WIR SCHAUEN AUF DIE ANWENDER! - Modeerscheinung Cobots? - INDUSTR.com
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JUNI | 2021
AUSGABE JUNI 2021 I 23. JAHRGANG I WWW.INDUSTR.COM
Modeerscheinung Cobots?
WIR SCHAUEN AUF
DIE ANWENDER!
... der echte Mehrwert ab Seite 10
OPC UA & TSN
TITELBILD-SPONSOR: MITSUBISHI ELECTRIC
Wer braucht den Speed und
worauf kommt es wirklich an? Seite 14-30
SEHENDE ROBOTER
Mehr Flexiblität bei
Cobots durch Vison-Sensor Seite 42
DIREKTE POWER
Mit Direktantriebstechnik
mehr Effizienz erreichen Seite 48
OPEN FOR YOUR DIGITAL FUTURE. ZUKUNFT GESTALTEN MIT GRENZENLOSER AUTOMATISIERUNG. #openandeasy www.wago.com/openautomation
E D I TO R I A L
perfecting power
Christian Vilsbeck, Chefredakteur A&D: Was wird
oft gehadert und geschimpft über Kontakt- und
Reisebeschränkungen, Homeoffice-Pflicht und
Abstandsregeln. Doch ganz ehrlich, so viele
neue Menschen vis-à-vis zu sehen wie seit dem
Beginn der Pandemie, habe ich beruflich wohl
lange nicht mehr erlebt. Videocalls sind zum
alltäglichen Werkzeug geworden, man sieht sich,
man agiert miteinander und baut so schnell neue
Geschäftsbeziehungen auf. Effizient, persönlich,
nachhaltig. Natürlich geht uns allen der „echte persön-
liche“ Kontakt ab, doch warum erfreuen wir uns so wenig
über diese neuen Chancen? Das habe ich auch Dr. Heiner Lang gefragt, der Anfang
des Jahres mitten in der Pandemie als neuer CEO zu Wago wechselte und seitdem
keine Chance auf „richtiges“ Kennenlernen seiner Mitarbeiter hatte:
„SIND SIE EINSAM GESTARTET?“
Dr. Heiner Lang, CEO Wago: Natürlich stellte ich
mir zu Beginn die Frage, ob ich nach Minden in die
Unternehmenszentrale fahren soll und dort dann
alleine sitze. Wie soll ich das Unternehmen und
die Mitarbeiter kennenlernen, und wen kann
ich überhaupt direkt sehen, denn es herrschen
ja völlig zu Recht die absolut wichtigen Kon-
taktbeschränkungen...
Doch das war für mich dann die Überra-
schung, denn genau das Gegenteil ist eingetreten.
Durch die virtuellen Begegnungsmöglichkeiten habe ich
Easy
so viele Menschen über das letzte halbe Jahr kennengelernt, das wäre mir unter „nor-
malen“ Umständen überhaupt nicht möglich gewesen. Ohne Reisen, ohne endlose
Meetings in Büroräumen habe ich alle weltweiten Ländergesellschaften kennenge-
lernt. Wir haben mit den Mitarbeitern hier in Deutschland zweimal pro Woche virtu-
elle Lunch-Meetings mit je 15 Teilnehmern gemacht. So habe ich auch im Stammsitz
eine große Belegschaft sprechen können.
abgesichert.
Und der Vorteil ist, durch die neuen virtuellen Technologien habe nicht nur ich
die Mitarbeiter kennengelernt, sondern die Kollegen auch mich, es entstanden viel Wir kümmern uns mit unse-
mehr Dialoge. Die Erreichbarkeit über Videocalls mit schneller und einfacher Ter- rem modularen 24-V-Schutz-
minkoordination sehe ich also durchaus auch als positive Errungenschaft. Wir alle schalter-System EasyB um die
wünschen uns wieder sehnlichst Normalität herbei, aber wie Sie sagen, man muss die individuelle Absicherung und
positiven Effekte auch als Chance nutzen. Überwachung einzelner Last-
kreise. Immer.
# Sicherbleiben # Gemeinsam
3 block.eu
INDUSTR.com
INHALT
TITELSTORY
Modeerscheinung
Cobots?
AUFTAKT
06 Bildstory: Sicherheitszuhaltung – Keine ist kleiner Seite 10
08 Highlights der Branche
TITELSTORY
10 Modeerscheinung Cobots?
Wir schauen auf die Anwender!
14
FOKUS: OPC UA & TSN
14 Auf TSN-Netzwerke richtig umziehen
18 Interview über Neuigkeiten
bei der OPC Foundation FOKUSTHEMA VON SEITE 14-30
OPC UA & TSN
20 Vermittler zwischen den Welten
24 Interview: „Gerüstet für
die nächsten 20 Jahre“
26 Umfrage über Performance
von OPC UA über TSN
INDUSTRIELLE SOFTWARELÖSUNGEN
31 Edge & Cloud intelligent kombiniert
34 Cloud-First-Architektur mit SD-WAN
36
42
ROBOTIK & HANDLING
Auch Poröses fest im Griff
Flexibler durch kamerageführte
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DIREKTE POWER
Leichtbauroboter Direktantriebstechnik
46 Präziser Magnetgreifer richtig verstehen
RUBRIKEN
03 Editorial
70
30 Impressum & Firmenverzeichnis
38 Promotion: Mittendrin Siemens
45 Promotion: Storyboard Fruitcore
ENERGIE SPAREN
62 Promotion: Storyboard Schmersal Druckluft, Wärme und
74 Rücklicht Kälte kombiniert
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INDUSTR.com
10
TITELSTORY
48
ANTREIBEN & BEWEGEN
Direktantriebstechnik richtig verstehen
Wir schauen auf die Anwender!
INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION
52 Unmanaged Switche in Roboterzellen
55 Ein Switch für alle Fälle
SENSORIK & MESSTECHNIK
56 So wählen Sie den besten Encoder
59 Analog im Digitalzeitalter
SICHERE AUTOMATION
60 Was ist was bei Schaltgeräten?
VERSORGUNGS- & VERBINDUNGSTECHNIK
63 Spannungsschwankungen vermeiden
66 Intelligentes Gebäudemanagement inklusive Energiekonzept
70 Eine Million Kilowattstunden Energie sparen
MEHR ERFAHREN
Modulare Intralogistik
Mit IP67-Lösungen steuern Sie die Intralogistik im direkten Umfeld der
Förderstrecke – und reduzieren so die Time-to-Market von Neuanlagen. www.turck.de/mi
A U F TA K T | P R O M OT I O N
Miniaturisierung: Neue Sicherheitszuhaltung AZM40
KEINE IST KLEINER
Der AZM40 ist die kleinste elektronische Sicherheitszuhaltung
der Welt. Damit ist sie besonders für kleinere Schutztüren
geeignet. Trotz kompakter Bauform verfügt sie über
eine hohe Zuhaltekraft von 2.000 Newton.
TEX T: Schmersal BILDE R: Dominik Gierke
Extrem kompakt
Die Sicherheitszuhaltung AZM40 von
Schmersal arbeitet auf RFID-Basis und ist
mit den Abmessungen 119,5 x 40 x 20 mm
extrem kompakt und äußerst platzsparend.
Damit ist sie eine sehr effiziente Sicher-
heitslösung, denn der Platzbedarf ist in der
Produktion ein entscheidender Kostenfaktor.
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INDUSTR.com
Vielseitige Montage
Der AZM40 ist sehr flexibel im
Einsatz. Dank der 180°-Winkel-
flexibilität kann der Betätiger
stufenlos angefahren werden.
So kann diese Zuhaltung
auch in beengten und nicht
leicht zugänglichen Bereichen
problemlos verbaut werden.
Optimale Positionierung
Das innovative Klemmprinzip
macht’s möglich: Die RFID-Sensorik
kann optimal positioniert werden und
ist weniger störanfällig gegen fremde Mehr Informationen
RFID-Systeme. Die Vorteile: reibungslose über den AZM40
Prozesse und höhere Maschinenverfügbarkeit. finden Sie auf Seite 62.
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INDUSTR.com
6
A U F TA K T
HIGHLIGHTS
Zahlen, Fakten, Köpfe & Trends: Was hat sich in der Branche getan? Es gibt Förderungen
für die Produktion, Beckhoff und Kuka vermelden positive Entwicklung, Lenze verkauft
einen Geschäftsbereich und die Open Industry 4.0 Alliance bekommt prominenten
Zuwachs. Außerdem gibt es Details zur deutschen Exportentwicklung.
Quelle: iStock, TARIK KIZILKAYA
Quelle: Beckhoff Automation
Quelle: iStock, DESKCUBE
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Quelle: iStock, Vector
Quelle: Lenze
Quelle: Kuka
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INDUSTR.com
Modernisierung der Produktion Stabil durch die Corona-Krise
Förderprogramm Beckhoff mit Plus
Das Förderprogramm ist Teil eines ganzheit- Beckhoff Automation hat 2020 einen
lichen Förderansatzes zur Unterstützung von weltweiten Umsatz von 923 Millionen
Zukunftsinvestitionen der Fahrzeughersteller Euro erwirtschaftet. Dies entspricht einem
und Zulieferbetriebe zur Bewältigung des an- leichten Umsatzwachstum von zwei Prozent
stehenden Transformationsprozesses in der gegenüber dem Vorjahr, in dem das Unter-
Fahrzeugindustrie. Gefördert werden Inves- nehmen einen Umsatz von 903 Millionen
titionen in die Erweiterung und Optimierung Euro erzielte. In einem pandemiebedingt
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von Produktionsanlagen und -prozessen sehr anspruchsvollen Jahr betrachtet das
sowie flankierende Investitionen. Unternehmen dies als Erfolg.
Erfahren Sie mehr: bit.ly/3yanrfl Erfahren Sie mehr: industr.com/2586133 Drehverbindung mit Direktantrieb
Open Industry 4.0 Alliance Verkauf von Geschäftsbereich Franke-Torque:
Microsoft & Siemens Lenze fokussiert
Die Open Industry 4.0 Alliance, ein Zusam-
menschluss von Unternehmen mit dem Ziel,
Im Zuge der strategischen Fokussierung
verkauft Lenze den Geschäftsbereich Mobile
superkompakt,
die Digitalisierung in Werkshallen voranzu-
treiben und so einen echten Mehrwert zu
Drives seines Schweizer Tochterunterneh-
mens Lenze Schmidhauser. Der Geschäfts- superindividuell
schaffen, heißt mit Microsoft und Siemens bereich Mobile Drives entwickelt und ver-
zwei neue Unternehmen der IT- und treibt Komponenten für die Elektrifizierung
OT-Branche in ihren Reihen willkommen. von Nebenaggregaten in Nutzfahrzeugen.
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Seit Gründung 2019 ist die Zahl der Mitglie- Käufer ist Bucher Hydraulics, ein Hersteller
der auf fast 80 Unternehmen angewachsen. für Hydrauliklösungen.
Ein Franke-Torqueantrieb Typ LTD
Erfahren Sie mehr: industr.com/2587918 Erfahren Sie mehr: industr.com/2587918
bietet außergewöhnliche Vorteile.
Wegen der integrierten Franke-
Erholung nach Corona-Einbruch Studie zur Rolle der Digitalisierung Lagertechnik benötigt er geringst-
Kuka mit Zuwächsen Exportorientierung möglichen Raum und lässt sich
Kuka hat das erste Quartal mit deutlichen Die starke Exportorientierung der Industrie ideal an spezifische Anforderun-
Zuwächsen abgeschlossen. Trotz der immer trägt maßgeblich zum Erfolg der Wirtschaft
gen anpassen.
noch dynamischen Corona-Lage holten viele in Deutschland bei. In Zeiten globaler
Kunden verschobene Projekte nach. Der Unsicherheiten und Herausforderungen lohnt
Konzern verzeichnete mit 890,5 Millionen es sich daher, die Exportaktivitäten des Ver-
Euro im ersten Quartal 29,2 Prozent mehr arbeitenden Gewerbes näher zu betrachten
Auftragseingang als noch im Vorjahreszeit- und dabei einen besonderen Blick auf die
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raum. Die Book-to-Bill-Ratio stieg auf 1,23, Rolle der Digitalisierung zu werfen. Eine
was eine gute Auslastung bedeutet. Studie des Fraunhofer ISI tut genau das.
Erfahren Sie mehr: industr.com/2590884 Erfahren Sie mehr: industr.com/2589671
9 www.franke-gmbh.de
INDUSTR.com
Roundtable Cobots: Mehr als eine Modeerscheinung?
„Anwender im Blick“
Cobots sprießen seit Jahren wie Pilze aus dem Boden.
Mitsubishi Electric hat jetzt mit dem Melfa Assista ebenfalls
einen Cobot im Angebot – allerdings mit einem anderen
Ansatz. Doch wo liegt in der Praxis der echte Mehrwert
der kollaborativen Roboter, und was macht der Assista hier
besser? Wir haben mit Anwendern in einem Roundtable
gesprochen, welche Mehrwerte Cobots und der Assista im
Speziellen wirklich bringen.
D EN ROUN D TA BLE FÜHRT E: Christian Vilsbeck, A&D BI LDER: Mitsubishi Electric; iStock, GeorgePeters
Cobots gibt es viele. Was spricht für den Und was uns beim Assista ebenfalls auf-
Einsatz des Mitsubishi Melfa Assista? fällt, ist wirklich das industrietaugliche
Manuel Rank, Ontec: Wir waren von Outfit. Der Assista macht im Vergleich zu
Anfang an sehr positiv überrascht von vielen anderen Cobots einen sehr robus-
der Dynamik des Assista und von des- ten und stabilen Eindruck. Und trotzdem
sen Verarbeitung. Der Cobot fühlt sich arbeitet er kollaborierend und bleibt si-
an wie ein richtiger Industrieroboter, der cher stehen. Mitsubishi propagiert dabei
auch kollaborieren kann. Hier konnten nicht, der schnellste Roboter auf dem
wir einen deutlichen qualitativen Unter- Markt zu sein, sondern einen wirklich
schied zu Marktbegleitern feststellen, die sicheren Roboter anzubieten. Mit zu-
im Prinzip nur einfache Aluminiumrohre sätzlichen Sicherheitsbereichen kann der
nutzen. Für den sicheren Einsatz bei un- Assista dann aber auch schneller fahren
seren Kunden schätze ich außerdem die – das ist für uns und unsere Kunden ein
vorliegenden TÜV-Zertifikate und Si- großer Vorteil, weil wir damit eine hohe
cherheitsbetrachtungen mehrerer unab- Flexibilität mit einem Modell erreichen.
hängiger Stellen sehr.
Werner Hampel, Robtec: Für mich ist Welchen Stellenwert hat die Qualität mit
der Assista ein klassischer Industrie-Ro- hoher Positionier- und Wiederholgenau-
boter. Aber er kann auch fühlen! Und igkeit? Es gibt ja auch „Billig-Cobots“…
dabei agiert der Cobot erstaunlich fein- Johannes Boschmann, Fresenius-Kabi:
fühlig und stoppt sehr sicher – wir haben Das ist uns sehr wichtig. Wir müssen
das nachgemessen mit 20 Newton. Der Prozesse sehr sensibel handhaben, des-
Assista ist im Vergleich zu den vielen halb benötigen wir höchste Präzision und
Cobots auch kein Leichtbauroboter und Feinfühligkeit. Sonst hätten wir keinen
bietet mit 1000 Millimeter pro Sekunde Mehrwert vom Cobot und müssten be-
die volle Performance. Er kann aber auch stimmte Prozesse weiter per Hand durch-
sehr gut kollaborierend arbeiten. Der An- führen. Die Feinfühligkeit war also auf
satz von Mitsubishi, einen vollwertigen jeden Fall ein Pluspunkt für den Assista,
und hochperformanten Industrieroboter die wir so bei den Marktbegleitern nicht
mit kollaborativen Eigenschaften auszu- gefunden haben.
statten, stellt für mich die große Beson- Werner Hampel, Robtec: Cobots kom-
derheit des Assista dar. men ja ohne Ende auf den Markt, alleine
Michael Voß, JAM Automation: Wir ha- letztes Jahr waren es rund 300 Stück. Ge-
ben schon viele Marktbegleiter eingesetzt. rade aber bei Robotern im industriellen
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INDUSTR.comT I T E L S TO R Y
Werner Hampel Harald Prantl Michael Voß
Geschäftsführer, Robtec Geschäftsführer, Ontec Geschäftsführer, JAM Automation
Einsatz ist es eine Katastrophe, wenn hier und Antriebe in den Achsen verbaut, die hierfür ist ein Workshop mit Kunden,
ständig etwas kaputt geht. Und bekom- die Präzision auch über lange Zeiträume wo auch unsere junge Auszubildende in
me ich dann auch überall schnellen und im Dauereinsatz aufrechterhalten. Und einer Viertelstunde ohne Vorkenntnisse
unkomplizierten Support? Nein! Deshalb deswegen sind jetzt auch einige unse- den Roboter programmiert hat. Also das
wird ein absolut zuverlässiger Roboter rer Kunden dabei zu überlegen, statt der zeigt schon, wie einfach und intuitiv sich
wie der Mitsubishi Assista benötigt, weil „Aluroboter“ auf den Assista zu setzen. der Assista programmieren lässt. Aber,
er im Gegensatz zu den vielen Leichtbau- Natürlich bietet auch der „Aluroboter“ jetzt kommt das große Aber: es besteht
robotern extrem stabil ausgelegt ist. Der anfangs eine ähnliche Präzision an, aber auch die Möglichkeit, komplexe Anwen-
Hersteller verbaut zuverlässige Getriebe, nach einem halben Jahr sieht es leider dungen durchzuführen, weil Mitsubis-
nutzt seine eigenen Servomotoren und anders aus. Bei einem weltweit agieren- hi auch die Programmiermöglichkeiten
kann damit die Wiederholgenauigkeit den Kunden mit Medizintechnik wurden herkömmlichen Roboter mit dem Assista
und Präzision über einen langen Zeit- die „Aluroboter“ nach zwei Wochen im ermöglicht. Ich kenne nicht alle auf dem
raum aufrechterhalten – so wie wir es von Test auch wieder zurückgegeben. Und in Markt verfügbaren Cobots, aber von die-
den „großen“ Robotern gewohnt sind. der Pharma-, Medizin- und Lebensmit- ser Breite an Möglichkeiten habe ich noch
Wie schon erwähnt, der Assista ist für tel-Branche ist ein weiterer Vorteil beim nie gehört. Neben dem visuellen Pro-
mich auch ein Industrie-Roboter, der zu- Assista, dass es ihn auch in einer Ausfüh- grammieren kann ein Experte auch voll
sätzlich ohne Schutzzaun betrieben wer- rung mit lebensmittelechtem Fett gibt. in die Tiefe gehen, was beispielsweise für
den kann. Wenn man sich da manchen Michael Finke, Mitsubishi Electric: Wir eine Maschinenbeladung essentiell wich-
sehr verbreiteten Cobot von Marktbeglei- haben in der fünfjährigen Entwicklungs- tig sein kann.
tern anschaut, die tatsächlich Getriebe zeit von Anfang an auf hohe Qualität ge- Werner Hampel, Robtec: Die von Mit-
aus Kunststoff verbaut haben, dann er- setzt. Gerade im Dauereinsatz kommen subishi mitgelieferte Software VisualBox
ledigt sich die Frage nach Präzision über Leichtbauroboter konstruktionsbedingt für die visuelle Programmierung ist sehr
einen langen Zeitraum oft von selbst. schneller an ihre Grenzen. Deshalb haben einfach zu bedienen, in der Funktio-
Manuel Rank, Ontec: Für uns ist das wir mit dem Assista einen Industrierobo- nalität aber etwas eingeschränkt. Doch
ebenfalls einer der Hauptgründe, warum ter entwickelt, der auch ein Cobot ist. Da- damit lassen sich mit der Maus einfach
wir bei kollaborativen Modellen auf den bei liegen wir preislich nicht fernab von Bewegungen und Abläufe reinziehen,
Assista setzen. Hier können wir aus Er- den reinen Cobots der Marktbegleiter. innerhalb kürzester Zeit kann hier selbst
fahrung mit Robotern bei unseren Kun- ein Schulkind schnell „programmieren“.
den sprechen, wo mehrere Cobot-Mo- Ein Cobot sollte möglichst einfach pro- Dann habe ich noch die Möglichkeit, mit
delle von einem Marktführer im Einsatz grammierbar sein. Kann Sie hier der der Mitsubishi RT ToolBox echte „Hard-
sind. Nach einem halben Jahr passen Melfa Assista überzeugen? core“ Anwendungen zu programmieren.
einfach die Positionen und Genauigkeit Michael Voß, JAM Automation: Also wir Auch das ist nicht kompliziert, mit ein
nicht mehr. Und das ist beim Assista an- schätzen beim Assista, dass es ein sehr paar Tagen Einarbeitungszeit lässt sich
ders, hier sind hochqualitative Getriebe einfaches System ist. Das beste Beispiel einiges realisieren. Und wenn es wirklich
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INDUSTR.comT I T E L S TO R Y
Johannes Boschmann Günter Willmann
Projektingenieur, Fresenius-Kabi Erweiterte Schulleitung, BBS Brinkstraße
speziell wird, dann hat ein Spezialist mit boter einen schnellen Zugang ermögli-
der RT ToolBox ebenfalls alle Möglich- chen. Hier haben wir beim Assista allei-
keiten. Diese Varianz finde ich sehr gut ne in der Bedienung viele Optionen, die
gelöst. Wenn ich da an manchen Mitbe- wir bei anderen Cobots nicht gefunden
werber denke, dann gibt es nur entweder haben. Wir sind dabei sehr gespannt, in
oder, also sehr einfach oder unbedienbar. welchen Bereichen der Ausbildung sich
Manuel Rank, Ontec: Ich kann mich nur die VisualBox oder RT ToolBox sinnvol-
anschließen. Was wirklich überzeugt, ler einsetzen lässt. Die Oberfläche für das
ist die einfache Art und Weise der Pro- visuelle Programmieren finde ich da-
grammierung. Für Anwendungen wie bei aber noch intuitiver als bei einem
beispielsweise Qualitätsprüfung lässt sich großen Mitwettbewerber im kolla-
mit der graphischen Oberfläche wunder- borativen Bereich.
bar ohne Spezialkenntnisse alles schnell
programmieren. Wenn ich ein anspruchs- Nutzen Sie auch die von
volles Tracking habe, dann brauche ich Mitsubishi abgestimmten
natürlich oft einen Spezialisten, der sich Partnerlösungen?
mit dem Roboterprogramm auskennt. Werner Hampel, Robtec:
Aber genau das ist der Vorteil an der Das ist das A und O so-
Mitsubishi-Lösung. Der Spezialist kann gar! Weil all der Aufwand
die visuell oder per Hand-Teaching pro- mit Heraussuchen eines Schmalz an.
grammierte Anwendung jederzeit ver- Greifers, benötige ich einen Damit kön-
feinern und anpassen. Das beschleunigt Adapter, was muss ich in der nen wir fast alles
alleine die Inbetriebnahme unheimlich. Programmierumgebung noch beim Kunden erle-
Johannes Boschmann, Fresenius-Kabi: einstellen und so weiter kostet alles digen. Und das fin-
Wir kommen aus der Medizintechnik furchtbar viel Zeit. Ich will mich um de ich extrem wich-
und sind keine Roboterspezialisten. Für die Lösung eines Prozesses kümmern tig, weil es Zeit und
uns ist ein intuitiv bedienbarer Roboter und nicht um die Integration eines somit Geld spart.
ein sehr willkommenes Geschenk, weil Greifers. Gerade Cobots wollen wir auch Michael Finke, Mitsubishi Electric: Das
wir sehr schnell und ohne viel Aufwand für kleine Mittelständler, Maschinenbau- war auch unser Gedanke, warum wir
einen Prozess realisieren können. Und er und Handwerksbetriebe interessant gleich fertige Partnerlösungen anbieten.
das erledigen wir mit visueller Program- machen. Hier wird eine Lösung benötigt, Kunden können in der VisualBox gleich
mierung auf dem Tablet. Der Assista hat die schnell am Laufen ist und Mehrwer- diese vordefinierten Greifer auswählen.
uns hier einfach sehr überzeugt. te generiert. Und hier bietet Mitsubishi Alle Parameter sind dann schon ein-
Günter Willmann, BBS: Gerade für uns Plug & Work Lösungen mit den bes- gestellt: Wo ist mein Greifpunkt? Wie
als berufsbildende Schule muss der Ro- ten Greifern von Schunk, Zimmer und schwer ist der Greifer? Wie steuere ich
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INDUSTR.comManuel Rank Michael Finke
Key Account Manager, Ontec Produktmanager, Mitsubishi Electric
den Greifer an? Durch unsere Partnerlö fach den Unterschied. Was nützt mir ein
sungen bekommt der Kunde vom Greifer- Roboter, der 2000 Euro weniger kostet,
Hersteller ein fertiges Set inklusive Kabel aber wenn meine Produktion stillsteht,
und Adapter zwischen Roboterflansch bekomme ich keinen schnellen Support –
und Greifer. Kunden müssen sich so kei dann explodieren schnell die Kosten. Bei
ne Gedanken mehr über die Zusammen Mitsubishi habe ich nicht nur ein zuver
arbeit von Roboter und Greifer machen. lässiges Produkt, sondern auch ein Team,
auf das ich mich verlassen kann. Das fin
Was schätzen Sie generell an der Zusam- de ich am wertvollsten.
menarbeit mit Mitsubishi? Michael Voß, JAM Automation: Wir pfle
Harald Prankl, Ontec: Wir dachten ur gen seit über 20 Jahre eine echte Partner
sprünglich, bei einem riesigen Unterneh schaft mit Mitsubishi. Einer hilft dem
men wie Mitsubishi kann man als kleines anderen, wir spiegeln Ergebnisse aus der
Unternehmen einen Roboter kaufen, so Praxis zurück, die von Mitsubishi auch
groß, so schwer, so schnell und noch ein aufgenommen werden. Und wir bekom
paar Elektronikteile dazu, und das war men auf der anderen Seite beispielsweise
es dann. Mit Erstaunen haben wir aber auch Support in Form von Manpower,
festgestellt, dass eine Zusammenarbeit wenn kniffelige Aufgaben zu lösen sind.
mit Mitsubishi auf intensiver und indivi Es sind zwei Firmen unterschiedlicher
dueller Basis möglich ist. Wir können zu Größe, aber es ist wirklich ein aktives
sammen mit Experten von Mitsubishi zu Miteinander. Das haben wir in dieser
Kunden gehen und gemeinsam bestimm Form mit keinem anderen Hersteller von
te Problemlösungen erörtern. Gerade Robotern erlebt.
auch im Bereich Robotik ist Mitsubishi Günter Willmann, BBS: Mitsubishi hat
für uns ein Partner auf Augenhöhe – das eine hohe Offenheit gegenüber Bildungs
schätzen wir sehr. einrichtungen. Hier haben wir das Ge
Werner Hampel, Robtec: Mitsubishi hat fühl, das Unternehmen unterstützt uns
in Deutschland mit der Europazentrale nicht nur, weil es gut ist für das „Unter
eine eigenständige Roboterabteilung, das nehmensbild nach außen“, sondern eine
fehlt mir bei fast allen anderen extrem. ehrliche Partnerschaft ist. Wir müssen
Hier bekomme ich jederzeit einen her uns auch nicht in irgendwelche Warte
vorragenden Support, und das vor allem schlangen anstellen, um technischen Pro
schnell und kompetent. Richtig schlech bleme zu lösen oder Support zu bekom
te Industrie-Roboter gibt es von keinem men – das haben wir bei anderen Unter
Hersteller, aber der Support macht ein nehmen anders erlebt. ☐
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INDUSTR.com14 INDUSTR.com
OPC UA & TSN
Auf TSN-Netzwerke richtig umziehen
GERÜSTET FÜR DIE
DATENEXPLOSION
Bei der Realisierung von Smart-Factory-Kon-
zepten geht es im Wesentlichen um eine weitere
Steigerung von Effizienz und Produktivität.
Lesen Sie, was TSN für die globale Industrie
leisten kann und was bei der Einführung dieser
Technologie besonders zu beachten ist.
T EX T: John Browett, CC-Link Partner Association
BI LDER: CLPA; iStock, agsandrew
Connectivity ist der maßgebliche Erfolgsfaktor für die di-
gitale Transformation, die derzeit in der Fertigungsindustrie
stattfindet und ihre Rolle gewinnt immer mehr an Bedeutung.
Mit herkömmlichem industriellen Ethernet ist die Fertigungs-
industrie lange Zeit gut gefahren. Auch hat sich die Ether-
net-Technik im Laufe der Jahre weiterentwickelt und neue
Herausforderungen und Anforderungen der industriellen
Kommunikation bewältigt. Einige Technologien sind jedoch
inzwischen überholt und hindern Unternehmen beim Zugang
zur Industrie 4.0.
Nur neue Technologien, die den Anforderungen von Smart
Manufacturing, Industrial Internet of Things (IIoT) und Big
Data genügen, können diese Hürden erfolgreich überwinden.
Die TSN-Technologien bereiten für das derzeitige Industrial
Ethernet den Weg in die Zukunft.
Was kann TSN für mein Unternehmen leisten?
Flexible, reaktionsschnelle und transparente cyberphysi-
sche Fabriken verlangen grundsätzlich übergeordnete Syste-
me, die die Überwachung, Steuerung sowie dezentrale und
autonome Entscheidungen über alle Prozessabläufe hinweg
ermöglichen. Der eleganteste Weg hierfür ist die Nutzung ei-
nes gemeinsamen Industrienetzwerks, in dem die Informati-
onstechnik (IT) und die Operational Technology (OT) zusam-
mengelegt werden. In der Praxis wird dies nur von wenigen
Unternehmen bislang realisiert.
15
INDUSTR.comTSN bietet ganzheitliche Lösungen für die industrielle Kommunikation und senkt die
mit der Netzwerkinfrastruktur verbundenen Betriebskosten.
Typischerweise arbeiten Industrieanlagen mit vielen ver- Basierend auf einer Reihe offener technischer IEEE-Stan-
schiedenen Netzwerken, die nach und nach eingerichtet wor- dards, auf die Komponentenhersteller derzeit nach Belieben
den sind und zum damaligen Zeitpunkt unterschiedliche Auf- zugreifen können, gewährleistet TSN Offenheit und künf-
gaben erfüllten. Die TSN-Technologie überwindet Grenzen, tige Kompatibilität der Technologien, die denselben IEEE
die zwischen den verschiedenen Netzwerken bestehen, durch 802.1-Unterstandards entsprechen. Die Arbeitsgruppe IEC/
die Möglichkeit, verschiedene Industrial-Ethernet-Protokolle IEEE 60802 arbeitet derzeit hieran weiter, indem sie TSN-Pro-
in einer Netzwerkinfrastruktur zu integrieren. Diese Fähigkeit file für die industrielle Automatisierung standardisiert.
wird über die Reihe von Standards definiert, die unter IEEE
802.1 für TSN zu finden sind. Elementar sind die Standards Was bedeutet TSN für die Fertigungsindustrie?
1588, 802.1AS und Qbv, die jeweils die Zeitsynchronisation
von Geräten in einem Netzwerk beziehungsweise die Bedie- Diese Möglichkeiten und Vorteile bergen Potenzial für die
nung von Prioritäten im Netzwerkverkehr definieren. Dies er- Optimierung von Produktionsprozessen und zur Steigerung
möglicht TSN, wichtige Prozessdaten zuverlässig und determi- der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, die frühzeitig
nistisch zu verarbeiten und gleichzeitig Daten mit geringerer auf TSN setzen. Langfristig werden sie die globale Fertigungs-
Priorität im selben Netzwerk zu transportieren. Somit schafft industrie verändern. Wichtige Akteure im Bereich der Fabrik
TSN nicht nur Produktivitätsvorteile, sondern senkt auch die automation wie Mitsubishi Electric haben bereits Produkte
Kosten für die Netzwerkinfrastruktur. Die Vereinigung von vorgestellt, die TSN unterstützen. Somit ist das Konzept keine
zeitkritischen und nicht zeitkritischen Daten in einem Netz- Zukunftstheorie mehr, sondern ein solider Meilenstein in der
werk vereinfacht die Netzwerkplanung und verringert die Kos- Evolution der industriellen Vernetzung.
ten für die Verkabelung sowie Netzwerkadministration und
Betrieb (CAPEX/OPEX). Das bisher neue Maß an Connectivity, das TSN bietet, er-
laubt es, einzelne „Automatisierungsinseln“ innerhalb von Fa-
Vielfach wird beschrieben, dass das „Standard“-Ethernet briken zu vereinheitlichen und zu unabhängigen und selbst
mit TSN deterministisch werde. Das ist zwar richtig, doch organisierten „lebenden Systemen“ zu vernetzen, die eine gro-
adressiert TSN lediglich die Data-Link-Schicht des Ether- ße Anzahl verschiedenster Parameter bestimmt, einschließlich
net-Protokolls. Übergeordnete Funktionen werden davon von veränderlichen Inputs und geplanten Ereignissen. Dabei
nicht beeinflusst und werden beibehalten. Dies sind typische zielen die cyberphysischen Systeme, die TSN unterstützen,
industrielle Ethernet-Protokolle wie Safety und Motion Con- nicht nur auf die Automatisierung ab, sondern auch auf das
trol. Dementsprechend müssen Anwender, die einen Migrati- Anlagenmanagement und die vorausschauende Wartung (Pre-
onspfad zur künftigen industriellen Kommunikation gestalten dictive Maintenance). In Kombination mit OPC UA bietet TSN
möchten, auch bedenken, welche Möglichkeiten TSN darüber beispielsweise ein effizientes und zuverlässiges Netzwerk für
hinaus bietet und wie diese optimal genutzt werden können. die Übertragung wertvoller, konkreter Live-Daten zur Perfor-
16
INDUSTR.comOPC UA & TSN
mance physischer Maschinen und ihrer virtuellen Ebenbilder dustrielles Ethernet, das beide genannten Anforderungen er-
– denn es ist möglich, wirklichkeitsgetreue und zur Echtzeitre- füllt, ist CC-Link IE TSN. Hierbei handelt es sich um die erste
aktion fähige digitale Zwillinge zu erstellen. offene industrielle Ethernet-Technologie, die TSN-Kompatibi-
lität mit Gigabit-Bandbreite kombiniert hat. Indem sie sich für
Faktoren bei TSN-Einführung eine technische Lösung wie diese entscheiden, die nicht nur
Skalierbarkeit und Flexibilität, sondern auch zukünftige Rück-
Als Schlüsselfaktor für Industrie 4.0 wird TSN in naher wärtskompatibilität bietet, sind Unternehmen im Hinblick auf
Zukunft sicherlich „ein Muss“ für die industrielle Kommu- aktuelle und zukünftige Konnektivitätsanforderungen auf der
nikation werden. Daher sollten Entwicklungsteams sich mit sicheren Seite. ☐
Vertretern der unterschied-
lichen Fachbereiche wie IT,
Konstruktion, Fertigung und
Logistik mit TSN auseinan-
dersetzen und mit der Pla-
nung und Integration dieser
Halle B1, Stand 226
neuen Technologie in ihren 06.07. – 07.07.2021
industriellen Kommunikati-
onsnetzen starten.
Die Auseinandersetzung
mit der TSN-Technologie ist
zugleich eine gute Gelegen-
heit, die aktuellen Systeme
zu prüfen und einen Migrati-
onspfad zu finden, der künf-
ASi-5
ASi-5
tige Anforderungen erfüllt.
Gleichzeitig hält der Trend zu
immer größeren Bandbreiten
an, um der „Datenexplosion“ AUTOMATISIERUNG
AUTOMATISIERUNG
im Zuge von Industrie 4.0 NEU
gerecht zu werden. Da TSN NEUGEDACHT.
GEDACHT.
Hand in Hand mit dem Trend
IHR
IHR WEG
WEGININ
DIE
DIE DIGITALE
zum Gigabit-Ethernet einher-
geht, muss beides in Betracht
DIGITALE
gezogen werden.
ZUKUNFT.
ZUKUNFT.
Hierbei ergeben sich zwei
elementare Empfehlungen:
Zunächst gilt es zu prüfen,
welche offenen Netzwerktech-
nologien der jeweiligen Bran-
Arena-Tour 2021
che zur Verfügung stehen, um Signal Iduna Park, Dortmund:
die Migration vorhandener 08.06.2021: Workshop 'Praxisnahe Sicherheitstechnik'
09.06.2021: Workshop 'ASi-5 und IO-Link'
Industrial-Ethernet-Systeme
auf TSN-Kompatibilität zu
unterstützen. Zweitens ist zu
prüfen, ob diese Lösungen
Gigabit-Bandbreiten bieten
können. Ein vor kurzem in
den Markt eingeführtes in-
www.bihl-wiedemann.deOPC UA & TSN
Interview über Neuigkeiten bei der OPC Foundation
„Harmonisierte Lösung“
Wer dachte, mit dem Kommunikationsstandard OPC UA sei die Arbeit der
OPC Foundation getan, der irrt. Denn das Konsortium arbeitet an einer Vielzahl
von Erweiterungen, wie beispielswiese die Field Level Initiative oder dem IIoT Starter
Kit. Stefan Hoppe, President & Executive Director der OPC Foundation, zeigt im
Interview auf, welche Neuigkeiten es gibt und wie Anwender davon profitieren.
B I L DER: OPC Foundation; iStock, miguelhogar, klagyivik
Die OPC Foundation steigert kontinu- sichere Übertragung von Daten über Seit 2018 wird an der OPC UA FX (Field
ierlich die Anzahl der Mitglieder – was alle Ebenen von Sensor/Aktor Ebene eXchange) Specification Extension gear-
sind die Gründe dafür und was erwarten bis zur Cloud (und zurück) – die Mit- beitet. Ist das „mehr“ als nur die Erwei-
die Mitglieder? glieder standardisieren auch mit Part- terung von OPC UA für TSN und wann
Kaum jemand hätte noch vor wenigen ner-Organisationen wie dem VDMA die gibt es etwas zu sehen?
Jahren erwartet, dass drei der größ- zu übertragenden Daten und deren Be- Ja, 2018 wurde die Field-Level-Initiative
ten Cloud-Anbieter – Google Cloud, deutung in Companion Spezifikationen. (FLC) gestartet: 27 führende Automa-
Microsoft Azure und Amazon Web Ser- Diese Kombination „sicherer Trans- tionsunternehmen und Technologie-
vices (AWS) – oder auch global führen- port über verschiedene Protokolle“ mit anbieter führen die Gruppe an. Insge-
de Halbleiterhersteller wie Intel, NXP, „Semantik“ ist ein wesentlicher Schlüs- samt 320 Experten von 65 OPC-Mit-
Qualcomm und Microchip, zusammen sel für effizienteres Engineering und gliedsunternehmen arbeiten in verschie-
denen Gruppen an der Erweiterung von
OPC UA, um alle Anforderungen der
Feldebene, wie beispielsweise auch Echt-
„OPC UA garantiert zusammen mit
zeit, Safety und Motion zu erfüllen. Da-
den OPC UA FX Spec Erweiterungen bei geht es auch um die Harmonisierung
eine harmonisierte Lösung und skaliert der Anforderungen aus der Prozess- und
Fabrik-Industrie. In der Prozess-Indus-
vertikal vom Feld bis in die Cloud und trie glauben wir fest an die Relevanz von
zurück – einmalig in der Welt!“ Ethernet APL, welches von der Edge in
Stefan Hoppe die Feldebene skaliert und so für OPC
President & Executive Director der OPC Foundation UA der ideale Wegbereiter ist, um auch
in der Prozess-Industrie bis hinunter in
die Feldgeräte zu wachsen. Wir arbeiten
also an „einer OPC UA basierten Feldlö-
mit nahezu allen führenden Unterneh- die Digitalisierung. OPC Mitglieder ha- sung für (fast) alles“. Eine vergleichbare
men der Automatisierungsbranche als ben frühzeitg Zugriff auf die Entwürfe Initiative hat es in dieser Intensität noch
Anbieter von Lösungen unter dem Dach und können Einfluss nehmen. Offen- nie gegeben. Erstes Ziel dieser OPC UA
der OPC Foundation kooperieren. Nicht heit bedeutet bei uns nicht nur offen Erweiterung ist die Realisierung einer
zu vergessen mit den Endanwendern wie für Mitglieder zu sein, sondern gelebt standardisierten horizontalen Control-
BMW, equinor, Foxconn, L‘Oreal, Miele, der kostenlose Zugang zu freigegebenen ler-zu-Controller Kommunikation – an-
Samsung, Volkswagen und vielen ande- Spezifikationen oder auch dem Zugang schliessend folgt die Erweiterung von
ren. Alle eint das Ziel, in einer globalen zu OPC Zertifizierungs-Laboren. Alles Controller-zu-Device und auch zwi-
Allianz an der Zukunft der sicheren und zusammen zeichnet die OPC Foundati- schen einzelnen Geräten. Ende diesen
industriellen Interoperabilität zu arbei- on als weltweit größtes Ökosystem für si- Jahres wird es die erste öffentliche De-
ten. OPC UA liefert dabei nicht nur die chere, industrielle Interoperabilität aus. mo auf der SPS Messe geben.
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INDUSTR.comCondition Monitoring
Efficiency/Process Optimization
Predictive Maintenance
CLOUD
IoT Semantics
OPC UA over MQTT
Digitalization
Security
OPC UA IIoT Starter Kit:
5G
© miguelhogar, klagyivik – /stock.adobe.com
Mit OPC UA geht es über verschiedene
Transporte, beispielsweise „over MQTT“,
bis in die Cloud – Vorstellung am OPC
OPC UA IIoT
Day International vom 8.-10. Juni 2021. Starter Kit
Was ist das Ziel der Kooperation mit MQTT“ bis in die Cloud (und zurück) sierung von überlappenden Datenstruk-
5G-ACIA? skaliert und bietet dabei auch OPC UA turen ist wichtig und zeigt Erfolge: Als
Als Beispiel benötigen mobile Roboter REST API Schnittstellen. Der Aspekt „in Beispiel ist „UA for Machinery“ ein Ba-
eine verlässliche Kombination von wire- die Cloud und zurück“ wird nun spezi- sisstandard, harmonisiert über alle sei-
less- und kabelgebundener deterministi- ell in einem OPC UA IoT Starter Kit auf ner Gruppen – quasi das über OPC UA
scher Kommunikation. Die OPC Foun- Basis eines Raspberry PI adressiert und DI hinaus erweiterte Typenschild der
dation kooperiert hier mit der 5G-ACIA erstmals am 9. Juni am „OPC Day In- Maschinen – auf dem viele andere Stan-
Initiative, um alle diese Anforderungen ternational“ vorgestellt, neben der Ein- dards aufsetzen und an jeder Maschine
der echtzeitfähigen Datenkommunika- fachheit von OPC UA auf einem PI zeigt wiederzufinden sein wird.
tion mit einem garantierten QoS auch es eben auch die Wichtigkeit von stan-
über hintereinandergeschaltete, ver- dardisierten Daten – viel mehr als „nur Was sind für Anbieter und Anwender die
schiedene Transportwege per Kabel oder schnell mal eben einen Prozesswert in wichtigsten Faktoren für die Zukunft?
WLAN mit integrierter Ende-zu-Ende einem eigenen Datenformat“ zu übertra- Die OPC Foundation liefert vier über-
Security zu bearbeiten. OPC UA „over gen. Es geht auch um eingebautes Erken- zeugende Angebote, die einzigartig sind
5G“ und „over TSN“ wächst somit in nen von Geräten (Discovery), Heartbeat in der Welt: Erstens ist OPC UA ein si-
neue Einsatzgebiete. Funktion (Lebenszeitüberwachung), au- cheres, offenes IEC basiertes Framework
tomatisches Puffern von Daten bei Un- mit eingebauter Sicherheit und der Fä-
Woran zusätzlich arbeitet die OPC Foun- terbrechung der Übertragung, Transport higkeit, Daten zu modellieren und sicher
dation aktuell? nur bei Wertänderung, vielfältige Vari- zu transportieren. Zweiten stellt OPC UA
Die Arbeiten sind vielfältig und be- anten der Zugriffssicherheit und Audit- aus unserer Sicht das größte Interopera-
schränken sich keinswegs nur auf die Er- mechanismen und mehr. Das Thema bilitäts-Ökosystem der Welt dar. Drittens
weiterung von OPC UA in der Feldebene. „standartisierte Informationen“ ist auch ist die Erweiterungsfähigkeit mit Basis-
Neben vielen Detail-Erweiterungen sind der wesentliche Aspekt für die Themen technologien wie 5G, TSN standardisiert
diese drei wesentliche Schwerpunkte zu Digitaler Zwilling und Verwaltungsscha- von IEEE oder Ethernet APL und SPE zu
nennen: Erstens die vertikale Skalierung len – reines Chaos wird erfolgen, wenn erwähnen. Viertens bieten wir die größ-
von OPC UA bis in die Cloud (und zu- sich jeder beliebige eigene Datenstruk- te Sammlung (Stand heute über 63) von
rück), zweitens die Anbindungen an Di- turen ausdenkt. Zusammengefasst ist die OPC UA basierten Informationsmodel-
gitale Zwillinge, Verwaltungsschalen und sichere Übertragung von standardisier- len. Diese vier Teile bilden zusammen
Cloud-to-Cloud Systeme und drittens ten und harmonisierten Informationen den Lösungsansatz, den die OPC Foun-
die Fortführung der Harmonisierung der Schlüssel für die Digitalisierung und dation der Fabrikautomation, der Prozess-
der riesigen Anzahl der Companion Spe- für Vorbereitung für KI und Machine industrie und anderen Branchen anbie-
zifikationen. Zum Thema Cloud ist heu- Learning. Mit circa 25 Partnern arbeiten tet. OPC UA zusammen mit den OPC UA
te zu wenigen Menschen bewusst, dass wir in über 63 Gruppen (35 davon allei- FX Spec Erweiterungen garantieren also
OPC UA viel mehr als die letzte Meile zu ne von dem Schlüsselpartner VDMA) an eine harmonisierte Lösung und skaliert
Geräten ist: Neben dem Transport über der Erstellung von sogenannten Com- vertikal vom Feld bis in die Cloud und
TCP oder UDP wird auch über „UA over panion Spezifikationen. Die Harmoni- zurück – einmalig in der Welt! ☐
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INDUSTR.com20 INDUSTR.com
OPC UA & TSN
Offene Digitalisierungsplattform verbindet Shopfloor mit IT
VERMITTLER ZWISCHEN DEN WELTEN
Die Verbindung zwischen OT- und IT-Welt ist ein aktuell viel diskutierter Aspekt der Digitalisie-
rung in der Industrie. Denn Industrie 4.0 benötigt auf jeden Fall eine durchgehende Kommunikati-
on vom Shop Floor bis in die Cloud. In vielen Fällen entstehen Konflikte, da die Mitarbeiter aus der
OT andere Herangehensweisen und Prioritäten haben als die IT-Mitarbeiter. Mit einem ganzheitli-
chen Ansatz rund um eine offene Digitalisierungsplattform lassen sich diese Konflikte aufzulösen.
TEX T: Dr. Tobias Schwartz, ifm solutions BIL D ER: ifm; iStock, Leontura
Grundlage aller Abläufe in der Automatisierung sind die Diese ist modular aufgebaut und stellt dem Anwender einen
Signale, die Sensoren direkt an der Maschine oder Anlage auf- Werkzeugkasten zur Verfügung, mit dem er seine Projekte sehr
nehmen. Die Steuerungstechnik verwertet diese Signale, um die einfach realisieren kann. Dabei kann er genau auf die Module
Aktoren entsprechend anzusteuern. Moderne Sensoren liefern zugreifen, die er aktuell benötigt. Dadurch ergeben sich flexible
allerdings deutlich mehr Daten, als für die reinen Steuerungs- Lösungen, die sich bei Bedarf erweitern lassen.
aufgaben benötigt werden. Im Rahmen der Digitalisierung geht
es darum, diese Daten in wertvolle Informationen umzuwan- Ein Schwerpunkt bei der Entwicklung war eine möglichst
deln. Eine wichtige Grundlage hierfür ist die digitale Daten- große Offenheit von moneo. So ist der Anwender zum Beispiel
übertragung direkt auf der Feldebene beispielsweise mit dem in Richtung Hyperscaler nicht festgelegt, da moneo mit allen
IO-Link-Protokoll. großen Cloudplattformen zusammenarbeitet. Diese Offenheit
ist wichtig, da der Anwender in der Regel eine Wahlmöglich-
Bottom-up-Ansatz keit erwartet. Proprietäre Systeme, die ihn an einen bestimmten
Hersteller binden, führen deswegen nicht sehr weit.
Durch die hohe Kundenorientierung, bei der es stets darum
geht, Lösungen für den Kunden zu finden, kennen die Spezia- Modulares und offenes System
listen von ifm sehr viele Branchen und sind mit den dort herr-
schenden Anforderungen vertraut. Auf Basis dieser Erfahrun- Die einzelnen Module sollen unkompliziert nach dem Mot-
gen verfolgt ifm einen Bottom-up-Ansatz, bei dem ausgehend to „plug & work“ funktionieren. Die modulare Softwarearchi-
vom Know-How aus dem Shop-Floor-Umfeld über die Bran- tektur basiert auf sogenannten Microservices, die sehr einfach
chenkenntnis die Erweiterung zu einer übergreifenden Platt- zusammenarbeiten können. Dabei wird ein hybrider Technolo-
form geschaffen wird. gie-Ansatz verfolgt. Die einzelnen Module können je nach An-
forderungen on-premise oder in der Cloud installiert werden.
Möglich wird diese ganzheitliche Vorgehensweise auch da- Dabei unterstützt moneo alle großen Anbieter, wie SAP, Azure,
durch, dass in den vergangenen fünf Jahren die Unternehmens- Cumolocity oder AWS. Eine durchgängige Nutzeroberfläche
gruppe um mehrere Software-Töchter erweitert wurde. Auf die- sorgt dafür, dass der Anwender sich sofort in allen Modulen
se Weise ist eine Expertise in allen Bereichen vom Shop-Floor zurechtfindet. Startpunkt ist dabei immer eine browserbasierter
bis in die Cloud entstanden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil Landing-Page.
im Vergleich zu anderen Unternehmen, die entweder aus dem
OT-Blickwinkel oder dem IT-Blickwinkel an die Digitalisierung Das erste Modul aus dem moneo-Portfolio ist die
herangehen, denen aber das Know-How der jeweils anderen Parametriersoftware für IO-Link-Sensoren configure SA. Im
Seite fehlt. Modul ist ein IODD-Management integriert, mit dem sich in
Verbindung mit der IODD-Datenbank die Sensoren verschie-
Als Ergebnis dieses ganzheitlichen Ansatzes bringt ifm mit dener Hersteller in ein IO-Link-Netzwerk einbinden und para-
moneo eine neue Digitalisierungsplattform auf den Markt. metrieren lassen. Neben Sensoren können auch IO-Link-Mas-
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INDUSTR.comOPC UA & TSN
Dashboards sind frei konfigu-
rierbar und bieten die benötigte
Ansicht über den Zustand der
Maschine oder Anlage.
termodule von ifm parametriert werden. Ein zentraler Baustein chen die Arbeit mit moneo RTM noch einfacher. Auch Alarme
innerhalb der Digitalisierungsplattform wird moneo OS sein. sind enthalten, die etwa ausgelöst werden können, wenn ein
Auch wenn es sich dabei nicht um ein Betriebssystem im ei- voreingestellter Grenzwert überschritten wird.
gentlichen Sinne handelt, erledigt dieses Modul die notwendi-
gen Funktionalitäten, wie Lizenzierung sowie User- und Rech- Das Modul edgeConnect wird für die Kommunikation
temanagement. Außerdem dient moneo OS als „Single Point of im Netzwerk verwendet und verbindet unterschiedliche Ge-
Truth“ für die Datenintegration in die Plattform. Hier laufen räte unter Nutzung der typischen Protokolle. Damit steht ein
die Fäden zusammen, und die Daten werden strukturiert. Auch einfaches und sehr universelles Modul zur Verfügung, wel-
die Verteilung der Daten in die Cloud wird hier konfiguriert. In ches die Herausforderung der in der Praxis vielfältigen unter-
moneo OS können außerdem Anpassungen der Benutzerober- schiedlichen Kommunikationsmöglichkeiten löst. Ergänzend
fläche vorgenommen und gespeichert werden. So lassen sich zur moneo Plattform bietet ifm ein spezielles Edge-Device mit
auch anwendungsspezifische Dashboards konfigurieren, die Touchdisplay an. IO-Link-Geräte können mit wenigen Klicks
später mit einem Klick aufgerufen werden können. in die Konfiguration eingefügt werden. Sämtliche Datenpunk-
te der dadurch angeschlossenen IO-Link-Geräte werden auto-
Mit dem sogenannten Data Flow Modeler lassen sich die In- matisch ausgelesen. Auf der anderen Seite stellt das Modul die
formationen aus verschiedenen Quellen miteinander verknüp- Verbindung zu den IIoT-Cloud-Systemen, wie Azure, AWS,
fen. Die Konfiguration funktioniert sehr intuitiv: Logische und Cumolocity oder Google-Cloud, her.
mathematische Operatoren lassen sich mit den Datenquellen
auf der grafischen Arbeitsfläche mit wenigen Klicks zusammen- Vorkonfigurierte Systeme
stellen und miteinander verknüpfen. Dadurch ist eine Vorverar-
beitung möglich, um große Datenmengen nicht komplett in die Besonders komfortabel gelingt der Einstieg in die Digitali-
Cloud transferieren zu müssen. sierung mit der moneo appliance. Damit stellt ifm eine schlüs-
selfertige Komplettlösung zur Verfügung, bei dem die notwen-
Datenanalyse mit fertigen Templates digen moneo-Module auf einem IPC vorinstalliert sind. Auch
ohne detaillierte IT-Fachkenntnisse kann das System einfach
Umfangreiche Analysen und Auswertungen der Daten sind und schnell in Betrieb genommen werden. Der für Industrie
mit dem Modul moneo RTM (Realtime Maintenance) möglich. umgebungen konzipierte IPC kann direkt im Fertigungsumfeld
Ein kontinuierliches Condition Monitoring ist eines der wesent- installiert werden – eine Integration in das Rechenzentrum ist
lichen Vorteile digitalisierter Produktionsanlagen. Statt auf den nicht notwendig. Die im Lieferumfang enthaltenen Funktionen
Ausfall einer Komponente zu warten oder diese in regelmäßigen für Netzwerksicherheit und Virenschutz entsprechen hohen
Abständen auszutauschen, kann die Instandhaltung fällige War- Sicherheitsstandards. Mit dem appliance Management System
tungsarbeiten zustandsorientiert durchführen. Das Resultat ist sind die notwendigen Tools für die Systempflege ebenfalls ent-
eine höhere Verfügbarkeit bei gleichzeitig niedrigeren Kosten. halten. Sicherungen, Updates und Monitoring lassen sich darü-
Auf dem Dashboard hat der Anwender alle Informationen im ber abwickeln. Aufgrund der modularen Architektur von mo-
Überblick. Vorgefertigte Templates für Standardaufgaben ma- neo ist das System jederzeit erweiterbar.
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INDUSTR.comSECURE REMOTE
Um die Digitalisierung in einem begrenzten Projektumfang
MAINTENANCE
testen zu können, bietet ifm das sogenannte Starterkit an. Die-
ses enthält neben dem IPC mit der vorinstallierten Software
Weltweit. Einfach. Sicher.
verschiedene Sensoren für Drehzahl, Temperatur und Schwin- www.br-automation.com/remote-maintenance
gungen sowie einen IO-Link-Master. Da ein Netzteil und alle
notwendigen Kabel auch zum Lieferumfang gehören, kann der
Anwender sofort starten. Mit einem WLAN-Bolt, der ebenfalls
mitgeliefert wird, kann das Starterkit auch unabhängig von einer
Netzwerkinstallation betrieben werden. Sämtliche moneo-Mo-
dule sind bereits vorinstalliert, so dass für die Inbetriebnahme
kein IT-Experte benötigt wird.
Weltweit zugreifen
Zukunftssicher durch Skalierbarkeit Fernwartung vom Büro aus oder von unterwegs
Mit moneo bietet sich dem Anwender eine ideale Möglich-
keit, auch bei Brownfield-Anwendungen, wenn also bestehende
Maschinen und Anlagen angebunden werden sollen, in die Di-
gitalisierung einzusteigen. Mit dem Starterkit können erste Pi-
lotprojekte durchgeführt werden, indem die Daten von nur eini-
gen Sensoren an das IIoT angebunden werden. Kunden, die auf
Einfach implementieren
moneo setzen, können ihre Anwendungen in Zukunft beliebig Integrierte Lösung aus einer Hand
ausbauen und die gesamte IIoT-Anbindung flexibel skalieren.
Die Module der moneo-Plattform wird ifm als Subscripti-
on-Service anbieten. Dieses Software-as-a-Service-Geschäfts-
modell bietet dem Kunden gleich mehrere Vorteile. Neben der
komfortablen Nutzung sind dies vor allem die niedrigen In-
vestitionskosten sowie eine sehr hohe Flexibilität. Der Kunde Sicher verbinden
kann genau die Module buchen, die er aktuell benötigt. Dies Jede Art Daten sicher übertragen
gilt auch für die Größe der Projekte: Die Digitalisierungsplatt-
form enthält hierfür sogenannte Infopoint-Lizenzen, bei denen
die Kosten abhängig von der Anzahl der Datenpunkte sind. ifm
wird die moneo-Plattform um weitere Module erweitern. Da
das System offen gestaltet ist, werden auch Applikationen von
Drittanbietern möglich sein. ☐Interview über Performance von OPC UA over TSN
„Gerüstet für die
nächsten 20 Jahre“
Erste Praxisversuche mit OPC UA over TSN haben gezeigt,
dass die neue Technologie im Durchschnitt 18-mal schneller ist
als alle bisher verfügbaren Möglichkeiten der industriellen Kom-
munikation. Dabei stellen sich viele Hersteller von Maschinen
und Geräten die Frage, ob dieser Performancesprung überhaupt
notwendig ist. Dr. Dietmar Bruckner, R&D Gruppenleiter System
Software – Connectivity bei B&R, stellt sich im Interview dieser Frage.
BIL D : B&R
Ist ein so leistungsfähiges Kommunika- Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es noch keine Applikation, die tatsächlich die
tionsprotokoll wie OPC UA over TSN 18-fache Performance bisheriger Industrial-Ethernet-Protokolle benötigt.
denn tatsächlich notwendig? Dennoch ist meine Antwort auf Ihre Frage ein ganz klares Ja.
Das müssen Sie uns bitte ein wenig Um die Anforderungen der nächsten zwei bis drei Jahre zu erfüllen, würde es
genauer erklären... reichen, bestehende Protokolle etwas schneller zu machen. Aber das wäre zu
kurz gedacht. Mit dem Erfolgszug von OPC UA erlebt die Kommunikation in
der industriellen Produktion gerade den größten Umbruch seit der Einführung
der Feldbusse. Wenn wir uns die Lebensdauer der Feldbusse und Industrial-
Ethernet-Protokolle anschauen, wird uns OPC UA over TSN mehrere Dekaden
lang begleiten.
Was bedeutet das für die Performance Ein zukunftsfähiges Protokoll muss aus Gründen der Investitionssicherheit für
des Protokolls? die Performance-Anforderungen der nächsten 20 Jahre gerüstet sein. Keiner
der Beteiligten hat ein Interesse daran, dass wir jetzt einen Standard definie-
ren, den wir in fünf Jahren bereits grundlegend überarbeiten müssen, weil die
Performance- und Bandbreitenanforderungen der Applikationen immer größer
werden. Deswegen ist es so wichtig, dass OPC UA over TSN von Anfang an
ein Maximum an Performance bietet.
Was genau verstehen Sie unter Dazu zählen mehrere Aspekte, wobei ganz klar eine Kenngröße die wichtigste
Performance? Rolle spielt: die minimal erreichbare Zykluszeit. So lange eine Applikation nur
wenige Netzwerkteilnehmer hat, können auch aktuelle Industrial-Ethernet-
Protokolle mit 100 MBit sehr kurze Zykluszeiten erreichen. Aber aufgrund der
aktuellen Marktentwicklungen gehen wir davon aus, dass Maschinen und
Anlagen mit mehreren hundert oder gar tausend Netzwerkteilnehmern immer
mehr werden.
Woher kommt das? Maschinen werden immer intelligenter und flexibler – nur so können sie den
Anforderungen des Marktes noch gerecht werden. Daher verbauen die Her-
steller immer mehr Sensoren und Aktuatoren. Viele davon sind als sogenannte
intelligente Geräte direkt in das Maschinennetzwerk eingebunden. Bereits jetzt >
24
INDUSTR.comOPC UA & TSN
> gibt es Maschinen, die mehr als 1.000 Achsen synchronisieren. Das sind dann
genau die Fälle, in denen die Zykluszeiten mit bisherigen Methoden auf deut-
lich über eine Millisekunde steigen. Für manche Prozesse ist das zu langsam.
Deswegen brauchen wir ein leistungsstarkes und performantes Maschinen-
netzwerk.
Welche Rolle spielt die Bandbreite? Für den Anwender eine immer größere: Industrielle Bildverarbeitung, Big
Data und vorausschauende Wartung zum Beispiel erzeugen viele Daten. Da
kommen die aktuellen 100-Mbit-Busse schnell an ihre Kapazitätsgrenzen. Und
einen weiteren Aspekt dürfen wir auch nicht vernachlässigen: Je offener die
Netzwerke sind, desto wichtiger ist es, dass alle Komponenten im Feld jeder-
zeit mit Security- und Betriebssystem-Patches versorgt werden. Auch dafür
muss ausreichend Bandbreite zur Verfügung stehen.
Wie geht OPC UA over TSN mit diesem An dieser Stelle kommt ein weiterer Vorteil von TSN zum Tragen: Diese Tech-
steigenden Bandbreitenhunger um? nologien sind unabhängig von der Bandbreite. Dem Anwender steht die volle
Bandbreite zur Verfügung, die die verwendete Ethernet-Hardware erlaubt, egal
ob das 1 GBit/s, 2,5 GBit/s oder in Zukunft sogar noch mehr sind.
„Ein zukunftsfähiges Protokoll muss aus Gründen der
Investitionssicherheit für die Performance-Anforderungen
der nächsten 20 Jahre gerüstet sein.“
Lässt sich das nicht auch mit Weiter- Nein, denn die Limits dieser konventionellen Systeme lassen sich nicht außer
entwicklungen bestehender Feldbusse Kraft setzen, indem sie auf 1 oder 10 Gbit/s hochskaliert werden. Das las-
erreichen? sen die starren Arbitrierungsverfahren eines herkömmlichen Bus-Systems mit
zentralem Master und fixer Zyklusaufteilung nicht zu. Bitte bedenken Sie: Das
Prinzip der Feldbusse stammt aus den 90er Jahren des vergangenen Jahrhun-
derts. Bei der Planung und Verwaltung eines TSN-Netzwerks hingegen kann
man auf moderne IT-Infrastruktur-Mechanismen setzen. Daher ist OPC UA
over TSN immer noch doppelt so schnell wie das schnellste Gigabit-Feld-
bus-Protokoll.
Ist OPC UA over TSN tatsächlich ein- OPC UA over TSN ist fertig spezifiziert und einsatzbereit. Die IEEE hat im
satzbereit? Es gibt diverse Stimmen, die Dezember 2019 die Arbeit an der 802.1AS-2020 abgeschlossen. Das war
sagen, dass die Standardisierung noch der letzte wichtige Puzzlestein, um OPC UA over TSN zu vervollständigen.
ein gutes Stück entfernt ist. Der Standard IEEE 802.1Qbv – der Dreh- und Angelpunkt aller Performance
themen von TSN – ist übrigens bereits seit 2016 verabschiedet. Im März 2020
hat B&R als erster Hersteller Steuerungen verkauft, die OPC UA over TSN
sprechen. ☐
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