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4/2020
www.etz.de
Bild: Monty Rakusen‘s Studio_gettyimages/ Wago
A8100
TITELSTORY KOMMUNIKATION POWER QUALITY
Produktionsanlagen digital erfassen 5G für die intelligente Fabrik Technologien zum Reduzieren
– Plant Asset Management der Zukunft von Oberschwingungen
VIDEC.
Innovative
Lösungsstrategien
für die
Digitalisierung
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www.etz.de X/2020
EDITORIAL
Sicherheitsrisiko
Homeoffice
Kein anderes Thema beschäftigt die Welt aktuell so sehr wie das
Coronavirus Sars-Cov-2. Trotz aller Maßnahmen, wie Reiseverbote,
Ausgangssperren und Quarantäne, infizieren sich immer mehr
Menschen. Kein Wunder, dass Messen und Veranstaltungen abgesagt
oder verschoben werden. Dabei ist nicht absehbar, wann sich die
Lage bessern, geschweige denn normalisieren wird.
Um ihre Mitarbeiter vor einer möglichen Ansteckung mit dem neu
artigen Coronavirus zu schützen, ermöglichen immer mehr Unter
nehmen das Arbeiten von zu Hause aus – oder ordnen dies sogar an.
Gerade für Unternehmen, die eine solche Regelung erstmalig ein
führen, vergrößert sich dadurch jedoch auch die Angriffsoberfläche für Mehr Präzision.
Cyber-Attacken. Damit der Schutz vor biologischen Gefahren nicht
durch erhöhte Anfälligkeit für digitale Bedrohungen erkauft wird, Performante Wegmessung
sollten Unternehmen eine Reihe von Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. in rauer Umgebung
So sollte unter anderem eine regelmäßige Aktualisierung des Viren-
Induktive Wegsensoren auf
schutzes, die Trennung des privaten und beruflichen Posteingangs
sowie eine Nutzungseinschränkung externer Geräte (USB-Stick, Wirbelstrombasis zur berührungslosen
Festplatten usw.) zur Datenübertragung von einem Computer auf Messung von Weg, Abstand & Position
einen anderen selbstverständlich sein. Der Zugriff auf alle Unterneh- auf allen Metallen
mensdaten (inklusive E-Mail-Zugang) ist nur über ein gesichertes Hohe Grenzfrequenz für dynamische
Virtuelles Privates Netzwerk (VPN) erlaubt. Mittels Zweifaktor- Messaufgaben
Authentifizierung lässt sich der Zugang zusätzlich schützen. Zudem
ist der Router zuhause stets auf dem aktuellen Firmware-Stand zu Höchste Genauigkeit & Stabilität
halten und mit eigenen Schutzfunktionen auszustatten. Dasselbe gilt Robuste Bauformen für schwierige
für andere Geräte mit Netzwerkanbindung, wie Multifunktionsdrucker, Umweltbedingungen (Öl, Schmutz,
Netzwerkspeicher (NAS-Systeme) und Smart Speaker. Gerade vor Hoch-Temperatur, Druck bis 2000 bar)
möglichen Angriffsszenarien über vernetzte Lautsprecher hat Trend
Micro bereits 2017 gewarnt.
Neben technischen Maßnahmen muss aber auch die Aufklärung der Schlag / Rundlauf
Mitarbeiter oberste Priorität haben: Viele Cyberkriminelle haben
Covid-19 bereits für sich entdeckt und nutzen die Angst vor dem Virus
als Köder für Phishing-Angriffe und die Verbreitung von Schadsoft-
ware. Bleiben Sie also vorsichtig und schützen Sie sich, Ihre Gesund-
heit und Ihr Equipment.
Wenn Sie unsere Branche über neue Entwicklungen informieren
wollen, steht das gesamte etz-Team weiterhin für Sie zur Verfügung.
Gerne greifen wir Ihre Ideen auf, um gemeinsam positive Signale
zu setzen und Dinge nach vorn zu bringen.
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4/2020 www.etz.de 3
micro-epsilon.de/eddy
INHALTSVERZEICHNIS etz elektrotechnik & automation · 141. Jahrgang · 4/2020
Unternehmen & Branchen
6 Lapp wächst gegen den Trend
8 TE Connectivity erwirbt Mehrheitsbeteiligung
an der First Sensor AG
10 Können Patente für den 5G-Standard
zum Problem werden?
11
Seite 12 Neuer Lösungsanbieter mit viel Know-how
Der multifunktionale Condition-Monitoring-
für die Digitalisierung der Produktion
Sensor ermöglicht die kontinuierliche
Zustandsüberwachung sowie das auto
matisierte Monitoring von Grenzwerten
Fertigungs- & Maschinenautomation
12 Condition-Monitoring-Sensor
mit integrierter Datenverarbeitung
16 5G für die intelligente Fabrik der Zukunft
20 Wenn der Griff zur Flasche unnötig wird
23 Die Kunst eines guten Systemdesigns
26 Optimale Sensorik durch enge Zusammenarbeit
29 Mit Hefe, Mehl und Daten zu digitalen Brötchen
Seite 16
Mit der passenden ommunikationshardware,
32 Produkte
wie Router, Switches oder Gateways, lässt
sich die Integration von 5G-Kommunikation in
Anlagen und Maschinen einfach umsetzen
Prozess- & Energieautomation
36 Produktionsanlagen digital erfassen –
Plant Asset Management
40 Manometer werden digital
43 Produkte
Seite 29
Die Service-App erweitert die Fernwartungs
lösung für eine Bäckerei zu einem umfassen-
den digitalen Maschinen-Monitoring
4 www.etz.de 4/2020
Antriebs- & Schalttechnik
45 Roboterschweißzelle mit eingebauter Flexibilität
48 Kompakte Antriebssysteme aus dem Baukasten
51 Technologien zum Reduzieren
von Oberschwingungen
54 Produkte
Seite 56
Mit dem NRG-System hat Carlo Gavazzi eine
Komponenten & Peripherie Lösung entwickelt, mit der sich Heizungslasten
via Profinet präzise und schnell schalten lassen
56 Heizungsregelung über Profinet voll im Griff
59 Produkte
Rubriken
Anzeige
60 Impressum
62 Bücher & Software
63 VDE aktuell
Bild: Monty Rakusen‘s Studio_gettyimages/ Wago
In dieser Ausgabe befinden sich zwei Beilagen von:
Megger GmbH, Oberursel,
Bihl + Wiedemann GmbH, Mannheim.
Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.
Produktionsanlagen digital erfassen
Wenn eine selbstständige, voll automatisierte Produktions-
anlage das Ziel ist, müssen alle Komponenten der Anlagen
digitalisiert werden. Die optimale Herangehensweise ermög-
lichen Lösungen für ein Plant-Asset-Management-System,
welche die Basis für industrielle Anwendungen, wie Energie-
management und Predictive Maintenance, schaffen. Wago
bietet ein ganzheitliches Lösungspaket für die Cloud-
Connectivity, welches selbstverständlich auch auf lokalen
Rechnern funktioniert. Die Smart Factory, die eine komplette
Darstellung der Fertigungsstätte in digitaler Form als
Voraussetzung hat, wird so zur Realität (siehe Seite 36).
Bild: Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden:
www.wago.de
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UNTERNEHMEN & BRANCHEN
Ticker Lapp wächst gegen den Trend
In den vergangenen Tagen wurden aufgrund Lapp (www.lappkabel.de) hat auch das
des Coronavirus viele Messen und Veranstal- Geschäftsjahr 2018/2019 erfolgreich
tungen in der Elektro- und Automatisie- abgeschlossen. Der Umsatz des Welt-
rungstechnik abgesagt oder verschoben. marktführers für integrierte Lösungen
Dies betrifft sogar die Drupa, die ursprüng- der Kabel- und Verbindungstechnolo-
lich im Juni stattfinden sollte, während die gie erhöhte sich im abgelaufenen Ge-
Intersolar und die Sensor+Test dann immer schäftsjahr (1. Oktober bis 30. Septem-
noch ihre Pforten öffnen sollen. Um nicht ber) um 6 % auf 1 222 Mio. €. Die
den Überblick zu verlieren, haben wir eine Zahl der Mitarbeiter stieg um 9,5 %
Liste gemacht: von A wie All About Automa auf 4 650 Beschäftigte. Allerdings ver-
tion über H wie Hannover Messe und M wie ringerte sich das Ergebnis vor Steuern
Metav bis zu S wie SPS Italia (Stand: 17.3.2020). um 17,6 % auf 48,3 Mio. €. „Ange-
sichts anhaltender Spannungen im Andreas Lapp ist Vorstandsvorsitzender
All About Automation Essen: Welthandel und der Eintrübung der der Lapp Holding AG und Vorstand für
(weiterhin für den 27. – 28. 5. 2020 geplant) Konjunktur können wir auf das Er- Marketing und Vertrieb
All About Automation Friedrichshafen: reichte sehr stolz sein. Vor allem unsere
(verschoben, neuer Termin 1. – 2. 7. 2020) Strategie, die digitale Transformation
Automatica: gemeinsam mit den Kunden voranzu- gern. Allerdings war im 4. Quartal
(weiterhin für den 16. – 19. 7. 2020 geplant) treiben, trägt erste Früchte. Das zeigt auch bei Lapp die wirtschaftliche Ab-
Automation: uns, dass wir mit innovativen Lösun- schwächung deutlich spürbar. Beson-
(weiterhin für den 30. 6.– 1. 7. 2020 geplant) gen auch in schwierigen Zeiten noch ders gestützt wurde das Umsatzwachs-
Automatisierungstreff: wachsen können“, sagte Andreas Lapp, tum durch die Region EMEA, die
(verschoben, neuer Termin 8. – 10.9. 2020) Vorstandsvorsitzender der Lapp Hol- 73 % des weltweiten Umsatzes erwirt-
Control: ding AG. Die größten Zuwächse er- schaftete. Hier erhöhte sich der Um-
(abgesagt, nächste Messe 4. – 7. 5. 2021) zielte das Familienunternehmen mit satz um knapp 8 % auf 889,9 Mio. €.
CWIEME: Stammsitz in Stuttgart in Europa. Positiv entwickelte sich auch der Um-
(weiterhin für den 30. 6. – 2. 7. 2020 geplant) Aber auch in Amerika und Asien satz in Deutschland mit 359,8 Mio. €
Drupa: konnte es seinen Umsatz weiter stei- (+ 3,4 %).
(verschoben, neuer Termin 20. – 30. 4. 2021)
EMV:
(abgesagt, nächste Messe 23. – 25. 3. 2021)
Hannover Messe: Verwaltung von großen Datenmengen
(verschoben, neuer Termin 13. – 17. 7. 2020)
Ifat: Komfortable Massenpflege von Pro- hens, Geschäftsführer der Amperesoft
(verschoben, neuer Termin 7. – 11. 9. 2020) duktdaten: Mehr und mehr Hersteller GmbH. „Nun besteht die nächste
Interpack: setzen auf den Datenstandard „eCl@ss“. Herausforderung darin, die Masse der
(verschoben, neuer Termin 25.2. – 3. 3. 2021) Wie die performante Verwaltung der dafür erforderlichen Daten beim Engi-
Intersolar: dadurch wachsenden Datenmengen ge- neering performant zu verwalten.“ Die
(weiterhin für den 17. – 19. 6. 2020 geplant) lingt, zeigt Amperesoft (www.amperesoft. entsprechende Lösung halten die CAE-
Light + Building: de) mit der neuen Version 2020.1 sei- Spezialisten mit der neuen Version
(verschoben, neuer Termin 27. 9. – 2. 10. 2020) nes „ToolSystems“. 2020.1 ihres ganzheitlichen „ToolSys-
Logimat: „Der ‚eCl@ss‘-Standard hat sich tems“ bereit, das Planer beim effizien-
(abgesagt, nächste Messe 9. – 11. 3. 2021) mittlerweile etabliert. Einheitliche ten und zunehmend automatisierten
Metav: Datenformate sind Voraussetzung für Engineering unterstützt. Die integrierte
(verschoben, neuer Termin 23. – 26. 3. 2021) den automatisierten Informationsaus- Materialdatenbank „MatClass“ erleich-
MSR-Spezialmesse Leverkusen: tausch zwischen Maschinen und somit tert die Pflege von Daten und besitzt
(verschoben, neuer Termin 19. 8. 2020) für Industrie 4.0“, erklärt Stefan Mül- zudem eine Schnittstelle für die Cloud
PCIM Europe: anbindung.
(verschoben, neuer Termin 28. – 30. 7. 2020) Mit der Bereitstellung einer eigenen
Sensor+Test: Cloudplattform ist Amperesoft bereits
(weiterhin für den 23. – 25. 6. 2020 geplant) für die kommenden Aufgaben gerüs-
Servparc: tet. Auf der Hannover Messe werden
(weiterhin für den 17. – 18. 6. 2020 geplant) die Bonner ihre Schnittstelle für die
Smart Automation Austria: Cloudanbindung präsentieren und an-
(abgesagt, nächste Messe 18. – 20. 5. 2021) hand dieses Beispiels den optimierten
SPS Italia: Datenfluss zwischen einzelnen An-
(weiterhin für den 26. – 28. 5. 2020 geplant) Aktualisiertes Amperesoft „ToolSystem“ wendungen des „ToolSystems“ zeigen.
6 www.etz.de 4/2020
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4/2020 www.etz.de 7
UNTERNEHMEN & BRANCHEN
Ticker TE Connectivity erwirbt Mehrheitsbeteiligung
VDMA prognostiziert für 2020 Rückgang der
an der First Sensor AG
Produktion im Maschinenbau um 5 %. Für den Die TE Connectivity Ltd. (www.te.com), tion und Vertrieb in den USA, Kana-
Januar hatte der VDMA für den Auftragseingang ein global tätiges Technologieunter- da, China, den Niederlanden, Groß-
noch ein Plus von 7 % im Vergleich zum Vorjahr nehmen im Bereich Verbindungs- und britannien, Frankreich, Schweden und
gemeldet. Besonders positiv schlugen im Januar Sensorlösungen, hat ihr öffentliches Dänemark sowie ein weltweites Netz
die Bestellungen aus dem Inland zu Buche (plus Übernahmeangebot für die First an Partnern.
11 %), aber auch aus den Nicht-Euro-Ländern er- Sensor AG vollzogen. TE hält jetzt TE kann aufgrund der Kombination
hielten die Maschinenbauer 8 % mehr Orders. Nun 71,87 % der Aktien an First Sensor. des Portfolios von First Sensor und TE
allerdings zeichnet der Verband ein düsteres Bild Das Unternehmen, in den frühen eine noch umfangreichere Produkt
für den deutschen Maschinenbau: Die Produktion 1990er-Jahren als Technologie-Start- palette anbieten, mit innovativen,
soll in diesem Jahr um 5 % im Vergleich zum so- up gegründet, ist ein weltweit tätiges marktführenden Sensoren, Verbindungs
wieso schon schwachen Vorjahr (Produktions- Sensorikunternehmen. Es produziert lösungen und -systemen sowie Kom-
rückgang in 2019 um 2,8 %) sinken. Der VDMA- sowohl Standardsensoren als auch petenzen, die die Wachstumsstrategie
Präsident rief die Politik zur Erleichterung der kundenspezifische Sensorlösungen in des Sensorgeschäfts von TE und TE
Kurzarbeitsregeln für alle Betriebe auf – unab- den Bereichen Photonik, Druck und Connectivity insgesamt weiter unter-
hängig von den Auswirkungen des Coronavirus. „Advanced Electronics“ für Anwen- stützen. First Sensor bietet mit ihren
dungen in den Märkten Industrie, Me- Anwendungen im Bereich optische
ZVEI: Elektroindustrie verbuchte im Januar dizin und Transport. Das Unternehmen Sensorik für Industrie-, Lkw- und
7,7 % weniger Aufträge. Wie der ZVEI mitteilt, hat sechs Standorte in Deutschland Pkw-Anwendungen Möglichkeiten
verzeichnete die deutsche Elektroindustrie im und weitere für Entwicklung, Produk- der Marktexpansion.
Januar dieses Jahres bei den Auftragseingängen
ein Minus von 7,7 % im Vergleich zum Vorjahr.
Während die Inlandsbestellungen deutlich rück-
läufig waren (−15,3 %), gaben die Bestellungen M&M Software tritt Open Industry 4.0 Alliance bei
aus dem Ausland nur um 1,1 % nach. „Die verhal-
tene Ordertätigkeit 2019 hat sich mit Beginn die- M&M Software (www.mm-software.com/
ses Jahres zunächst einmal fortgesetzt. Dabei de) ist von der Grundidee des partner-
sind die Effekte durch den Coronavirus in den schaftlichen Zusammenschlusses füh-
Januar-Zahlen noch gar nicht enthalten“, sagte render Industrieunternehmen mit
ZVEI-Chefvolkswirt Dr. Andreas Gontermann. unterschiedlichen Kernkompetenzen
innerhalb der Open Industry 4.0 Al
liance und ihren Zielen überzeugt.
Deshalb ist das Unternehmen nun
Personalia ebenfalls der Allianz beigetreten.
Industrie 4.0 vereint Automatisie-
Neuer CEO bei Flender rung, Konnektivität, Mobilität, Glo-
Die Flender-Gruppe als Teil der balisierung und Sicherheit. Um eine
„Portfolio Companies“ der Sie- durchgängige Vernetzung umzusetzen, Klaus Hübschle ist CEO von M&M Software
mens AG erhält einen neuen CEO. sind viele Bausteine von unterschied
Andreas Evertz erweitert zum lichen Herstellern nötig, wie Geräte
1. April 2020 die bestehende Ge- (Sensoren/Aktoren) oder hardware aktuell angeschlossen hat: „Der part-
schäftsführung und folgt zum 1. Juni 2020 Stefan nahe, lokal ausgeführte Softwareappli- nerschaftliche Zusammenschluss füh-
Tenbrock als CEO nach, der dann nach 36 Jahren kationen (Edge Computing). Diese render Industrieunternehmen mit un-
Tätigkeit bei Flender in den Ruhestand gehen Bausteine sollen dann an ein überge- terschiedlichen Kernkompetenzen, wie
wird. Seit 2015 stand S. Tenbrock als CEO an der ordnetes System (die Cloud) angebun- Maschinenbau, Softwareentwicklung
Spitze der Flender-Gruppe. In dieser Zeit baute den werden. „Die Praxis zeigt, dass es oder Prozessautomatisierung, setzt sich
er zunächst einen eigenständigen Vertrieb auf mittlerweile eine unüberschaubare für Interoperabilität von Industrie-4.0-
und führte das Unternehmen dann konsequent Vielzahl von IoT-Komponenten und basierten Lösungen und Dienstleistun-
folgend zum 1. Oktober 2017 in die rechtliche und -Plattformen gibt, die mehr oder weni- gen ein, um die Digitalisierung ent-
unternehmerische Eigenständigkeit. Die Flender ger proprietär agieren. Der Datenaus- scheidend voranzutreiben. Auf Basis
GmbH mit ihren weltweiten Niederlassungen tausch zwischen diesen Insellösungen existierender Standards wie, OPC UA,
agiert seitdem als Tochtergesellschaft der Sie- verläuft meist nicht homogen und er- entsteht ein Framework, in das Kun-
mens AG. So gelang es S. Tenbrock und seinem schwert so den Betreibern eine zügige den die von ihnen benötigten Bau
Managementteam, die Flexibilität und Kunden Umsetzung ihrer IoT-Vorhaben“, heißt steine und Dienstleistungen der Open
nähe eines Mittelständlers mit der Stabilität und es von M&M Software. Industry 4.0 Alliance-Mitglieder naht-
Prozessqualität eines Konzerns zu vereinen und den Hier setze die Open Industry 4.0 los integrieren können“, begründet das
Fokus auf Profitabilität und Wachstum zu legen. Alliance an, der sich M&M Software Unternehmen seinen Beitritt.
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4/2020 www.etz.de 9
UNTERNEHMEN & BRANCHEN
Können Patente KI-Robotiklösung für Logistikarbeiten
für den 5G-Standard ABB (www.abb.com), führender Anbie- Einnahmen im E-Commerce-Bereich
zum Problem werden? ter von Industrierobotern, und Cova- innerhalb der nächsten fünf Jahre um
riant (covariant.ai), ein Start-up aus mehr als 50 % steigen – von 1,7 Bio. €
Die Entwicklung der KI-gesteuerten dem Silicon Valley auf dem Gebiet der im Jahr 2019 auf 2,6 Bio. € im Jahr
Fabrikautomatisierung wird in den künstlichen Intelligenz (KI), arbeiten 2024. Die wachsende Nachfrage nach
nächsten Jahren durch die wachsende gemeinsam an der Entwicklung von Dienstleistungen im Bereich Fulfill-
Konnektivität mittels eines globalen KI-Robotiklösungen. Die erste Lösung, ment bietet aufgrund der Komplexität
5G-Netzes rasch voranschreiten. Die eine autonome Greifanwendung zur und Personalintensität besonders gro-
Kommunikation über mehrere Geräte Auftragsabwicklung in Logistikzentren, ßes Potenzial für intelligente Automa-
hinweg und die Interkonnektivität wird bereits in einem E-Commerce- tisierung. Das Marktforschungsunter-
verschiedener Systeme beruht dabei Fulfillment-Center in den Niederlanden nehmen Beroe Inc. rechnet mit einem
auf der gemeinsamen Spezifikation des genutzt. Anstieg des globalen Marktvolumens
5G-Standards. Wer einen Standard, Die Partnerschaft verbindet zwei für Fulfillment-Dienstleistungen auf
Unternehmen mit einer gemeinsamen 51,3 Mrd. € bis 2021 bei einer durch-
Vision für KI-Robotiklösungen: Intelli- schnittlichen jährlichen Wachstumsrate
gente Roboter arbeiten in dynamischen von 4 % bis 5 %. Die Industrie steht
Umgebungen kollaborativ mit Men- vor der Herausforderung, Mitarbeitende
Bild: Iplytics
schen zusammen. Dabei lernen Mensch für die Kommissionierung und Verpa-
und Maschine mit jeder Aufgabe dazu ckung zu finden und langfristig zu hal-
und verbessern Abläufe gemeinsam. ten. Während Roboter ideal für die
Angesichts des rasanten globalen Ausübung wiederkehrender Tätigkeiten
Wachstums des Onlinehandels sieht geeignet sind, fehlte ihnen bislang die
wie 3G, 4G oder bald 5G, implemen- ABB großes Potenzial für den Einsatz nötige Intelligenz, um zehntausende
tiert, muss zwingend auch sogenannte von KI-Robotern in den Logistikzen unterschiedliche Produkte in einem
Standard-essenzielle Patente (SEP) tren von E-Commerce-Unternehmen. typischen dynamischen Logistikzentrum
nutzen. Die neue „5G-Patentstudie Laut Statista werden die weltweiten zu erkennen und zu kommissionieren.
2020“ des Teams vom Fachgebiet In-
novationsökonomie der TU Berlin
sowie der Iplytics GmbH (www.iplytics.
com), einem Start-up der TU Berlin, Rockwell Automation will Asem übernehmen
zeigt, dass schon jetzt der 5G-Standard
mit zehntausenden solcher Patente be- Wie Rockwell Automation, Inc. (www. zu werden intelligente Maschinen, die
legt ist und sich unter den 5G-Patent- rockwellautomation.com) mitteilt, wur- Steuerungsplattform sowie Design-
Besitzern immer mehr chinesische de eine Vereinbarung zur Übernahme und Betriebssoftware in einem einzi-
Unternehmen, wie Huawei, ZTE und der italienischen Asem S.p.A. getrof- gen Netzwerk integriert.
Oppo, befinden. fen. Asem ist Anbieter von Industrie- „Die Stärke von Asem auf dem
Das Bundesministerium für Wirt- PC, HMI-Hardware und -Software, IPC-Markt und das Know-how im Be-
schaft und Energie hat das Team von Remote-Control- sowie sicheren In- reich HMI werden unser Hardware-
Prof. Dr. Knut Blind, Leiter des Fach- dustrial-IoT-Gateway-Lösungen. und Software-Portfolio für Steuerung
gebiets Innovationsökonomie der TU Mithilfe der leistungsstarken Auto- und Visualisierung zusätzlich erwei-
Berlin, sowie dem Iplytics-Geschäfts- matisierungslösungen von Asem wird tern und ermöglicht es uns, noch leis-
führer Dr. Tim Pohlmann im De das „Connected Enterprise“ weiter ge- tungsstärkere, integrierte Automati
zember 2018 mit der Studie zur Pa- stärkt und bietet intelligentere Tech- sierungslösungen bereitzustellen. Die
tent- und Standardsituation von 5G nologie, höhere Produktivität und eine Produkte von Asem umfassen inno
beauftragt. „Unternehmen, die diese sicherere Produktionsumgebung. Hier- vative Hardware und Software und
Standards für 5G entwickeln, müssen bieten unseren Kunden damit viele
sich verpflichten, ihre Patente, die in Möglichkeiten zur Konfiguration der
den Standard einfließen, unter fairen, Industrieinformatik an ihre spezifi-
angemessenen und nichtdiskriminie- schen Anforderungen. Dadurch kön-
Bild: Rockwell Automation
renden Bedingungen zu lizenzieren. nen unsere Kunden eine schnellere
Dadurch wird sichergestellt, dass kein Markteinführung erreichen, ihre Be-
Patentinhaber einen Implementierer triebskosten senken, die Auslastung
daran hindern kann, den Standard in der Assets verbessern und das Unter-
seinen Produkten zu verbauen“, er- nehmensrisiko senken“, erläutert Fran
klärt Prof. Dr. Knut Blind: „Allerdings Wlodarczyk, Senior Vice President,
können die Patentinhaber Lizenzge- Asem hat seinen Hauptsitz Architecture & Software bei Rockwell
bühren für diese Patente verlangen.“ im italienischen Artegna Automation.
10 www.etz.de 4/2020Neuer Lösungsanbieter mit viel Know-how BVIK rechnet im Messe
für die Digitalisierung der Produktion geschäft durch Corona-
Mit RSConnect (www.rsconnect.de) star- virus mit 1,6 Mrd. €
tete im März 2020 ein neues Unter- Gesamtschaden
nehmen als Lösungsanbieter für die
digitale Transformation von Produk Nach Angaben des Bundesverbands
tionsanwendungen. Es sorgt für einen Industrie Kommunikation e. V. (BVIK,
Überblick über die Auslastung der www.bvik.org) liegt das Umsatzvolumen
Maschinen und bringt Störungen, den der Messeveranstalter in Deutschland
Energieverbrauch und den Ausschuss jährlich bei rund 4 Mrd. €. Als inter-
ans Tageslicht. nationale Marktplätze seien Messen
Die Themen IoT und digitale Trans- ein wichtiger Wirtschaftsfaktor in
formation in der Produktion stehen Deutschland – für Konzerne ebenso
bei vielen Unternehmen oben auf der wie für den Mittelstand. Sie jetzt im
Agenda. Immer mehr Hersteller von großen Stil absagen oder verschieben
Automatisierungstechnik haben ihr zu müssen, treffe die Akteure mit aller
Bild: RSConnect
Produktspektrum entsprechend ange- Härte.
passt und bieten entsprechende Kom- Deutschland zählt laut BVIK mit
ponenten und Systeme für die Anbin- rund 10 Mio. Besuchern überregiona-
dung der OT- an die IT-Ebene. Doch ler Messen zu den wichtigsten Messe-
allein aus Komponenten entstehen Rainer Schmutte gründete das Unterneh- plätzen weltweit. Laut Messeverband
noch keine Lösungen. Bei den Anwen- men RSConnect als Lösungsanbieter für wurden 178 überregionale Messen ge-
dern in der produzierenden Industrie die Digitalisierung der Produktion zählt, darunter bekannte Großveran-
und im Maschinenbau fehlt es dazu staltungen, wie die Hannover Messe,
zumeist an Kapazitäten und nicht sel- und eine Vielzahl kleinerer, hochgra-
ten auch an Know-how. digitaler Geschäftsmodelle sowie die dig spezialisierter Leitmessen. „Dieses
Diese Lücke möchte jetzt Rainer Einführung von 5G in industrielle An- Jahr steht aufgrund der Corona-Krise
Schmutte mit seiner RSConnect GmbH wendungen vor. „Maschinenanbin- unter einem schlechten Stern. Für die
schließen, die er im Innovationszentrum dung – gerade im Brownfield, ist kom- Investitionsgüterindustrie bedeuten
Osnabrück gegründet hat. Dafür bringt pliziert“, betont er. „Schätzungsweise Verschiebungen und Absagen, einen
der langjährige ehemalige Wago-Ma- über die Hälfte aller Anlagen arbeiten ihrer Hauptauftragswege zu verlieren.
nager viel Know-how aus seiner bis autark – ohne Connection. Und ob- Für eine Vielzahl von Unternehmen
herigen Tätigkeit mit. Als Geschäfts- wohl es zahlreiche Softwarelösungen im Bereich Messebau, Hotellerie und
felder stellt sich R. Schmutte neben einzelner Maschinenhersteller gibt, Gastronomie droht schwerer wirt-
den Lösungen für die Digitalisierung sind diese oftmals nicht für den letzten schaftlicher Schaden“, heißt es in einer
der Produktion auch die Etablierung Meter zur Maschine ausgelegt.“ Pressemeldung.
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4/2020 www.etz.de 11FERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION
Bilder: Balluff
01 Der Condition-Monitoring-Sensor von Balluff mit integrierter Datenvorverarbeitung
Condition-Monitoring-
Sensor mit integrierter
Datenverarbeitung
Balluff hat sein Portfolio um einen multifunktionalen Condition-Monitoring-Sensor
für die kontinuierliche Zustandsüberwachung sowie das automatisierte Monitoring
von Grenzwerten erweitert. Der Sensor kommt an unterschiedlichen Aggregaten
zum Einsatz, wo er unterschiedliche physikalische Größen, wie Vibration, Temperatur,
Luftfeuchtigkeit und Luftdruck, erfasst und direkt weiterverarbeitet.
Text: Stefan Hornung
D as Thema Condition Monitoring (CM), also die Zu-
standsüberwachung, von Maschinen und Anlagen
erlangt immer weiter an Bedeutung. Aktuell werden entspre-
Multifunktionaler CM-Sensor als Alternative
Mit seinem kompakten, leicht nachzurüstenden multifunk-
tionalen Condition-Monitoring-Sensor BCM (Bild 1) bietet
chende CM-Systeme allerdings meist nur an einzelnen, hoch Balluff [1] eine optimale Lösung. Der 32 mm × 20 mm ×
kritischen Stellen installiert. So sind diese in der Regel recht 10 mm große und 30 g schwere Sensor im Edelstahlgehäuse
kostenintensiv und kompliziert in der Einrichtung. Das ermöglicht eine kontinuierliche Zustandsüberwachung
heißt, für die Zustandsüberwachung wird auf die Erfahrung sowie das automatisierte Monitoring von Grenzwerten. Er
der Mitarbeiter gesetzt. Abhilfe bieten nun kleine, preislich liefert detaillierte Informationen über den aktuellen Zustand
attraktive und leistungsfähige Sensoren. der Maschinenkomponente, an die er montiert ist. Der
12 www.etz.de 4/2020statistischen Kenngrößen, wie RMS
Betriebs- Geräte- (quadratisches Mittel), Mean (Mittel-
stunden tempe- Ge- Be-
ratur Vibration wert), Peak-to-Peak, Min/Max etc.
schwin- schleu-
Mean
Sensor-
Start- digkeit (3 Achsen) nigung (Bild 2). Damit muss sich der Anwen-
Self-
Awareness zyklen der nicht mehr mit den Feinheiten der
ein Sensor Schwingungsanalyse auseinanderset-
On-Board- multiple Tempe-
statistische ratur zen. Stattdessen liefert der Sensor die
Datenaus- Mess-
Auswertung wertung größen
(Kontakt- gewünschten Daten über IO-Link pas-
fläche)
send konfiguriert an ein übergeordne-
Min/ tes System. Das kann eine Steuerung
RMS Luft-
Max Umge-
Peak-to- feuch- sein, die die Informationen nutzt und
Peak Defi- bungs- tigkeit
druck gegebenenfalls eine Störmeldung aus-
nition
Haupt- Events gibt. Die Zustandsdaten sind zudem
parame-
alarm IO-Link trierbar in einer beliebigen Datenbank spei-
Vor- cher- und weiterverarbeitbar.
alarm kom- einfache
paktes System- IP67 bis IO-Link
integration IP69K
Design als Kommunikationsprotokoll
Auf Basis der vom Sensor erfassten
02 Ein Sensor mit vielen Möglichkeiten und vorverarbeiteten Daten lassen sich
Anomalien frühzeitig erkennen, War-
tung- und Instandsetzung voraus-
schauend planen und somit ungeplan-
ultisensor erfasst unterschiedliche physikalische Größen,
M te Stillstände und Produktionsausfälle vermeiden. IO-Link
wie Vibration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, als Kommunikationsprotokoll ermöglicht zudem eine ein
und verarbeitet diese direkt on Board beispielsweise zu fache und flexible Parametrierung. So lässt sich die Auswer-
IBH Link S7++ IBH Link S7++ HS
Ethernet / MPI® / Profibus-Konverter für SIMATIC® Steuerungen
Die kostengünstige Alternative zum CP-Kommunikationsprozessor
oder zum IE/PB Link.
• Als PC/PG Adapter im TIA Portal, Step7 und S7 für Windows® nutzbar
• Windows 10 Unterstützung
• Online auf SIMATIC® S5 über SINEC L2
• S7-Verbindungen (RFC1006) direkt und geroutet,
MPI® und SIMATIC® sind eingetragene Warenzeichen der Siemens
auch für Bedienpanels
Aktiengesellschaft, Berlin und München. Windows® ist eine
• SPS SPS Kommunikation, auch über Subnetzgrenzen hinweg
eingetragene Marke der Microsoft Corporation.
• Hochsprachen-Zugriff
• Master Klasse 2 für azyklische Dienste (DPV1)
• Parametrierung von Feldgeräten und Antrieben (DPV1)
4/2020 www.etz.de 13
Turmstraße 77 | D-64760 Oberzent/Beerfelden | Hotline +49 6068 3001 | Verkauf +49 6068 3002 | Fax +49 6068 3074 | info@IBHsoftec.com | www.IBHsoftec.comFERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION
03 Werden in der Anlage an mechanischen Komponenten Temperaturen, Vibrationen oder andere Parameter überwacht,
kann im Fehlerfall rechtzeitig eingegriffen werden, ehe es zu einem Ausfall kommt
tung im Sensor individuell auf die jeweilige Applikation Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Fördersysteme oder
abstimmen, ohne Zuhilfenahme weiterer Software oder Montageanlagen: Bei Elektrohängebahnen kann der Sensor
externer Auswertegeräte. beispielsweise frühzeitig den Versatz der Führungsschienen
Der Inhalt der Prozessdaten ist frei definierbar und er- oder verschlissene Rollkörper erkennen. Bei Montageanlagen
laubt es, bis zu fünf gemessene oder vorverarbeitete Daten lässt sich der Verschleiß der Kugelgewindespindel und
zyklisch zu übertragen. Zudem ist eine azyklische Abfrage Lager der Lineareinheiten überwachen. Bei Pressen lassen
weiterer statistischer Auswertegrößen möglich. Beim auto- sich Verschmutzungsgrad und Schmierung der Führung
matisierten Monitoring sind für Mess- oder Auswertegrößen kontrollieren. Erfasst der Sensor erhöhte Vibrationen,
Grenzwerte für Vor- und Hauptalarme definierbar, sodass kommt es zu einer Meldung.
der Sensor bei bestimmten Ereignissen Warnmeldungen
erzeugt und über Statusbits direkt zur Verfügung stellt. Der Ausblick
Sensor leistet damit einen Beitrag für den effizienten und Insgesamt leistet der CM-Sensor von Balluff also in unter-
störungsfreien Betrieb jeder Anlage und steigert die Effek schiedlichen Bereichen einen wichtigen Beitrag zum effi
tivität. zienten und störungsfreien Anlagenbetrieb und hilft so, die
Produktivität zu steigern. Zukünftig möchte sich das Unter-
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten nehmen dem Thema Zustandsüberwachung noch stärker
Der Condition-Monitoring-Sensor eignet sich für vielfältige widmen. Man darf auf weitere Lösungen gespannt sein, die
Applikationen. Ein Beispiel sind Lüftungsanlagen in La- es ermöglichen, den Zustand von Anlagen und Maschinen
ckierkabinen. Hier wird die verbrauchte Luft angesaugt und noch besser zu erfassen und zu bewerten. Getreu dem Claim
gefiltert. Dabei setzen sich mit der Zeit an den Ventilator- „innovating automation“ möchte das Unternehmen damit
flügeln Farbpartikel fest. Das führt zu Unwucht und letzt- die Digitalisierung der modernen Fabrik weiter vorantrei-
endlich zum Ausfall des Lüfters. Überwacht der Sensor den ben.(ih)
Absauglüfter auf unzulässige Vibrationen, können rechtzei-
tig Maßnahmen ergriffen werden, um einen Ausfall zu ver- Literatur
meiden. Eine Reinigung könnte dann beispielsweise im Fall [1] Balluff GmbH, Neuhausen: www.balluff.com
eines Farbwechsels und der damit verbundenen Stillstands-
zeit durchgeführt werden. Ähnliches gilt auch für andere Autor
mechanische Komponenten, wie Lager, Getriebe, Pumpen Stefan Hornung ist Industrie Portfolio Manager
oder Schaltschränke in der Anlagentechnik (Bild 3). Werden bei der Balluff GmbH in Neuhausen a.d.F.
hier Temperaturen, Vibrationen und weitere Umgebungsbe- balluff@balluff.de
dingungen überwacht, kann eingegriffen werden, ehe es zu
einem Ausfall kommt. Manuelle Inspektionen sind nur
noch notwendig, wenn es wirklich erforderlich ist.
14 www.etz.de 4/2020— CM-TCN – Intelligente Temperaturüberwachung Steuerung per Smartphone Die neue Reihe intelligenter Temperaturüberwachungsrelais CM-TCN birgt verschie- denste Geräteinnovationen: Neben einem LCD-Display, das Statusmeldungen und Messwerte auf einen Blick liefert, ist das Gerät NFC-fähig, wodurch schnell und ein- fach Einstellungen auf dem Smartphone vorgenommen und per Tastendruck auf das Gerät übertragen werden können. Die Kompatibilität mit verschiedenen Sen- soren wie PTC und PT 100 machen die Geräte äußerst flexibel. abb.de/elektronische-industrieprodukte 4/2020 www.etz.de 15
FERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION
5G
Datenübertragungsrate
Zuverlässigkeit
Effizenz & Kapazität Verfügbarkeit
Vorteile von 5G
Flexibilität
Öffentliches oder
Latenzzeiten privates Netz
(Verzögerung)
01 Vorteile von 5G im Überblick
5G für die intelligente
Fabrik der Zukunft
5G schafft die idealen Voraussetzungen für die Kommunikation in der Fabrik der
Zukunft. Je nach Anwendungsfall lassen sich Spitzendatenraten bis über 10 Gbit/s,
Latenzzeiten unter 1 ms oder Verfügbarkeiten von über 99,999 % erreichen. Auch
eine besonders energiesparende Kommunikation ist realisierbar. Als verifizierter
Partner von Ericsson bietet HMS Industrial Networks unterschiedliche Kommunika
tionshardware für die Fabrikautomation an, wie Router, Switches oder Gateways,
mit denen sich die Integration von 5G-Kommunikation in Anlagen und Maschinen
einfach umsetzen lässt.
Text: Thilo Döring
W ährend vor einigen Jahren die Skepsis in Bezug auf
kabellose Kommunikation in industriellen Anwendun-
gen noch groß war, ist man sich heute einig: Industrie 4.0
lichkeit für kabellose Echtzeitanwendungen schaffen. Dabei
machen verschiedene Anwendungsprofile die optimale Nut-
zung von 5G in unterschiedlichen Einsatzfällen möglich:
lässt sich in vollem Umfang nur mit kabelloser Kommuni- Mit Enhanced Mobile Broadband (eMBB) werden Spitzen-
kation umsetzen. Allerdings werden bisherige Technologien datenraten über 10 Gbit/s möglich. Ultra Reliable Low
den Anforderungen in Bezug auf Zuverlässigkeit, Bandbrei- Latency Communication (URLLC) unterstützt Latenz
te, Echtzeitverhalten oder Kapazität in vielen Anwendungen zeiten unter 1 ms und bietet eine Verfügbarkeit von über
nicht gerecht. 5G verspricht hier Abhilfe. Seit November 99,999 % (das bedeutet auf zehn Jahre gerechnet gerade mal
2019 können in Deutschland bei der Bundesnetzagentur eine Stunde Stillstand). Mit massive Machine-type Commu-
Lizenzen für private Campusnetze beantragt werden. Auch nication (mMTC) lassen sich batteriebetriebene Geräte über
in den USA, UK, Frankreich und Japan besteht die Mög- zehn Jahre betreiben und bis zu 1 Mio. Geräte pro km² an-
lichkeit, private 5G-Netze zu nutzen. binden (Bild 1).
Was 5G in der finalen Ausbaustufe auch für die Automa- All diese Vorteile können Unternehmen nun auf dem
tisierungsbranche verspricht, ist verheißungsvoll: Giganti- eigenen Gelände in privaten 5G-Netzen nutzen, wenn sie
sche Datenraten bei minimalen Latenzzeiten, die die Mög- dazu die passenden Lizenzen erwerben. Diese Campus-
16 www.etz.de 4/2020Shuttlewechsel im Betrieb
Netze schaffen Raum für die intelligente Fabrik der Zu-
kunft. Die Skepsis, die mit der Nutzung eines Fremdnetzes
einhergehen, fällt mit dem privaten Netz endgültig weg.
Was kostet 5G? Absolute Gestaltungsfreiheit
Seit dem 21. November 2019 können Frequenzen für lokale
Anwendungen beantragt werden. Die Bundesnetzagentur
[1] stellt die Antragsformulare dazu auf ihrer Webseite bereit.
Die Ausgaben setzten sich im Wesentlichen aus den ein
maligen Kosten für die Frequenzzuteilung, den laufenden
Frequenznutzungsbeiträgen, der Planung und dem Aufbau
der Kommunikationsinfrastruktur, also der Anschaffung der
notwendigen Hardware sowie den Kosten, die für Instand-
haltung und Betrieb des 5G-Netzes entstehen, zusammen.
Hochgeschwindigkeitsweiche
Dabei berechnet sich die einmalige Gebühr für die Frequenz
zuteilung nach folgender Formel:
Lizenzgebühr = 1 000 + B × t × 5 × (6 × a1 + a2).
In die Formel gehen ein: die beantragte Bandbreite B in
MHz (zwischen 10 MHz und 100 MHz), der Zeitraum t in
Jahren, für den die Frequenz beantragt wird, sowie die
ACOPOStrak
Flächen a in km², auf denen das private Netz genutzt wer-
den soll. Zuteilungsgebiete auf Siedlungs- und Verkehrs
flächen – in der Regel also die dicht besiedelten Gegenden
und Industriegebiete – fallen unter a1 und werden mit dem
Faktor 6 gewichtet, sonstige Flächen unter a2. So wird die
Anschaffung beispielsweise auch für die Land- und Forst- Höchste Effektivität
wirtschaft attraktiv. Konkret bedeutet das: Wer in einer Sied-
lungs- und Verkehrsfläche 100 MHz für fünf Jahre und eine in der Produktion
Betriebsfläche von 0,5 km² beantragt, zahlt dafür einmalig
8 500 € (1 000 + 100 × 5 × 5 × (6 × 0,5 + 0)). www.br-automation.com/ACOPOStrak
Dazu kommen laufende Frequenznutzungsgebühren. Sie
bestehen aus Frequenznutzungsbeiträgen gemäß §143 Abs. 1
TKG (Telekommunikationsgesetz) sowie Beiträgen gemäß
§31 EMVG (Gesetz über elektromagnetische Verträglich-
keit) und §35 FUAG (Gesetz über Bereitstellung von Funk-
anlagen auf dem Markt). Diese Gebühren werden rückwir-
kend auf ein Jahr erhoben und die Höhe wird nach den
jeweils geltenden Frequenzschutzbeitragsverordnungen be-
stimmt. Bislang gelten die Werte ähnlicher Nutzergruppen
aus dem Vorjahr als Orientierungswert.
Dazu kommen die Kosten für Planung, Anschaffung und
Errichten der eigenen Kommunikationsinfrastruktur, die im
Wesentlichen von der Größe des Campus sowie der jeweili-
gen Anwendung bestimmt werden. Wie beim Betrieb kabel-
gebundener Netzwerke müssen natürlich auch noch Kosten
für Instandhaltung des Kommunikationsnetzwerkes einge-
plant werden.
Planung und Hardware für private 5G Netze
Bei der Planung privater Campusnetze unterstützen entspre-
chende Firmen und Systemintegratoren. Sie klären den rea-
len Bedarf, helfen bei der Antragsstellung, sorgen dafür, dass
das Netz den Vorgaben der Bundesnetzagentur gerecht wird,
übernehmen den praktischen Aufbau u. v. m. Das schwe
dische Unternehmen Ericsson [2], dessen Schwerpunkte auf
Mobilfunktechnologie, Internet- und Multimediakommu- Antriebstechnik für die adaptive Maschine.
nikation sowie Telekommunikation liegt, befasst sich bereits
seit einiger Zeit mit dem Thema privater Campusnetze auf
5G-Basis. Um interessierte Unternehmen in vollem Umfang
Flexibler. Schneller. Produktiver.
4/2020 www.etz.de 17FERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION
Vorteile von 5G
im praktischen Einsatz
Als Anwendungsszenarien wird klassi-
scherweise die Fabrikautomation mit
modularen, flexiblen Arbeitszellen oder
fahrerlosen Transportsystemen genannt.
Aber auch viele andere Bereiche werden
nicht zuletzt dank der Kostenstruktur für
die Lizenzzuteilung von 5G profitieren.
Beispielsweise kann man damit in der
Land- und Forstwirtschaft auf moderne
Technologien setzen, die bislang nicht
nutzbar waren. Das gilt unter anderem
für die Milch-erzeugung und die Tierhal-
tung. Im Ackerbau lassen sich im Zu-
sammenhang mit precision farming jede
Menge Informationen bei Aussaat und
Ernte ermitteln, die Optimierung für
den weiteren Anbau ermöglichen, zum
Beispiel: Wo muss mehr Dünger ausge-
bracht werden, wo darf es weniger sein?
Weitere Einsätze finden sich auf Flug-
häfen oder in Containerhäfen, wo jede
Menge Waren umgeschlagen werden.
Die dabei anfallenden Daten übersteigen
die Kapazität bisheriger kabelloser Kom-
munikationsnetze. 5G ermöglicht nun
eine zuverlässige, sichere, kabellose Kom-
02 Die Anybus-Wireless-Router (oben) erleichtern Anlagen- und Maschinenbauern munikation zwischen Kränen, Contai-
die Integration von 5G-Kommunikation. Der Anybus Bolt (unten) ist ein kompaktes nern, Fahrzeugen und Mitarbeitern. Na-
Funkgateway in innovativer Bauform türlich bietet auch die Prozessindustrie
jede Menge Einsatzgebiete, man denke
nur an die großen Betriebsgelände von
Ölraffinerien oder Chemieparks. Sie pro-
unterstützen zu können, hat es ein Partnerportal aufgebaut. fitieren davon, dass 5G ein durchgängiges Kommunika
Diese Partner helfen sowohl beim Aufbau der Kommunika- tionsmedium sowohl für Indoor- als auch für Outdoor-
tionsinfrastruktur auf dem Firmengelände als auch bei der Anwendungen ist.
Umsetzung von 5G-Kommunikation für die einzelnen Grundsätzlich eignet sich 5G überall dort, wo viele Sen-
Maschinen und Anlagenteile. Einer der zertifizierten Partner soren so große Mengen an Informationen liefern, dass sie
für Produkte zur Kommunikation im Bereich Fabrikauto sich bislang nicht kabellos übertragen ließen, man aber die
mation ist HMS Industrial Networks [3]. Um Maschinen- Flexibilität kabelloser Kommunikation nutzen will. Sicher
bauern die Integration von 5G so einfach wie möglich zu werden langfristig nicht alle Kabel aus der automatisierten
machen, unterstützt das Unternehmen sie mit Beratung Produktion verschwinden. Wie wenige in einigen Jahren
sowie den passenden Komponenten. übrig sein werden, ist letzten Endes auch eine Frage, die
Dazu gehören auch die Anybus-Wireless-Router (Bild 2). Unternehmen individuell abhängig von ihrem Anwen-
Sie kombinieren hohe Leistungsfähigkeit und Zuverlässig- dungsfall klären müssen. (no)
keit mit einer größeren Mobilität und einer niedrigeren
Latenzzeit für drahtlose Netzwerke. Es gibt sie derzeit für Literatur
LTE und WLAN, eine 5G-Variante ist in Planung. In der [1] Bundesnetzagentur, Bonn: www.bundesnetzagentur.de
Proof-of-Concept-Phase sind momentan der HMS Wireless [2] Ericsson, Düsseldorf: www.ericsson.com
Bolt, ein Funk-Gateway für den direkten Maschinenzugriff [3] HMS Industrial Networks GmbH, Karlsruhe:
via 4G/5G. Gleiches gilt für Switches, mit denen sich Ma- www.hms-networks.de
schinen direkt ans 5G-Netz anbinden lassen.
Auch Bridges für eine kabellose Profinet- und Profisafe- Autor
Nutzung über 5G sind in Arbeit. Interessant sind diese Thilo Döring ist Geschäftsführer der HMS
Lösungen sowohl für Unternehmen, die bestehende Anlagen Industrial Networks GmbH in Karlsruhe.
fit für die Zukunft machen wollen als auch, wenn beim Bau tdo@hms-network.de
neuer Standorte auf zukunftsfähige Kommunikationstech-
nik gesetzt werden soll.
18 www.etz.de 4/2020Wir bringen Farbe ins Spiel!
Kompakte Druckschalter mit 360°-Schaltzustandsanzeige
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4/2020 www.etz.de 19FERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION
Bilder: Micro-Epsilon
01 Die Prüfung von Leergut ist keine einfach zu lösende Aufgabe. Mithilfe von Laser-Linien-Triangulatoren hat Tipteh eine schnelle
und voll automatisierte Prüfanlage entwickelt, die die Kästen direkt am Eingang kontrolliert
Wenn der Griff zur
Flasche unnötig wird
Flaschenkontrolle leicht gemacht – mit den Laserscannern der Reihe Scancontrol
von Micro-Epsilon ist das keine Zukunftsmusik, sondern bereits gängige Praxis.
Die zuverlässigen Scanner erkennen schnell und einfach, ob sich alle Flaschen
im Kasten befinden und darüber hinaus auch, ob es sich dabei um die richtigen
Flaschentypen handelt.
Text: Christian Kämmerer
I102stellt.
n Deutschland wurden 2018 etwa 8,7 Mrd. l Bier herge-
Der Pro-Kopf-Verbrauch lag im selben Jahr bei rund
l. Zieht man den Vergleich mit anderen Ländern, so
Weg zurück. Denn Glasflaschen sind Pfandflaschen, die
40- bis 50-mal wiederbefüllt werden können. Sie kommen
millionenfach in den einzelnen Brauereien oder bei den
kommen nur Tschechien und Österreich auf einen höheren Abfüllbetrieben an, wo sie erneut befüllt werden. Für einen
Pro-Kopf-Verbrauch. Als Feierabendbier oder für die nächs- reibungslosen Ablauf der weiteren maschinellen Verarbei-
te Geburtstagsfeier ist ein Bierkasten ein praktisches Gebin- tungsschritte wie das Entfernen der Deckel und Etiketten,
de. Er lässt sich leicht tragen und gut lagern, die Flaschen das Waschen und Wiederbefüllen, ist es notwendig, die
stehen sicher und wer mehr Bier braucht, der kann die Käs- Kästen direkt am Wareneingang sorgfältig zu prüfen. Zum
ten bequem übereinander packen. einen spielt die Vollständigkeit eine große Rolle, zum ande-
ren ist wichtig, ob sich die richtigen Flaschentypen im zu
Herkömmliche Flaschenprüfung gehörigen Kasten befinden. Unterschiedliche Flaschentypen
Bierflaschen, die aus der Abfüllanlage oder der Brauerei zum machen den Brauereien dabei zu schaffen. Häufig ist das
Kunden kommen, nehmen in der Regel auch wieder den Logo der Brauerei ins Glas eingelassen oder die Flaschen
20 www.etz.de 4/2020wurden in einer bestimmten Form hergestellt, die nur ein bestimmter Hersteller vertreibt. Nach Schät- zungen werden mehr als ein Drittel falsche Flaschen in den Brauereien angeliefert. Das erfordert mehr Personal, da Mitarbeiter die Kästen häufig manuell prüfen. Dies ist ein ebenso anstrengender wie auch fehlerbehafteter Prozess. Die Kästen laufen am Fließ- band durch, was dem Mitarbeiter viel Konzentration abverlangt. Lässt diese nach werden häufig nicht mehr alle fehlerhaften Flaschen erkannt oder es feh- len trotz Kontrolle Flaschen in den Kästen. Leergutkontrolle mit modernen Laserscannern Für die schnelle und voll automatisierte Prüfung von Leergut hat das slowenische Unternehmen Tipteh [1] eine Prüfanlage mit Laser-Linien-Triangulatoren ent- wickelt, die bereits zur Eingangskontrolle der Kästen eingesetzt wird (Bild 1). Die schonende, effiziente und gleichzeitig absolut zuverlässige Prüfung erfolgt mit Laserscannern (Bild 2) von Micro-Epsilon [2]. Diese Inline-Konstruktion ist mit fünf Laserscannern der Reihe Scancontrol 2900-50 (Bild 3) ausgestattet. Die Scanner messen in der Produktionslinie von oben auf die Getränkekisten, die auf einem Förder- 02 Die zuverlässigen Scanner erkennen schnell und einfach, ob sich alle band geführt werden. Jeder Scanner vermisst dabei Flaschen im Kasten befinden und darüber hinaus auch, ob es sich dabei eine Flaschenreihe im Kasten. Die Anwesenheits um die richtigen Flaschentypen handelt SMART AUTOMATION AND MONITORING SYSTEM Für die Verpackungs-, Lebensmittel-, Getränke-, Pharma- und Kosmetikindustrie Take one? Entdecken Sie SAMS, das innovative Smart Automation and Monitoring System von Balluff. Einfach zu handhaben, führt das System Daten Ihrer Produktion einheitlich zusammen. Überzeugen Sie sich von mehr Leistung, höherer Maschinenverfügbarkeit und außerordentlicher Produktivität. 4/2020 www.etz.de 21 www.balluff.com
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Das Messprinzip
Der Laserscanner greift auf das Triangulationsprinzip zur
zweidimensionalen Profilerfassung zurück. Er sendet einen
Laserstrahl aus, der zu einer Laserlinie aufgeweitet wird.
Diese trifft auf das Messobjekt. Das Laserlicht wird von der
Oberfläche des Messobjekts reflektiert und auf einer hoch-
empfindlichen Empfangsmatrix im Sensor abgebildet. Der
Controller berechnet aus diesem Matrixbild neben den Ab-
standsinformationen (z-Achse) auch die Position entlang der
Laserlinie (x-Achse). Diese Messwerte werden dann in einem
sensorfesten, zweidimensionalen Koordinatensystem aus
gegeben. Bei bewegten Objekten oder bei Traversierung des
Sensors können somit auch 3D-Messwerte ermittelt werden.
Sensor arbeitet mit bis zu 2 000 Messwerten/s und ist daher
sowohl für statische als auch für dynamische Prozesse konzi-
piert. Die Herausforderungen liegen bei dieser Messaufgabe
vor allem in den unterschiedlichen Reflexionseigenschaften
der Flaschen. Diese variieren aufgrund der unterschiedlichen
Glasfarben. Es handelt sich dabei vor allem um Grün- und
Brauntöne. Zudem befinden sich am Wareneingang Fla-
schen mit oder ohne Deckel im Kasten, was der Scanner
mittels hinterlegter Algorithmen erkennt. Erschütterungen
durch den Transport auf dem durchlaufenden Förderband
führen außerdem dazu, dass die Flaschen ständigen Vibra
tionen ausgesetzt sind. Die Laserscanner von Micro-Epsilon
zeigen sich dank des Messprinzips der Laser-Triangulation
gegen diese Herausforderungen unempfindlich. Sie können
in hohem Abstand zum Messobjekt platziert werden und
nehmen über die Laserlinie 1 280 Messpunkt pro Profil auf.
03 Der Sensor arbeitet mit bis zu 2 000 Messwerten pro Sie liefern präzise Ergebnisse und werden von Erschütterun-
Sekunde und eignet sich daher sowohl für statische als gen nicht beeinflusst. Ausgewertet werden die Messwerte
auch für dynamische Prozesse direkt in der Produktionslinie. Über eine GigE-Vision-An-
bindung werden die Rohdaten in eine Bildverarbeitungs-
software eingebunden und bewertet. Die Daten lassen sich
für nachfolgende Statistiken, Auswertungen oder Prozess-
kontrolle erfolgt bei Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu optimierungen protokollieren. Somit punkten die Sensoren
850 mm/s. Gegenüber einer Lösung mit herkömmlichen bei der automatisierten Leergutkontrolle durch Präzision,
Bildverarbeitungssystemen prüfen die Laserscanner nicht Schnelligkeit und Zuverlässigkeit und bieten dadurch eine
nur die Anwesenheit, sondern auch die Höhe der Flaschen. wirtschaftliche Lösung dieser Anwendung. (no)
Aus der jeweiligen Flaschenhöhe ermittelt der Sensor, ob
sich der richtige Flaschentyp im Kasten befindet. Die Höhe Literatur
der Flaschen darf bei dieser Anwendung maximal 3 mm von [1] Tipteh d.o.o., Ljubljana/Slowenien: www.tipteh.si
der Sollhöhe des jeweiligen Typs abweichen. [2] Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg:
Die SPS empfängt das Ergebnis der Bewertung als „OK“ www.micro-epsilon.de
oder „not OK“, wodurch fehlerhafte Kästen direkt ausge-
schleust werden können. Für den Anwender lassen sich die Autor
Messergebnisse zusätzlich über einen integrierten Bildschirm Dipl.-Ing. Christian Kämmerer ist Leiter Vertrieb 2D/3D Optische
an der Kontrolleinheit ausgegeben. Messtechnik bei der Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
in Ortenburg.
Herausforderungen gemeistert info@micro-epsilon.de
Mit Abmessungen von 96 mm × 85 mm × 33 mm und
einem integrierten Controller bietet der Laserscanner Scan-
control 2900-50 eine platzsparende, automatisierte Lösung
zur Leergut-Kontrolle bei Abfüllern oder Brauereien. Der
22 www.etz.de 4/2020Sie können auch lesen
