />

Community erfolgreich im smarten Bienenstock umgesetzt werden.<br />

SCHNELLERE ERGEBNISSE DURCH SCHWARMINTELLIGENZ<br />

Ein smarter Bienenstock, ausgestattet mit aktueller Automatisierungstechnik, kann<br />

also sowohl den Bienen ebenso wie dem Imker bei der Pflege der Völker helfen. Er<br />

trägt jedoch ebenfalls dazu bei, einen wichtigen Organismus wie ein Bienenvolk<br />

besser zu verstehen. Eine wesentliche und ganz praktische Erkenntnis des Projekts<br />

ist außerdem: Schwarmintelligenz führt schneller zu qualitativ hochwertigen Ergebnissen.<br />

Das ist ein deutlicher Vorteil der PLCnext Community, die bei der Lösung<br />

alltäglicher Automatisierungsaufgaben unterstützt. Nicht nur hinsichtlich der Nutzung<br />

von Schwarmintelligenz können Menschen noch viel von den Bienen und der<br />

Natur lernen.<br />

Bilder: Phoenix Contact, Schmuckbilder Bienen Creative images – stock.adobe.com und<br />

peter_waters – stock.adobe.com<br />

www.phoenixcontact.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Phoenix Contact GmbH & Co. KG<br />

Flachsmarktstraße 8<br />

32825 Blomberg<br />

Telefon 05235 / 3-12000<br />

E-Mail: info@phoenixcontact.de<br />

AUTOR<br />

Friedrich Wegener,<br />

Senior Specialist Software Standardization<br />

(und Hobby-Imker), Phoenix Contact<br />

Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />

KLEINER, SCHNELLER,<br />

SMARTER<br />

Ethernet Connectivity für die<br />

industrielle Transformation<br />

Ethernet übernimmt in immer mehr<br />

Bereichen den Job des universellen<br />

Kommunikationsprotokolls. Damit<br />

wird die Vision eines einheitlichen<br />

Protokollstandards für die Kommunikation<br />

von der Cloud bis an jeden<br />

Sensor möglich – damit wird das IIoT<br />

immer mehr Realität. Doch keine<br />

industrielle Transformation mit Ethernet<br />

ohne die passende Infrastruktur.<br />

www.HARTING.com/industrial-ethernet


ENABLER FÜR DIE DIGITALISIERUNG<br />

IN DER PROZESSINDUSTRIE<br />

ZUSAMMENSPIEL<br />

AUF ALLEN EBENEN<br />

Ethernet-APL ermöglicht die direkte Anbindung<br />

von Feldgeräten an übergeordnete Systeme und<br />

erlaubt damit erstmals eine einheitliche<br />

Kommunikationsinfrastruktur vom Sensor bis<br />

hin zum mobilen Endgerät. Welche Vorteile<br />

der neue Standard in der Prozessindustrie<br />

bietet, lesen Sie im folgenden Beitrag.


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

01 Ethernet-APL<br />

Field Switch ermöglicht<br />

Leitungswege bis zu 200 m<br />

Lange Anlagenlaufzeiten, die lange Lebensdauer von Prozessanlagen<br />

und die mit dem Betrieb von Prozessanlagen verbundenen<br />

Risiken sind die Gründe dafür, dass mehrere<br />

Gerätegenerationen und unterschiedliche Kommunikationstechnologien<br />

wie Hart über 4-20 mA oder Feldbusse im Einsatz<br />

sind. Diese robusten Technologien sind einfach in der Handhabung.<br />

Den Zugriff auf weitere Daten der Instrumentierung erfordern<br />

jedoch Gateways und Datenkonvertierungen. Der Aufwand<br />

dafür wird als hoch wahrgenommen, da gesonderte Zugänge<br />

Gerätekosten, Projektierung und Wartung erfordern, die über die<br />

Lebensdauer der Anlage gepflegt werden müssen. In Zeiten permanenter<br />

Verfügbarkeit von Informationen wünschen sich<br />

Anwender den Zugang zu Daten dort und dann, wenn man sie<br />

braucht. IT-fähige, stationäre und mobile Bediengeräte mit einer<br />

Tauglichkeit für explosionsgefährdete Bereiche müssen daher<br />

den Zugriff über alle Übertragungstechnologien ermöglichen.<br />

DIGITALISIERUNG MIT ETHERNET-APL<br />

Ein schneller Einstieg in die Digitalisierung ergibt sich durch eine<br />

Steuerungsebene mit Ethernet-basierter Kommunikation. Für<br />

das Feld von Prozessanlagen definiert Ethernet-APL die notwendige<br />

robuste Übertragungsphysik mit der Schutzart Eigensicherheit<br />

als integraler Bestandteil für explosionsgefährdete Bereiche.<br />

Feldgeräte und Leitsystem kommunizieren in einer gemeinsamen<br />

Sprache, beispielsweise Profinet oder Ethernet/IP. Der<br />

Ethernet-APL Rail Field Switch verbindet und versorgt die Instrumentierung<br />

und transportiert die Daten transparent und vollständig<br />

barrierefrei. Die Kabellänge zum Feldgerät beträgt bis zu<br />

200 m – der Switch kann an einer für den Installateur gut zugängigen<br />

Stelle in der Zone 2 installiert werden.<br />

Durch Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu den Geräten verhindert<br />

der Switch ein Übersprechen auf andere Geräte für eine hohe<br />

Zuverlässigkeit. Monteure können beruhigt und für den Anlagenbetrieb<br />

rückwirkungsfrei an einem Feldgerät arbeiten, Geräte verbinden<br />

oder trennen. Topologien sind sternförmig und damit<br />

übersichtlich sowie einfach aufgebaut. Gateways zur Protokollkonvertierung<br />

sind endgültig eine Sache der Vergangenheit.<br />

NAHTLOSE INTEGRATION<br />

Eine Doppelfunktion für Profibus PA-Instrumente bietet der<br />

Ethernet-APL Field Switch aus der Reihe Fieldconnex von<br />

Pepperl+Fuchs. Er erkennt neben Ethernet-APL das Feldbusprotokoll<br />

Profibus PA automatisch. Eine naht- und lückenlose<br />

Geräteintegration in die Steuerung und das Engineering-System<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 31


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

02 Topologien mit Ringredundanz für den Anschluss aller Feldgeräte; der Ethernet-APL Rail Field Switch verbindet und versorgt<br />

die Instrumentierung und transportiert die Daten vollständig barrierefrei<br />

erfolgt über das für Profibus und Profinet standardisierte PA-<br />

Profil. Es definiert die Messwerte, Konfigurationsparameter sowie<br />

Sammelmeldungen gleicher Feldgeräte auch unterschiedlicher<br />

Hersteller. Außerdem spart es Aufwand bereits beim Engineering<br />

einer großen Anzahl von Messungen. Auch der Gerätetausch<br />

wird einfacher, da ein Gerät mit Werkseinstellungen aus dem<br />

Lager oder der Wartung seine Konfiguration zur Laufzeit erhält.<br />

Die Kombination aus Profibus PA und Profinet ist als Lösung<br />

für Neuanlagen interessant, solange in der Anfangsphase der<br />

APL-Technologie noch nicht alle Gerätetypen mit APL-Anschluss<br />

verfügbar sind, da dieselbe Infrastruktur den gleichzeitigen Betrieb<br />

beider Technologien ermöglicht.<br />

Ähnliches gilt bei einer Anlagenmodernisierung, bei der es die<br />

Investition in die Instrumentierung zu schützen gilt. LB- und FB-<br />

Remote-I/O-Systeme stellen parallel zur Profinet-Funktionalität<br />

alle Feldgerätedaten über das Hart-IP-Protokoll zur Verfügung.<br />

Das Remote-I/O kompensiert die niedrige Übertragungsrate<br />

durch parallelen Zugriff ohne die bei einem Multiplexer übliche<br />

Zeitverzögerung.<br />

OFFENE KOMMUNIKATIONSKONZEPTE<br />

SIND GEFRAGT<br />

Von den Betreibern prozesstechnischer Anlagen wurden gemeinschaftlich<br />

die offenen Konzepte Namur Open Architecture<br />

(NOA) und Open Process Automation (OPA) entwickelt. Sie definieren<br />

Modelle und Konzepte für zusätzliche Funktionen zur<br />

Wartung und Optimierung der Anlagen. OPA definiert an Stelle<br />

der hierarchisch aufgebauten Automatisierungspyramide ein<br />

flaches Netzwerk verteilter Komponenten, die miteinander<br />

über ein auf OPC UA basierendes Connectivity Framework verbunden<br />

sind. Dies setzt ein Ethernet-basiertes Netzwerk voraus.<br />

NOA behält die bewährten Anlagenstrukturen für kritische und<br />

insbesondere sicherheits relevante Kern-Bereiche bei und erweitert<br />

sie um parallele Kommunikationspfade. Das Wesentliche<br />

hierbei ist, dass Daten aus den Kernen ausschließlich<br />

lesend übertragen werden dürfen, um die kritischen Bereiche<br />

nicht zu beeinflussen. Die Begrenzung auf eine derart unidirektionale<br />

Kommunikation wird als Namur-Diode bezeich-<br />

net. Bei beiden Konzepten spielt die Ethernet-Konnektivität eine<br />

essenzielle Rolle, um in der IT bewährte und etablierte Technologien<br />

wie OPC UA nutzen zu können. Remote-I/O-Systeme<br />

und Ethernet-APL erfüllen eine wesentliche Voraussetzung für<br />

die Umsetzung von OPA und NOA. Die Initiatoren derartiger<br />

Konzepte wollen damit primär sowohl ihre Abhängigkeiten von<br />

einzelnen Herstellern verringern als auch die Leistungsfähigkeit<br />

und Effizienz ihrer Systeme erhöhen und gleichzeitig die<br />

Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit ihrer Anlagen erhalten.<br />

CHANCEN NUTZEN<br />

Im Zusammenspiel mit Edge-Gateways mit einer Implementierung<br />

der NOA-Diode lassen sich Sensoren und Aktoren ohne<br />

Medienbrüche weltweit vernetzen. Im Internet verfügbare zentrale<br />

Verzeichnisse stellen dazu Beschreibungsdateien wie FDI-<br />

Packages oder in Zukunft auch Verwaltungsschalen-Dateien in<br />

einem standardisierten Format (AASX) bereit, sodass mit definierten<br />

Datenmodellen gearbeitet werden kann. Viele bisher in<br />

den Feldgeräten weitgehend unzugängliche Daten stehen damit<br />

unabhängig von der verwendeten Kommunikationstechnologie<br />

für übergreifende Auswertungen zum Beispiel für Asset<br />

Management oder Predictive Maintenance zur Verfügung. So<br />

werden beispielsweise für Wartungsarbeiten gerätespezifisch<br />

Informationen bereitgestellt, welche die Instandhaltungs-<br />

Trupps über ihre mobilen Endgeräte vor Ort abrufen können.<br />

Eine robuste Infrastruktur mit Ethernet-APL, Feldbus und Remote-I/O<br />

sowie standardisierte Informationsmodelle ermöglichen<br />

eine leistungsfähige „Ende-zu-Ende“-Kommunikation<br />

von Sensoren und Aktoren bis hin zu bedienungsfreundlichen<br />

Endgeräten. Auf diesen Technologien basierende Produkte und<br />

Lösungen ermöglichen Komfortfunk tionen während aller Phasen<br />

eines Projektes, von der Planung bis zum Gerätetausch und<br />

bieten die große Chance, die Digitalisierung im Feld der Prozessanlagen<br />

voranzutreiben.<br />

Bilder: Pepperl+Fuchs<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

32 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


INTERVIEW<br />

ETHERNET-APL: WO STEHEN WIR UND<br />

WO WOLLEN WIR NOCH HIN?<br />

Mit einem Ethernet-basierten, durchgängigen Netzwerk<br />

ist nicht nur der schnelle und parallele Zugang zur<br />

Instrumentierung gewährleistet. Welche Möglichkeiten<br />

sich für Endanwender damit im Feld ergeben, erklären<br />

Benedikt Rauscher und Andreas Hennecke.<br />

Mit Ethernet-APL in der Prozessautomation könnten sich auch<br />

gleich die Anforderungen für funktional sichere Anwendungen<br />

berücksichtigen lassen. Wie weit ist man hier?<br />

ANDREAS HENNECKE: Ethernet-APL basierte Infrastruktur<br />

kann Signale zur Prozesssteuerung und zur funktionalen Sicherheit<br />

gleichermaßen übertragen. Sicherheitsprotokolle statten<br />

die Signale mit Merkmalen aus, die die Authentizität und die<br />

Richtigkeit der Informationen sicherstellen. Damit lässt sich mit<br />

Hilfe betriebsbewährter Geräte die Kommunikation für sicherheitsgerichtete<br />

Signale rein auf Software-Basis realisieren oder<br />

sogar umschalten. Einsparpotenziale entstehen dann nicht nur<br />

beim Bestand an Reservegeräten sondern auch beim vorzuhaltenden<br />

Fachwissen. In einem Whitepaper (siehe Infokasten)<br />

haben die Experten der Firmen BASF, Endress+Hauser, Hima<br />

und Pepperl+Fuchs Konzepte zur Umsetzung beschrieben.<br />

Welchen Beitrag leistet die Technologie für neue Entwicklungen?<br />

ANDREAS HENNECKE: Als Definition der Übertragungsphysik<br />

ist Ethernet-APL eine vielseitige und stabile Basis, die Hersteller<br />

wie Pepperl+Fuchs für robuste und zukunftssichere Infrastrukturkomponenten<br />

nutzen. Mit Firmware-Updates können Anwender<br />

Ihre Installation stets auf dem neuesten Stand der Entwicklungen<br />

oder Anforderungen etwa bei der IT-Sicherheit halten.<br />

BENEDIKT RAUSCHER: Ethernet-APL erschließt der Prozessautomation<br />

alle Ethernet-basierten Protokolle, welche von der IT<br />

definiert wurden und sich dort schon lange bewährt haben. Mit<br />

der durchgängigen Kommunikation von der Feldebene bis in<br />

übergeordnete Datenplattformen wird mit Hilfe von standardisierten<br />

Formaten und Modellen wie FDI-Packages für Geräte-<br />

Beschreibungsdateien, DEXPI für R+I Fließschemata, oder<br />

PA-DIM als Informationsmodell für die Gerätedaten ein herstellerübergreifender<br />

Informationsaustausch ermöglicht. Es kann der<br />

übergreifende Ansatz der Verwaltungsschale (AAS) umgesetzt<br />

werden, deren offenes Konzept die Integration bereits bestehender<br />

Standards in Form von Teilmodellen vorsieht. Über Automa-<br />

Andreas Hennecke, Marketing Manager Process Automation und<br />

Benedikt Rauscher, Leiter globale Industrie 4.0 + IoT-Projekte<br />

tisierungsprotokolle wie Hart, Profibus, ProfiNet, Ethernet/IP<br />

oder Modbus hinweg können Daten standardisiert eingesammelt<br />

und verschiedene Gerätegenerationen in ein Leitsystem oder<br />

auch in übergeordnete Systeme – beispielsweise für das Engineering<br />

oder ein Asset Management – integriert werden. So wird<br />

Bestands- und Investitionsschutz langfristig gewährleistet.<br />

Ethernet-APL war bereits auf vielen Messen zu sehen. Wie<br />

weit ist die Adaption im Markt?<br />

BENEDIKT RAUSCHER: Namur Mitgliedsfirmen haben erkannt,<br />

dass wir das Henne-Ei-Problem überwinden müssen. Im Vorfeld<br />

der Namur Hauptversammlung 2023 wurde bekannt, dass man<br />

insgesamt zehn Anlagen mit Ethernet-APL in den nächsten<br />

Jahren ausstatten will. Bis zur Hauptversammlung waren bereits<br />

16 Anlagen bekannt, und in Gesprächen hat sich diese Zahl auf<br />

insgesamt 26 erhöht. Das ist ein klares Signal, dass Endanwender<br />

Ethernet-APL sehr ernst nehmen und als ihre große Chance zur<br />

Digitalisierung des Feldes sehen.<br />

ANDREAS HENNECKE: Pepperl+Fuchs als einer der Schlüsseltechnologiegeber<br />

hat Switches bereits 2021 auf den Markt<br />

gebracht. Die im September letzten Jahres durchgeführte<br />

Hersteller umfrage zur Instrumentierung, zur Infrastruktur und<br />

zu den Leitsystemen ergab folgendes: Alle namhaften Hersteller<br />

kündigten Produkte mit Profinet und anderen Protokollen<br />

über Ethernet-APL an, die ab <strong>2024</strong> auf den Markt kommen<br />

und von Anwendern eingesetzt werden. Es ist der Weg in die<br />

Digitalisierung der Instrumentierung.<br />

DAS INTERVIEW FÜHRTE NICOLE STEINICKE,<br />

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

WHITEPAPER: ZUKUNFTSSICHERES<br />

NETZWERK IN DER PROZESS<strong>AUTOMATION</strong><br />

Mit Ethernet-APL existiert eine Technologie, die eine<br />

leistungsstarke und durchgängige digitale Kommunikation<br />

in der Prozessautomation vom Sensor bis zur Leitebene<br />

ermöglicht. Um die Vorteile vollständig zu erschließen,<br />

wird in diesem Whitepaper empfohlen, den nächsten<br />

logischen Schritt zu gehen: Auch die funktional sichere<br />

(„Safety“) Automation sollte auf Basis der gleichen<br />

Netzwerkarchitektur realisiert werden. Mehr dazu in<br />

folgendem Whitepaper: bit.ly/EthernetAPL_Whitepaper<br />

UNTERNEHMEN<br />

Pepperl+Fuchs SE<br />

Lilienthalstraße 200, 68307 Mannheim<br />

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

Tel. 0621 / 776-2222<br />

AUTOREN<br />

Andreas Hennecke, Marketing Manager<br />

Process Automation und Benedikt Rauscher,<br />

Leiter globale Industrie 4.0 + IoT-Projekte,<br />

Pepperl+Fuchs SE, Mannheim<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 33


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

ROBUSTE SONDERLEITUNGEN FÜR EXTREMFÄLLE<br />

SCHWERTRANSPORT<br />

LEICHT GEMACHT<br />

Modulare Schwerlasttransporter der Transporter Industry International Group bewegen<br />

weltweit Schiffe, Baumaschinen und Spaceshuttles. Ob in engen Megacitys dieser Welt, in<br />

der arabischen Wüste oder der sibirischen Eiseskälte – den widrigen Wettereinflüssen<br />

müssen die Fahrzeuge dabei problemlos standhalten können. Um Installationsaufwände<br />

vor Ort und Verschleißrisiken zu reduzieren, ist eine robuste Verbindungstechnik nötig.<br />

Rückblende in das Jahr 2012: Ein 24 m breiter und 38 m<br />

hoher Koloss bahnt sich seinen Weg durch Los Angeles –<br />

68 t bringt er auf die Waage. Es handelt sich um das amerikanische<br />

Spaceshuttle Endeavour, das nach 25 Weltraummissionen<br />

seine letzte Reise in den Ruhestand antritt.<br />

Sein Ziel ist das California Science Center im Süden der Stadt.<br />

Dazu muss die Raumfähre vom Flughafen Los Angeles zum<br />

Zielhangar bewegt werden – eine fast 20 km lange Strecke, die<br />

geradewegs durch die dicht besiedelte Megametropole führt.<br />

Weil das Shuttle nicht selbst fährt und auf keinen gewöhnlichen<br />

LKW passt, benötigt es eine besondere Transportlösung<br />

für schwere Lasten. Die kommt von der Transporter Industry<br />

International Group (TII Group) aus Baden-Württemberg.<br />

Das Unternehmen aus Heilbronn ist auf die Fertigung von<br />

Schwerlastfahrzeugen für den globalen Einsatz spezialisiert –<br />

mit über 150 Jahren Erfahrung. Die schwäbische Unternehmerfamilie<br />

Otto Rettenmaier hat unter dem Dach der TII die Marken<br />

TII Scheuerle und TII Kamag in einer starken Allianz vereinigt.<br />

Ob Schiffe, Bohrinseln, Flugzeuge, Intralogistik, Windkrafträder<br />

oder eben auch Spaceshuttles – die Anwendungsbereiche und<br />

-orte sind vielseitig.<br />

MODULARER UND FERNGESTEUERTER<br />

WELTREKORDHALTER<br />

TII hat sich unter anderem auf einen besonderen Fahrzeugtypen<br />

spezialisiert, der auch beim Spaceshuttle Endeavour in den USA<br />

zum Einsatz kam: der Self-Propelled Modular Transporter – oder<br />

kurz Scheuerle SPMT K24. Dabei handelt es sich um einen modularen<br />

und ferngesteuerten Schwerlasttransporter, den man beliebig<br />

zum Fahrzeugverbund erweitern kann – je nachdem, was Gewicht<br />

und Größe seiner Fracht erfordern. Nutzlasten von bis zu<br />

248 t nimmt er problemlos auf, obwohl er selbst nur 24 t wiegt.<br />

Eine sogenannte Power Pack Unit, die am Fahrzeug angebracht<br />

wird, enthält sowohl das Steuerungssystem als auch den Motor<br />

Scheuerle SPMT K24. Die flexiblen Kraftpakete der TII Group<br />

haben schon einige Weltrekorde gebrochen – beispielweise im<br />

November 2022, beim Verfrachten eines ausrangierten Ölförderschiffs.<br />

Da bewegten die Fahrzeuge beeindruckende 20.300 t. Das<br />

sind etwa 3.383 männliche afrikanische Elefanten oder das knapp<br />

4,5-fache Gewicht des Stuttgarter Fernsehturms.<br />

Auch das amerikanische Spaceshuttle Endeavour wurde auf<br />

eine Kombination von SPMT K24 verladen und mit Schritt-<br />

34 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


tempo an seinen Bestimmungsort in Los Angeles transportiert –<br />

durch eine dichte Stadtlandschaft, vorbei an Wohnsiedlungen,<br />

Kaufhäusern, Fernsehkameras und einem begeisterten Straßenpublikum.<br />

VERBINDUNGSTECHNIK FÜR RAUESTE<br />

UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />

„Allerdings ist es nicht immer so schön sonnig wie in Kalifornien”,<br />

sagt Tobias Maier, Teamleiter Steuerungstechnik beim TII-Tochterunternehmen<br />

TII Kamag in Ulm, und ergänzt: „Unsere Kunden<br />

setzen ihre SPMT K24 weltweit ein. Nach einem Transport in<br />

den USA gehen die Fahrzeuge auch mal für ein halbes Jahr nach<br />

Sibirien – wo das Thermometer auf bitterkalte minus 25° Celsius<br />

fallen kann. Oder in die staubige Wüstenhitze der arabischen<br />

Halbinsel.” Diese Wetterextreme müssen nicht nur die Fahrzeuge<br />

aushalten, sondern auch deren Verbindungstechnik, die den<br />

Strom vom Motor und die Daten vom integrierten Bordcomputer<br />

an die Achsen leitet. Dabei entstehen zwei konkrete Herausforderungen:<br />

Erstens können die Kabel nicht einfach außen an den<br />

Fahrzeugen verlegt werden. Denn da sind sie Umwelteinflüssen<br />

wie UV-Strahlung oder heißen und kalten Temperaturen ausgesetzt.<br />

Das Innere des Chassis bietet allerdings nur wenig Platz.<br />

Zweitens werden die selbst angetriebenen Modultransporter<br />

erst vor Ort bedarfsgerecht miteinander gekoppelt – so auch die<br />

Verbindungstechnik. Und zwar von Menschenhand, bei Wind<br />

und Wetter. „Wenn man da zu viele Steckerstellen und Einzelkabel<br />

hat, kann das schnell zum beschwerlichen Akt werden“, erklärt<br />

Maier. „Deswegen wurde uns bei der damaligen Fahrzeugplanung<br />

klar, dass wir die Anzahl der Kabel an den Fahrzeugen<br />

minimieren mussten. Einerseits sollte die Koppelung der Kabel<br />

vor Ort für die Leute handlich sein, andererseits wollten wir alle<br />

Kabel durch das geschützte Innere des Fahrzeugrahmens leiten<br />

SMARTE LÖSUNGEN<br />

FÜR DIE INDUSTRIE<br />

Der E-Mail-Service<br />

für Konstrukteure,<br />

Entwickler sowie<br />

Systemintegratoren, die<br />

sich mit der Konstruktion<br />

und Entwicklung<br />

eigener Maschinen<br />

und Anlagen befassen.<br />

SMARTE LÖSUNGEN<br />

FÜR DIE INDUSTRIE<br />

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IMMER<br />

AKTUELL<br />

INFORMIERT<br />

„Unsere Kunden setzen ihre Schwerlastfahrzeuge<br />

weltweit ein. Nach einem Transport in<br />

den USA gehen die Fahrzeuge auch mal für ein<br />

halbes Jahr nach Sibirien – wo das Thermometer<br />

auf bitterkalte minus 25° Celsius fallen<br />

kann. Oder in die staubige Wüstenhitze der<br />

arabischen Halbinsel.“<br />

Tobias Maier, Teamleiter Steuerungstechnik beim<br />

TII-Tochterunternehmen TII Kamag<br />

Aktuelle Nachrichten<br />

rund um neueste<br />

Entwicklungen, Trends und<br />

Veranstaltungen aus<br />

dem gesamten<br />

Bereich der Mess- und<br />

Automatisierungstechnik.<br />

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KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

Der Self-Propelled<br />

Modular Transporter ist<br />

ein modularer und<br />

ferngesteuerter Schwerlasttransporter,<br />

den man<br />

beliebig zum Fahrzeugverbund<br />

erweitern<br />

kann – je nachdem, was<br />

Gewicht und Größe seiner<br />

Fracht erfordern<br />

können“. Die Idee also: Zwei kompakte Leitungen, in denen man<br />

die gesamte Verbindungstechnik unterbringen kann – eine Versorgungsleitung<br />

sowie eine Steuer- und Datenleitung.<br />

HYBRID-SONDERLEITUNGEN ALS LÖSUNG<br />

Doch dafür brauchte es eine Sonderanfertigung. Und hier einen<br />

passenden Lieferanten zu finden, war nicht so einfach. Anfangs<br />

kamen einige Anbieter in Frage. Überzeugt hat am Ende jedoch<br />

Lapp aus Stuttgart. Das Unternehmen konzipierte nach den<br />

Vorgaben von TII zwei spezielle Leitungen – eine Power-Line<br />

und eine Data-Line. „Beide Leitungen fassen mehrere Kabeltypen<br />

in einem zusammen, das heißt, sie sind Hybridleitungen”,<br />

erklärt Joachim Hentschel, Account Manager bei Lapp. „Durch<br />

die Power-Line wird das Fahrzeug zunächst mit Strom versorgt,<br />

sodass es auch ins Rollen kommt”, ergänzt er. Die Data-Line<br />

wiederum ist der Daten-Pool des Fahrzeuges. Sie enthält eine<br />

Daten-Bus-Leitung, über die Steuer- und Regelsignale von der<br />

„Power Pack Unit“ an die Räder geleitet werden – „um zum Beispiel<br />

jede Achse auf den korrekten Lenkwinkel einstellen zu<br />

können”. Sowohl Power- als auch Data-Line beinhalten zusätzlich<br />

noch serielle Steuerleitungen.<br />

Ein solches Projekt ist nicht einfach. Der erste Entwurf der<br />

Data-Line schaffte den notwendigen Datendurchsatz nicht.<br />

Lapp ist bekannt für seine Innovationsarbeit und hartnäckige<br />

Lösungssuche. „Das Problem war der Widerstand im Kabel – die<br />

sogenannte Impedanz“, erklärt Hentschel. „Wir mussten deshalb<br />

die Aderverteilung in der Leitung anpassen“. Das wurde<br />

dann auch schnell umgesetzt. Der Kunde ist zufrieden: „Wir<br />

sind froh, dass wir mit Lapp einen Partner gefunden haben, der<br />

sich in unsere Anforderungen reingefuchst und eine Lösung<br />

entwickelt hat. Dieses Engagement finde ich lobenswert”, erklärt<br />

Maier. Gefertigt werden die Leitungen im französischen Forbach,<br />

dem größten Produktionsstandort von Lapp, nahe der<br />

deutschen Grenze bei Saarbrücken.<br />

OHNE KABELSALAT IN DIE ZUKUNFT<br />

Lapp beliefert die TII Group mit seinen Sonderleitungen für den<br />

Scheuerle SPMT K24 bereits seit 2010. „Mit der Qualität von<br />

Lapp sind wir hochzufrieden“, versichert Ralf Geiselmann,<br />

Meister Montage und Elektrik bei TII Kamag, „und wenn wir<br />

doch mal ein Problem haben, kümmert sich Lapp darum.“ Das<br />

Unternehmen beliefert die TII Group auch mit Standardleitungen<br />

wie Ölflex Classic. „Die kann ich bei Lapp praktisch online<br />

konfigurieren und bestellen,“ sagt Maier, „doch, wenn es um solche<br />

Sonderanfertigungen geht, braucht es Beratung vor Ort.<br />

Und da können wir jederzeit anrufen und Lapp kommt vorbei“,<br />

erklärt er. Produkt anforderungen, wie bei den Sonderleitungen<br />

des SPMT K24, werden dann persönlich besprochen und im Anschluss<br />

realisiert.<br />

Auch die Schwerlast-Fahrer profitieren von der Partnerschaft<br />

der TII Group und Lapp. Denn mit den Sonderleitungen brauchen<br />

sie bei eisigen Temperaturen nur mit zwei Koppelsteckern zu hantieren<br />

und müssen keinen Kabelsalat entwirren. Das vermeidet<br />

einerseits Unannehmlichkeiten, zum anderen aber auch Fehler.<br />

Bilder: Kamag/Lapp<br />

www.lapp.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

U.I. Lapp GmbH<br />

Schulze-Delitzsch-Straße 25<br />

70565 Stuttgart<br />

Tel.: 0711 / 78 38 - 01<br />

E-Mail: info.de.uil@lapp.com<br />

36 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

CAN- UND CAN FD-NETZE PER BRIDGE VERBINDEN<br />

ESD Electronics hat seine CAN-CBX-Bridge-FD mit CAN-FD-Funktionalität<br />

ausgestattet. Die Bridge ermöglicht die einfache Integration von CAN-<br />

Classic-Devices in CAN-FD-Netze, inklusive der Umsetzung von Baudrate<br />

oder Extended-Frame-Format. Die CAN-FD-Schnittstellen sind vollständig<br />

abwärtskompatibel, so dass auch der Einsatz in reinen CAN-Classic-<br />

Anwendungen möglich ist. Die Bridge bietet eine serielle Schnittstelle zur<br />

Konfiguration, die ohne weitere Programmierkenntnisse genutzt werden<br />

kann. Die zwischen den Netzen übertragenen CAN-Nachrichten können<br />

individuell nach IDs oder Frametypen gefiltert werden. Auch eine Konvertierung zwischen verschiedenen Baudraten ist<br />

möglich. Zum Schutz der einzelnen Netze und um die Gefahr von Erdschleifen zu reduzieren sind die Netze galvanisch<br />

voneinander getrennt. Über den Drehschalter können selbst erstellte Konfigurationen, die über die serielle Konfigurationsschnittstelle<br />

voreingestellt und gespeichert wurden, mit Filtern und Baudraten ausgewählt werden. Auf Wunsch kann eine<br />

anwenderspezifische Lösung mit voreingestellten Konfigurationen und eingefrorener Firmware geliefert werden.<br />

Bild: panuwat – stock.adobe.com/ESD Electronics<br />

www.esd.eu<br />

WANDGEHÄUSE IN NEUER GRÖSSE<br />

Die Wandgehäusereihe<br />

Smart-<br />

Panel von OKW<br />

bietet Platz für<br />

intelligente<br />

Systeme zur<br />

komfortablen<br />

Steuerung und<br />

Überwachung<br />

der gesamten<br />

Gebäudetechnik.<br />

Das neue Smart-Panel S114 (114 × 114 mm) ergänzt die<br />

Reihe um eine größere, quadratische Ausführung. Neben<br />

der Montage auf gängigen Unterputz-/Hohlwanddosen<br />

mit einer Einbauöffnung von 61 mm ist nun auch die<br />

Montage auf größeren, internationalen Gerätedosen bis<br />

maximal 100 × 100 mm möglich. Gefertigt aus V0-Material<br />

ASA+PC in Verkehrsweiß (RAL 9016) überzeugt das<br />

Gehäuse durch seine Optik: Unterteil hochglanzpoliert,<br />

Oberteil mit feiner Oberflächenstruktur und darüber<br />

hinaus die schraubenlose Gehäusemontage mit Rastfunktion.<br />

Die plane, zurückversetzte Fläche zur Schnittstellen-<br />

Integration im Unterteil und das vertieft liegende Bedienfeld<br />

im Oberteil zum Schutz von Folientastaturen, Anzeigeund<br />

Bedienelementen oder Touch-Displays runden das<br />

Design ab.<br />

www.okw.com<br />

CODEMETER-TECHNOLOGIE SCHÜTZT<br />

WINCC OPEN ARCHITECTURE<br />

Wibu-Systems, Experte für Softwarelizenzierung und<br />

Softwareschutz, informiert, dass sich ETM professional<br />

control, der Hersteller von Simatic WinCC Open Architecture,<br />

für die Implementierung der CodeMeter-<br />

Lösung zum Schutz und zur Lizenzierung seiner Software<br />

entschieden hat. Die WinCC Open Architecture ist ein<br />

flexibles und skalierbares Scada-System, das für den<br />

Betrieb großer<br />

Anwendungen<br />

in einer<br />

Vielzahl von<br />

industriellen,<br />

öffentlichen<br />

und privaten<br />

Infrastrukturbereichen<br />

entwickelt wurde. CodeMeter ist das Flaggschiff der<br />

Security-Suite von Wibu-Systems mit interoperablen<br />

Modulen zum Schutz von Software vor Piraterie, Reverse<br />

Engineering, Manipulationen und Cyberattacken. Die<br />

Software WinCC Open Architecture ist das zentrale<br />

Element einiger der komplexesten Scada-Systeme, die<br />

remote betrieben und weltweit verteilt werden. Ihre<br />

offene Architektur lässt sich leicht an die Einführung<br />

neuer Technologien anpassen.<br />

www.wibu.com<br />

FEHLERFREIHEIT BEIM BETRIEB VON DC-NETZEN IM FOKUS<br />

Mit dem Ziel, neuartige DC-Netze der Zukunft zu ermöglichen und den Weg für eine nachhaltige<br />

Energiewende zu gestalten, hat ABB den Niederspannungs-Leistungsschalter Sace Infinitus entwickelt.<br />

Der Angaben zufolge erste gemäß IEC 60947-2 zertifizierte halbleiterbasierte Schalter nutzt<br />

Leistungshalbleiter mit hoher Stromtragfähigkeit und Schaltgeschwindigkeiten im Mikrosekundenbereich.<br />

So sind die Freischaltung des Stromkreises und eine zügige Unter brechung der schnell<br />

ansteigenden Fehlerströme in DC-Anwendungen gewährleistet. Das All-in-one-Schutzgerät<br />

kombiniert Fehlerschutz und Fehlerisolierung mit umfassender Konnek tivität und Sensorik. Dazu<br />

sind alle notwendigen Komponenten – Leistungselektronik, Mechanik, Kühlung, Steuerung,<br />

Sensorik und Kommunikation – nahtlos in einer kompakten Lösung zusammengefasst.<br />

www.abb.com<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 37


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

WASSERRESISTENTE LEITUNG IN NEUER VERSION<br />

Helukabel spendiert seiner Helupower Aquatic-750-Blue ein umfassendes Upgrade: Die neueste<br />

Version der wasserresistenten Leitung ist mit mehreren zusätzlichen Trinkwasserzulassungen<br />

ausgestattet. Neu hinzugekommen ist die Zulassung nach KTW BWGL (Bewertungsgrundlage<br />

für Kunststoffe und andere organische Materialien im Kontakt mit Trinkwasser). Diese bestätigt<br />

unter anderem die hygienische Unbedenklichkeit der Leitung und gilt als Ergänzung zur bisherigen Zulassung W270 des Deutschen<br />

Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW). Auch für Italien und Polen besitzt sie mit der DM 174 und der PZH die jeweils geltenden<br />

Trinkwasserzulassungen. Die Leitung ist für den Spannungsbereich 450/750 V ausgelegt. Mit ihrem robusten Mantel aus vernetztem<br />

Spezialcompound ist sie für den Langzeiteinsatz in Trink-, Salz- und Chlorwasser bis 600 m Tiefe geeignet.<br />

www.helukabel.com<br />

NEUES RASPBERRY-PI-4-GEHÄUSE<br />

Für Maker-Projekte, Testlabore, Forschungsabteilungen und<br />

die industrielle Anwendung präsentiert Weidmüller seine<br />

u-maker Box. Diese ist jetzt auf der Conrad Sourcing Platform<br />

verfügbar. Die u-maker-Box bietet individuell anpassbaren<br />

und erweiterbaren<br />

Schutz, der in jeden<br />

Schaltschrank und auf<br />

jede Hutschiene passt.<br />

Mit dem modularen<br />

Leergehäuse lässt sich<br />

der Raspberry PI werkzeuglos<br />

verpacken und<br />

flexibel befestigen. Das<br />

neue Basis-Kit bietet Platz für den Raspberry PI und eine<br />

weitere kleine 5,08er-Platine, die sich mit beiliegenden<br />

Schrauben an den passenden Punkten montieren lässt. Die<br />

Seitenwände können einfach entfernt werden, um die Kabel<br />

und Stecker der eingebauten Elektronik unterzubringen. Platz<br />

für zusätzliche elektronische Einheiten entsteht durch die<br />

flexible Erweiterung der u-maker-Box.<br />

www.conrad.de<br />

FÜR MEHR PLATZ IM SCHALTSCHRANK<br />

Die All-in-one-Lösung für<br />

Spannungsversorgung,<br />

Überstromschutz und<br />

Stromverteilung von E-T-A<br />

Elektrotechnische Apparate<br />

bietet zahlreiche Vorteile:<br />

Neben der einfachen Montage und der innovativen Anschlusstechnik<br />

spart das REX-System bis zu 60 Prozent des Platzbedarfs<br />

im Schaltschrank ein. Das Herzstück des Systems sind<br />

die Schaltnetzteile der Power4 REX-Reihe, die bereits bis zu<br />

35 Prozent weniger Platz einnehmen als vergleichbare<br />

Produkte. Diese versorgen den ControlPlex Buscontroller und<br />

die unterschiedlichen ein- und zweikanaligen elektronischen<br />

Sicherungsautomaten mit Spannung. Die Potenzialmodule<br />

zur Stromverteilung komplettieren das System. Die All-in-one-<br />

Lösung von E-T-A ist modular aufgebaut und umfasst Spannungsversorgung,<br />

Überstromschutz und Stromverteilung. Die<br />

verschiedenen Komponenten sind einfach zu montieren und<br />

zu warten. Die Module lassen sich dank der patentierten<br />

Verbindungstechnik mit einem einfachen Klick verbinden.<br />

www.e-t-a.de<br />

APPLIKATIONSSPEZIFISCHE SPE-LEITUNGEN<br />

In seiner Produktserie CATLine stellt SAB Bröckskes anwendungsspezifisch<br />

optimierte Single-Pair-Ethernet-Leitungen in<br />

fünf Varianten vor. Die neu entwickelten Leitungen halten<br />

starken mechanischen Belastungen und Temperaturen stand<br />

und weisen eine hohe<br />

Beständigkeit gegenüber<br />

Chemikalien, Ölen und<br />

Reinigungsmitteln auf.<br />

Zum Portfolio gehören die<br />

beiden auf die steigenden<br />

Datenübertragungsraten<br />

in der Automatisierung<br />

abgestimmten Varianten CATLine SPE C-Track und SPE Robot.<br />

Die für den Schleppketteneinsatz spezifizierte CATLine SPE<br />

C-Track verfügt über eine dauerflexible Konstruktion mit<br />

speziell abgestimmter Verseiltechnik. Die Version für den<br />

Robotereinsatz besitzt eine hohe Torsionsfestigkeit von<br />

± 180 °. Beide Modellvarianten sind UL-zertifiziert und<br />

gewährleisten mit Bandbreiten von 1 bis 600 MHz eine<br />

sichere und zuverlässige Datenübertragung. Zudem sind sie<br />

LABS-unkritisch und RoHS-konform.<br />

www.sab-kabel.de<br />

FLACH UND KOMPAKT<br />

Icotek stellt seine neuen Kabeleinführungsleisten vor: Die<br />

KEL-ER-BL ist eine teilbare Kabeleinführung für Leitungen mit<br />

und ohne Stecker. Je nach Ausführung werden Leitungen mit<br />

einem Durchmesser von 1 bis 35 mm eingeführt, nach IP65<br />

abgedichtet und gleichzeitig nach DIN EN 62444 zugentlastet.<br />

Die Schutzart IP65 wird durch die eingespritzte Dichtung und<br />

die Verwendung von Einfachtüllen erreicht. Die Kabeleinführungsleiste<br />

passt auf Standardausbrüche für 10-, 16- und<br />

24-polige schwere Steckverbinder. Die Ausbruchbreite kann<br />

statt 36 mm auch bis zu 46 mm betragen, sodass auch<br />

Leitungen mit größeren konfektionierten Steckverbindern<br />

eingeführt werden<br />

können. Die Baugröße<br />

KEL-ER-BL-B setzt auf<br />

Ausbrüche der Größe<br />

46 x 46 mm auf, zum<br />

Beispiel für Regler und<br />

Zähler. Die einreihige<br />

Version KEL-ER-BL-E<br />

eignet sich durch ihre Bauform bei beengten Platzverhältnissen<br />

und für Leitungen mit flachem Steckverbinder.<br />

www.icotek.com<br />

38 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


BILDVERARBEITUNG, OPTISCHE MESSTECHNIK UND INSPEKTION<br />

TITEL<br />

KI-basierte Lösung optimiert<br />

42 Robotik-Anwendungen<br />

44 Qualitätssicherung<br />

von Braille-Schriften<br />

LED-Controller in<br />

46 Highspeed-Anwendungen<br />

Neue Lösungen rund um<br />

48 Kameras, Objekte & Co.<br />

industrielle-automation.net


IM FOKUS<br />

KOMMEN DIE KÖNIGSKINDER ZUSAMMEN?<br />

Heute muss ein antiquierter Vergleich herhalten: Bildverarbeitung (BV) und Automatisierungstechnik<br />

sind so, wie die beiden Königskinder. Sie gehören zusammen, aber der Graben ist so tief … .<br />

Der eine braucht den anderen, aber man spricht immer noch nicht die gleiche – digitale – Sprache.<br />

Nach langer Geduld geht die Automatisierung nun konsequent ihren eigenen Weg. Sie integriert<br />

eigene BV nach eigenen Vorgaben in eigene Systeme. Warum? Zwei Denkweisen prallen aufeinander.<br />

Relativ einfache Sensoren und viele verknüpfte logische Parameter auf der einen Seite.<br />

Komplexe, schwer nachvollziehbare, wissensintensive Wechselbeziehungen von Licht, Optik,<br />

Kamera, Elektronik Software, Mechanik auf der Seite der BV.<br />

Die Automatisierungstechnik zeigt der BV, was sie verpasst hat: Die nahtlose Integration aller oben<br />

genannten Komponenten in die Steuerungstechnik. Anstelle des Hokuspokus um Auswahl und Einstellung<br />

von Beleuchtungen werden „einfache“ Beleuchtungen genutzt, mit denen man gut mehr<br />

als die Hälfte aller Einsatzfälle erledigen kann. Simplifizierung anstatt BV-Spezialwissen: einfache<br />

Inbetriebnahme, Support und Instandhaltung. Alles ohne BV-Spezialist zu sein. Schneller und<br />

reproduzierbar Systemintegration, Inbetriebnahme und Wartung erreichen. Und wie geht das?<br />

Durch Digitalisierung entlang der gesamten BV-Signalkette. Prozessdaten liefern und wiederholbare<br />

Einstellungen möglich machen. Für Kamera, BV-Rechner und Software seither kein Problem.<br />

Alleiniger Bremser jahrzehntelang: die Beleuchtung. Jeder, der schon einmal eine analoge<br />

Blitzbeleuchtung getauscht hat, kann von Helligkeit und Synchronisation einstellen ein Lied<br />

singen. Doch endlich hat auch hier digitale Signalverarbeitung Einzug gehalten. Beleuchtungen<br />

sind integraler Bestandteil der Automatisierung geworden: digital präzise, wiederholgenau und<br />

einfach zu integrieren. Diagnosetools inbegriffen: alle im Controller verarbeiteten Betriebsdaten<br />

stehen der Maschinensteuerung zur Verfügung. Und künftig geht es gar nicht mehr<br />

anders: Hochauflösende und hochempfindliche state-of-the-art-Bildsensoren sind auf<br />

diese Features angewiesen, um ihre Leistung ausspielen zu können.<br />

JAHRS Kolumne<br />

Dipl.-Ing. Ingmar Jahr,<br />

Manager Schulung & Support,<br />

bei der evotron GmbH & Co. KG in Suhl<br />

EXCELITAS TECHNOLOGIES AKQUIRIERT<br />

HERAEUS NOBLELIGHT<br />

SCHNELLER ZUM ENERGIESPARENDEN<br />

ELEKTRISCHEN AKTUATOR<br />

Excelitas Technologies Corp. gibt die vollzogene Akquisition<br />

des Unternehmenszweigs Noblelight von der Heraeus Gruppe<br />

bekannt. Noblelight hat Werke in Deutschland, Großbritannien,<br />

den USA, China und Japan sowie mehrere internationale<br />

Anwendungszentren und Vertriebsniederlassungen.<br />

Excelitas, ein führendes Unternehmen in der Entwicklung und<br />

Fertigung innovativer, marktorientierter Photoniklösungen<br />

für Industrie und Medizintechnik, stärkt durch die Übernahme<br />

seine Position im globalen Markt für Speziallichtquellen.<br />

Bild: Mindful Media – istockphoto.com<br />

www.excelitas.com<br />

IAI Industrieroboter hat seine Webseite neugestaltet, damit<br />

das stetig anwachsende Portfolio der energiesparenden<br />

elektrischen Aktuatoren besser präsentiert wird. Die aktuellen<br />

Höchststände bei den Energiepreisen sorgen für eine stark<br />

ansteigende Nachfrage nach den vielen unterschiedlichen<br />

energiesparenden elektrischen Aktuatoren von IAI. Im<br />

Ergebnis stiegen damit auch die Besucherzahlen auf der<br />

Unternehmenswebseite. Um diese größere Anzahl der<br />

Webseite-Besucher auch in Zukunft zielsicher durch das<br />

gesamte Portfolio zu führen, hat der Hersteller die Webseite<br />

vollständig und stärker videobasiert gestaltet.<br />

Bild: Who is Danny – stock.adobe.com/IAI<br />

www.iai-automation.com<br />

40 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


IM FOKUS<br />

TOP 100: BLUHM WEBER GRUPPE ERHÄLT<br />

AUSZEICHNUNG FÜR INNOVATIONSKRAFT<br />

Die Bluhm Weber Gruppe mit Hauptsitz in Rheinbreitbach/<br />

Rheinland-Pfalz hat das TOP 100-Siegel <strong>2024</strong> erhalten.<br />

Damit werden nur besonders innovative mittelständische<br />

Unternehmen ausgezeichnet. Wissenschaftsjournalist<br />

Ranga Yogeshwar wird dem Familienunternehmen bei der<br />

Preisverleihung am 28. Juni in Weimar persönlich zu diesem<br />

Erfolg gratulieren. Das Familienunternehmen fertigt und<br />

vertreibt industrielle Kennzeichnungssysteme mit Tinte,<br />

Laser und Etiketten. Die Systeme kennzeichnen Produkte,<br />

Verpackungen und Paletten in allen Branchen. So kommt<br />

das Mindesthaltbarkeitsdatum gut lesbar auf Mineralwasserflaschen,<br />

Bauteile in der Automobilindustrie werden<br />

präzise gekennzeichnet und Versandkartons eindeutig und<br />

automatisch etikettiert. Das Team findet die passgenaue,<br />

individuelle Kennzeichnungslösung.<br />

www.bluhmsysteme.com<br />

ROBERT FRANZ IST NEUER<br />

CEO VON SVS-VISTEK<br />

Der Gründer und bisherige CEO von<br />

SVS-Vistek, Walter Denk, hat sich zum<br />

Jahresende 2023 in den Ruhestand<br />

verabschiedet. Die Führungsrolle<br />

beim Kamerahersteller übernimmt<br />

Robert Franz, der bisher CEO für die<br />

deutschen 2D-Vision-Unternehmen<br />

innerhalb der TKH-Group war.<br />

Mit der Bündelung der Verantwortlichkeiten für SVS-Vistek<br />

und die anderen deutschen 2D-Vision-Unternehmen der<br />

TKH-Group unter der Leitung von Robert Franz soll die Zusammenarbeit<br />

der Firmen weiter intensiviert werden. Als essenzielle<br />

Bestandteile der TKH Vision kooperierten sie bereits in der<br />

Vergangenheit in verschiedenen Sparten unter gemeinsamen<br />

Dach. Die Bereiche Produktmanagement unter der Leitung von<br />

Thorsten Schmidt (CPO) und Forschung & Entwicklung unter<br />

der Leitung von Gerd Reichle (CTO) werden weiterhin in ihren<br />

bisherigen Funktionen geführt. Schmidt wird zusätzlich zu<br />

seinen bisherigen Aufgaben die Funktion des Leiters SVS-Vistek<br />

für den Standort Gilching übernehmen. Auch im Bereich<br />

Operations gibt es eine Veränderung: Der COO von Allied<br />

Vision, Andre Kruse, wird in dieser Funktion für beide Unternehmen<br />

zuständig sein.<br />

www.svs-vistek.com<br />

ANZEIGE<br />

KI IN DER PRAXIS: WAS GEHT SCHON,<br />

WAS KOMMT NOCH?<br />

Mit drei Veranstaltungen pro Jahr zeigt das Heidelberger<br />

Bildverarbeitungsforum auf, welche Fortschritte im Bereich<br />

der digitalen Bildverarbeitung zu verzeichnen sind und wie<br />

sich neu entwickelte Bildverarbeitungsmethoden in der<br />

Praxis anwenden lassen. Dabei wird jeweils ein aktuelles<br />

Thema herausgegriffen, das von namhaften Fachwissenschaftlern<br />

verständlich vorgetragen wird. Das Forum ist eine<br />

etablierte Einrichtung für die schnelle Vermittlung aktueller<br />

gesicherter Forschungsergebnisse<br />

in die industrielle<br />

Praxis und Anwendungen<br />

der Bildverarbeitung<br />

in<br />

Wissenschaft und<br />

Technik geworden.<br />

Dabei stehen die Bedürfnisse der Anwender im Vordergrund.<br />

Das 86. Heidelberger Bildverarbeitungsforum beschäftigt<br />

sich mit der virtuellen Bildverarbeitung und findet am<br />

5. März <strong>2024</strong> am Fraunhofer IPA in Stuttgart statt. Die<br />

darauffolgende Veranstaltung ist für den 2. Juli <strong>2024</strong><br />

geplant und widmet sich der Frage: KI in der Praxis:<br />

was geht schon, was kommt noch? Gastgeber wird das<br />

Unternehmen Sick in Waldkirch sein. Nähere Informationen<br />

und Anmeldungen über die Website.<br />

Bild: irissca – stock.adobe.com<br />

www.bv-forum.de<br />

GO-4K Kamera (10 MP mit 1000 fps) über WLAN<br />

HS VISION VERTREIBT NAC KAMERAS<br />

Die strategische Vertriebsvereinbarung - nac Image<br />

Technology Inc. Tokio mit der High Speed Vision GmbH -<br />

bietet kompetente Kundenbetreuung im Bereich DACH.<br />

Das umfangreiche Sortiment intelligenter HS-Kameras<br />

mit einzigartigen Spezifikationen bietet neue Analysemöglichkeiten<br />

in Wissenschaft, Forschung und Industrie.<br />

Seit 1.12.2023 besteht die Vereinbarung der nac mit HS<br />

Vision, dem führenden Anbieter von Highspeed-Videotechnologie<br />

in Europa. Vertrieb der nac-Produkte in DACH,<br />

Ausnahme Anwendungen in der Automobilindustrie.<br />

KONTAKT<br />

P: +49 (0)7243-94757-0<br />

W: WWW.HSVISION.DE<br />

MAIL: INFO@HSVISION.DE<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 41


3D-BILDVERARBEITUNGSSYSTEM<br />

OPTIMIERT DIE FERTIGUNGSLANDSCHAFT<br />

PRÄZISE AUF<br />

DEN PUNKT<br />

Eine vollständig KI-basierte Lösung für Robotik-Anwendungen sorgt für mehr Effizienz in<br />

der Fertigung. Das System besteht unter anderem aus intelligenter Software sowie einem<br />

Kameramodul, das mit je zwei Kameras ausgestattet ist. Diese nehmen ein Bild des<br />

Bereichs mit den zu handhabenden Objekten auf, anhand dessen die Software die Szene<br />

analysieren und vorhersagen kann, wo sich Objekte und deren Pick-Punkte befinden.<br />

Die Fertigungsbranche steht aktuell vor einer Reihe von<br />

Herausforderungen. Technologiewandel, drängende Umweltthemen<br />

und Globalisierung erfordern eine Reihe von<br />

Anpassungen, wie die Investition in neue Technologien,<br />

Ressourcenschonung und die Optimierung und Absicherung von<br />

Lieferketten. Global agierende Unternehmen müssen sich gegenüber<br />

einem sich wandelnden Umfeld behaupten und gleichzeitig<br />

Probleme in Lieferketten bewältigen. Die Zurückverlagerung der<br />

Produktion ins Inland ist dabei zunehmend eine Option. Dies erfordert<br />

nicht nur eine gewisse Resilienz, sondern auch die Einhaltung<br />

strenger Umweltvorschriften sowie kosteneffiziente Strategien,<br />

um die Fertigung im Inland konkurrenzfähig zu gestalten.<br />

Wer die Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Produktion sichern<br />

will, muss darüber hinaus Personalengpässe überwinden.<br />

Automatisierung durch Robotik ist hierbei längst zur treibenden<br />

Kraft geworden, künstliche Intelligenz (KI) nimmt mehr und<br />

mehr eine Schlüsselrolle ein. Diese Technologie entwickelt sich<br />

ebenso rasant, wie der Automatisierungsdruck steigt. Um Produktionsprozesse<br />

im eigenen Unternehmen mit KI abzubilden,<br />

sind eine möglichst einfache KI-Integration sowie die Verkürzung<br />

der Trainingsphasen bereits jetzt entscheidende Faktoren.<br />

MEHR EFFIZIENZ IN VERSCHIEDENEN<br />

AUFGABENBEREICHEN<br />

Das britische Start-up Cambrian Robotics Limited setzt genau<br />

hier mit einer vollständig KI-basierten Lösung für unterschiedliche<br />

Robotik-Anwendungen in der Fertigung an. Es übernimmt<br />

schnelles Bin Picking oder Pick-and-Place, die exakte Zuführung<br />

von Teilen für Maschinen sowie unterschiedliche Arbeitsschritte<br />

im Material handling – zugunsten von mehr Effizienz<br />

bei Montageaufgaben oder in der Lagerlogistik.<br />

Das leicht integrierbare System besteht aus einem Modul für<br />

Roboterarme, einer Recheneinheit mit vorinstallierter, intelligenter<br />

Software sowie einem Kameramodul, das mit je zwei<br />

uEye+ XCP-Kameras von IDS ausgestattet ist. „Die Aufgabe der<br />

Kameras besteht darin, ein Bild des Bereichs mit den zu handhabenden<br />

Objekten aufzunehmen. Anhand der Aufnahmen<br />

kann die Software die Szene analysieren und erkennen, wo sich<br />

die Objekte genau befinden“, erklärt Miika Satori, Gründer und<br />

Geschäftsführer von Cambrian Robotics.<br />

SCHNELL LERNENDE SOFTWARE UND<br />

KOMPAKTE INDUSTRIEKAMERAS<br />

Die Weiterverarbeitung der Bilder erfolgt mit Hilfe des Herzstücks<br />

von Cambrian Vision – einer eigens entwickelten, selbst<br />

lernenden Software zur Vorhersage der Teileposition und deren<br />

Pick-Punkte. Diese sorgt für den Bildabgleich auf KI-Basis, sodass<br />

keine klassische 3D-Punktewolke benötigt wird. Anhand<br />

von simulierten Daten lernt die KI selbständig und lokalisiert die<br />

Entnahmepunkte und Teile präzise. Die KI-Modelle zur Teileerkennung<br />

und Kommunikation mit dem Roboter werden von<br />

einer leistungsstarken Graphics Processing Unit (GPU) gesteuert.<br />

42 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


Und die Software lernt schnell dazu: „Mit dem Cambrian-Softwarepaket<br />

können Pickpunkte für neue Teile innerhalb von nur<br />

zwei bis fünf Minuten definiert und die Anwendung konfiguriert<br />

werden“, betont Start-up-Gründer Satori.<br />

Das zugehörige Kameramodul ist bestückt mit je zwei platzsparenden<br />

XCP-Industriekameras. „Die beiden Kameras von IDS<br />

liefern nach dem Stereovision-Prinzip Bilder der Objektszene aus<br />

unterschiedlichen Betrachtungswinkeln. Die Herausforderung<br />

besteht darin, die Position des zu greifenden Teils so genau wie<br />

möglich aus diesen Bildern zu bestimmen. Dies ist wiederum die<br />

Aufgabe der KI“, so Satori. Die Kombination von Bildaufnahme,<br />

KI-Modellen und spezieller Bildverarbeitung ermöglicht es, Aufnahmepunkte<br />

und Positionen besonders präzise zu bestimmen.<br />

Standard-CAD-Anwendungen für 3D-Bin-Picking verwenden<br />

dafür häufig strukturiertes Licht oder Sensoren, die etwas auf die<br />

Umgebung projizieren, eine Punktwolke erzeugen und dann versuchen,<br />

das Teil darin zu finden. Cambrian verwendet dafür statt<br />

einer 3D-Kamera lediglich zwei handelsübliche Industriekameras<br />

von IDS.<br />

DIE EIGENSCHAFTEN DES<br />

BILDVERARBEITUNGSSYSTEMS<br />

Mit einer Genauigkeit von unter einem Millimeter ist Cambrian-<br />

Vision zudem sehr exakt. „Das System erkennt zuverlässig eine<br />

große Bandbreite von Teilen, einschließlich glänzender, reflektierender<br />

oder transparenter Komponenten. Dabei bleibt es<br />

robust gegenüber äußeren Lichtverhältnissen“, beschreibt Satori<br />

die besonderen Anforderungen an die Kameras, die elementarer<br />

Bestandteil der Lösung sind. „Außerdem ist das System superschnell,<br />

da die Inferenzgeschwindigkeit weniger als 170 ms beträgt,<br />

während sie bei vergleichbaren Lösungen oft mehr als<br />

1000 ms dauert.“ Die schnelle Berechnungszeit ermöglicht Zykluszeiten<br />

von zwei bis drei Sekunden in einer Bin-Picking-Einstellung.<br />

„Dies stellt eine effiziente, präzise und genaue Ausführung<br />

in einem einzigen Durchgang sicher“, unterstreicht Satori.<br />

Ermöglicht wird dies nicht zuletzt durch die Kameras mit<br />

SuperSpeed USB 5 Gbps, die in fast jeder Umgebung hochauflösende<br />

Daten für detaillierte Bildauswertungen liefern, explizit<br />

in Anwendungen mit geringem Umgebungslicht oder wechselnden<br />

Lichtverhältnissen. Dank BSI-Pixeltechnologie (Back<br />

Side Illu mination) bietet der integrierte Sensor (1/2.5“ 5,04 MP<br />

Rolling Shutter CMOS-Sensor Onsemi AR0521) eine stabile<br />

Low-Light-Performance sowie eine hohe Empfindlichkeit im<br />

NIR (nahes Infrarot)-Bereich, sodass die uEye XCPs in nahezu<br />

jeder Licht situation hochwertige Bilder liefern – bei gleichzeitig<br />

geringem Pixelrauschen. Mit ihrem baukleinen, leichten Vollgehäuse<br />

(29 × 29 × 17 mm, 61 g) und verschraub barem USB Micro-B<br />

Connector ist die USB 3 XCP für den Einsatz in Kombination mit<br />

Robotern und Cobots im Bereich der Automatisierung besonders<br />

geeignet.<br />

EINFACHE INTEGRATION DER KAMERAS<br />

Durch USB 3 und Vision Standard-Kompatibilität (U3V / GenICam)<br />

lassen sich die XCP-Kameras leicht in jedes Bildverarbeitungssystem<br />

integrieren und können grundsätzlich mit jeder geeigneten<br />

Software verwendet werden. Die einfache Integration über das<br />

Standard-Interface ist für Satori besonders vorteilhaft: „Je nach<br />

Kundenanforderung verwenden wir in unserem System andere<br />

Kameras von IDS. Die standardisierte Schnittstelle ermöglicht<br />

einen schnellen Einsatz unterschiedlichster uEye-Modelle.“ Durch<br />

ihre Kompatibilität mit gängigen Objektiven eignet sich eine Vielzahl<br />

an Kameras aus dem IDS-Portfolio als Augen für anwender-<br />

spezifische Cambrian Vision-Lösungen und tragen so zur Maximierung<br />

der Produktionsleistung bei.<br />

AUSBLICK<br />

Ein Roboterarm<br />

lokalisiert und greift<br />

Teile mithilfe zweier<br />

Kameras und<br />

intelligenter<br />

Software<br />

„Der Einsatz von KI in der Robotik steht erst am Anfang und<br />

steckt noch in den Kinderschuhen“, konstatiert Satori. Durch<br />

den wachsenden Bedarf wird die Entwicklung im Bereich Bildverarbeitung<br />

mit KI weiter vorangetrieben, Kameras mit höheren<br />

Datenraten sowie schnelleren und größeren Sensoren werden<br />

auf den Markt kommen, ebenso wie weiter preisoptimierte<br />

Modelle mit verlässlichen Basisfunktionen. „Industriekameras<br />

werden immer kleiner und erschwinglicher. Dies wird noch<br />

mehr Anwendungen ermöglichen. Unsere Vision ist es, Robotern<br />

Fähigkeiten auf dem gleichen Niveau wie Menschen zu<br />

verschaffen.“ Durch den Einsatz von KI-gestützten Robotern für<br />

alltägliche und sich wiederholende Aufgaben lassen sich<br />

menschliche Ressourcen auf kreativere, produktivere und wertvollere<br />

Aufgaben umlenken.<br />

Bilder: Cambrian Robotics<br />

www.ids-imaging.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

IDS Imaging Development Systems GmbH<br />

Dimbacher Strasse 10<br />

74182 Obersulm<br />

Telefon 07134 / 96196-0<br />

E-Mail: info@ids-imaging.de<br />

AUTORIN<br />

Silke von Gemmingen, Referentin Unternehmenskommunikation,<br />

IDS Imaging<br />

Development Systems GmbH, Obersulm<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 43


QUALITÄTSSICHERUNG VON BRAILLE-SCHRIFTEN<br />

JEDER PUNKT IST<br />

ENTSCHEIDEND<br />

Die in den Kameras integrierte Beleuchtungssteuerung<br />

spart Hardware-Kosten und<br />

reduziert die Integrationszeit<br />

Für Menschen mit Sehbehinderung ist die Braille-Schrift enorm wichtig,<br />

insbesondere bei der Identifizierung von Medikamenten. Mit einem auf<br />

Industriekameras und -objektiven basierenden Inspektionssystem kann<br />

sichergestellt werden, dass die Braille-Schriften auf Arzneimittelpackungen<br />

fehlerfrei sind.<br />

Schon ein einziger fehlender Braille-Punkt kann die Aus sage<br />

der Blindenschrift verändern. Besonders folgenreich sind<br />

solche Fehler bei der Identifizierung von Medikamenten,<br />

bei welchen eine tatsächliche Wirkstoff-Mengenangabe<br />

„500 mg“ für Sehbehinderte fälschlicherweise als „100 mg“ identifiziert<br />

werden kann und somit die Gefahr einer starken Überdosis<br />

gegeben ist.<br />

EIGENS ENTWICKELTES INSPEKTIONSSYSTEM<br />

Um solche Risiken zu minimieren, hat das Sauerlacher Systemhaus<br />

für Bildverarbeitung In-situ das Blindenschrift-Inspektionssystem<br />

Dotscan entwickelt. „Dieses robuste System ermöglicht<br />

eine zuverlässige Überprüfung von Blindenschrift auf Arzneimittelverpackungen<br />

und Prägepatrizen“, beschreibt Geschäftsfüh-<br />

rerin Sandra Söll die grundlegende Funktion von Dotscan. „Dabei<br />

werden nicht nur die Anwesenheit der Braille-Punkte und die korrekte<br />

Kombination der Punktmuster, sondern auch die richtige<br />

Höhe der Blindenschriftpunkte nach DIN EN ISO 17351 geprüft.“<br />

Prinzipiell gibt es laut Söll zwei Möglichkeiten, Braille-Punkte<br />

zu prägen: Entweder bei der Stanzung kompletter Druckbögen<br />

oder in einem späteren Prozessschritt durch rotatorische Präge-<br />

Werkzeuge während der Weiterverarbeitung der Schachteln in<br />

einer Klebe-Maschine. „Unsere Anlagen sind dafür ausgelegt, die<br />

Braille-Schrift auf leeren, ungefalteten Faltschachteln Offline im<br />

Produktionsablauf zu überprüfen. Wichtig ist dabei, dass die Inspektion<br />

auf der bedruckten Seite erfolgt. So stellen wir sicher,<br />

dass die Vorderseite korrekt ist, auf der Sehbehinderte die Braille-<br />

Angaben ertasten.“ In vielen Fällen sind die Braille-Punkte dabei<br />

auch in Bereichen einer Schachtel eingeprägt, die mit Grafiken<br />

44 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


oder Texten bedruckt sind. Unruhige Hintergründe dieser Art erschweren<br />

die korrekte Erkennung durch ein Bildverarbeitungssystem.<br />

INTEGRIERTE BELEUCHTUNGSSTEUERUNG<br />

Um auch für solche anspruchsvollen Bedingungen gewappnet zu<br />

sein, verlässt sich In-situ inzwischen auf Bildverarbeitungskomponenten<br />

von SVS-Vistek. „In der ersten Generation unserer<br />

Dotscan-Anlagen waren noch Kameras eines anderen Herstellers<br />

integriert, die jedoch unseren gestiegenen Anforderungen nicht<br />

mehr genügten“, erläutert Söll. „Unter anderem wollten wir das<br />

Bildverarbeitungssetup in Bezug auf die Hardware optimieren<br />

und fanden das Kamerakonzept der Exo-Serie von SVS-Vistek<br />

sehr überzeugend. Die Fähigkeit die Beleuchtungssteuerung<br />

direkt in der Kamera durchzuführen, macht den Einsatz der sonst<br />

üblichen Blitz-Controller hinfällig und spart dadurch Hardware-<br />

Kosten sowie Zeit während der Integration.“<br />

Die in den SVS-Vistek-Kameras integrierte Beleuchtungssteuerung<br />

vereinfacht die von In-situ bevorzugte Aufnahme mehrerer<br />

Bilder unter verschiedenen Lichtverhältnissen und -richtungen,<br />

um aus den so generierten Bilddaten Pseudo-3D-Bilder zu errechnen.<br />

Dieses Shape-from-Shading-Verfahren hat unter anderem<br />

den großen Vorteil, dass damit Höhenwerte weitestgehend<br />

unabhängig vom Aufdruck bestimmt werden können. Zudem<br />

bieten die gewählten Exo-Modelle die Möglichkeit, bestimmte<br />

Informationen in den Kameras zu speichern. So können Systemintegratoren<br />

von Bildverarbeitungssystemen ihr Know-how beispielsweise<br />

über eine Customer-ID gegen nicht gewolltes Duplizieren<br />

schützen. „Die Kamera fungiert dann als Hardware-Dongle,<br />

der ein kundenspezifisches Passwort benötigt“, erklärt Christian<br />

Schaarschmidt von SVS-Vistek, der In-situ vertrieblich betreut<br />

und die Entwicklung der neuen Dotscan-Generation in Bezug auf<br />

die eingesetzten Kameras und Optiken intensiv begleitet hat.<br />

Für Söll und ihr Entwicklungsteam war ein weiteres Argument<br />

für den Wechsel auf Kameras der Exo-Serie, dass wichtige Informationen<br />

wie metrische Kalibrierdaten in einem nicht flüchtigem<br />

RAM-Speicher in der Kamera hinterlegt und über eine Customer-<br />

ID geschützt werden können. Dazu werden die Kameras von SVS-<br />

Vistek mit einer kundenspezifischen Firmware programmiert und<br />

bereits fertig konfiguriert an ihre Kunden geliefert. „Auf diese<br />

Weise können Integratoren solche Daten jederzeit wieder abrufen.<br />

Zudem wird kein externes Device mehr für das Speichern von<br />

Konfigurationsdaten benötigt, was die Komplexität der In-situ-<br />

Geräte reduziert und eine schnellere Einrichtung beim Endanwender<br />

ermöglicht“, unterstreicht Schaarschmidt.<br />

HÖHENTOLERANZ VON NUR ± 0,02 MM<br />

Die hohe Bit-Tiefe von 12 Bit sowie die für diese Anwendung<br />

leicht ausreichende Auflösung der gewählten Exo-Kameramodelle<br />

waren weitere Gründe für In-situ, SVS-Vistek als Lieferanten<br />

für die Kameras und Optiken in den Dotscan-Systemen<br />

zu vertrauen, zumal auch die technisch passenden Objektive für<br />

die kleinen Sensor-Pixel dieser Kameras direkt von SVS-Vistek<br />

bezogen werden konnten. Neben den rein technischen Merkmalen<br />

der Kameras ist jedoch noch ein anderes wichtiges Thema<br />

ausschlaggebend für die Zufriedenheit bezüglich der Zusammenarbeit<br />

mit SVS-Vistek, so Söll: „Selbst in der zuletzt sehr angespannten<br />

Liefersituation in vielen Bereichen haben wir die erforderlichen<br />

Kameras und Objektive zuverlässig von SVS-Vistek<br />

erhalten und konnten dadurch auch die Zeitpläne gegenüber<br />

unseren Kunden einhalten. Dies ist derzeit nicht selbstverständlich<br />

und hat uns gezeigt, dass wir uns für den richtigen Lieferanten<br />

entschieden haben.“<br />

Mit dem gewählten Bildverarbeitungssetup und der damit realisierten<br />

Shape-from-Shading-Technologie sind die Dotscan-<br />

„Selbst in der zuletzt sehr angespannten<br />

Liefersituation haben wir die erforderlichen<br />

Kameras und Objektive zuverlässig von<br />

SVS-Vistek erhalten und konnten dadurch<br />

auch die Zeitpläne gegenüber unseren Kunden<br />

einhalten.“<br />

Sandra Söll, Geschäftsführerin der In-situ GmbH<br />

Systeme in der Lage, die geprägten Braille-Beschriftungen mit<br />

hoher Genauigkeit und Sicherheit bei Geschwindigkeiten von<br />

weniger als 1,5 Sekunden pro Packung zu verifizieren, freut sich<br />

Geschäftsführerin Söll. „Bei einer Toleranz der Höhenprüfung<br />

von nur ± 0,02 mm erkennt Dotscan vorhandene Fehler durch<br />

den Vergleich zu einer Referenz-Punktanordnung absolut zuverlässig<br />

und trägt auf diese Weise dazu bei, dass die Einnahme<br />

der korrekten Medikamente auch für sehbehinderte Menschen<br />

sicher möglich ist.“<br />

Nach aktuellem Stand setzen deutsche Pharma-Konzerne und<br />

weltweit agierende Verpackungskonzerne rund 200 Dotscan-<br />

Systeme zur Prüfung von Braille-Schriften in mehr als 30 Braille-<br />

Sprachen auf Medikamentenverpackungen ein.<br />

www.svs-vistek.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

SVS-Vistek GmbH<br />

Ferdinand-Porsche-Str. 3<br />

82205 Gilching<br />

Telefon 08105 / 3987-60<br />

E-Mail: info@svs-vistek.com<br />

AUTOR<br />

Peter Stiefenhöfer,<br />

Inhaber PS Marcom Services, Olching<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 45


HOCHGESCHWINDIGKEITS-LED-CONTROLLER<br />

FÜR HIGHSPEED-ANWENDUNGEN<br />

PRÄZISE LICHTSTEUERUNG<br />

In vielen Anwendungen sind sehr helle Beleuchtungen die<br />

Grund voraussetzung für die Aufnahme hochwertiger Kamerabilder<br />

und die nachfolgende präzise Auswertung. Insbesondere bei<br />

sehr schnellen Inspektionsprozessen kommt es dabei darauf an,<br />

LED-Beleuchtungen mit möglichst exaktem Timing und mit hohen<br />

Stromstärken anzusteuern, ohne die LEDs dabei zu überlasten.<br />

Die Grenzen des technisch Machbaren in der Bildverarbeitung<br />

verschieben sich stetig in Richtung noch leistungsfähigerer,<br />

schnellerer und genauerer Systeme.<br />

Grund für diese Entwicklung ist, dass die Anforderungen<br />

in vielen Einsatzfällen wachsen, unter anderem, weil die Produktionsgeschwindigkeiten<br />

immer weiter zunehmen. Die Ansprüche<br />

an die Qualität bleiben unabhängig vom Anwendungsfeld jedoch<br />

mindestens auf gleichem Niveau. So sind beispielsweise in der<br />

Elektronikproduktion heute erheblich schnellere Prozesse und<br />

Anlagen im Einsatz als noch vor wenigen Jahren, und dennoch<br />

erwarten die Hersteller weiterhin eine möglichst fehlerfreie Qualität<br />

der Endprodukte. Diese Aussage lässt sich auf nahezu jeden<br />

anderen modernen Industriezweig übertragen.<br />

Für die Bildverarbeitung bedeutet das, dass sich alle benötigten<br />

Komponenten in Bezug auf ihre Leistung ebenfalls ständig weiterentwickeln<br />

müssen. Dies beschränkt sich jedoch nicht allein auf<br />

die eingesetzten Kameras, die häufig als alleinentscheidendes<br />

Element eines Bildverarbeitungssystems angesehen werden. Mindestens<br />

ebenso wichtig sind auch die Kennwerte der verwendeten<br />

Optiken und Beleuchtungen, die Übertragungs geschwindigkeiten<br />

der eingesetzten Datenschnittstellen sowie die Auswertegenauigkeit<br />

der nachgeschalteten Bildverarbeitungssoftware. Insbesondere<br />

die Bedeutung von Beleuchtungen wird hier häufig unterschätzt,<br />

dabei gilt: Selbst die beste Kamera kann ihre Performance<br />

nur dann voll ausschöpfen, wenn die Prüf objekte perfekt ausgeleuchtet<br />

sind.<br />

46 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


Durch die synchronisierte<br />

Beleuchtung von Objekten über<br />

die Multistrobe-Funktion lassen<br />

sich Fehler unterschiedlicher Art<br />

mit höherer Zuverlässigkeit<br />

erkennen<br />

TIMING UND STROMSTÄRKE SIND<br />

ENTSCHEIDEND<br />

Beleuchtungen in Bildverarbeitungsanwendungen werden in<br />

der Regel nicht im Dauerbetrieb genutzt, sondern nur für die<br />

kurzen Zeitspannen geblitzt, in denen Kameras Bilder aufnehmen.<br />

Damit lassen sich die Lebensdauer der Beleuchtungen<br />

sowie ihre Beleuchtungsstärke erhöhen und zudem durch einen<br />

kurzen Blitz Bewegungsunschärfen vermeiden. Für die entsprechende<br />

Ansteuerung der häufig genutzten LEDs kommen seit<br />

Jahren Blitz-Controller zum Einsatz, welche die erforderliche<br />

Stromstärke zeitlich synchronisiert zur Bildaufnahme zur Verfügung<br />

stellen. Werden die LEDs zu lange oder mit zu hohen Strömen<br />

angesteuert, so geht dies zu Lasten ihrer Lebensdauer. Vor<br />

allem bei sehr schnellen Anwendungen kommt es also darauf an,<br />

die Beleuchtungen zeitlich und in Bezug auf die Stromstärke<br />

möglichst exakt anzusteuern, um optimale Lichtverhältnisse für<br />

die Kamera zu schaffen und gleichzeitig eine lange Lebensdauer<br />

und somit eine hohe Wirtschaftlichkeit des Bildverarbeitungssystems<br />

sicherzustellen.<br />

Die Rauscher GmbH Bildverarbeitung ist Vertriebspartner für<br />

die Hochleistungs-LED-Controller der iPulse-Familie des südkoreanischen<br />

Herstellers iCore im gesamten europäischen<br />

Markt. „Diese Produkte unseres Partners stellen nach unserem<br />

Wissensstand derzeit weltweit einmalige Leistungsdaten zur<br />

Verfügung“, betont Thomas Miller, einer der beiden Rauscher-<br />

Geschäftsführer. „Je nach Modell ermöglichen sie extrem kurze<br />

und ultrapräzise Stromimpulse von weniger als 0,5 µs und<br />

Stromstärken von bis zu 200 A.“<br />

EINSATZ IN HIGHSPEED-ANWENDUNGEN<br />

Die iPulse-Controller von iCore weisen neben ihrem exakten<br />

Timing und den hohen Stromstärken zahlreiche weitere Merkmale<br />

auf, die im Einsatz von entscheidender Bedeutung sein<br />

können. So lässt sich mit der integrierten Sequenzer-Funktion<br />

auf einfache Weise ein Multi-Strobing realisieren. Damit beleuchtet<br />

man das Objekt in kürzesten Zeitabständen mit unterschiedlichen<br />

Beleuchtungen und erzeugt so Bilder mit verschiedenen<br />

Beleuchtungen quasi gleichzeitig. Dieser Mechanismus<br />

ist auch mit Zeilenkameras einsetzbar. „Man kann dem Controller<br />

bis zu acht Sequenzen zuweisen, um acht unterschiedliche<br />

LED-Beleuchtungen einzeln mit einem Triggersignal anzusteuern“,<br />

erläutert Miller. „Auf diese Weise ist es beispielsweise einfach<br />

möglich, Objekte synchronisiert mit einem koaxialen, einem<br />

Hintergrund- und einem seitlichen LED-Licht zu beleuchten<br />

und auf diese Weise Fehler unterschiedlicher Art mit höherer<br />

Zuverlässigkeit zu erkennen.“<br />

Zur Verlängerung der Lebensdauer von LEDs ist nach seinen<br />

Worten zudem die enthaltene Übersteuerungsfunktion sehr wertvoll:<br />

„Alle iPulse-Controller sind Konstantstromregler für LED-<br />

Beleuchtungen. Sie nutzen den Vorteil des Konstantstrom-Verfahrens<br />

und können eine bis zu 10-fache Überstromung bereitstellen.<br />

Diese Current-Overdriving-Technologie lässt eine kontrollierte,<br />

kurzzeitige Überschreitung des LED-Nennstroms zu, um die Helligkeit<br />

der Beleuchtung zu erhöhen. Gleichzeitig wird sichergestellt,<br />

dass die angesteuerte LED dabei nicht zerstört wird.“<br />

Die aktuelle iPulse-Familie umfasst Modelle mit einem, zwei,<br />

vier oder acht Kanälen, Stromstärken im Dauerlichtbetrieb von<br />

0,2 bis 20 A und Ausgangsleistungen von 30 bis 500 W im Dauerbetrieb<br />

sowie von 150 W bis 16 kW im Blitz-Modus. Die Modelle<br />

können sowohl mit Flächen-, als auch mit Zeilenkameras betrieben<br />

werden. „Diese breite Auswahl deckt Bildverarbeitungsanwendungen<br />

in unterschiedlichsten Einsatzbereichen ab und<br />

erlaubt beispielsweise die Realisierung sehr schneller Inspektionsprozesse<br />

bei der Herstellung von Batterien, Displays, Elektronikbauteilen,<br />

Produkten aus der Automobilindustrie, in der<br />

Druckindustrie und in vielen anderen Applikationen“, unterstreicht<br />

Miller.<br />

ERSATZ FÜR XENON-BELEUCHTUNGEN<br />

Durch die Zusammenarbeit mit iCore kann Rauscher seinen<br />

Kunden neben den iPulse-Produkten noch eine weitere Besonderheit<br />

anbieten. Das Hybrid Spot Lighting-System iLight ist<br />

eine Kombination aus einer speziellen Hybrid-Lichtquelle, die<br />

eine LED- und eine Laser-Quelle vereint und von einem speziellen<br />

Controller angesteuert wird. iLight stellt Anwendern ein<br />

deutlich helleres Licht als herkömmliche LED-Beleuchtungen<br />

zur Verfügung und dient als Ersatz für Xenon-Lampen. Ein<br />

wesentliches Merkmal der iLight-Systeme ist ihre hohe Lebensdauer<br />

von 30.000 Stunden ohne jegliche Einschränkung in<br />

Bezug auf die Helligkeit.<br />

„Wir haben bereits erste Kunden, die vorhandene Beleuchtungssysteme<br />

in ihren Anlagen durch iLight-Beleuchtungen ersetzen,<br />

weil sie die höhere Lichtleistung und die längere Lebensdauer<br />

überzeugt haben“, so Rauscher-Geschäftsführer Miller.<br />

„iLight-Systeme liegen mit Xenon-Beleuchtungen preislich auf<br />

einem Niveau, sind diesen aber in Bezug auf ihren Verschleiß<br />

deutlich überlegen.“<br />

Die Zusammenarbeit mit iCore stellt für Rauscher aufgrund<br />

der technischen Eigenschaften der iPulse- und iLight-Produkte<br />

eine Besonderheit dar, betont Miller: „Die außerordentliche Leistungsfähigkeit<br />

der iCore-Beleuchtungskomponenten ermöglicht<br />

unseren Kunden die Realisierung noch anspruchsvollerer Aufgabenstellungen<br />

in unterschiedlichsten Einsatzfeldern, für die es<br />

bisher keine vergleichbaren Lösungen gab.“<br />

Bilder: Aufmacher iCore/iStock SweetBunFactory, Bild iCore<br />

www.rauscher.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Rauscher GmbH Bildverarbeitung<br />

Johann-G.-Gutenberg-Str. 20<br />

82140 Olching<br />

Telefon 0 81 42 / 4 48 41-0<br />

E-Mail: info@rauscher.de<br />

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UPDATE<br />

TIME-OF-FLIGHT-KAMERA ERZEUGT<br />

MILLIMETERGENAUE TIEFENBILDER<br />

Schmersal stellt seine 3D-Kamera für die automatisierte<br />

Erfassung digitaler Prozessdaten in Echtzeit vor. Die<br />

AM-T100 ist eine Time-of-flight-Kamera (ToF-Kamera),<br />

die millimetergenaue 3D-Tiefenbilder erzeugt. Die<br />

Kamera nutzt die Laufzeitmessung von ausgesandten<br />

Lichtimpulsen im Infrarotbereich (850 Nm), die an den<br />

zu erfassenden Objekten reflektiert werden. So erzeugt<br />

sie mit hoher Geschwindigkeit<br />

ein millimetergenaues 3D-Abbild<br />

der Szene, das als Punktewolke<br />

vorliegt. Die Bildrate von bis zu<br />

60 fps ermöglicht einen effizienten<br />

Einsatz in industriellen<br />

Fertigungsprozessen sowie in<br />

der Logistik und Robotik. Die<br />

Kamera lässt sich etwa zur Verpackungsunterstützung,<br />

Stapelung, Volumenerfassung oder Etikettierung<br />

einsetzen, um die Effizienz und Genauigkeit der<br />

Prozesse zu erhöhen.<br />

www.schmersal.com<br />

MULTICODE-READER KOMMUNIZIERT<br />

ÜBER IO-LINK<br />

Der Multicode-Reader O2I von<br />

IFM ermöglicht die Auswertung<br />

von verschiedenen 1Dund<br />

2D-Codes und Texten in<br />

einem einzigen Bild. Anwendungen<br />

dieses neuen Vision-<br />

Sensors finden sich vor allem in der Logistik. Der O2I überprüft<br />

Codes und Textinformationen auf ihre Qualität oder stellt die<br />

Nachverfolgbarkeit entlang des gesamten Prozesses sicher.<br />

Für den Einsatz in dunklen oder verschatteten Umgebungen<br />

ist der O2I mit einer integrierten RGBW-Beleuchtung ausgestattet.<br />

Der Reader verwendet zur Datenübertragung über<br />

IO-Link den COM3-Standard mit einer Geschwindigkeit von<br />

230,4 kBaud. Zur besseren Übertragbarkeit werden Daten mit<br />

einer Größe von mehr als 32 Bytes automatisch in mehrere<br />

Blöcke aufgeteilt und damit schnell an die Steuerung übertragen.<br />

Neben der Übertragung macht IO-Link aber auch die<br />

Handhabung des Multicode-Reader O2I leichter. Anwender<br />

können den Sensor über eine Teach-Taste einfach einstellen.<br />

www.ifm.com<br />

RAUSCHER ERWEITERT PORTFOLIO<br />

Rauscher Bildverarbeitung<br />

ergänzt sein Bildverarbeitungs-<br />

Portfolio um 3D-Kameras von<br />

Photoneo. Die Produktlinien<br />

MotionCam-3D sowie PhoXi 3D<br />

und Alpha 3D-Scanner ermöglichen<br />

die Aufnahme dichter<br />

Punktewolken von statischen und<br />

bewegten Objekten und sind dank der eingesetzten<br />

GigE Vision- und GenICam-Schnittstellen mit vielen<br />

Software-Produkten kompatibel. Sie sind unempfindlich<br />

gegen Umgebungslicht und liefern auch bei<br />

schwierigen Oberflächen sehr gute 3D-Daten. Vor<br />

allem bei Anwendungen in der Automobil-, Logistik-,<br />

E-Commerce-, Lebensmittel- und Medizinbranche<br />

tragen Photoneo-Produkte wesentlich zur Leistungsund<br />

Effizienzsteigerung von Fertigungs-, Abwicklungsund<br />

Montageprozessen bei.<br />

www.rauscher.de<br />

EXTREM LICHTEMPFINDLICHE UHS-KAMERA<br />

Die Ultra Highspeed-Kamera<br />

Phantom T4040 von High Speed<br />

Vision eröffnet neue Möglichkeiten<br />

der Analyse von schnellen, sporadischen<br />

Ereignissen in der Forschung,<br />

Entwicklung, Automatisierung und<br />

Qualitätssicherung. Der für den<br />

Kamerahersteller Vision Research<br />

entwickelte, rückseitig beleuchtete 12-bit CMOS-Bildsensor<br />

steigert die Effizienz des Bildpixels. Das führt zu höchster<br />

Bildqualität und erhöht den Datendurchsatz auf bis 40 GP/s.<br />

Bei maximaler Bildauflösung von 2560 × 1664 Pixel werden<br />

9350 Bilder pro Sekunde erreicht. Die Quanteneffizienz der<br />

Pixel von über 90 Prozent stellt sicher, dass der Sensor bei<br />

geringen Lichtverhältnissen optimal arbeitet und das Signal-<br />

Rausch-Verhältnis entscheidend minimiert. Die Kamera bietet<br />

Belichtungszeiten von minimal 1 µs als Standard und 250 ns<br />

in der Fast-Option.<br />

www.hsvision.de<br />

SMARTER REGIEASSISTENT FÜR ÜBERTRAGUNGSFORMATE<br />

Maxxvision, Distributor für Sony PTZ-Kameras, präsentiert mit SRG-A40 und<br />

SRG-A12 neue 4K Schwenk-Neige-Kameras mit KI-gestütztem Auto-Framing zum<br />

automatisierten Tracking von Rednern. Angaben zufolge soll die integrierte Technologie<br />

präziser als reines Auto-Tracking sein. Ein KI-basierter Algorithmus zur<br />

Videoanalyse sorgt dafür, dass Vortragende in Bewegung automatisch vom Kamerakopf<br />

verfolgt werden. Sie bleiben dabei stets fokussiert wie gewünscht im Bild –<br />

auch dann, wenn sich andere Personen im Bildausschnitt befinden oder sonstige<br />

Hindernisse im Weg sind. Ein weiteres Novum ist das Hochleistungs-Zoomobjektiv<br />

der SRG-A40. Es ermöglicht bei 4K-Auflösung einen Zoomfaktor bis 30 x, bei HD-Auflösung bis 80 x. Zusätzlich steht ein<br />

12 x Digitalzoom zur Verfügung. Der 1/2.5“ ExmoR CMOS Sensor, ein Mikrofon-Eingang sowie eine Tally-Lampe prädestinieren<br />

die Sony PTZ-Kameras für Webcasts, Seminare, Vorlesungen oder Live-Veranstaltungen, die gestreamt werden.<br />

www.maxxvision.com<br />

48 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


UPDATE<br />

HOCHGENAUE MESSWERTE IM HIGHSPEED-<br />

MODUS ERFASSEN<br />

Mit Ruler3002, 3004 und 3010 erweitert Sick das Angebot<br />

rund um hochauflösende 3D-Streaming-Kameras für das<br />

Industrie- und Elektronikumfeld. Die neuen Modelle können<br />

auch kleinste Details zuverlässig erfassen. Dazu erzeugt der<br />

CMOS-Sensor von Sick bis zu 46 kHz 3D-Profile von Objekten.<br />

Gleichzeitig liefern sie mit Höhenauflösungen im Mikrometerbereich<br />

hochgenaue und zugleich belastbare Messwerte, die<br />

unmittelbar zur Prozesssteuerung bereitstehen. Die 3D-Streamingkameras<br />

bieten Sichtfelder bis 26,6 mm und arbeiten<br />

nach Version und Anwendung mit einem blauen oder einem<br />

roten Laser der Klasse 2 oder 3R. Unabhängig von Kontrasten<br />

oder Farben von Objekten und Hintergründen erreichen sie<br />

eine Höhenauflösung von bis zu 0,8 µm bei gleichzeitig bis zu<br />

3.200 Datenpunkten pro Profil. Bildqualität und Messgenauigkeit<br />

sind aufgrund<br />

der hohen Lichtempfindlichkeit<br />

der<br />

Kameras sowie der<br />

Doppelbelichtungsfunktion<br />

auch bei<br />

glänzenden oder<br />

remissionsschwachen Oberflächen gewährleistet. Weitere<br />

Merkmale der neuen, werksseitig bereits kalibrierten 3D-<br />

Kamerageneration sind die Konformität mit den Bildverarbeitungsstandards<br />

GigE Vision und GenICam, die eine aufwandsarme<br />

Integration in Systeme und Maschinen ermöglichen,<br />

sowie Inbetriebnahme- und Benutzerfreundlichkeit.<br />

www.sick.de<br />

HOCHAUFLÖSENDE<br />

KURZWELLEN-INFRAROTKAMERAS<br />

Allied Vision erweitert seine Alvium-Kameraserie für die<br />

industrielle Bildverarbeitung um Modelle mit den neuesten<br />

Sensoren mit SenSWIR-Technologie von Sony. Ausgestattet<br />

mit den SenSWIR InGaAs-Sensoren IMX992 und IMX993 der<br />

zweiten Generation liefern die Alvium SWIR-Kameras hochauflösende<br />

Bilder bei schnellen Bildraten. Das Design zeichnet<br />

sich durch kompakte Größe, geringes Gewicht, sparsamen<br />

Stromverbrauch sowie niedrige Kosten aus (SWaP+C). Die<br />

Sensoren werden entweder<br />

mit 5GigE Vision, USB3 Vision<br />

oder mit MIPI CSI-2<br />

Schnittstelle erhältlich sein.<br />

Die Alvium SWIR-Kameras<br />

eignen sich für den Aufbau<br />

sehr kompakter Systeme bei<br />

Anwendungen mit begrenztem<br />

Platzangebot, wie zum<br />

Beispiel in tragbaren<br />

Geräten oder Drohnen. Sie<br />

unterstützen einen Spektralbereich<br />

von 400 bis<br />

1.700 nm bei hoher Quanteneffizienz. Dies ermöglicht die<br />

Aufnahme von Bildern sowohl im sichtbaren als auch im<br />

SWIR-Spektrum mit einer einzigen Kamera. In Kombination<br />

mit einer hochpräzisen Sensorausrichtung bei der Produktion<br />

lassen sich so Inspektionssysteme mit hohen Anforderungen<br />

an Bildqualität, Auflösung und Präzision realisieren.<br />

www.alliedvision.com<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2024</strong> im 36. Jahrgang,<br />

ISSN: 2194-1157 / ISSN E-Paper: 2747-8017<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,<br />

E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

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

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste <strong>2024</strong>, gültig ab 01.10.2023<br />

LESERSERVICE<br />

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Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

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Einzelheftpreis: € 13,- (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Inland: € 65,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € 70,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

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

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-200<br />

E-Mail: info@vfmz.de<br />

www.vereinigte-fachverlage.de<br />

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

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

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

Gesellschafter: P.P. Cahensly GmbH & Co. KG,<br />

Karl-Härle-Straße 2, 56075 Koblenz<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Chef vom Dienst: Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Leitende Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke<br />

Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />

DATENSPEICHERUNG<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />

ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />

Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />

Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich<br />

beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />

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Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />

Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche, räumlich,<br />

zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere das Recht<br />

zur Veröffentlichung in Printmedien aller Art sowie<br />

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Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung und Übersetzung,<br />

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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

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Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />

DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

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Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit<br />

des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />

Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen werden.<br />

Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt die Ansicht der<br />

Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />

kann keine Gewähr übernommen werden. Grundsätzlich<br />

dürfen nur Werke eingesandt werden, über deren Nutzungsrechte<br />

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an anderer Stelle zur Veröffentlichung eingereicht oder<br />

bereits veröffentlicht wurden.<br />

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Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />

zur Feststellung der Verbreitung von<br />

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 49


energie:bilanz<br />

POLYMERLAGER: WARUM SIE MIT<br />

VIELEN VORTEILEN PUNKTEN!<br />

Klassische Metalllager benötigen ständige Nachschmierung.<br />

Gleitlager aus Hochleistungskunststoffen können<br />

dank integrierter Festschmierstoffe darauf verzichten.<br />

Und das bringt einige Vorteile, wie geringere Einkaufskosten<br />

für Schmiermittel. Je nach Anwendung sind dies zwischen<br />

7.000 und 14 Mio. Euro pro Jahr, zeigt die Studie der RWTH-<br />

Wissenschaftler. Hinzu kommen jährlich zwischen 8.000 und<br />

zwei Millionen eingesparte Arbeitsstunden für das manuelle<br />

Nachschmieren von Lagerstellen. „Die Zahlen beweisen eindrucksvoll,<br />

wie sich durch eine vermeintlich kleine Umstellung<br />

unterm Strich enorme Summen und Ressourcen einsparen lassen“,<br />

unterstreicht Stefan Loockmann-Rittich, Geschäftsbereichsleiter<br />

Iglidur Gleitlager bei Igus. Ein Studienteilnehmer<br />

etwa, die Brauerei Heineken Brasil, würde durch den Umstieg auf<br />

Polymerlager in allen Förderbändern ihrer 160 Standorte weltweit<br />

20 t Schmierstoff pro Jahr für 450.478 Euro und 5,4 Mio. Euro<br />

Personalkosten einsparen.<br />

KLEINE STELLSCHRAUBE – GROSSE WIRKUNG<br />

Die RWTH-Studie berechnet zudem erstmals auch die positiven<br />

Umweltauswirkungen von Gleitlagern aus Hochleistungskunststoffen<br />

von Igus. Heineken Brasil beispielsweise spart durch den<br />

Austausch von Metalllagern durch Polymerlager an 600 Lagerstellen<br />

jährlich CO 2<br />

-Äquivalente in Höhe von 180 kg. „Würden<br />

alle Niederlassungen von Heineken auf Polymerlager umsteigen,<br />

könnte das Unternehmen CO 2<br />

-Äquivalente in Höhe von 28.814 kg<br />

einsparen. Und das ist für eine so kleine Stellschraube ein beachtlicher<br />

Wert“, so Loockmann-Rittich. Zum Vergleich: Wenn<br />

EXPERTENWISSEN TEILEN<br />

Mit der Durchführung der unabhängigen Studie<br />

beauftragt war die WBA Werkzeugbau Akademie, ein<br />

Forschungsunternehmen, das auf dem Campus der<br />

RWTH Aachen als Teil eines der größten Forschungslabore<br />

Europas im Bereich Produktionstechnik mit dem Werkzeugmaschinenlabor<br />

WZL und dem Fraunhofer Institut<br />

für Produktionstechnik (IPT) zusammenarbeitet. Die<br />

Ergebnisse basieren auf Experteninterviews mit neun<br />

Unternehmen aus den Bereichen Automationstechnik,<br />

Baumaschinen, Agrarindustrie, Lebensmittelindustrie<br />

sowie Verpackungs- und Abfüllindustrie.<br />

ein Fahrzeug einen Liter Benzin verbraucht, emittiert es etwa<br />

2,37 kg CO 2<br />

. Die Ersparnis würde demnach über 12.000 l Benzin<br />

entsprechen. Immer mehr Hersteller von Maschinen, Anlagen<br />

und Fahrzeugen spüren den Druck, die CO 2<br />

-Bilanz ihrer Produkte<br />

ausweisen zu müssen. Dafür gibt es nun eine wissenschaftlich<br />

belegte Einschätzung der Umweltvorteile des Selbstschmiereffekts<br />

von Kunststoffgleitlagern, wie Igus zeigt.<br />

Bild: Igus<br />

www.igus.de<br />

50 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 www.industrielle-automation.net


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 02/<strong>2024</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 05. 04. <strong>2024</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 19. 03. <strong>2024</strong><br />

01<br />

02<br />

04<br />

03<br />

01 Hannover Messe <strong>2024</strong>: Produkt innovationen,<br />

Highlights, Trends und neue Technologien zur digitalen<br />

Transformation der Industrie<br />

Bild: Deutsche Messe<br />

02 Zuverlässige Sensorik zur effizienten Steuerung und<br />

Überwachung von Wasserfiltrationsanlagen<br />

Bild: IFM<br />

03 Wolfram Müller über agiles Projektmanagement<br />

im Anlagen- und Sondermaschinenbau<br />

Bild: BlueDolphin<br />

DER DIREKTE WEG<br />

Internet:<br />

www.industrielle-automation.net<br />

04 SPECIAL Connectivity: Komponenten und Lösungen<br />

rund um Energie, Elektrifizierung und Infrastruktur<br />

Bild: Sergey Ryzhov – stock.adobe.com<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

E-Paper:<br />

digital.industrielle-automation.net<br />

Redaktion:<br />

Redaktion@industrielle-automation.net<br />

WORLD OF INDUSTRIES:<br />

www.world-of-industries.com<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2024</strong>/01 51


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