2013/14 DAS KOMPENDIUM DIE WICHTIGSTEN TECHNOLOGIE-TRENDS DIE WICHTIGSTEN ANBIETER VORSPRUNG AUTOMATION. QR- Code. / AuD24.net

A&D – AUTOMATION & DRIVES I SONDERNUMMER I 16. JAHRGANG I WWW.AuD24.NET I € 39,90

V O R S P R U N G A U TO M AT I O N

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2013/14 DAS KOMPENDIUM DIE WICHTIGSTEN TECHNOLOGIE-TRENDS DIE WICHTIGSTEN ANBIETER

/ AuD24.net www.AuD24.net

Kraftprotze (die neuen 200V CPUs)

Kompakt wie eine Micro-SPS, stark wie eine Große! Jetzt durchstarten mit den neuen 200V CPUs. Dank der integrierten MPI- und Ethernet-Schnittstelle fühlt sich die neue 214PG/215PG nahezu überall zu Hause. Nicht nur dank der großen Anzahl an Signal-, Kommunikations- und Feldbus-Modulen, nein, auch wegen der Kommunikationsfreundlichkeit bildet diese CPU eine perfekte Kombination mit den neuen VIPA eco Panels. • Programmierbar mit WinPLC7 von VIPA oder STEP7von Siemens • Integrierter Arbeitsspeicher (von 48 kB bis 128 kB) - Betrieb ohne Speicherkarte möglich • Integrierte MPI- und Ethernet-Schnittstelle • bis zu 32 Module direkt an der CPU einsetzbar

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I N H A LT

ANBIETER

(BUSINESS-PROFILE)

WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

PROJEKTIEREN & PLANEN

ANTREIBEN & BEWEGEN

STEUERN & VERNETZEN

MESSEN & ERKENNEN

VERSORGEN & VERBINDEN

VERZEICHNISSE

PA R T N E R - B O A R D

Partner-Board Am A&D-Kompendium 2013/2014 haben mitgewirkt:

4

A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

I N H A LT

PA R T N E R - B O A R D

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5

I N H A LT

I N H A LT & A L L G E M E I N E S 3

Inhaltsstruktur

10

Editorial

212 Impressum

B U S I N E S S P R O FI L E

Rubrik-Opener: JPLDesigns

12

ABB

29

Inducoder Messtechnik

46

Renishaw

13

Adept Technology

30

Keba

47

Rockwell Automation

14

Althen

31

Klar Automation

48

Rutronik

15

Automation24

32

Koco Motion

49

Mesago

16

Balluff

33

Kontron

50

Safety Network

17

Baumüller

34

Leine & Linde

51

SEW

18

Franz Binder

35

Lenze

52

Softing

19

Copa-Data

36

LTI Drives

53

Sigmatek

20

Danfoss

37

Mitsubishi Electric

54

Steute Schaltgeräte

21

Ernst & Engbring

38

Moog

55

SVS-Vistek

22

Euchner

39

Moxa

56

Syslogic

23

Exor

40

National Instruments

57

TQ Group

24

Heitec

41

Pepperl+Fuchs

58

Turck

25

Johannes Hübner

42

P.E. Schall

59

Vipa

26

Hy-Line

43

Phoenix Contact

60

Wieland Electric

27

ICS International

44

Red Lion

28

IDS

45

Renesas

6

A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

I N H A LT

WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Rubrik-Opener: SmartFactory

62

Was den Automatisierer umtreibt

69

63

Software automatisiert testen Flexibles, automatisiertes Simulieren und Testen in speicherprogrammierbaren Steuerungen

Motoren im Vakuum betreiben In-Vakuum-Automatisierung – aus der Forschung in die Industrie

71

DFG-Projekte

79

BMBF-Projekte

83

VDI-Fortschritt-Berichte

66

Baukasten für intelligente Sensoren Eine Entwicklerplattform für intelligente Sensorsysteme

FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0 90

Industrie 4.0: Revolution oder Hype?

91

Alter Wein in neuen Schläuchen? Was an Industrie 4.0 neu ist

93

Cyber-Physische Produktionssysteme Zukunftsprojekt Industrie 4.0 realisiert in einem Forschungsprojekt

Rubrik-Opener: Scyther 5

96

Das MES der Zukunft Industrie 4.0 braucht Manufacturing-Execution-Systeme mit neuen Funktionen und Fähigkeiten

99

Digitaler Sicherheitsausweis Lösungen für die Industrial-IT-Security

PROJEK TIEREN & PLANEN 102 Engineering in Zeiten von Industrie 4.0 – Ist das noch nötig? 103 Konfigurieren statt projektieren Integration und Durchgängigkeit beim Entwerfen und Planen von Maschinen nutzen

Rubrik-Opener: Eplan Software & Service

108 Apps für die Automatisierungswelt Schneller Zugriff auf Anlageninformationen bei Inbetriebnahme, Wartung und Betrieb 111 Condition Monitoring als Basis für Effizienz Das Zusammenspiel intelligenter Software und Sensorik 2013_08_27_Rubrikopener.indd 1

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106 Welten miteinander verknüpfen Standardisierte und individuelle Lösungen für die Anbindung von Automatisierungssystemen

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7

I N H A LT

ANTREIBEN & BEWEGEN 114 Engineering braucht Effizienz und Kreativität 115 Smarte Bedienung trifft geringe Motorenvarianz‚ Ein Smart Motor reduziert die Variantenvielfalt in der horizontalen Fördertechnik 117 Den Takt erhöhen Hochgeschwindigkeit für Mikro-Montageprozesse 119 Roboter ohne Sicherheitszaun Fürchtet euch nicht – des Roboters Zähmung

STEUERN & VERNETZEN 130 Automation Hautnah Kommunikationstechnik herangezoomt 132 Automatisierung als Enabler für Industrie 4.0 133 Sicherheit einfach programmieren Effiziente Programmierung komplexer Sicherheitsfunktionen 136 Einfache Safety-Anwendungen sicher ansteuern Integration sicherer Ein- und Ausgänge in Automatisierungsgeräten gemäß Profisafe-Standard 140 Quer und sicher kommunizieren Sichere Kopplung von Maschinen und Anlagen(-teilen) mit unterschiedlichen Steuerungen 143 Integrierte Sicherheitstechnik Die Vorteile eingebetteter Sicherheitstechnik in Standardlösungen

Rubrik-Opener: Getriebebau Nord

121 Hochflexibel auf kleinem Raum Komponenten und Lösungen für roboterbasierte Schweißsonderanlagen 124 Mit Zahnstangengetrieben im Takt Mehrachsportal aus dem Systembaukasten ermöglicht schlanke und positioniergenaue Lösung 126 Intelligent verdrahtet Schlank bis in die Antriebssteuerung

Rubrik-Opener: Hilscher

148 Qualitätsmerkmal Wartungsfreiheit Gesamtbetriebskosten mit den richtigen technischen Parametern minimieren 152 Embedded Secure Boot Wie vertrauenswürdig kann GNU/Linux sein? 156 Nur ein Kabel zum kommunizieren Gemeinsame Netzwerkinfrastruktur für Ethernet/IP und Sercos III 159 Redundanz gegen Netzwerkprobleme Welches Redundanzverfahren ist in welcher Applikation das Richtige? 162 Hochverfügbares und sicheres WLAN Parallel Redundancy Protocol als Timing Combiner für hochverfügbares WLAN

146 Busintegrierte Sicherheit Skalierbare Sicherheitssteuerung auch für Kleinanwendungen

8

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I N H A LT

MESSEN & ERKENNEN

Rubrik-Opener: IDS

166 Automation Hautnah Industriekameras für verschiedene Anwendungen

175 Drehgeber für die Schwerindustrie Magnetgebertechnik mit erweiterter Flexibilität

168 Offene Strategien für die Zukunft des Messens und Testens

178 Farben richtig darstellen Farbkalibrierung von Industriekameras

169 Automatisierte Prüflinie RFID-Schreibleseköpfe und -Transponder sorgen für einen effizienten Testablauf und eine eindeutige Zuordnung

181 Schätze heben Mit hochwertigen Eingangsdaten zu zuverlässiger IBV-Software

172 Waren intelligent kennzeichnen Effizienter Warenfluss mit kombinierter Barcode- und RFID-Systemlösung

VERSORGEN & VERBINDEN

Rubrik-Opener: Dehn + Söhne

186 Immer wieder neu erfinden 187 Kühlgeräte mit garantierter Leistung Leistung von Kühlgeräten zertifizieren lassen 190 Kühlen in extremen Umgebungen Vortex Cooler – Eine andere Art von Kühlung 193 Steuerleitungen für abrupte Bewegungen Zuverlässige Verbindungstechnik für Robotikapplikationen 195 Immer verfügbar Redundant aufgebaute Stromversorgungskonzepte

198 Für neue Aufgaben gerüstet Moderne Anwendungen in der Nahrungsmittelproduktion stellen zusätzliche Anforderungen an Steckverbinder 201 Kontaktlose Übertragungssysteme Kontaktlose Verbindung überwindet mechanische Beschränkungen in der Produktion 204 Daten verkabeln mit Smart Grid Leistungsfähige Lösungen für eine dezentrale Energieversorgung

VERZEICHNISSE 208 Autorenverzeichnis

Rubrik-Opener: demarco-media

211 Inserentenverzeichnis

213 Stichwortverzeichnis

210 Redaktionsbeirat und Ehrenmitglieder

w w w. A u D 2 4 . n e t

9

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VORWORT

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HEUTE AUSSUCHEN, MORGEN AUSPACKEN!

Von nichts kommt nichts Kennen Sie etwas, das aus dem Nichts heraus entstanden ist? Kaum, nehme ich an, denn irgendetwas war immer vorher da. So hat es den Wolf gebraucht, der sich domestizieren ließ, damit er zum Hund wurde. Manchmal braucht es sogar zwei Dinge, damit ein Drittes entstehen kann: ohne Sonne und Regen kein Regenbogen, ohne Pferd und Esel kein Muli. Aber auch die Kreativität des Menschen funktioniert auf diese Art. Immer wenn wir etwas Neues brauchen, orientiert sich unser Gehirn an Vorhandenem und modifiziert oder mischt dieses. In der Musik geschieht das häufiger. So begeistert die Show Rock the Ballet ihre Zuschauer mit einer Ballett-Choreographie zu Rockmusik. Genauso erfolgreich ist die Band Nightwish mit der Kombination aus Klassik und Heavy Metal. Wissenschaftler kennen dieses Phänomen ebenfalls. Setzen sich Vertreter unterschiedlicher Fachgebiete an einen Tisch, um eigene Theorien mit dem Wissen des anderen zu verbinden, nennen Universitäten das interdisziplinär. Auch in der Automatisierung wird Bekanntes zu einem großen Neuen zusammen gemischt. Hier heißt es Industrie 4.0. Im diesem A&D-Kompendium haben wir viele Ansätze und Ideen aus unterschiedlichen Diziplinen der Automatisierung zusammengestellt, auch abseits von Industrie 4.0.

Ob Onlineshop oder Katalog: Wir liefern deutschlandweit innerhalb von 24 h – ohne Mindermengenzuschlag. Lieferung ab 1 Stück. Die Distrelec-Gruppe: Ihr Partner für elektronische Bauelemente, Automation, industrielle IT und Zubehör.

Viel Vergnügen beim Lesen

Simone Käfer, Redaktion A&D

WWW.DISTRELEC.DE Bestellhotline 0180 5223435* *14 Ct./Min. aus dem Festnetz der Dt. Telekom AG, Mobilfunk kann abweichen

A Datwyler Company

A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

Inhalt der Rubrik

ANBIETER

BUSINESSPROFILE

Bildquelle: JPLDesigns / iStock

12

ABB

22

Euchner

32

Koco Motion

42

P.E. Schall

51

SEW

13

Adept Technology

23

Exor

33

Kontron

43

Phoenix Contact

52

Softing

14

Althen

24

Heitec

34

Leine & Linde

44

Red Lion Controls

53

Sigmatek

15

Automation24

25

Johannes Hübner

35

Lenze

45

Renesas Electronics

54

Steute Schaltgeräte

16

Balluff

26

Hy-Line

36

LTI Drives

46

Renishaw

55

SVS-Vistek

17

Baumüller

27

ICS International

37

Mitsubishi Electric

47

Rockwell Automation

56

Syslogic

18

Franz Binder

28

IDS

38

Moog

48

Rutronik

57

TG Group

19

Copa-Data

29

39

Moxa

49

Turck

Danfoss

40

National Instruments

Mesago Messemanagement

58

20

Inducoder Messtechnik

59

Vipa

30

Keba

50

Safety Network

60

Wieland Electric

31

Klar Automation

21

Ernst & Engbring

41

Pepperl+Fuchs

11

ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

ABB ist weltweit führend ■in derFirmenbeschreibung Energie- und Automatisierungstechnik. Das

Unternehmen liefert Schlüsseltechnologien entlang der gesamten Energiekette – von der Stromerzeugung über die Stromübertragung und -verteilung – und von innovativen Automatisierungslösungen bis hin zur intelligenten Gebäudeautomatisierung. Deutschland ist für ABB ein bedeutender Markt und wichtiger Produktionsstandort. ABB ist hier an 39 Standorten vertreten und gliedert sich in fünf Divisionen. Die Division Industrieautomation und Antriebe bietet Produkte, Lösungen und Dienstleistungen für die Steigerung der industriellen Produktivität und Energieeffizienz. Mit ihren Motoren, Generatoren, Antrieben, speicherprogrammierbaren Steuerungen (PLCs) und ihrer Leistungselektronik und Robotik stellt die Division Energie-, Antriebs- und Steuerungstechnologien für zahlreiche Automatisierungsanwendungen bereit. Die Produktführerschaft im Bereich Windgeneratoren und das wachsende Solarangebot ergänzen den industriellen Fokus. Der Schwerpunkt der Division Prozessautomation liegt in der Bereitstellung von Produkten und Lösungen für die Instrumentierung, Automatisierung und Optimierung industrieller Prozesse. Zu den Abnehmerbranchen zählen die Öl- und Gasindustrie,

ABB ist Zulieferer für Windenergieanlagen

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der Energiesektor, die Chemie- und Pharmaindustrie, die Zellstoff- und Papierindustrie, die Metallund Mineralindustrie sowie die Schiffbau- und Turboladerindustrie. Die Division Niederspannungsprodukte fertigt Niederspannungs-Leistungsschalter, Schaltanlagen, Steuergeräte, Installationstechnik sowie Gehäuse und Kabelsysteme, um Menschen, Anlagen und elektronische Ausrüstung vor elektrischer Überlast zu schützen. Darüber hinaus produziert die Division KNX-Systeme für die Integration und Automatisierung von elektrischen Anlagen, Lüftungssystemen und Sicherheits- und Datenübertragungsnetzen in Gebäuden. Energietechnik-Produkte sind die Kernkomponenten für die Stromübertragung und -verteilung. Hier ist ABB Weltmarkführer. Die Division umfasst das Fertigungsnetz von ABB für Transformatoren, Schaltanlagen, Leistungsschalter, Kabel und Service. Die Division Energietechnik-Systeme beliefert Versorgungsunternehmen und Netzbetreiber mit einer breiten Palette an schlüsselfertigen Systemen und Dienstleistungen für die Stromübertragung, Stromverteilung und für Kraftwerke. In der Stromerzeugung bietet die Division Energietechnik-Systeme die Instrumentierung, Steuerung und Elektrifizierung von Kraftwerken an.

■

Effizienz in der Fertigung durch ABB-Roboter

A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

„Unsere innovativen Produkte, Systeme und Lösungen helfen, Energie effizienter zu nutzen, die Produktivität in der Industrie zu steigern und leisten einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.“ Dr. Peter Terwiesch, Vorstandsvors. ABB AG, Leiter Region Zentraleuropa

ABB AG 100-prozentige Tochter der ABB Ltd, Zürich Firmensitz Mannheim Mitarbeiter ABB AG 10.000 (2012) Mitarbeiter ABB-Konzern etwa 145.000 in rund 100 Ländern Gründungsjahr 1900 als Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft in Mannheim, 1988 Fusion der schwedischen ASEA AB und der schweizerischen BBC Brown, Boveri & Cie. AG zum ABB-Konzern mit Sitz in Zürich Umsatz ABB AG 3,57 Milliarden Euro (2012) Geschäftsfelder Industrieautomation und Antriebe, Niederspannungsprodukte, Prozessautomation, Energietechnik-Produkte, Energietechnik-Systeme

Kontakt ABB AG Kallstadter Straße 1 68309 Mannheim, Germany T +49/621/4381-0 F +49/621/4381-390 www.abb.de

BUSINESS-PROFIL

Rüdiger Winter, Director Sales Europe, Adept Technology GmbH

Gründung Unsere Niederlassung in Dortmund wurde bereits 1986, drei Jahre nach der Gründung von Adept in den USA, eröffnet. Dortmund ist unsere Vertriebs-, Service- und Trainingszentrale für Europa. Produkte ▶ Adept Cobra SCARA-Roboter ▶ Adept Viper 6-Achs-Roboter ▶ Adept Quattro ParallelRoboter ▶ Adept Python Linearachsen ▶ AdeptSight Bildverarbeitung ▶ Adept AnyFeeder Zuführsysteme ▶ Adept Mobile Roboter Einsatzbereiche der Roboter ▶ High-Speed Pick & Place ▶ Montagen/Feinmontagen ▶ Verpackung und Palettierung ▶ Materialhandling ▶ Fließbandverfolgung mit integrierter Bildverarbeitung ▶ Logistik Industriezweige ▶ Maschinen- und Anlagenbau ▶ Elektroindustrie ▶ Verpackungsindustrie ▶ Lebensmittel- und Pharmaindustrie ▶ Solarindustrie Kontakt Adept Technology GmbH Otto-Hahn-Straße 23 44227 Dortmund, Germany Revierstraße 5 (ab 1.1.2014) 44379 Dortmund, Germany T +49/231/75894-0 F +49/231/75894-50 [email protected] www.adept.de

Adept Technology ist einer ■derFirmenbeschreibung weltweit führenden Anbieter und Hersteller von

Industrierobotersystemen und autonom navigierenden mobilen Robotern. Zu den Schwerpunkten des Produkt-Portfolios gehören High-Speed SCARA-Roboter (Adept Cobra), Parallelroboter (Adept Quattro), 6-Achs-Roboter (Adept Viper) und mobile Roboter (Adept Lynx). Außerdem offeriert das Unternehmen integrierte Bildverarbeitungssysteme zur Fließbandverfolgung sowie hochentwickelte Technologien zur flexiblen Zuführung von Kleinteilen. Adept Technology ist stolz darauf, seinen Kunden seit über 25 Jahren erstklassigen Service anzubieten und verpflichtet sich, bestmögliche Unterstützung und Service-Leistungen zur Verfügung zu stellen. Unser strategischer Ansatz ist die Umsetzung von neuen technischen Konzepten in ausgereifte, flexible und mobile Roboter-Lösungen. Bis heute wurden ca. 60.000 Adept Robotersysteme erfolgreich in Anlagen integriert, die überall rund um den Globus im Einsatz sind.

lung von innovativen und leistungsstarken Robotersystemen für die Produktions- und Anlagenautomatisierung vorangeführt. Adept ist außerdem Wegbereiter für das flexible Zuführen von Teilen, eine integrierte Bildverarbeitung und Fließbandverfolgung und bietet individuelle Lösungen, die für die flexible Automationsindustrie entscheidend sind.

▶ Mobile Robotersysteme

Die autonome, mobile Roboterplattform von Adept bietet neue Möglichkeiten für Produktivitätssteigerungen. Durch die integrierte Navigations- und Bewegungssteuerung sowie einer Software, die für die automatische Kartengenerierung und Wegführung sorgt, navigieren die mobilen Roboter innerhalb eines definierten Arbeitsbereiches absolut autonom und sicher.

▶ Zuführlösungen

Adept hat die Industrie konsequent in der Entwick-

Die Adept Zuführlösungen sind Alternativen zu konventionellen Zuführtechniken. Der Adept AnyFeeder und der Adept Flexibowl bieten flexibelste Zuführlösungen bei hoher Wirtschaftlichkeit, denn Teilevielfalt und schnellste Reaktionszeiten auf sich ändernde Kundenwünsche bieten entscheidende Wettbewerbsvorteile.

Flexible Zuführlösung mit Adept Cobra und Adept

Adept Quattro s650H

Produktschwerpunkte

▶ Industrierobotersysteme

■

AN BIE T E R

„Adept steht seit über 25 Jahren für Qualität, Zuverlässigkeit und Innovation.“

ANBIETER

AnyFeeder

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■DieFirmenbeschreibung ALTHEN GmbH Mess- und Sensortechnik – Spezialist für das elektrische Messen mechanischer Größen – beschäftigt sich seit 30 Jahren mit der Messund Sensortechnik. Für alle genannten Messgrößen legt ALTHEN größten Wert auf kundenorientierte Lösungen und fokussiert sich deshalb auf Anwenderberatung, Vertrieb und Service von Messwertaufnehmern und Sensoren für das „elektrische Messen mechanischer Größen“ bis hin zu kompletten Mess-Systemen und Systemintegrationen. Der hohe Anspruch an die technischen Eigenschaften aller Produkte zeigt sich auch in dem für die behandelten Messgrößen ausgestatteten Kalibrierlabor. Mit der langjährigen Erfahrung, technischem Sachverstand und dem umfangreichen Produktportfolio ist ALTHEN in der Lage, für nahezu alle Anwendungen sowohl preislich ansprechende als auch technisch hervorragende Lösungen zu schaffen. Sie basieren auf dem engen Kontakt zum Kunden, direkt mit den Außendienstingenieuren vor Ort in einem der vier deutschen Vertriebsbüros oder telefonisch mit den Technikern in der Zentrale. Alle Vertriebsmitarbeiter stehen durch kontinuierliches Training und Weiterbildungsmaßnahmen auf dem aktuellen Stand der Messtechnik.

ALTHEN – Messtechnik-Kompetenz vom Sensor ...

14

Seit 1978 ist ALTHEN in der Mess- und Sensortechnik aktiv. Zu Beginn konzentrierte sich H. Althen auf den Vertrieb von Transientenrekordern und Analogschreibern, bald darauf wurden auch Messwertaufnehmer und Sensoren in den Vertrieb aufgenommen. 1985 gründete er den Bereich „Engineering und Kalibrierung“, um dem steigenden Bedarf nach kompletten messtechnischen Systemlösungen gerecht werden zu können. Bis heute wird dieser Bereich immer weiter vergrößert. Im Hause werden - häufig nach kundenspezifischen Vorgaben – mit modernster Elektronikfertigung Messverstärker und Auswerteelektroniken für DMS-, LVDT/RVDT- und piezoelektrische Sensoren entwickelt und produziert. Seit 1998 wird auf der eigenen SMD-Bestückungsanlage gefertigt, um die Fertigungsqualität der hergestellten Platinen verbessern zu können und die Miniaturisierung weiter voranzutreiben. Unsere Kunden mit zum Teil großem internationalen Renommée profitieren von der mehr als 30-jährigen Messtechnikerfahrung, praxisnahem Know-How, hoher Flexibilität und fordern unseren Entwicklergeist immer wieder mit anspruchsvollen Aufgabenstellungen heraus. Wir nehmen diese Herausforderung an.

■

... zum kompletten, kundenspezifischen Messsystem.

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„Vom Sensor bis zum kompletten System erhält unser Kunde die maßgeschneiderte Lösung aus einer Hand.“ Peter Rickmeyer, geschäftsführender Direktor

Gründung 1978 Geschäftleitung Peter Rickmeyer, Dirk Schouten Mitarbeiter 24 Produkte und Lösungen Standard- und kundenspezifische Sensoren und Messwertaufnehmer für das elektrische Messen der folgenden mechanischen Größen ▶ Druck und Differenzdruck ▶ Kraft ▶ Drehmoment ▶ Weg ▶ Drehwinkel ▶ Neigung ▶ Beschleunigung ▶ Vibration ▶ Drehrate Als Ergänzung und zur Systemkomplettierung fertigen wir passend abgestimmte ▶ Messverstärker ▶ Datenlogger ▶ Messdatenerfassungssysteme

Kontakt ALTHEN GmbH Mess- und Sensortechnik Frankfurter Straße 150-152 65779 Kelkheim, Germany T +49/6195/7006-0 F +49/6195/7006-66 [email protected] www.althen.de

BUSINESS-PROFIL

Stefan von der Bey, Geschäftsführer, Essen

Automation24 GmbH Die Automation24 GmbH ist ein Startup-Unternehmen im Bereich der Automatisierungstechnik. Das Unternehmen hat sich auf den Internetversandhandel spezialisiert und bietet ein konzentriertes Portfolio mit den wesentlichen StandardProdukten der Automatisierungstechnik an. Sortiment ▶ Positionssensoren ▶ Prozesssensoren ▶ Steuerungstechnik ▶ Schalttechnik ▶ Bedien- und Meldegeräte ▶ Verbindungstechnik ▶ Spannungsversorgung ▶ Zubehör Qualitätsmarken ▶ Siemens ▶ di-soric ▶ ifm electronic ▶ PHOENIX CONTACT ▶ cube (Murrplastik) ▶ WIKA ▶ Eaton ▶ SONTEC ▶ microsonic ▶ Automation24 (Eigenmarke) Kontakt Automation24 GmbH Heinrich-Held-Straße 34 45133 Essen, Germany T +49/201/523130-0 F +49/201/523130-29 [email protected] www.automation24.com www.chat.automation24.com

Firmenbeschreibung ■Automatisierungstechnik online kaufen

Automation24 bietet Markenprodukte zum Niedrigpreis. Darüberhinaus punktet der Online-Shop mit schnellen Lieferzeiten und vielfältigen Serviceleistungen. Ob Mechatroniker, Elektrotechniker oder Konstrukteure – auf der Webseite von Automation24 finden Branchenprofis alle wichtigen Standard-Artikeln der Automatisierungstechnik. Als reiner OnlineShop verzichtet der Anbieter ganz bewusst auf Filialen und eine entsprechende Vertriebsmannschaft im Außendienst. Der Kostenvorteil wird direkt an den Kunden weitergegeben. Auf diese Weise hat sich das Unternehmen als Preisführer bei Kleinstabnahmemengen etabliert.

soric, WIKA, SONTEC, cube, Siemens, Eaton oder microsonic bestellen. Darüberhinaus wird hochwertige Sensortechnik der Eigenmarke Automation24 angeboten. Neben umfassenden Produktbeschreibungen unterstützen viele detaillierte Produktbilder mit Zoomfunktion die Artikelauswahl. Besonderes Highlight sind dabei die 360°-drehbaren 3D-Darstellungen ausgewählter Top-Produkte.

Vom Premiumhersteller bis zur Eigenmarke Zum Produktportfolio zählen Artikel aus den Bereichen Positions- und Prozesssensorik, Steuerungstechnik, Schalttechnik, Verbindungstechnik, Bedien- und Meldegeräte sowie Spannungsversorgung. Kunden können sowohl Produkte namhafter Hersteller wie PHOENIX CONTACT, ifm electronic, di-

Komfortables Einkaufserlebnis Anhand einer Echtzeit-Anzeige der Lagerbestände können Nutzer des Online-Shops die Lieferzeit jedes einzelnen Produktes erkennen. Die Filterfunktion der Sachmerkmale ermöglicht das einfache Auffinden des passenden Produktes. Eine Kontaktaufnahme ist via Chatfunktion auf www.automation24. com, per E-Mail, Fax oder Telefon möglich. Das Serviceteam von Automation24 hilft jederzeit gerne weiter und lässt keine Frage unbeantwortet. Mit der Automation24-App können Kunden bequemen per Smartphone oder Tablet-PC auf das Produktangebot zugreifen. Dabei erleichtert neben einer Volltextsuche mit anschließender Sortierung (Preis bzw. Relevanz) der Suchergebnisse, ein integrierter BarcodeScanner das Auffinden der gesuchten Produkte.

3D-Onlineshopping auf www.automation24.com/3D

Übersichtlicher Shop mit tollem Serviceangebot

■

AN BIE T E R

„Wir bieten unseren Kunden nicht nur Niedrigpreise, sondern auch ein komfortables Einkaufserlebnis mit umfangreichen Serviceangeboten.“

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„lnnovative Technik mit handfesten Kosten- und Nutzenvorteilen ist unsere Profession.“ Firmenbeschreibung ■Balluff – Technik mit Mehrwert

lnnovative Technik mit handfesten Kosten- und Nutzenvorteilen ist unsere Profession: 1921 gegründet, ist Balluff heute mit seinen 2.450 Mitarbeitern ein führender, global tätiger Sensorspezialist und Anbieter von hochwertigen Sensoren, Wegmessund Identifikationssystemen sowie Netzwerk- und Verbindungstechnik für die industrielle Automation. Das Unternehmen ist seit vier Generationen familiengeführt und investiert einen hohen Anteil des Umsatzes in Forschung und Entwicklung, was sich dann auch im verliehenen ,,Kompetenzpreis für lnnovation und Qualität Baden-Württemberg“ widerspiegelt. Der Name Balluff steht aber nicht nur für eine jahrzehntelange Erfahrung mit hochwertigen und innovativen Produkten, er steht auch für eine ausgeprägte Kundenorientierung, schnellen weltweiten Service, exzellente Beratungsqualität und kompetente Mitarbeiter. Ein ausgefeiltes Qualitätsmanagement mit eigenem Prüflabor sichert die Qualität bei allen unseren Prozessen und Produkten.

Michael Unger, Balluff Geschäftsführer

Produktions- und Entwicklungsstandorte sowie Niederlassungen und Repräsentanzen sind um den ganzen Globus verteilt. Vetriebsmitarbeiter sorgen zusammen mit dem Balluff Logistic Center für eine rasche weltweite Verfügbarkeit der Produkte und einen maßgeschneiderten, am Kundenprozess orientierten Service. Hohe Liefersicherheit und kurze Wege zu den Kunden sind selbstverständlich. Gefertigt wird nicht nur im Stammhaus in Neuhausen a. d. Fildern in der Nähe von Stuttgart, sondern auch in sechs weiteren modernen Produktionsstätten in Ungarn, der Schweiz, den USA, Brasilien und China. Und was wir lhnen auch nicht verschweigen sollten: Das Unternehmen bildet selbst aus und kooperiert bei der Nachwuchsgewinnung unter anderem mit der Dualen Hochschule Stuttgart und der Hochschule Esslingen. Viele ihrer Absolventen sind heute im Unternehmen tätig. Dabei gelten wir nicht ohne Grund als einer der attraktivsten Arbeitgeber der Region, denn wir sorgen neben einem interessanten Arbeitsplatz auch für optimale Arbeitsbedingungen.

■

Branche Elektroindustrie Geschäftsfelder ▶ Sensortechnik für die industrielle Automatisierung ▶ Connectivity- und Networkinglösungen Gründung 1921 Geschäftsführer ▶ Michael Unger ▶ Katrin Stegmaier-Hermle ▶ Florian Hermle Mitarbeiterzahl 2.450 Standorte weltweit 54 Niederlassungen und Repräsentanzen 7 Produktionsstandorte Zielbranchen ▶ Maschinenbau ▶ Automatisierung ▶ Handhabung ▶ Automotive ▶ Energiegewinnung ▶ Fluid ▶ Holz ▶ Kunststoff ▶ Verpackung Dienstleistungen ▶ Beratung ▶ Engineering ▶ Schulungen Kontakt Balluff GmbH Schurwaldstraße 9 73765 Neuhausen a. Fildern, Germany T +49/7158/173-0 F +49/7158/5010 [email protected] www.balluff.de

Fullrange-Angebot: Balluff-Lösungen für die industrielle Automation.

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A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

BUSINESS-PROFIL

Andreas Baumüller, Geschäftsführer

Gründungsjahr 1930 Durchgängige Automatisierungslösungen Produkte ▶ Elektromotoren ▶ Antriebselektronik ▶ Steuerungssysteme ▶ Industrie-PC’s ▶ Industrielle Kommunikation ▶ Visualisieren & Bedienen ▶ I/O Systeme ▶ Sicherheitstechnik ▶ Software Dienstleistungen ▶ Engineering ▶ Installation ▶ Montage ▶ Instandhaltung ▶ Elektronic Manufacturing Service ▶ Verlagerung

Kontakt Baumüller Nürnberg GmbH Ostendstraße 80-90 90482 Nürnberg, Germany T +49/911/5432-0 F +49/911/5432-130 [email protected] www.baumueller.de

■SeitFirmenbeschreibung über 80 Jahren vereint die familiengeführte Un-

ternehmensgruppe Tradition und Pioniergeist mit dem Willen, Dinge zu verändern und zu verbessern. Den Kundenutzen als Ziel immer im Blick, fließt diese Motivation auch heute noch in jedes einzelne Baumüller-Produkt und macht das Unternehmen zum langfristig stabilen und zuverlässigen Systempartner für Antriebs- und Automatisierungslösungen. Baumüller bietet durchgängige Lösungen aus einer Hand und legt dabei Wert auf höchste Flexibilität, größtmögliche Wirtschaftlichkeit und maximale Durchgängigkeit. Das Firmenmotto »be in motion« steht für den Anspruch, aktuellen Technologietrends immer einen Schritt voraus zu sein. Aber auch dafür, die Kunden und Partner in allen Phasen des Maschinenlebenszyklus schnell und flexibel zu unterstützen.

wirtschaftliche Lösungen, die Baumüller zum bevorzugten Technologiepartner in allen entscheidenden Märkten machen. Dank konsequenter Modularisierung aller Lösungen in einem Baukasten-System mit Motoren, Servoreglern, Steuerungen und Software sind BaumüllerSysteme zukunftssicher und flexibel. Damit wird der Zeit-, Kosten- und Entwicklungsaufwand beim Maschinenbauer minimiert, und es können angepasste Automatisierungs- und Antriebslösungen für hochspezielle Anwendungen realisiert werden.

Bei Baumüller entstehen Innovationen durch kontinuierliches Forschen, Entwickeln und Investieren. Erfolgreiche Innovationen aber fordern vor allem eines: Zusammenarbeit. Darum basieren viele Entwicklungen auf dem Austausch mit unseren Kunden. So entstehen kontinuierlich innovative und

Zahlreiche Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen des Maschinenbaus sowie den Bereichen regenerative Energien und hybride Antriebskonzepte setzen darum seit Jahren auf die Kompetenz von Baumüller. In über 40 Ländern rund um den Globus stehen wir unseren Kunden als starker und zuverlässiger Partner zur Seite und unterstützen sie dabei, effiziente und sichere Maschinen zu entwickeln. Mit individuell abgestimmten Serviceleistungen in den Bereichen Instandsetzung und Instandhaltung sowie Montage und Verlagerung decken wir alle Anforderungen über den gesamten Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen ab.

Flexible Sicherheitslösungen für alle Branchen

Umfassendes Portfolio vom Motor bis zur Software

■

AN BIE T E R

„Modulare und damit flexible Automatisierungslösungen ebnen den Weg für Innovationen im Maschinenbau.“

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung Als einer der führenden ■Hersteller von industriellen Rundsteckverbindern

greifen wir auf einen großen Erfahrungsschatz zurück. Für nahezu jede Anwendung in der IndustrieElektronik können wir Ihnen das richtige Produkt liefern. Unser Sortiment erstreckt sich von den Miniatur IP 67 dichten Sensorsteckverbindern mit nur 6 mm Außendurchmesser bis hin zu 24-poligen Maschinensteckverbindern mit 44 mm Durchmesser. Diese Steckverbinder werden in erster Linie in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie in der Automatisierung eingesetzt. Über Binder Seit der Gründung im Jahr 1960 entwickelte sich aus der Werkstätte für Mechanik und Drehteile ein Hersteller von Steckverbindungen mit einer weit gefächerten Produktpalette. Dabei wird dem Aufbau einer durchgängigen Produktionskette vom Werkzeugbau bis zur automatisierten Endmontage in eigener Verantwortung höchste Priorität zugewiesen. Das Team der motivierten Mitarbeiter arbeitet zielgerecht an der Weiterentwicklung von Produktivität und Qualität. Das Familienunternehmen gehört zu den Marktführern im Bereich Rundsteckverbinder, wobei ständige Innovationen und Investitionen die

Grundlagen für eine stetige Weiterentwicklung darstellen. Die Produktpalette gliedert sich in die Segmente: ▶ Industrierundsteckverbinder ▶ Steckverbindungen für die Automatisierungstechnik ▶ Kundenspezifische Steckverbindungen Die Produkte entsprechen den hohen Anforderungen der verschiedensten Einsatzbereiche und werden in vielen Ausführungsvarianten angeboten, die auch die Besonderheiten der Verarbeitung durch die Anwender berücksichtigen. Die Qualität des Produktes und der Service ist eines der wichtigsten Ziele des Unternehmens um den Anforderungen der Kunden zu entsprechen. Das Unternehmen verfügt über ein Q-Managementsystem, das seit 1995 nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert ist. Die Produkte werden in Zusammenarbeit mit Händlern und Distributoren, die Spezialisten im Vertrieb von Steckverbindertechnik und Elektromechanik sind, den Anwendern angeboten und geliefert. Durch kontinuierliche Marktbeobachtungen und direkten Kundenkontakt ist die Durchgängigkeit der Hersteller-Lieferanten-Kundenbeziehung sichergestellt.

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„Klare Ziele für die kommenden Jahre.“ Markus Binder, Geschäftsführer

Produktion von Steckverbindungen für die Automatisierungstechnik, Industrierundsteckverbindern und kundenspezifischen Lösungen, weltweiter Vertrieb in Zusammenarbeit mit Händlern und Distributoren 1960 Gründung als Werkstätte für Mechanik und Drehteile 1968 Produktion von Rundsteckverbindern beginnt 1979 Gründung bec, Schweiz 1991 Gründung MPE Garry, Füssen 1992 Aufbau der hauseigenen „Fertigung“, Markus Binder tritt in das Unternehmen ein 1995 Binder erhält Zertifizierung nach ISO 9001 2001 Gründung Binder China 2004 zusätzliche Zertifizierung nach ISO 9001 & 14001 2005 Gründung Binder USA 2008 Gründung Binder France 2009 Gründung Binder UK 2011 Gründung Binder Schweden 2012 Gründung Binder Niederlande

Binder – Firmenhauptsitz in Neckarsulm

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Auszug aus dem Produktprogramm von Binder

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Kontakt Franz Binder GmbH + Co. Elektrische Bauelemente KG Rötelstraße 27 74172 Neckarsulm, Germany T +49/7132/325-0 F +49/7132/325-150 [email protected] www.binder-connector.de

BUSINESS-PROFIL

Jürgen Schrödel, Managing Director der COPA-DATA GmbH

Mitarbeiter 160 Gründungsjahr 1987 Umsatz 21 Millionen Euro (2012) Investition in F&E 25 Prozent des Umsatzes Kernbranchen ▶ Food & Beverage ▶ Automotive ▶ Pharmaceutical ▶ Energy & Infrastructure Vertrieb und Service in mehr als 40 Ländern weltweit Partner mehr als 100 Systemintegratoren, Vertriebspartner und Distributoren weltweit

Kontakt COPA-DATA GmbH Haidgraben 2 85521 Ottobrunn, Germany T +49/89/660298-90 F +49/89/660298-99 [email protected] www.copadata.de

■AlsFirmenbeschreibung Technologieführer für ergonomische und hoch-

dynamische Prozesslösungen entwickelt und vermarktet COPA-DATA seit dem Jahr 1987 die Software zenon für HMI/SCADA, Dynamic Production Reporting und integrierte SPS-Systeme. COPA-DATA engagiert sich für Spitzenleistungen in der Automatisierung, bringt Ideen ein, entwickelt Standards und treibt Entwicklungen voran. Der Automatisierungsspezialist ist mit dem Anspruch angetreten, den Alltag der Automatisierung zu verändern – mit Technologien, die den Menschen in den Mittelpunkt stellen, Freiräume schaffen, Individualität erlauben und Kunden optimal bei ihren Herausforderungen unterstützen. Ganz nach dem Motto „do it your way“. Mit zenon 7.10 hat COPA-DATA in diesem Jahr eine neue Version der vielseitig einsetzbaren Produktfamilie für industrienahe und ergonomische Prozesslösungen auf den Markt gebracht. Sie besteht aus zenon Analyzer, zenon Supervisor, zenon Operator und zenon Logic. zenon Analyzer erstellt anhand verfügbarer Templates maßgeschneiderte Reports (z.B. zu Verbrauch,

Stillstandszeiten, Produktivitätskennzahlen) auf Basis von Daten aus IT und Automatisierung. zenon Supervisor erlaubt als unabhängiges SCADA-System die umfassende Prozesskontrolle und Steuerung redundanter Systeme, auch in komplexen Netzwerken und per sicherem Remote-Zugriff. zenon Operator sorgt als HMI-System für sichere Maschinensteuerung und einfache, intuitive Bedienung – inklusive Multitouch. zenon Logic ermöglicht als integriertes, IEC 61131-3-basierendes SPS-System optimale Prozesssteuerung und logische Datenverarbeitung. Die Produktfamilie zenon integriert sich als plattformunabhängiges Portfolio für Prozesslösungen problemlos in bestehende Automatisierungs- und ITUmgebungen und macht mit Wizards und Vorlagen sowohl die Projektierung als auch den Umstieg von anderen Systemen einfach. 80.000 installierte Systeme und tausende zufriedene Unternehmen aus den Bereichen Automotive, Food & Beverage, Energy & Infrastructure und Pharmaceutical sind der Beleg dafür, dass zenon die optimale Lösung für durchgängige Visualisierung und Prozesssteuerung ist – vom Sensor bis zum ERP-System.

Der HMI/SCADA-Spezialist COPA-DATA legt seit jeher

zenon 7.10 setzt mit 64-Bit-Unterstützung, Windows 8

den Fokus konsequent auf Ergonomie.

und Multi-Touch auf modernste Technologien.

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AN BIE T E R

„Die Produktfamilie zenon unterstützt unsere Kunden optimal dabei, aktuelle und künftige Herausforderungen in der Automatisierung zu bewältigen.“

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung ■Danfoss ist einer der führenden Anbieter in der Antriebstechnik. Bereits 1968 lieferte Danfoss den ersten in Serie gefertigten Frequenzumrichter aus, dem weitere Meilensteine folgten. Heute bilden die modularen Frequenzumrichterplattformen VLT® AutomationDrive FC 300, VLT® HVAC Drive, VLT® Refrigeration Drive FC 103 und VLT® AQUA Drive die Basis für viele erfolgreiche Projekte in Industrie, Wasser/Abwasser-Technik sowie der Gebäudetechnik. Daneben umfasst die aktuelle Produktpalette Umrichter für zentrale und dezentrale Anwendungen. Die VLT® Frequenzumrichter sorgen mit ihren hohen Wirkungsgraden für maximale Energieeffizienz in den Anlagen. Zahlreiche Funktionen für den Motor- und Anlagenschutz sowie eine optimale Ansteuerung der Motoren reduzieren den Aufwand für externe Komponenten und den Energieverbrauch erheblich. Für weniger Netzrückwirkungen und die Einhaltung der gültigen EMV-Grenzwerte sind die VLT® Frequenzumrichter mit entsprechenden Netzdrosseln und EMV-Filtern ausgestattet. Ein modulares Systemdesign erlaubt Anwendern eine individuelle Anpassung an ihre Applikation. Dazu können sie aus einer weiten Palette von Op-

Zuverlässig in allen Bereichen: VLT Frequenzumrichter

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tionsmodulen wählen, die eine Vielzahl von Feldbusschnittstellen, zusätzlichen Ein-/Ausgängen, Sicherheitslösungen oder auch externe Spannungsversorgungen umfasst. Danfoss legt großen Wert auf stabile Versorgungsnetze. Daher bietet das Unternehmen verstärkt auch Lösungen zur Reduzierung von Netzrückwirkungen an. Dazu zählen neben passiven und aktiven Filterlösungen auch die neuen VLT® Low Harmonic Drive, eine Kombination aus Frequenzumrichter und angepassten aktivem Filter. Abgerundet wird das umfangreiche Produktportfolio durch umfassende Dienstleistungs- und Serviceangebote. Dabei reicht das Spektrum von der Lieferung einzelner Antriebskomponenten bis zur Planung und Lieferung kompletter Antriebssysteme. Danfoss setzt bei der Beratungsleistung auf die langjährigen Erfahrungen in den Branchen Nahrungsmittel und Getränke, Gebäudeautomation sowie Wasser/Abwasser, Textil, Fördertechnik, Chemie und Automobilindustrie. Im Fehlerfall sorgt eine 24-Stunden-Hotline, die mit hoch qualifizierten Technikern besetzt ist, sowie das dichte Danfoss Servicenetz mit den Danfoss Systempartnern und den Danfoss Drives Centern für eine schnelle Lösung des Problems.

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VLT stehen mit Leistungen von 0,37 bis 1400 kW bereit

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„Unser Ziel ist es, Anwendern durch höchstmögliche Wirkungsgrade und maximale Energieeffizienz die geringstmöglichen Lebenszykluskosten zu bieten.“ Poul Harders, Vice President Europe, Middle East and Africa

Danfoss GmbH VLT Antriebstechnik Niederlassungen in mehr als 100 Ländern weltweit Produkte ▶ VLT® AutomationDrive FC 300 ▶ VLT® HVAC Drive FC 102 ▶ VLT® Refrigeration Drive FC 103 ▶ VLT® AQUA Drive FC 200 ▶ VLT® Decentral Drive FCD 302 ▶ VLT® OneGearDrive ▶ VLT® Softstarter ▶ VLT® AAF Active Filter ▶ VLT® AHF Filter ▶ VLT® FCM 106 ▶ VLT® ISD 500 Danfoss Konzern ▶ Refrigeration & A/CSolutions ▶ Commercial Compressors ▶ Heating Solutions ▶ District Energy (Fernheizung) ▶ Power Electronics ▶ Sauer-Danfoss (Mobilhydraulik) Kontakt Danfoss GmbH VLT Antriebstechnik Carl-Legien-Straße 8 63073 Offenbach, Germany T +49/69/8902-0 F +49/69/8902-106 [email protected] www.danfoss.de/vlt

BUSINESS-PROFIL

■DIEFirmenbeschreibung KABELEXPERTEN Gründung 1952 Produktionsstandorte ▶ Oer-Erkenschwick, NRW ▶ Forst, Brandenburg Seit 1999 Mitglied der niederländischen TKH Group, NV Die E&E Kompetenz zeigt sich u.a. in folgenden Anwendungsgebieten: ▶ Medizintechnik ▶ Maschinenbau ▶ Industrielle Automation ▶ Robotik ▶ Mess-/Regeltechnik ▶ Maritime Anwendungen ▶ Sonderanwendungen Beispiele kundenspezifischer Spezialkabel von E&E: ▶ Flachkabel ▶ Rundkabel ▶ Hybridkabel – Konstruktionen mit unterschiedlichsten Elementen ▶ Schleppkettenleitungen ▶ Miniaturadern ▶ Mikrokoaxe ▶ Medizinkabel ▶ Robotikkabel ▶ Kabelsysteme ▶ Hochflexible Kabel ▶ Hochzugfeste Kabel ▶ Karbonkabel

Ernst & Engbring ist ein international tätiger Entwicklungspartner und Spezialkabelhersteller. Ebenso fertigen wir aus unseren langlebigen, kundenspezifischen Spezialkabeln und Sonderleitungen, Spiralkabel oder einbaufertige Kabelsysteme ganz nach Kundenwunsch. Wir bedienen Märkte und Kunden rund um die Welt und sind seit über 60 Jahren einer der namhaften Hersteller der Kabelbranche. Hohe Wertschöpfung und umfassende Marktkenntnisse Durch unser Know-How und umfassende Marktkenntnisse sind wir in der Lage, unsere Kabellösungen ganz genau für Ihren speziellen Anwendungsfall zu entwickeln und zu produzieren. Wir unterstützen Sie von Beginn an, von der Planung, dem Prototypenbau und Funktions- und Belastungstests im eigenen Prüflabor über die Projektierung bis zur Fertigung und Konfektion individueller Spezialkabel nach Ihren Wünschen. Der E&E Qualitätsanspruch Höchste Qualität bedeutet für uns nicht nur beste Spezialkabel und Kabelsysteme zu fertigen. Unser

ANBIETER

Anspruch an höchste Qualität bezieht sich auch auf die Verpflichtung, den Wünschen und Erwartungen unserer Kunden gerecht zu werden. Spezialkabel nach Maß E&E-Spezialkabel werden ganz auf ihren Einsatz abgestimmt. Sie können torsionsfest, hochflexibel, flammwidrig, öl- und medienbeständig, kerb- und/ oder abriebfest sowie nicht blockend sein – und vieles mehr. Durch unsere hohe Fertigungstiefe und umfassende Entwicklungskompetenz sind wir in der Lage selbst für außergewöhnliche Anwendungen und Nischenprodukte das passende Kabel zu liefern. Weltweit anerkannte Standards Ernst & Engbring arbeitet nach international anerkannten Standards. Wir sind gemäß Qualitätsmanagementsystem ISO 9001, Umweltmanagementsystem ISO 14001 sowie ISO 13485 Qualitätsmanagementsysteme für Medizinprodukte zertifiziert. Darüber hinaus verfügen wir über umfangreiche Produktzulassungen und –zertifizierungen wie z.B.: ISO 10993 (Biokompatibilität), VDE, CSA, UL. Selbstverständlich sind unsere Kabel auch REACH und RoHS-konform und auf Wunsch halogenfrei.

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A NBIE T E R

Kontakt Ernst & Engbring GmbH Industriestraße 9 45739 Oer-Erkenschwick, Germany T +49/2368/6901-0 F +49/2368/6901-35 [email protected] www.eue-kabel.de

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„Unser umfangreiches Programm an Sicherheitsschaltgeräten bietet unseren Kunden ein Maximum an Flexibilität.“ Dipl.-Ing. Stefan Euchner, Geschäftsführender Gesellschafter

Gründungsjahr 1953

erfolgreich – ■das International Unternehmen EUCHNER

Die EUCHNER GmbH + Co. KG ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der industriellen Sicherheitstechnik. Seit über 50 Jahren entwickelt und produziert EUCHNER hochwertige Schaltsysteme für den Maschinen- und Anlagenbau. Das mittelständische Familienunternehmen mit Sitz in Leinfelden beschäftigt über 500 Mitarbeiter weltweit, davon alleine 400 in Deutschland. 15 Tochterfirmen sowie weitere Vertriebspartner im In- und Ausland engagieren sich für den Erfolg des Unternehmens am Markt. Qualität und Innovation – die EUCHNER Produkte Ein Blick in die Vergangenheit zeigt EUCHNER als Unternehmen mit großem Erfindergeist. Die technischen und ökologischen Herausforderungen der

EUCHNER Hauptsitz in Leinfelden

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Geschäftsleitung Stefan Euchner

Zukunft werden als Ansporn für außergewöhnliche Produktentwicklungen genommen. EUCHNER Sicherheitsschalter überwachen Schutztüren an Maschinen und Anlagen, helfen Gefahren und Risiken zu minimieren und schützen so zuverlässig Menschen und Prozesse. Heute reicht das Produktspektrum von elektromechanischen und elektronischen Komponenten bis hin zu intelligenten ganzheitlichen Sicherheitslösungen. Sicherheit für Mensch, Maschine und Produktionsgut ist eines der wichtigsten Leitmotive. Mit höchsten Qualitätsstandards und zuverlässiger Technologie definiert EUCHNER zukünftige Sicherheitstechnik. Außergewöhnliche Lösungen sichern dabei die hohe Zufriedenheit der Kunden.

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EUCHNER Produktsortiment

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Mitarbeiter 500 Mitarbeiter weltweit Produktsortiment ▶ Transpondercodierte Sicherheitsschalter (CES) ▶ Transpondercodierte Sicherheitsschalter mit Zuhaltung (CET) ▶ Verriegelungs- und Zuhaltesysteme (Multifunctional Gate Box MGB) ▶ Zugriffsverwaltungssysteme (Electronic-Key-System EKS) ▶ Elektromechanische Sicherheitsschalter ▶ Magnetisch codierte Sicherheitsschalter (CMS) ▶ Zustimmtaster ▶ Sicherheitsrelais ▶ Not-Halt-Geräte ▶ Handbediengeräte und Handräder ▶ Sicherheitstechnik mit ASInterface ▶ Einhebel-Befehlsgeräte ▶ Positionsschalter

Kontakt EUCHNER GmbH + Co. KG Kohlhammerstraße 16 70771 LeinfeldenEchterdingen, Germany T +49/711/7597-0 F +49/711/753316 [email protected] www.euchner.de

BUSINESS-PROFIL

Christoph Mueller, geschäftsführender Gesellschafter

Gegründet 1971 Spezialisiert auf Mensch-Maschine-Interface Produkte ▶ Touchpanel ▶ HTML5-basierte Visualisierungs-Server ▶ Industrie-PC ▶ Gebäudesteuerung (BACnet, KNX, Funk) ▶ Kompakt SPS ▶ Fernwartung/Service Routing ▶ Scada Software ▶ Energieerfassung (Zähler und Lastmanager) Mehr als 170 Kommunikationstreiber kundenspezifischer Elektronik 5 Jahre Garantie auf Serie eTOP500 Dienstleistung: ▶ Soft- u. HardwareEntwicklung ▶ ISO 50001 Beratung ▶ Kundenspezifisches Lastmanagement ▶ Cloud Management für dezentrale Daten ▶ Service Providing

Kontakt Christoph Mueller Spitzen Straße 30 42389 Wuppertal, Germany T +49/202/27911-0 F +49/202/27911-44 [email protected] www.exor.de

■DieFirmenbeschreibung umfangreiche Auswahl an Bediensystemen plus

kundenspezifische Lösungen kombiniert mit mehr als 170 verschiedenen Kommunikationstreibern und die wohl anwenderfreundlichste Software ( jMobile ) beweisen unsere Kernkompetenz! Mensch-Maschine-Kommunikation. Bei EXOR kommt alles aus dem eigenen Haus was dieses Thema betrifft. Selbst die Treiber für die unterschiedlichsten Displays oder Touch-Systeme werden im FPGA realisiert, um vor Abkündigungen der Elektronikkomponenten sicher zu sein. Die eigene Visualisierungssoftware jMobile ermöglicht uns Kooperationen mit OEMs einzugehen, die weit über das typische Lieferantenverhältnis gehen. Sie bietet neben den wichtigen Scadafunktionen wie Alarm, Event, Rezepturen, Nutzerverwaltung u.a. auch die Kommunikation via HTML5. So kann eine einmal erstelle Visualisierung auch auf iPhone und anderen browserfähigen Systemen dargestellt werden. Alle Panels werden zukünftig auch über eine integrierte Fernwartung zum Up / Download der HMI und SPS Projekte (Codesys) verfügen. Die Anwendungen unserer Kunden reichen von Verpackungsmaschinen über U-Boote, Luxus-Yachten (Feretti Yachts), Einfamilienhäuser, Einkaufszent-

ren, dem Taxi in Venedig bis hin zu Seilbahnen in den Alpen. EXOR Panels sind von – 40 bis + 60 Grad einsatzbereit und beinhalten SPS und Fernwartung via VPN. Mittels der vielen Treiber können wir auch hervorragend Daten aus Steuerungen lesen und diese entweder in Datenbanken wie MySQL speichern oder in einer Cloud visualisieren. EXOR ist somit der optimale Partner für Aufgaben im Bereich der industriellen Datenerfassung, Datenkommunikation, Steuerung und Visualisierung, bzw. für Unternehmen, die einen Partner suchen, der hilft eigene Produkte mittels EXOR Technologien zu entwickeln. Um so das optimale Time to Market zu schaffen! EXOR bietet solchen Partnern auf der embedded-Ebene bereits Komponenten wie das SOM (System on Modul) an, mit denen Sie nicht nur eine leistungsfähige Hardware bekommen (ARM Cortex A8 / A9) sondern auch das O.S (Linux, WIN CE, Windows 8) sowie die Applikationssoftware wie z.B. Codesys SPS und Motion. Schon seit mehr als 6 Jahren liefert EXOR Komponenten für die Zukunftsmärkte des Energiemanagements und das Smart Grid, wie Kommunikationsmodule, Messgeräte und die notwendige Cloud-Technologie.

Vielseitiges Bedienen & Beobachten

Mobile Bedienung im Taxi in Venedig IP69K Glastouch

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AN BIE T E R

„Unsere Kompetenz ist die Kommunikation. Unsere Berufung die Steigerung der Effizienz.“

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■DieFirmenbeschreibung Heitec AG steht seit annähernd 30 Jahren für

Lösungs-, Engineering- und Industriekompetenz in den Bereichen Software, Mechanik und Elektronik. Wir bieten sowohl hochwertige Standardapplikationen als auch kundenspezifische Lösungen aus einer Hand. Unser Ziel sind nachhaltige, kostensenkende innovative „engineering solutions“ für unsere Kunden. In Kooperation mit renommierten Hochschulen und Forschungseinrichtungen schaffen wir bereits heute die Grundlagen für die Entwicklungen der Zukunft. Mehr als 950 Mitarbeiter an 18 deutschen und zahlreichen Standorten im Ausland gewährleisten in unmittelbarer Kundennähe hohe Branchenkompetenz. Prozessvisualisierung in 3D HEITEC entwickelt als Systemanbieter u.a. Lösungen zur Optimierung der Anlagen- und Prozessbedienung basierend auf Konstruktions- und Planungsdaten. Dabei sollen bereits bestehende CAD-Daten für die spätere Anlagenbedienung bzw. Prozessvisualisierung weiterverwendet werden. Dadurch eröffnen sich neue Wege in der Welt der Mensch-Maschinen-Interaktion:

Prozessvisualisierung in 3D

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▶ Anlagen werden in allen Einzelheiten räumlich

dargestellt ▶ 3D-Modelle können mit der Anlagensteuerung gekoppelt und Prozessabläufe realitätsgetreu visualisiert werden. Hierzu hat HEITEC eine Softwarekomponente entwickelt, die in jedes beliebige HMI-System integriert werden kann. Die Anlagenbedienung/Interaktion kann mittels Gesten und Sprache erfolgen, die über Sensoren erfasst werden. Daten aus den unterschiedlichsten Quellen können in der Visualisierung miteinander verknüpft werden. Diese Vorgehensweise ebnet den Weg in Richtung Augmented Reality. Virtuelle Inbetriebsetzung im Maschinen- und Anlagenbau: der gesamte Entwicklungsprozess von der Spezifikation über die Projektierung, Entwicklung und Test bis zur Inbetriebnahme von Anlagen erfolgt durch die Simulation am Arbeitsplatz. Die Vorteile auf einen Blick: ▶ Frühzeitige Erkennung von Konstruktions- und Ablauffehlern ▶ Höhere Auslieferungsqualität der Software für Automatisierungs- und Antriebslösungen ▶ Verkürzung der IBS-Zeiten ▶ Kostensenkung

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Virtuelle Inbetriebsetzung

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„Unser Ziel sind nachhaltige, kostensenkende und innovative Lösungen für unsere Kunden.“ Richard Heindl, Vorsitzender des Vorstandes der Heitec AG

Gründung 1984 in Erlangen Geschäftsführer Richard Heindl (Vorsitzender des Vorstandes) Harald Preiml (Vorstand) René-Oliver Rosner (Vorstand) Mitarbeiter > 950 Umsatz > 85 Millionen Euro in 2012 Standorte ▶ Deutschland Auerbach, Augsburg, Berlin, Chemnitz, Crailsheim, Eckental, Erlangen, Halstenbek, Hannover, Heidenheim, Heilbronn, Kemnath, Kuchen, München, Neustraubling, Regensburg, Sindelfingen, Waiblingen ▶ Ausland China, Österreich, Rumänien, Slowakei, Tschechien, Türkei, Ukraine Geschäftsgebiete ▶ Automatisierung ▶ Produktionssysteme ▶ Mess- und Prüftechnik ▶ Elektronik ▶ Software-Lösungen ▶ Dokumentation und Informationsmanagement Kontakt HEITEC AG Werner-von-Siemens-Straße 61 91052 Erlangen, Germany T +49/9131/877-0 F +49/9131/877-199 [email protected] www.heitec.de

BUSINESS-PROFIL

Frank Tscherney und Oliver Rüspeler, Geschäftsführung

Firmengründung 1934 Angestellte 90 Umsatz 14,5 Millionen Euro Export 75 % Standorte und Vertretungen 42 auf fünf Kontinenten Qualitäts-ManagementSystem DIN EN ISO 9001:2000 Produktportfolio ▶ Absoltwert Drehgeber ▶ Inkrementale Drehgeber ▶ Magnetische Drehgeber ▶ Grenzdrehzahlschalter ▶ Gleichstrommotoren ▶ Servomotoren ▶ Prüfstände ▶ Umformersätze ▶ Energiesysteme ▶ Antriebssysteme ▶ EnergyContainer

Kontakt Johannes Hübner Fabrik elektrischer Maschinen GmbH Siemensstraße 7 35394 Gießen, Germany T +49/641/7969-0 F +49/641/73645 [email protected] www.huebner-giessen.com

■ Firmenbeschreibung Johannes Hübner Giessen Die im Jahr 1934 in Berlin gegründete Johannes Hübner – Fabrik elektrischer Maschinen GmbH stellt Messwert- und Antriebstechnik für den Anlagenbau sowie mobile, autarke Energiesysteme her. Mit seiner Spezialisierung auf High-Tech-Produkte ist das Unternehmen Weltmarktführer im Bereich Messtechnik für die Schwerindustrie. Im Gießener Firmensitz arbeiten 90 Mitarbeiter in den Bereichen Entwicklung, Produktion, Verkauf und Verwaltung. Hübner hat außerdem 42 Auslandsvertretungen auf fünf Kontinenten, rund drei Viertel des Umsatzes werden im Ausland erwirtschaftet.

Feuchtigkeit, besonders hohen oder niedrigen Temperaturen, starker Staubbelastung, salzhaltiger Meeresluft oder Störstrombelastungen (EMI).

Reibungsloser Betrieb unter extremen Temperaturen und Belastungen Der Name Johannes Hübner Giessen ist bekannt für zuverlässige Mess- und Gebertechnologie, sowie für moderne, maßgefertigte Automations- und Antriebslösungen. Alle Hübner-Produkte sind für den Einsatz in der Schwerindustrie ausgelegt und finden weltweite Anerkennung für ihre Verlässlichkeit und Qualität. Selbst unter extremen Bedingungen wie starken Vibrationen und Erschütterungen, hoher

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Mobile Energieversorgung weltweit Hübner Giessen hat es sich zur Aufgabe gemacht, in den unerschlossenen Gebieten dieser Welt eine einfache und ressourcenschonende Energieversorgung zu gewährleisten. Hierfür wurde der hybride EnergyContainer entwickelt. Der Standard 20-Fuß-ISOContainer beinhaltet eine Windturbine, eine Photovoltaikanlage und einen Backup-Dieselgenerator, sowie eine Batterie und ein intelligentes Energiemanagement-System. Einsatzgebiete sind beispielsweise Katastrophenschutz, entlegene Baustellen, Explorationseinsätze oder Forschungsstationen.

AN BIE T E R

„Wir liefern von der Planung bis zur Montage alles aus einer Hand.“

ANBIETER

EnergyContainer ® – mobile und autarke Energie

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Servomotor und Absolutwert Drehgeber

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BUSINESS-PROFIL

Computer Components – ■IhrHY-LINE Partner für Display Technologie, Long

Distance und Embedded Computing Sie finden bei HY-LINE Computer Components TFT Displays, Backlight Converter (LED), Touch Screens, Cover Gläser, Single Board Computer, Display Controller, ARM9 Module und kundenspezifische Battery Packs. Neben elektronischen Bauelementen werden auch die Integration bzw. Assemblierung von Displays, Touchscreens und bei Bedarf kundenspezifischen Deckgläsern angeboten. Trends wie Optische Veredelung von TFT Displays durch spezielle Folientechnik bzw. Optical Bonding finden Anwendung. Long Distance-Lösungen für DVI, HDMI, DisplayPort, SDI, Firewire und USB-Datenübertragung erweitern das Portfolio als auch Flash und Grafik Controller, Ethernet und Wireless Device Server und Solid State Disks. DVI/HDMI/Transmitter/Receiver und Switches sowie SATA, Port Multiplier, Storage Prozessoren und eine umfangreiche Palette an DisplayPort Produkten runden das vielfältige Leistungsangebot ab. Zur Linecard gehören u.a.: LG Display, Data Image, DMC, Inotouch, Mitsubishi Electric, Kontron, DH electronics, Lantronix, Fujitsu Technology Solutions GmbH, ELO Touch Solutions, Opticis, Icron, Parade, Silicon Image und Silicon Motion.

Firmenphilosophie HY-LINE setzt auf innovative Technologien zu wettbewerbsfähigen Preisen. Der Kunde erhält individuelle Beratung, Applikationsunterstützung und interessante Produkte von Herstellern, die sich durch technische Lösungen von anderen abheben. Seit der Gründung vor über zwanzig Jahren verfolgt HY-LINE ein kundenorientiertes Unternehmenskonzept, das die hohe Innovationsrate der Elektronik und die damit verbundenen Anforderungen an applikationsspezifischem Know-how berücksichtigt. HY-LINE Computer Components bedient ein spezielles Anwendungssegment mit eigenem Know-how für diese Applikationen und verfügt intern über Support-Mitarbeiter, Produktspezialisten sowie Applikations- und Vertriebsingenieure. Die Entwicklungsunterstützung geht deutlich über die reine Produktvorstellung hinaus. Mit Entwicklungskits, Desgintools und Software-Unterstützung kann der Entwicklungsprozess beschleunigt werden. Bei der Auswahl der Hersteller wird großer Wert darauf gelegt, dass jeder in seinem Fachgebiet als Spezialist mit einzigartigem Know-how gilt. Von dieser Lösungskompetenz lässt sich profitieren. Zudem werden alle Hersteller und deren Produkte auch nach der Nutzung von Synergien ausgewählt. Die Komplettlösung steht dabei immer im Vordergrund.

„HY-LINE Computer Components bietet kompetente Design-Unterstützung wovon Lieferanten wie Kunden profitieren.“ Guido Brüning, Geschäftsführer

Gründungsjahr 1990 Zielmärkte Alle Bereiche industrieller Elektronik und Automation, Medizintechnik, Steuerungstechnik, Bahntechnik, Point of Sale, Point of Information und Hausautomatisierung. Präsenz Zentrale in Unterhaching bei München mit Niederlassung in der Schweiz und Vertriebsbüros im gesamten Bundesgebiet. Qualitätsmanagement ISO 9001-zertififziert, RoHS- und REACH-konforme Lieferung

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Kontakt HY-LINE Computer Components GmbH Inselkammerstraße 10 82008 Unterhaching, Germany T +49/89/614503-40 F +49/89/614503-50 [email protected] www.hy-line.de/computer

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BUSINESS-PROFIL

„Effizient kennzeichnen und identifizieren. Wir sind der Lösungspartner für KMU.“ Karsten Jung, Leiter Kennzeichnungssysteme, ICS International AG

Automatisierung... Kennzeichnung sowie Identifikation von Produkten und Behältern in Produktion, Lager, Versand und Außendienst. ...mit maximalem ROI. Produktivität, Transparenz und Fälschungssicherheit durch langjährige Projektexpertise und strikte Prozessorientierung. Gründungsjahr 1986 Vorstand Rainer Brand Mitarbeiter 100 Umsatz in der Gruppe 18 Mio. Euro Zertifizierung DIN EN ISO 9001:2008 Alles aus einer Hand Beratung und Konzeption, Anlagen und Hardware, Software und Programmierung, Integration und Service.

■Im Firmenbeschreibung produzierenden Gewerbe stehen Sie stetig vor der

Herausforderung Waren- und Materialbewegungen entlang der gesamten Wertschöpfung mit relevanten Informationen zu verknüpfen, damit die richtigen Produkte zur richtigen Zeit und am richtigen Ort Ihre Handelspartner und Kunden erreichen. Automatisierung und IT-gestütztes Datenmanagement versetzt Sie in die Lage Ihre Fertigung & Logistik schnell, transparent und sicher zu gestalten. Dadurch gewährleisten Sie Ihren langfristigen Unternehmenserfolg. Wir konzeptionieren und integrieren individuell passgenaue Automatisierungslösungen für Ihr nachhaltiges Wachstum. Aus dem Kompetenzbereich „Kennzeichnungssysteme“ bietet ICS Ihnen innovative Maschinen sowie Verbrauchsmaterialien aus eigener Entwicklung und Fertigung. High-TechKomponenten, moderne Produktionsverfahren und hohe Qualitätsstandards bilden dabei die Basis für funktionale wie wirtschaftliche Applikationen. Dazu zählen wartungsarme Systeme wie Etikettierer, Etikettenspender und Sonderanlagen, Ink-Jet- und Lasermarkierer, Nadelpräger sowie ThermotransferDrucksysteme.

ANBIETER

Zudem liefern wir u.a. mit UL anerkannten Typenschildern, hitzebeständigen Produktionsetiketten, Etiketten für das In- und Outdoor-Behältermanagement sowie branchenspezifischen Spezialfolien, Klebern und Farben maßgeschneiderte Etiketten für die industrielle Kennzeichnung. Sie profitieren von der gesamten Leistungskompetenz eines Systemhauses. Scanningtechnologien (Barcode und RFID), industrielle WLAN-Architekturen, Hardund Software für mobile Prozesse entlang der Supply Chain, IT-Integration mit umfassendem Support sowie reaktionsschnellen Service erhalten ICS-Kunden aus einer Hand. Unser Know-how beweisen wir tagtäglich z.B. im Maschinen- und Anlagenbau, in der Elektronikindustrie, bei Automobil-Zulieferern, bei Produzenten aus den Bereichen Chemie/Pharma und Kosmetik sowie bei Lebensmittelherstellern. Setzen auch Sie auf Automatisierung mit maximalem ROI durch lückenlose Serialisierung, Fälschungssicherheit und 100%ige Rückverfolgbarkeit. Ganzheitliche Lösungen machen den Unterschied. Stellen Sie uns auf den Prüfstand!

Kontakt ICS International AG Identcode-Systeme 61267 Neu-Anspach, Germany T +49/6081/9400-0 F +49/6081/9400-75 [email protected] www.ics-ident.de

AN BIE T E R

Kernkompetenzen ▶ Kennzeichnungssysteme ▶ Scanningtechnologien ▶ Mobile IT Software ▶ Professioneller IT-Service

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ICS FFS 1600 Magazinanlage mit Ink-Jet.

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Beständige, UL anerkannte ICS Typenschilder.

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„Made in Germany“ ■DieKameratechnologie IDS Imaging Development Systems GmbH zählt

in der Elektronikbranche zu den führenden Herstellern von digitalen Industriekameras. Das Unternehmen hat Industriekameras mit USB 2.0-, 3.0 und GigE-Schnittstelle, Frame Grabber sowie IP-Kameras, 3D-Kameras und Zubehör im Programm und ist Marktführer im Bereich Industriekameras mit USBSchnittstelle. Die rein in Deutschland entwickelten und produzierten Geräte finden u. a. im Geräte-, Maschinen- und Anlagenbau Verwendung, wo sie zur industriellen Bildverarbeitung und in der Automation genutzt werden. In Forschung und Wissenschaft sowie in der Medizintechnik unterstützen sie z. B. die Mikroskopie. Weitere Einsatzfelder sind Embedded Systeme, Verkehrsüberwachung, Logistik, Sicherheitstechnik, aber auch Software-Systemhäuser zählen zu den Abnehmern. Ergänzend bietet das Unternehmen technische Unterstützung, produktund fallspezifische Schulungen, Machbarkeitsanalysen für Bildverarbeitungsaufgaben sowie Beratung bei der Umsetzung individueller Kundenprojekte. Zusätzlich bietet IDS auch maßgeschneiderte Sonderentwicklungen der bewährten Standardprodukte, sodass auch individuelle Kundenwünsche erfüllt

Die Firmenzentrale der IDS GmbH in Obersulm

werden können: ob Änderungen im Design über OEM-Lösungen bis hin zu speziellen Hard- und Software-Anpassungen. Weltweit vor Ort Firmensitz und Produktionsstandort der IDS GmbH befindet sich im baden-württembergischen Obersulm. Der Vertrieb erfolgt in Deutschland durch den eigenen Außendienst, über Niederlassungen in Boston (USA) und Tokyo (Japan), einem Repräsentanzbüro in Paris (Frankreich) sowie ein weltweites Netzwerk von Distributoren. Verantwortung für Umwelt und Gesellschaft IDS setzt auf ressourcenschonende Produktion und nachhaltiges Wirtschaften und ist Mitglied der Blue Competence-Initiative des VDMA. So werden Materialien und Komponenten von Anbietern aus der nahen Region eingekauft und zum Transport Mehrwegverpackungen genutzt. Als Mitglied im Verbund „Lernende Region Heilbronn-Franken“ bietet IDS jedes Jahr Ausbildungsplätze und Plätze für Duale Studiengänge in Verbindung mit der DHBW. Darüber hinaus kooperiert man mit verschiedenen Hochschulen in Baden-Württemberg sowie bundesweit.

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Know-how und Technologie für die industrielle Bildverarbeitung

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„Das IDS Leistungsversprechen: Industriekameras mit langfristiger Investitionssicherheit durch leistungsstarke, eigenentwickelte Hardund Software und umfassenden Service.“ Jürgen Hartmann und Torsten Wiesinger, Geschäftsführer

Firmengründung 1997 Geschäftsführer Jürgen Hartmann Torsten Wiesinger Mitarbeiter 130 weltweit Märkte ▶ Automatisierung ▶ Druckindustrie ▶ Forschung und Wissenschaft ▶ Halbleiterfertigung ▶ Industrielle Bildverarbeitung ▶ ITS (Intelligent Transport Systems) ▶ 3D-Bildverarbeitung ▶ Medizintechnik ▶ Mikroskopie ▶ Robotik ▶ Pharmazeutische Industrie ▶ Transport- und Logistik ▶ Verpackungsindustrie ▶ Surveillance/Security

Kontakt IDS Imaging Development Systems GmbH Dimbacher Straße 6-8 74182 Obersulm, Germany T +49/7134/96196-0 F +49/7134/96196-99 [email protected] www.ids-imaging.de

BUSINESS-PROFIL

Gründungsjahr 1997 Geschäftsführer Jutta Stürmer Geschäftsbereiche Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Komponenten für die Automatisierungstechnik

Kontakt INDUcoder Messtechnik GmbH Kaiserstraße 316 47178 Duisburg, Germany T +49/203/57047-0 F +49/203/57047-20 [email protected] www.inducoder.de

ziert und vertreibt inkrementale Drehgeber und absolute Single- und Multiturn-Encoder, hochauflösende Winkelmess-Systeme, absolute und inkrementale Handräder und programmierbare Bedienterminals, Robuste Drehgebersysteme AWG/AWS, inkrementale und absolute Seilzugweggeber und multifunktionale, programmierbare Anzeigemodule. Der Markenname INDUcoder steht sowohl für Winkelencoder aus der Standard-Serienproduktion, als auch für Winkelencoder, die besondere Aufgaben erfüllen.

Angebotes, das wir standardmäßig vertreiben, nicht erfüllt werden können. Als kompetenter Partner entwickeln und konstruieren wir Lösungen für unsere Kunden genau nach deren Bedürfnissen.

Das Besondere ist unser Standard Durch unser umfangreiches Angebot an Encodern – Baugrößen von 12 mm – 180 mm, bis 900.000 Impulse pro Umdrehung, hohe Winkelgenauigkeit bis ± 5˝, bis 30 Bit Gesamtaufauflösung, große Auswahl an Schnittstellen, Weg- und Längenmessung bis 50 m, robuste Encodersysteme mit hoher Belastbarkeit für besondere Umgebungsbedingungen, von -40° bis +200° Celsius –, sind die Einsatzgebiete weit gefächert. Von der Schwerindustrie, über alle Bereiche der Automatisierungstechnik bis hin zu Forschungsprojekten in abgelegenen Teilen der Erde, sind unsere Encoder überall zuverlässig im Einsatz. Es gibt spezielle Kundenwünsche, die trotz unseres vielfältigen

Produktprogramm ▶ Absolute Encoder: Absolute Winkelencoder mit allen Feldbusschnittstellen ▶ Inkrementale Encoder: Hochauflösende inkrementale Drehgeber bis 900.000 Impulse pro Umdrehung ▶ Hochauflösende Encoder: Hochauflösende Winkelmess-Systeme, hohe Winkelgenauigkeit bis ± 5˝ bis 30 Bit Gesamtaufauflösung ▶ Robuste Encoder: ROBUST-ENCODERSYSTEM AWG/AWS für den Einsatz in besonderen Umgebungsbedingungen. ▶ Weggeber: Weg- und Längenmessung mit inkrementalen und absoluten SeilzugWeggebern. ▶ Handräder: Absolute und inkrementale Handräder und programmierbare Bedienterminals. ▶ Anzeigemodule: Multifunktionale programmierbare 8-stellige Anzeigemodule für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer absoluter und inkrementaler Drehgeber ▶ Zubehör: Montagehilfen für Drehgeber, Steckverbindungen und Kabelkonfektionierungen

Wir messen Winkel und Wege.

Absolute und inkrementale Handräder

Digital. Absolut und Inkremental.

und programmierbare Bedienterminals.

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AN BIE T E R

Firmenbeschreibung ■INDUcoder Messtechnik GmbH entwickelt, produ-

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■DieFirmenbeschreibung KEBA AG ist ein global erfolgreiches Hightech-

Unternehmen mit Sitz in Österreich und zahlreichen internationalen Niederlassungen. Der Fokus der umfangreichen Produktpalette liegt auf der Automation von Industrie, Bank- und Dienstleistungsprozessen sowie der Energieautomation. Entwicklung und Produktion der qualitativ hochwertigen Hard- und Software-Komponenten und Systemlösungen erfolgen gemäß dem Leitsatz „Automation by innovation.“ KEBA ist ein zukunftsorientiertes Unternehmen, Forschung und Entwicklung haben hohen Stellenwert. Bis zu 20 % des Jahresumsatzes werden daher in F&E-Projekte investiert. Im Geschäftsbereich Industrieautomation konzentriert sich KEBA auf die Automation von Maschinen und Roboter sowie auf Lösungen für die mobile Automation. KEBA bietet ein durchgängiges, modulares Gesamtkonzept zur Steuerung von Maschinen und Robotern. Maßgeschneiderte Automatisierungslösungen für jeden Anwendungsbereich können damit einfach realisiert werden. Für Kunststoffspritzgießen und Robotik stehen mit KePlast und KeMotion schlüsselfertige Steuerungslösungen zur Verfügung, die

speziellen Applikationen genau für diese Branchen sind bereits in die Steuerungen integriert. Bei mobilen Bedienterminals für Maschinen und Roboter ist KEBA mit den robusten, sicheren und ergonomischen KeTop Geräten Weltmarktführer. Mehrere zehntausend Stück werden jährlich ausgeliefert. Zahlreiche namhafte und international erfolgreiche Maschinen- und Roboterhersteller zählen zu den Kunden im Bereich Industrieautomation. Die hohe F&E-Quote ist auch im Bereich Bank- und Dienstleistungsautomation die Basis für zahlreiche innovative Produkte. Mit Entwicklungen wie der SB-Cash-Recyclingtechnologie ist KEBA einer der führenden Lieferanten von Selbstbedienungsterminals für Banken. In der Prozessautomatisierung für Dienstleistungsunternehmen hat KEBA mit innovativen Paketautomaten neue Maßstäbe für Logistikund Postorganisationen gesetzt. Darüber hinaus ist KEBA Lieferant von Terminals für Lotteriegesellschaften. Im jüngsten Geschäftsbereich Energieautomation bietet KEBA Lösungen rund um die Themen Elektromobilität und hocheffiziente Heizungssteuerung.

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„KEBA steht für laufende Innovationen und ist Branchenexperte in der Automation.“ Gerhard Luftensteiner, Vorstandsvorsitzender der KEBA AG

Gründung 1968 in Linz Mitarbeiter über 800 weltweit Standorte ▶ KEBA AG, Linz (AT) ▶ KEBA GmbH Automation, Göppingen (DE) ▶ KEBA S.R.L., Bukarest (RO) ▶ KEBA Corp., Valparaiso (USA) ▶ KEBA Ltd., Shanghai (CN) ▶ KEBA Italy, Mailand (IT) ▶ KEBA Japan, Tokio (JP) ▶ KEBA Türkiye, Istanbul (TR) ▶ KEBA Taiwan, Taipei (TW) ▶ KEBA Südkorea, Seongnam (KR) ▶ KESAT a.s., Jihlava (CZ) ▶ Delem, Eindhoven (NL) ▶ CBPM-KEBA, Peking (CN) Produkte Industrieautomation Automation und Steuerung von Maschinen, Mobile Automation, Robotik Bank- und Dienstleistungsautomation Energieautomation Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Steuerungen für Biomasse-Heizanlagen

KEBA Firmensitz in Linz

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Steuerungen für Maschinen und Roboter

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Kontakt KEBA AG Gewerbepark Urfahr 4041 Linz, Austria T +43/732/7090-0 F +43/732/7309-10 [email protected] www.keba.com

BUSINESS-PROFIL

Michael Klar, CEO

Gründung 1996 Mitarbeiter 18 Produkte ▶ GUI-Artist - DAS Werkzeug zur Gestaltung individueller, einzelner Benutzeroberflächen ▶ GUI-Designer – Tool zur Erstellung komplexer und optisch ansprechenden HMI’s ▶ HuGo – Generatorframework zur Codegenerierung Dienstleistungen Schulungen – Schwerpunkt Designpatterns, Codegeneratoren, Programmieren C/C++ Projektmanagement, Erstellung von Bedienkonzepten, Unterstützung bei der Projektierung, Gebäudeautomatisierung

Kontakt Herr Siegfried Marktplatz 7 91475 Lonnerstadt, Germany T +49/9193/63976-0 F +49/9193/63976-6 [email protected] www.klar-automation.de

■DasFirmenbeschreibung Unternehmen Klar Automation GmbH & Co.

KG wurde 1996 gegründet und ist ein Software-Entwicklungshaus mit dem Schwerpunkt auf Benutzerkonzepte und Code Generatoren. Die Anwendungsgebiete unserer Produkte sind im Bereich der Prozessvisualisierung und der Steuerung von Systemen über graphische Benutzeroberflächen angesiedelt. Von uns entwickelte Benutzeroberflächen werden von unseren Kunden unter anderem im Bereich der Gebäudeautomation, der Steuerung von Bauund Mining-Fahrzeugen, im Simulatorbau von Flugzeugen und Schiffen, sowie in der Medizintechnik eingesetzt und stetig weiterentwickelt. Unsere Oberflächen sind multitouch-fähig und auch sensitiv für Gesten-Steuerung. Des Weiteren bieten wir Schulungen, Seminare und Workshops an. Unsere IT-Training Angebote umfassen Grundlagen der C/C++ Programmierung, Designpatterns in C++ sowie der Einsatz von Codegeneratoren.

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AN BIE T E R

„Ansprechende Software und Systeme schnell und dennoch qualitativ hochwertig zu erstellen, bewegt uns.“

ANBIETER

Klar Firmenzentrale

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Benutzeroberfläche GUI-Designer

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung Als Hersteller und Dis■tributor von kompakten, hochintegrierten, elektri-

schen Antrieben und Motion Control Produkten im Leistungsbereich bis 500W bietet KOCO MOTION folgendes Produktspektrum an: ▶ Schrittmotorantriebe mit integrierter Ansteuerung ▶ Schrittmotor-Steuerungen in Modulbauform oder zur Leiterplattenmontage ▶ Servogeregelte Schrittmotoren mit Ansteuerung ▶ Linear-Aktuatoren ▶ DC-Servomotoren ▶ Hybrid- und Permanentmagnet-Schrittmotoren ▶ Bürstenlose DC Motoren ▶ DC-Flach- & Glockenanker-Motoren ▶ DC-Eisenanker-Motoren ▶ AC-Induktionsmotoren und Getriebe ▶ Bürstenlose Sondermotoren sowie ▶ Auftragsfertigung von Feinmechanik und Elektromechanik KOCO MOTION entwickelt und fertigt kleine DCFlachmotoren und bürstenlose Sondermotoren. Weiterhin ist KOCO MOTION GmbH verantwortlich für den Vertrieb der Produkte der Schneider Electric Motion USA, DINGS‘ Motion, DINKO MOTION. Constar, Kinmore und MOONS‘ aus China sowie FASTECH und GGM aus Südkorea und bietet

einen umfassenden Service für alle Produkte. Generell sieht sich KOCO MOTION als ein Systemhaus, das für den Kunden die beste Antriebslösung bietet und dabei alle Motor- und Steuerungstechnologien nutzen kann. Man ist erst zufrieden, wenn die optimale Lösung für den Kunden gefunden wurde. Das heißt, dass zu jedem Zeitpunkt nicht nur die optimale und effizienteste Leistung zur Verfügung steht, sondern das auch noch zu einem fairen Preis. KOCO MOTION ist ein Problemlöser, ein technikbegeisterter Partner, der bereits heute in der Zukunft zu Hause ist. KOCO MOTION verfügt heute über mehrere hundert aktive Kunden und über 3.000 Interessenten oder potenzielle Kunden, die regelmäßig über den hausinternen Newsletter informiert werden. Eine sehr umfangreiche und klar strukturierte Webseite ermöglicht Interessenten und Kunden den Zugriff auf alle Ressourcen wie Datenblätter, Beschreibungen, CAD-Dateien bis hin zur Software mit Programmierbeispielen etc. Die Produkte finden Anwendung in verschiedensten Branchen wie Medizintechnik, Automobiltechnik, Automatisierung,Verfahrenstechnik, Anlagenbau, Verpackungstechnik, Modellbau, Apparatebau, Büromaschinen, etc.

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„Unser Antrieb sind zufriedene Kunden.“ Gerhard Kocherscheidt, Geschäftsführer

Gründung 2001 Geschäftsführer Gerhard Kocherscheidt, Dipl.Ing.(FH) Mitarbeiter 14 Produkte ▶ Lexium-MDrive – Schrittmotoren mit integrierter Steuerung ▶ MDrive – Schrittmotoren mit integrierter Steuerung ▶ MDrive – Linearaktuatoren ▶ Schrittmotoren Steuerungen ▶ Servogeregelte Schrittmotoren ▶ Hybridschrittmotoren ▶ Permanentmagnetschrittmotoren ▶ Linearaktuatoren ▶ DC-Servomotoren ▶ Bürstenlose Gleichstrommotoren ▶ Steuerungen für bürstenlose Steuerungen ▶ Induktionsmotoren und Getriebe ▶ Gleichstrommotoren mit eisenlosem Rotor ▶ Gleichstrommotoren mit Eisenanker Dienstleistungen ▶ Beratung ▶ Engineering ▶ Schulungen ▶ Inbetriebnahme

Lexium MDrive – Schrittmotoren mit integrierter Steuerung

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Kontakt KOCO MOTION GmbH Niedereschacher Straße 54 78054 Dauchingen, Germany T +49/7720/995858-0 F +49/7720/995858-99 [email protected] www.kocomotion.de

MDrive Linearaktuatoren

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BUSINESS-PROFIL

Norbert Hauser, Head of Business Line Industrial Automation bei Kontron

Gründungsjahr 1959 Mitarbeiter ca. 2208 weltweit (31.12.12) Produkte & Lösungen Standard basierte und offene Plattformen für die Automatisierung ▶ Box-PCs & Hutschienen-PCs ▶ IPC und Industrie Server ▶ Panel-PC, Thin Clients, Touch Panels ▶ 19“ Rackmount Systeme, KVM Switches ▶ CompactPCI® & CompactPCI® Serial Boards & Systeme ▶ MicroTCA & AMCs ▶ ATX, FlexATX, Mini-ITX und Pico-ITX Motherboards ▶ Computer-on-Modules: COM Express (basic, compact und mini), ETX, SMARC ▶ M2M Development & Deployment Systeme ▶ Industrial Ethernet, Fieldbus Integration ▶ WLAN, RFID optionen ▶ Original Design & Manufacturing Services ▶ Carrierboard-Entwicklung

Kontakt Kontron AG Oskar-von-Miller-Straße 1 85386 Eching, Germany T +49/8165/77-777 F +49/8165/77-279 [email protected] www.kontron.de

■ Firmenbeschreibung

Standards & Services! Kontron bietet seinen Kunden sowohl standardisierte Embedded Computing Plattformen für die Automatisierung als auch umfassende Software- und Integrationsservices. Neue Panel PC mit Multitouch – Die neuen Kontron Panel-PCs der Micro Client 3 Serie und Kontron OmniClient Serie sind mit Glasfront und projektivkapazitivem Multitouch ausgerüstet und intuitiv und einfach zu bedienen. Die industriegerechten Designs im Widescreen-Format bestechen durch glatte und fugenfrei integrierte Displays. Auslegungen mit resistivem Touch sind ebenfalls erhältlich. Enorme Leistungssteigerung mit CPCI Serial – Die neuen CompactPCI Serial Plattformen für die industrielle Automatisierung unterstützen PCIe, GbE, USB und SATA über die Backplane und bieten damit eine enorme Leistungssteigerung für die CompactPCI Busarchitektur. Kontrons neue CompactPCI Serial Plattformen eignen sich ideal für bandbreitenintensive Applikationen wie Industrial Imaging mit GigE-Vision oder USB 3.0 Kameras. Standardisierte ARM-Module – Kontrons neue SMARC Computer-on-Modules basieren auf SoCProzessortechnologie von Freescale, TI oder Nvidia. Entwickler nutzen sie als applikationsfertige Buildingblocks. Sie entwickeln damit Lösungen, die hohe Performance bei geringem Energieverbrauch

benötigen und die teilweise unter extremen Bedingungen zum Einsatz kommen. Vielseitig einsetzbare Box-PCs – Kontron bietet eine breite Palette an industriellen Box-PCs für unterschiedlichste Einsatzbereiche. Der Box PC CB 753 für Warten und Kontrollräume ist beispielsweise für grafikintensive Applikationen mit mehreren Displays ausgelegt. Hierfür bietet er lüfterlos integrierte Grafikkarten. Skalierbare Server – Kontrons KISS Industrieserver sind bedarfsgerecht auslegbar und hoch skalierbar von 1HE bis 4HE und bis hin zu Intel® Xeon® E5 Prozessoren. Neben individuellen Konfigurationen sind auch dedizierte Systeme wie der lüfterlose 2HE Datenkonzentrator Passau II verfügbar. Er ist für SCADA- und Kontrollräume ausgelegt und besticht durch hohe elektromagnetische Resistenz. Software- und Integrationsservices – Kontrons Software und Integrationsservices werden inhouse angeboten. Es gibt keine Schnittstellen- oder Verantwortungsprobleme. OEM erhalten alles, was sie benötigen, aus einer Hand: Vom dedizierten OS-Image, über Treiber- und Bootloader-Konfigurationen bis hin zu applikationsfertig integrierten Plattformen, die fertig getestet und zertifiziert sind. Applikationsentwickler können so sowohl die Time-to-Market verkürzen als auch Entwicklungskosten reduzieren.

Kontron Lösungen mit Intel ® Core™ Prozessoren der

Kontron’s ARM basierte embedded Lösungen.

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ANB IE TE R

„Unsere Standards & Services für OEM in der Automatisierung helfen die Time-toMarket zu reduzieren.“

ANBIETER

3. und 4. Generation.

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung Leine & Linde produziert ■Inkrementalund Absolutdrehgeber, die für die

Rückmeldung der Geschwindigkeit und der exakten Position einer Drehbewegung von Maschinenteilen eingesetzt werden. Bei Leine & Linde steht der Kunde stets im Fokus. Daher haben wir für ihn bei der Zusammenarbeit immer ein offenes Ohr. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir fortlaufend weitere technische Innovationen. Unsere Produktion und Distribution folgen nicht nur einer durchgängigen Qualitätssicherung, sondern zeichnen sich auch durch hohe Liefertreue aus. Aufgrund dieser Tatsachen und aufgrund der einzigartigen Zuverlässigkeit unserer langlebigen Produkte sind wir für die meisten Konstrukteure die erste Wahl. Als Leine & Linde 1967 gegründet wurde, verfolgte das Unternehmen zunächst nahezu ideelle Ziele. Gut vier Jahrzehnte später sind wir nun ein global agierendes Unternehmen mit Niederlassungen und Distributoren auf der ganzen Welt. In Schweden sind wir marktführend in unserem Sektor. Hier sind auch unser Hauptsitz und die gesamte Produktion angesiedelt.

Die Zentrale in Schweden

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„Wir sehen die hohe Verfügbarkeit der Drehgeber als wichtigste Voraussetzung für das neue Jahrzehnt.“ Über unsere Niederlassungen in Europa und Asien haben wir die Möglichkeit, unseren Kunden hohe Verfügbarkeit und guten Service zu bieten. Dabei spielen das Auftreten in der Landessprache und die rein geografische Nähe zum Kunden eine wichtige Rolle für langfristige Beziehungen. Leine & Linde ist stets bemüht, Techniken sowie Prozesse zu entwickeln, die dabei helfen, künftige Anforderungen an Produktion und Produkte zu erfüllen. Bei unserer gesamten Arbeit genießen die Verwendung natürlicher Ressourcen und die Optimierung des Energieverbrauchs einen hohen Stellenwert. Dank dieser Einstellung ist Leine & Linde mittlerweile gemäß ISO 9001 und ISO 14001 zertifiziert. Mit unserer neuesten Entwicklung, dem ADS-Online setzten wir neue Maßstäbe in der Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen. Zusammen mit unseren Kunden ist hier ein neues Diagnosetool entstanden, das weit über eine normale Zustandsüberwachung hinausgeht.

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ADS Online Drehgeber mit Ethernet-Anschluss

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Klaus Korger, Geschäftsführer

▶ Gegründet 1967 durch Per-Olaf Leine & Henrik Linde ▶ Hauptsitz in Strängnäs, Schweden ▶ einer der 10 größten Hersteller für Drehgeber in Europa ▶ Umsatz in 2011 ca. € 23 Mio. ▶ ca. 140 Mitarbeiter ▶ zertifiziert nach SS-EN ISO 9001+14001 ▶ Liefertreue > 97% zum richtigen Tag ▶ Niederlassungen und Händler in über 27 Nationen weltweit.

Kontakt Leine & Linde (Deutschland) GmbH Herr Klaus Korger Bahnhofstraße 36 73430 Aalen, Germany T +49/7361/78093-0 F +49/7361/78093-11 [email protected] www.leinelinde.com

BUSINESS-PROFIL

Dr. Erhard Tellbüscher, Vorstandsvorsitzender der Lenze SE

Gründung 1947 in Hameln durch Hans Lenze Mitarbeiter rund 3.100 weltweit Eigene Gesellschaften über 50 weltweit Vertrieb und Service in 60 Ländern Portfolio Als weltweit agierender Spezialist für Motion Centric Automation bietet Lenze ein umfassendes Produkt- und Dienstleistungsportfolio: Von der Steuerung und Visualisierung über elektrische Antriebe bis hin zur Elektromechanik, sowie EngineeringDienstleistungen und -Tools aus einer Hand. Unterstützt wird der Kunde durch ein internationales Netzwerk aus erfahrenen Vertriebs- und Applikationsingenieuren.

Kontakt Lenze SE Postfach 10 13 52 31763 Hameln, Germany T +49/5154/82-0 F +49/5154/82-2800 [email protected] www.Lenze.com

■IdeenFirmenbeschreibung einfach in Bewegung bringen.

Mit mehr als 65 Jahren Erfahrung im Markt verfügt Lenze über umfassendes Branchen-Know-how, das in individuelle und innovative Maschinenkonzepte einfließt. Die Lenze-Gruppe unterstützt Maschinenbauer in allen Phasen des Entwicklungsprozesses ihrer Maschine – von der Idee bis zum Aftersales, bei der Optimierung einer bestehenden oder der Entwicklung einer neuen Maschine. Als weltweit agierender Spezialist für Motion Centric Automation bietet Lenze ein umfassendes Produkt- und Dienstleistungsportfolio: Von der Steuerung und Visualisierung über elektrische Antriebe bis hin zur Elektromechanik, sowie EngineeringDienstleistungen und -Tools aus einer Hand. Unterstützt wird der Kunde durch ein internationales Netzwerk aus erfahrenen Vertriebs- und Applikationsingenieuren.

die die Realisierung, Produktion und den Service der Maschine erleichtern. Durchdachte Branchenlösungen, wie modulare Softwarebausteine und funktional passende Produkte erlauben es den Kunden, sich auf ihre Kernkompetenz zu konzentrieren und ihre Wettbewerbsvorteile auszuspielen. Überall ganz nah. Die Lenze SE ist eine Holding und hat ihren Hauptsitz in Aerzen, Deutschland. Die operativen Einheiten sind als flexible mittelständische Unternehmen aufgestellt – so sind die Entscheidungswege kurz, die Strukturen so einfach wie möglich und die LenzeLösungen stets am Kunden orientiert.

Die Lenze-Spezialisten sprechen die Sprache der Kunden und wissen, was der Endkunde benötigt. Gemeinsam mit dem Kunden erarbeiten sie durchgängige Antriebs- und Automatisierungslösungen,

Die Unternehmensgruppe verfügt weltweit über 52 Gesellschaften und beschäftigt mehr als 3.100 Mitarbeiter. Lenze ist mit eigenen Vertriebsgesellschaften, Forschungs- und Entwicklungsstandorten, Produktionswerken und Logistikzentren sowie einem Netz von Servicepartnern in 60 Ländern und auf allen Kontinenten vertreten. So können sich die Kunden überall, wo es „Made by Lenze“ heißt, auf exzellentes technisches Know-how, innovativste Ideen und höchste Qualitätsstandards verlassen.

Logistik & Produktionsstandorte in acht Ländern

Produkte, Antriebslösungen, komplette Automatisie-

gewährleisten die weltweite Verfügbarkeit und

rungssysteme sowie Engineering-Dienstleistungen

schnelle Lieferung der Produkte

und Tools aus einer Hand

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■

AN BIE T E R

„Unsere Mission: Weltweit laufen die besten Maschinen und Produktionen mit Lenze.“

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■DieFirmenbeschreibung LTi-Unternehmensgruppe entwickelt, produ-

ziert und vertreibt innovative Produkte in den Bereichen Motion Technology, Energy Technology und Sensor Technology. Mit rund 1.000 Mitarbeitern weltweit, Niederlassungen in drei Kontinenten und über 30 Vertriebs- und Servicestützpunkten ist LTi international erfolgreich. Seit dem 01. April 2013 gehören die LTi-Unternehmen und somit auch die LTi DRiVES GmbH zur Körber-Gruppe. Die Körber-Gruppe vereint mehr als 40 international führende Technologieunternehmen aus den Bereichen Tabak, Tissue, Automation, Intralogistik, Mailing, Werkzeugmaschinen und Pharma-Verpackungssysteme. Mit 10.000 Mitarbeitern erzielt die Körber-Gruppe einen Umsatz von 2 Mrd. €. Für die Antriebs- und Automatisierungstechnik verfügt LTi DRiVES über ein umfangreiches, gut aufeinander abgestimmtes Produktportfolio, bestehend aus: ▶ dem Automationssystem SystemOne, das die fünf Kompetenzen HMI-Panels, MotionControl, Drives, Safety und User Tools zu effektiven Lösungen vereint ▶ den Steuerungskomponenten von der High-End CNC bis zur einfacheren speicherprogrammierbaren Steuerungen mit skalierbarer Rechenleis-

tung den umfangreichen Sicherheitssteuerungen Safe Motion nach neuesten Normen zertifiziert ▶ dem High-End Servosystem ServoOne mit Ausgangsströmen von 2 A bis 450 A sowohl in Einzelachs- als auch in Mehrachsausführung, optional auch mit integrierter funktionaler Sicherheit nach neuesten Normen zertifiziert ▶ der ökonomischen Positionierreglerbaureihe cline für Standard-Antriebsaufgaben im Leistungsbereich von 375 W bis 90 kW ▶ den zugehörigen hochdynamischen Motoren in rotativer- oder linearer Ausführung Auf Basis dieser Systemkomponenten realisiert LTi DRiVES vollständige Automatisierungslösungen für eine Vielfalt von unterschiedlichsten Anwendungen. Dabei werden sie höchsten Anforderungen an Performance und Preiswürdigkeit gerecht. Über dieses breite Anwendungsspektrum hinaus verfolgt LTi DRiVES eine gezielte Spezialisierung für ausgesuchte strategische Marktsegmente wie zum Beispiel in der Medizintechnik, in High Speed Pumpen & Verdichter-Anlagen und CNC-Werkzeugmaschinen. Auf Basis der erwähnten Synergien und des beschriebenen Produktportfolios werden höchst effiziente Lösungen für anspruchsvolle Anforderungen in diesen spezifischen Segmenten angeboten.

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„Neue Technologien und unsere Fähigkeit, daraus innovative, marktgerechte Produkte zu machen, sind die Basis unseres Erfolges.“ Dr. Josef Wiesing, Geschäftsführer

Gründung 1971 Geschäftsführer Michael Bellmer, Ralf Prechtel, Dr. Josef Wiesing Mitarbeiter ca. 1.000 weltweit Niederlassungen/Vertretungen National: 9 Weltweit: 25 Produkte ▶ Automationssysteme ▶ HMI-Panels ▶ Sicherheitssteuerungen ▶ E/A Module ▶ Positioniersteuerungen ▶ Positionierantriebe- und Systeme ▶ Numerische Steuerungen (CNC) ▶ Servosysteme (Ein- und Mehrachssysteme) ▶ Frequenzumrichtersysteme ▶ Direktantriebe, rotativ und linear ▶ High Speed Antriebe, auch magnetisch gelagert ▶ Asynchronmotoren ▶ Synchronmotoren ▶ Torquemotoren Dienstleistungen Online Support Projektierungssupport Antriebsauslegung Technischer Support (Helpline) Schulungen

Modulares Automationssystem SystemOne

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Mehrachs-Automationssystem SystemOne CM

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Kontakt LTi DRiVES GmbH Gewerbestraße 5-9 35633 Lahnau, Germany T +49/6441/966-0 F +49/6441/966-137 [email protected] www.lt-i.com

BUSINESS-PROFIL

„Der Trend geht in Richtung integrierter, skalierbarer Lösungen mit intelligentem Datenmanagement. Das bieten wir.“ Hartmut Pütz, President Factory Automation, European Business Group, Mitsubishi Electric

Firmenbeschreibung ■Global partner, local friend

ANBIETER

Das Unternehmen Mitsubishi Electric Europe B.V. ist eine 100%ige Tochtergesellschaft der Mitsubishi Electric Corporation, Japan, und gehört damit in der industriellen Automation zu den führenden Global Playern.

Weltweite Verfügbarkeit, Lokaler Service: als einer der Global Player im Bereich der industriellen Automatisierung stellt sich Mitsubishi Electric den ständig steigenden Anforderungen in der Produktion und der Technik und bietet als einer der wenigen Anbieter eine übergreifende leistungsstarke Produkt- und Lösungspalette vom Roboter, SPS, Drives System, HMI bis zur Software und individuellen Sonderkonzepten - alles aus einer Hand. In der Welt und direkt vor Ort. e-F@ctory Alliance Für die Anforderungen des Marktes nach einer erhöhten Produktivität bei gleichzeitig verbesserter Produktions- und Servicequalität, also einer optimierten Wertschöpfungskette, hat Mitsubishi Electric das innovative e-F@ctory Konzept entwickelt. Mit dieser Lösung wird eine größtmögliche Transparenz und ein lückenloser Informationsfluss zwischen den Systemen der Produktions- und ERP-Managementebene gewährleistet. In der e-F@ctory Alliance findet sich mit einem breitem Spektrum von strategischen Partnern ein großer Wissenspool von Entwicklern und Systemspezialisten, die für Kunden neue Lösungen auf einem noch höheren Niveau der

Konnektivität und Funktionalität bereitstellen können, als dies bislang der Fall war. Die iQ Platform Mit der iQ Platform setzt Mitsubishi Electric nie gekannte Maßstäbe. Sie fasst als weltweit erstes Steuerungssystem alle Produktionsprozesse auf einer Plattform zusammen. Im Ergebnis integriert sie vier unterschiedliche Steuerungstypen - SPS, Motion Controller, CNC und Robotersteuerung. Durch die nahtlose Integration lassen sich alle Produktionsprozesse durchgängig mit einer Technologie steuern. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und der übergeordneten Managementsysteme erfolgt bidirektional und in Echtzeit. Das ergibt vertikale und horizontale Transparenz durch alle Geschäftsprozesse. Energiesparende Lösungen Ob energieeinsparende Antriebstechnik mit rückspeisefähigen Frequenzumrichtern oder EnergieManagement mit dem Energy Control Pack (ECP): Mitsubishi Electric bietet nicht nur Energielösungen für die einzelne Maschine, sondern durch eine ganzheitliche Betrachtung auch Lösungen für komplette Werke.

Kontakt Mitsubishi Electric Europe B.V. Factory Automation Gothaer Straße 8 40880 Ratingen, Germany T +49/2102/486-0 F +49/2102/486-1120 [email protected] www.mitsubishi-automation.de

Energiemanagement mit System

iQ Platform – Kommunikation auf einer Plattform

Mitarbeiter über 114.000 in 120 Ländern Produkte Systemkomponenten und -lösungen für den Automatisierungsmarkt. Kompakte und Modulare SPS, Frequenzumrichter, Servo/Motion, Roboter bis 20 kg, HMI, Schütze, Leistungsschalter, Software Niederlassungen in Europa Deutschland, Frankreich, Spanien, Italien, Türkei, Großbritannien, Irland, Tschechien, Russland, Polen + europaweites Vertriebsnetz

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AN BIE T E R

Gegründet 1921

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„Passende Antworten auf Herausforderungen in der Antriebstechnik. Moog bietet jedem Kunden individuelle Lösungen.“ Dr. Sherif El-Henaoui, Marketing Europe

■ Firmenbeschreibung

Produkt- und Leistungsspektrum Hydraulische Lösungen Seit mehr als 50 Jahren steht der Name Moog für hydraulische Antriebstechnik. Heute finden sich Servo- und Proportionalventile, Servo-Cartridges, Aktuatoren und Radialkolbenpumpen von Moog in unzähligen Anwendungen wie zum Beispiel Spritzgieß- und Blasformmaschinen, Umformpressen, Dampf- und Windturbinen, in der Papierherstellung, in Stahlwerken, in der Formel 1, in Dauerprüfmaschinen und Flugsimulatoren. Elektrische Lösungen Sauberer Betrieb, geringe Lärmentwicklung und niedriger Stromverbrauch sind nur einige der Vorteile, die elektromechanische Antriebslösungen zum

Firmensitz in Böblingen

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idealen System für zahlreiche Anwendungen weltweit machen. Elektrische Antriebslösungen werden angesichts der Entwicklung leistungsstarker Servomotoren, Aktuatoren und Umrichter mehr und mehr zu einer echten Alternative in der Leistungsdichte von hydraulischen Antrieben. Sie kommen in den unterschiedlichsten Bereichen wie Spritzgießmaschinen, Textilmaschinen, Rohrbiegemaschinen, Gasturbinen, Bohrgeräten und Flugsimulatoren zum Einsatz — hier zahlt sich die Erfahrung von Moog aus. Hybridlösungen Durch die Integration der Vorteile beider Technologien wie Flexibilität, Leistungsdichte, hohe Effizienz und Sauberkeit durchbricht Moog Konventionen und schafft noch robustere Systeme für die Maschinen von morgen.

Moog Industrial, ein Geschäftsbereich der Moog Inc., ist Hersteller und Lieferant von leistungsfähigen elektrischen, hydraulischen und hybriden Antriebslösungen für industrielle Anwendungen. Moog in Deutschland wurde 1965 als erster Standort außerhalb der USA gegründet. Die Experten von Moog helfen leistungsorientierten Firmen aus den Gebieten Metallumformung, Kunststoffverarbeitung, Energieerzeugung (u.a. Windenergieanlagen), Test und Simulation, Maschinen der nächsten Generation zu entwickeln. Der Service von Moog steht für anspruchsvolle, schnelle Problemlösungen, erfahrene, geschulte Techniker und gleich bleibende Leistung.

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Moog Servo Motors, Maximum Dynamic MD (J) Series

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Kontakt Moog Hanns-Klemm-Straße 28 71034 Böblingen, Germany T +49/7031/622-0 F +49/7031/622-100 [email protected] www.moog.com/industrial

BUSINESS-PROFIL

ANBIETER

„Moxa steht seit über 25 Jahren für die zuverlässige Vernetzung von Geräten in der Industrieautomation.“

Geschäftsführer Europa Steve Lin Mitarbeiter weltweit über 750 Europazentrale Unterschleißheim bei München Niederlassungen ▶ Paris, Frankreich ▶ Taipeh, Taiwan ▶ 3 Standorte in China ▶ Brea, Kalifornien, USA Produkte ▶ Industrial Ethernet Switches & Router ▶ Industrial I/O ▶ Video Networking ▶ Geräteserver ▶ Ethernet Fieldbus Gateways ▶ Multiport Serial Boards ▶ USB Connectivity ▶ Media Converter ▶ WLAN & Cellular Lösungen ▶ Embedded Computer (x86/RISC-based) Zielbranchen ▶ Energiewirtschaft und Transportwesen/Schienenverkehr ▶ Gebäude-, Fabrik- und Prozes sautomatisierung ▶ Marine ▶ Öl & Gas ▶ Point-of-Sale/Kassensysteme, Bankautomaten uvm. Kontakt Moxa Europe GmbH Einsteinstraße 7 85716 Unterschleißheim, Germany T +49/89/3700399-0 F +49/89/3700399-99 [email protected] www.moxa.com www.moxa.com/de

■ Firmenbeschreibung

Moxa Inc. ist weltweit einer der drei größten Hersteller von Netzwerklösungen für die Industrieautomation. Systemintegratoren in über 70 Ländern auf der ganzen Welt verlassen sich seit 1987 auf Moxa-Produkte zur Gerätevernetzung über Medien wie RS485, Mobilfunknetze oder Ethernet. Moxas besonderes Augenmerk liegt auf zuverlässigen Kommunikationslösungen für komplexe Anwendungen in Energiewirtschaft und Transportwesen. Moxas Kunden und Partner profitieren von konsequenter Produktentwicklung mit dem Ziel, die Wertschöpfung für den Kunden stets weiter zu erhöhen. So bietet Moxa zum Beispiel die PowerTrans IEC 61850-3 Ethernet Switches sowie weitere Produkte mit Zertifizierung für den Einsatz in Umspannstationen an, und die ToughNet Ethernet Switches und weitere Produkte mit EN 50155 Zertifizierung für den Einsatz in Schienenverkehrsanwendungen. Der zunehmenden Nachfrage nach lokaler Intelligenz in vernetzten Industrieanlagen begegnet Moxa mit einer schnell wachsenden Produktpalette von intelligenten Netzwerkkomponenten sowie Embedded Computern, die konsequent für den langjähri-

gen Einsatz etwa in einem weiten Temperaturbereich entwickelt und hergestellt werden. Im Rahmen von Industrie 4.0 und der Tatsache, dass Millionen von Geräten zukünftig miteinander vernetzt werden und Maschinen, Anlagen, Geräte und Komponenten Daten und Informationen in Echtzeit austauschen sollen, hat sich Moxa mit wirtschaftlichen Wegen, Bestandsgeräte an ein Netzwerk anzubinden, beschäftigt. Profibus-zu-Profinet Gateways bieten ein Kommunikationsportal zwischen Profibusgeräten, wie z. B. einer SPS, und dem ProfinetHost und eignen sich für den Einsatz in der Fabrik- und Prozessautomation. Moxas MGate Proxy arbeitet als Agent, der Daten zwischen PROFIBUS und PROFINET Netzwerken übermittelt und es Ingenieuren ermöglicht, den Proxy-Status per Webbrowser zu überwachen. Mit Datenimport/-Export und der Fähigkeit zur Protokollaufzeichnung rationalisiert dieses Überwachungs-Tool die Gerätekonfiguration, Wartung und Fehlersuche und –Behebung, und es unterstützt darüber hinaus auch Verschlüsselungsfunktionen. Um das Netzwerk zu komplettieren bietet Moxa sowohl Profinet Switches, als auch Profibus Konverter an.

Moxa Profinet Switches

Moxa MGate Proxy

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AN BIE T E R

Steve Lin, Geschäftsführer Moxa Europe GmbH

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„NI creates innovative computer-based products that improve everyday life.“ Dr. James Truchard, National Instruments President and CEO

■SeitFirmenbeschreibung 1976 stellt National Instruments Ingenieuren

und Wissenschaftlern Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sie produktiver, innovativer und kreativer arbeiten können. Das Konzept des Graphical System Design gibt Anwendern eine Plattform mit integrierter Hard- und Software für die schnelle Entwicklung von Mess-, Steuer- und Regelsystemen an die Hand. Das langfristige Ziel des Unternehmens ist, mit seinen Technologien einen Beitrag dazu zu leisten, unseren Alltag zu verbessern, unsere Gesellschaft zu unterstützen und den Herausforderungen der Menschheit als Ganzes zu begegnen. Dies gewährleistet den Erfolg von Kunden, Angestellten, Zulieferern und Aktionären. Über viele verschiedene Disziplinen hinweg – sei es Atomforschung, Biomedizin, Kernfusion oder anspruchsvolle Robotik – bauen Forscher und Wissenschaftler auf Graphical System Design als den Ansatz, der Innovationen und Entdeckungen schneller ermöglicht als jede andere Methode. Der Entde-

Das Firmengebäude in Austin/Texas

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ckungs- und Erfindungsprozess erfordert das Erstellen neuer Werkzeuge, mit denen sich die reale Welt messen, steuern, regeln und darstellen lässt. Grundlage des Graphical System Design ist eine universell einsetzbare und benutzerspezifisch anpassbare Hard- und Software-Engineering-Plattform. Dank ihrem Herzstück NI LabVIEW können Forscher sehr schnell verschiedene Möglichkeiten untersuchen, ohne übermäßig viel Zeit darauf zu verwenden, ein System von Grund auf neu zu erstellen, nur um das richtige Messgerät für die Erforschung eines physikalischen Phänomens zu erhalten. Graphical System Design gestattet es ihnen, schneller zum Ergebnis zu kommen, egal, ob sie im CERN Atome miteinander kollidieren lassen oder an der Entwicklung von Krebserkennungssystemen der nächsten Generation arbeiten. Weitere aktuelle Informationen zu NI-Produkten stehen im Online-Katalog unter ni.com/products/d zur Verfügung.

Mitarbeiter mehr als 7.000 in weltweit über 40 Niederlassungen Gründungsjahr 1976 in Austin, Texas/USA, 1991 in Deutschland

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NI Graphical System Design

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Kontakt National Instruments Germany GmbH Ganghoferstraße 70 b 80339 München, Germany T +49/89/7413130 F +49/89/7146035 [email protected] www.ni.com/germany

BUSINESS-PROFIL

ANBIETER

„Die Evolution magnetischer Geber: Robustheit und Präzision auf kleinstem Raum.“ Matthias Padelt, Geschäftsführer der Pepperl+Fuchs Drehgeber GmbH

Berichtsjahr 2012 Umsatz 485 Millionen Euro Mitarbeiter weltweit 5.400 Geschäftsbereiche ▶ Fabrikautomation ▶ Prozessautomation Fabrikautomation Produkte: Sensoren der Wirkprinzipien induktiv, kapazitiv, Ultraschall und optoelektronisch, Drehgeber, AS-Interface, Identifikationssysteme RFID, Barcode und Data-Matrix-Code, Vision-Sensoren. Prozessautomation Produkte: Interface Bausteine, Remote I/O Systeme, Feldbusinfrastruktur-Lösungen ergänzt durch Gehäuse in den Schutzarten erhöhte Sicherheit, Eigensicherheit und druckfeste Kapselung mit Zulassungen zur Integration unterschiedlicher elektrischer Betriebsmittel, Füllstandsmessgeräte, Ex-Bedienterminals, Ex-IPCs, Seminare, Teachware, Fabrikautomation

Kontakt Pepperl+Fuchs GmbH Lilienthalstraße 200 68307 Mannheim, Germany T +49/621/776-0 F +49/621/776-1000 [email protected] www.pepperl-fuchs.com

Firmenbeschreibung ■Pepperl+Fuchs – von Mannheim in die ganze Welt

1945 als Radiowerkstatt gegründet, zählt Pepperl+Fuchs heute zu den weltweit führenden Unternehmen für industrielle Sensorik sowie für Technologien im Explosionsschutz. Seit den Anfängen prägen Innovationen und der Dialog mit den Kunden die Geschichte des Familienunternehmens. Die Anwendungen unserer Kunden so einfach, effizient und sicher wie möglich zu machen, ist das Zentrum unseres Handelns.

me, Drehgeber, Positioniersysteme und Zubehör runden das Produktspektrum ab. Sensortechnologie von Pepperl+Fuchs ist heute weltweit führend und in den unterschiedlichsten Märkten fest etabliert. Prozess-Interfaces: Sichere Anwendungen

Industrielle Sensorik: Branchen im Fokus Bei der Entwicklung von industriellen Sensoren stehen branchenspezifische Anforderungen im Fokus sämtlicher Aktivitäten. Von induktiven und kapazitiven bis hin zu optoelektronischen Sensoren hält Pepperl+Fuchs alle gängigen Wirkprinzipien bereit. Die umfangreiche Ultraschall-Sensorik bietet State of the Art-Technologie, die in jedem Detail auf kritische Umwelteinflüsse abgestimmt ist. Identifikationssyste-

Auch die Technologien für explosionsgefährdete Bereiche sind exakt auf die sehr spezifischen Applikationen unterschiedlichster Industrien zugeschnitten. Trennbarrieren, HART Interfaces, Remote I/O Systeme und Feldbus-Infrastrukturen stehen für alle Zündschutzarten und vielfältige Anwendungen bereit. Komplettlösungen bieten dem Anwender ein individuelles Gesamtpaket. Bedien- und Beobachtungssysteme, Füllstandsmesstechnik, Warnanlagen für Ölabscheider und Zubehör ergänzen das Portfolio. Mit Technologien wie DART hat Pepperl+Fuchs den Fortschritt im Explosionsschutz geprägt und ist Partner namhafter Unternehmen auf der ganzen Welt.

Neue Generation magnetischer Drehgeber

Ausgefeilte Technologie im kompakten Gehäuse

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AN BIE T E R

Gründungsjahr 1945

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

– Internationale Fachmesse für Produk■tions-Motek und Montageautomatisierung

Die Motek ist die weltweit führende Messe für Produktions- und Montageautomatisierung, Zuführ-, Materialfluss- und Handhabungstechnik. Jährlich stellen rund 1.000 internationale Firmen auf 60.000 Brutto-Quadratmetern in fünf Hallen der Messe Stuttgart aus. Rund 35.000 Fachleute besuchen Jahr für Jahr die Motek und ihre Begleitveranstaltungen. Konstrukteure und Anwender finden auf der Motek sowohl Detaillösungen als auch schlüsselfertige Systeme. Zielgruppen sind der Automobil-, Maschinenund Gerätebau, die Elektro- und Elektronik-Industrie, die Medizintechnik und Solarproduktion sowie metall- und kunststoffverarbeitende Unternehmen sowie deren Zulieferer. Die parallel zur Motek stattfindende Bondexpo, Internationale Fachmesse für Klebtechnologie, widmet sich dem Thema „Kleben“ als einer Verbindungstechnik mit großem Zukunftspotential. Hier stellen Anbieter und Hersteller von Kleb-, Dämm-, Schäum-, Dicht- und Vergießmaterialien und Applikationseinrichtungen aus. Integriert in den Messeverbund Motek / Bondexpo präsentiert sich die Microsys, Technologiepark für Mikro- und Nanotechnologie. Im Fokus stehen dabei die Themen Mechatronik, Feinwerktechnik, Mikrosystem- und Nanotechnik sowie Mikroelektronik, die praxisgerecht und zielgruppenorientiert vorgestellt werden.

Control: Qualitätssicherung im Weltformat

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Blechexpo – Internationale Fachmesse für Blechbearbeitung Rund 1000 Aussteller zeigen ihre neuesten Produkte und Dienstleistungen auf der Blechexpo im Verbund mit der Schweisstec, Internationale Fachmesse für Fügetechnologie, in der Messe Stuttgart. Innerhalb der vergangenen Jahre hat sich die Blechexpo rasant entwickelt und ist mittlerweile weltweit die zweitwichtigste Messe im Bereich der industriellen Blechbearbeitung. Vor Ort sind die internationalen Marktführer und zahlreiche mittelständische Spezialisten sowie namhafte Anbieter aus dem Bereich Fügetechnologie. Control – Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung Die Control ist die weltweit größte Fachmesse für innovative Produkte und Software, mit denen Unternehmen die Qualität ihrer Waren prüfen und verbessern können. Rund 900 Aussteller präsentieren in der Messe Stuttgart ein umfassendes Ausstellungsprogramm: Dazu gehören Messtechnik, Werkstoff- und Materialprüfung, Analysetechnik, Optoelektronik, QS-Systeme sowie QS-Organisation. Rund 25.000 Fachbesucher informieren sich auf dem jährlich durchgeführten Branchentreff. Im Rahmen der Control wird auch der Kompetenzpreis Baden-Württemberg für Innovation und Qualität verliehen.

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Automatisierungstechnologie auf der Motek/Bondexpo

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„Unsere Fachmessen verschaffen Anwendern in allen relevanten Industriebereichen entscheidende Wettbewerbsvorteile.“ Paul E. Schall

Messetermine Motek: 7. – 10. Oktober 2013 Blechexpo: 5. – 8. November 2013 Control: 6. – 9. Mai 2014 Veranstaltungsort Landesmesse Stuttgart GmbH Messepiazza 70629 Stuttgart Öffnungszeiten Motek: Montag – Donnerstag 9 bis 17 Uhr Blechexpo: Dienstag bis Donnerstag: 9 – 18 Uhr Freitag: 9 – 17 Uhr Control: Dienstag bis Freitag 9 bis 17 Uhr Freitag: 9 bis 16 Uhr Eintrittspreise Tageskarte: 25,– Euro 2-Tageskarte: 40,– Euro ermäßigte Tageskarte (Schüler und Studenten): 15,– Euro

Veranstalter P.E. Schall GmbH & Co. KG Gustav-Werner-Straße 6 72636 Frickenhausen, Germany T +49/7025/9206-0 F +49/7025/9206-620 [email protected] www.schall-messen.de

BUSINESS-PROFIL

„Wir gestalten Fortschritt mit innovativen Lösungen, die begeistern.“ Roland Bent, Geschäftsführer Marketing und Entwicklung

Mitarbeiter 12.800 weltweit Gründungsjahr 1923 Umsatz 2012 1,59 Mrd. Euro Geschäftsführender Gesellschafter Klaus Eisert Phoenix Contact-Gruppe Deutschland ▶ Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont ▶ Phoenix Feinbau GmbH & Co KG, Lüdenscheid ▶ APtronic AG, Bad Sassendorf ▶ Coninvers GmbH, Herrenberg ▶ Innominate Security Technologies AG, Berlin ▶ KW-Software GmbH, Lemgo ▶ Sütron electronic GmbH, Filderstadt ▶ E-Mobility GmbH, Schieder Zertifizierungen DIN EN ISO 9001 DIN EN ISO 14001 OHSAS 18001 IRIS PAS 1037:2004

■ Firmenbeschreibung

Phoenix Contact ist weltweiter Marktführer für Komponenten, Systeme und Lösungen im Bereich der Elektrotechnik, Elektronik und Automation. Das Familien-Unternehmen beschäftigt heute 12.800 Mitarbeiter weltweit und hat in 2012 einen Umsatz von 1,59 Mrd. Euro getätigt. Der Stammsitz ist im westfälischen Blomberg. Zur Phoenix ContactGruppe gehören neun Unternehmen sowie 50 eigene Vertriebs-Gesellschaften. Die weltweite Präsenz wird zusätzlich durch 30 Vertretungen in Europa und Übersee verdichtet. Weltweit wird in acht Ländern mit einer hohen Fertigungstiefe produziert. Nicht nur Schrauben, Kunststoff- und Metallteile, sondern auch hochautomatisierte Montagemaschinen werden selbst gebaut. Das Produktspektrum umfasst Komponenten und Systemlösungen für die Energieversorgung inklusive Wind- und Solar, den Geräte- und Maschinenbau sowie den Schaltschrankbau. Ein vielfältiges Programm von Reihen- und Sonderklemmen, Printklemmen und Steckverbindern, Kabelanschlusstechnik und Installationszubehör bietet innovative

ANBIETER

Komponenten. Elektronische Interfaces und Stromversorgungen, Automatisierungssysteme auf Basis von Ethernet und Wireless, Sicherheitslösungen für Mensch, Maschine und Daten, Überspannungsschutz-Systeme sowie Software-Programme und -Tools bieten Errichtern und Betreibern von Anlagen sowie Geräteherstellern umfassende Systeme. Die Märkte der Automobilindustrie, regenerativer Energien und der Infrastruktur werden durch ganzheitliche Lösungskonzepte inklusive Engineering-, Service- und Trainingsleistungen gemäß ihrer spezifischen Bedürfnisse betreut. In Entwicklungsbereichen an den Standorten in Deutschland, China und den USA entstehen Produkt-Innovationen und spezifische Lösungen für individuelle Kundenwünsche. Zahlreiche Patente unterstreichen, dass viele Entwicklungen von Phoenix Contact einzigartig sind. In enger Zusammenarbeit mit Hochschule und Wissenschaft werden Zukunftstechnologien wie Elektromobilität und Umwelttechnologien erforscht und in marktgerechte Produkte, Systeme und Lösungen überführt. www.phoenixcontact.de

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AN BIE T E R

Kontakt Phoenix Contact Deutschland GmbH Flachsmarktstraße 8 32825 Blomberg, Germany T +49/5235/312-000 F +49/5235/312-999 [email protected] www.phoenixcontact.de

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung ■Industrielle Automation

Die industriellen Automations- und Steuerungsprodukte von Red Lion sammeln, präsentieren und verarbeiten Daten – überall und jederzeit. ▶ Controller/Regler PID Regler, Signalwandler und Datenerfassungsgeräte für die Maschinen- und Prozesskontrolle ▶ Protokollumwandler Die Data Station Plus nutzt die Protokoll-Bibliothek von Red Lion, um anderweitig inkompatible Geräte an kabelgebundene oder kabellose/wireless Netzwerke anzuschließen. ▶ HMI Bediengeräte Nahtloses Verbinden von Protokollumwandlung, Dateneingabe und Webserver-Ressourcen mit Visualisierungsfunktionen für SPS-Systeme ▶ Digitalanzeigen Die Anzeigen der Serie CUB und PAX bieten flexible Lösungen ▶ Visuelles Management Die ProdukTVity Station ist ein anschlussfertiges, visuelles Managementsystem, das KPI Daten und Andon Mitteilungen in Echtzeit auf großen Fernsehern anzeigt. ▶ RTUs & I/O Module Die RTUs der Serie VersaTRAK und SixTRAK arbeiten mit EtherTRAK-2 I/O, um ein einfaches aber leistungsfähiges Anzeige- und Kontrollsystem für entfernte „remote“ Stationen anzubieten

Networking Red Lion erweitert das industrielle NetworkingPortfolio mit industriellen Ethernet und M2M Mobilfunk-Produkten, um Vernetzungslösungen von Weltklasse anzubieten – überall und jederzeit. ▶ Unmanaged Switches Kompakte IEEE802.3 Layer 2 Industrie-Switche mit automatischer Erkennung der Geschwindigkeits-, Duplex und Kabelpolung für missionskritische Applikationen. ▶ Monitored Switches Layer 2 unmanaged Industrie-Switche bieten Anzeige der Netzwerkleistung via N-View Software. ▶ Managed Switches Layer 2 & Layer 3 Ethernet Switche bieten enterprise-class Vernetzung in einem robusten Paket für extreme, industrielle Umgebungen. ▶ PoE Switches Die industrielle Power over Ethernet (PoE) Serie von Switchen, Injektoren und Splittern ▶ Industrielles WLAN IEEE802 11a,b,g,n hardened WLAN Radios unterstützen Daten-Bandweiten bis zu 300 Mb/s. ▶ M2M Mobilfunk Routers IndustrialPro, MobilityPro und RAM Router für entfernte Stationen.

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Die neue Graphite HMI-Serie von Red Lion Controls

Gemanagte Gigabit Ethernet Switch Serie N-Tron

setzt neue Mäßstäbe für die Plattform Industrie 4.0

NT24k

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„Red Lion präsentiert sich heute als besseres Unternehmen, nicht nur als größeres Unternehmen.“ Mike Granby Präsident, Red Lion Controls

Als die internationalen Experten für Kommunikation, Überwachung und Steuerung für die industrielle Automatisierung und Vernetzung bietet Red Lion seinen Kunden innovative Lösungen an. Unsere Technologie ermöglicht Unternehmen eine Datenvisualisierung in Echtzeit und werden unter den Markennamen Red Lion, Sixnet und N-Tron vertrieben. Gründung 1972 Produkte Industrielle Automation: PID Regler, Datenerfassung, RTU’s – I/O Moduel, Signalwandler, Sensoren, HMI Bediengeräte, Digitalanzeigen, LED Großanzeigen, Industrielle TV Displays Industrielles Networking: Unmanaged Switches, Monitored Switches, Managed Switches, POE Switches, Industrielles WLAN, M2M Mobilfunk Routers

Kontakt Red Lion Controls EMEA Headquarters Softwareweg 9 3821 BN Amersfoort, The Netherlands T +31/33/4723-225 F +31/33/4893-793 [email protected] www.redlion.net

BUSINESS-PROFIL

„Products for today´s needs, creating solutions together for tomorrow´s requirements.“ Rob Green, President und CEO

Branche Halbleiter Gründung Aufnahme der Geschäftstätigkeit als Renesas Electronics Europe am 1. April 2010 Weltmarktführer für Mikrocontroller* (*IHS iSupply) Applikationen ▶ Kommunikation ▶ Computer und Peripheriegeräte ▶ Unterhaltungselektronik ▶ Automobilelektronik ▶ Industrieautomatisierung ▶ Schlüsseltechnologien

Firmenbeschreibung ■Renesas Electronics Europe ist eine hundertprozen-

tige Tochtergesellschaft der Renesas Electronics Corporation (TSE: 6723), einem der führenden Anbieter hochmoderner Halbleiterlösungen und die weltweite Nummer eins im Markt für Mikrocontroller. Die Produkte des Unternehmens reichen von Mikrocontrollern und SoC-Lösungen bis hin zu einer breiten Palette von Analog- und Leistungselektronik-Bausteinen. Renesas Electronics Europe gliedert sich in zwei anwendungsbezogene Business Groups für folgende Schlüsselmärkte in Europa: Die Automotive sowie die Industrial und Communications Business Group. Die Business Groups werden von der Engineering Group unterstützt. Im Bereich der Industriekommunikation bietet Renesas ein umfassendes Portfolio an. Hierzu gehören ein- und zweikanalige Ethernet PHYs zum Anschluss an Ethernet-Knoten, jeweils mit oder ohne PTP-Unterstützung (Precision Time Protocol).

Kontakt Renesas Electronics Europe GmbH Arcadiastraße 10 40472 Düsseldorf, Germany T +49/211/6503-0 F +49/211/6503-1327 www.renesas.eu

Dieser wird genutzt, um ein Gerät an ein EthernetNetzwerk anzuschließen, auf dem das PROFINET Industrie-Ethernet-Protokoll läuft. Der TPS-1 Baustein ergänzt dabei die bekannten Profinet ASSPs ERTEC-200 und ERTEC-400, die auch über Renesas erhältlich sind. Ob EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, CC-Link IE oder andere Varianten, die neuen industriellen R-IN32M3 Netzwerk-Controller von Renesas bieten hierfür eine breite Unterstützung für viele industrielle Ethernet Standards. Ein integrierter Echtzeit-Switch ist dabei für geringe Latenzzeiten optimiert, wie sie in industriellen Netzwerken verlangt werden. Mit seinem kompletten IO-Link Portfolio unterstützt Renesas weiterhin die Möglichkeit zum Aufbau eines IO-Link Netzwerkes. Hierbei werden intelligente Sensoren über das IO-Link Protokoll mit einem gemeinsamen Master verbunden. IO-Link Master sowie IO-Link Slave Bausteine stehen hierfür als Single Chip-Lösung zur Verfügung.

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AN BIE T E R

Mit TPS-1 hat Renesas zudem einen PROFINETkompatiblen Schnittstellenbaustein im Portfolio.

ANBIETER

European Headquarters, Düsseldorf

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32-bit RX600 Microcontroller Series

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung ■Renishaw ist ein weltweit operierendes Unterneh-

men mit Kernkompetenzen in den Bereichen industrielle Messtechnik, Motion Control, Spektroskopie, generative Fertigung und Präzisionsbearbeitung. Seit der Gründung 1973 hat sich Renishaw der Forschung und Entwicklung verpflichtet und investiert rund 18% des Jahresumsatzes in diesen Bereich. Dies ermöglichte es uns, unser Produktportfolio zu erweitern. Renishaw entwickelt Produkte, die die Leistungsfähigkeit der Kunden entscheidend voranbringen: von der verbesserten Produktionsleistung in der metallbearbeitenden Industrie bis hin zur Maximierung der Forschungskapazitäten. Im Bereich Motion Control hat sich Renishaw insbesondere auf offene Weg- und Winkelmesssysteme für Hochpräzisions- sowie High-End-Anwendungen spezialisiert. Mit dem µm-genauen Positionsfeedback auf Koordinatenmessgeräten als klassisches Anwendungsgebiet ist mittlerweile ein breites Portfolio an

Präzision für hohe Verfahrgeschwindigkeiten

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offenen, optischen inkrementellen sowie absoluten Weg- und Winkelmesssystemen hervorgegangen, die bei besonders hohen Verfahrgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Die optischen Messsysteme Tonic und Resolute bieten eine Auflösung bis zu 1 nm oder 32 Bit bei Verfahrgeschwindigkeiten von bis zu 100 m/s und werden insbesondere in der Mikroelektronik- und Mikrooptikfertigung eingesetzt. Typische Einsatzgebiete: ▶ Direktantriebe ▶ Elektrische Antriebe ▶ Mikroelektronik und -optik ▶ Bestückungsanlagen ▶ Medizintechnik ▶ Luft- und Raumfahrt ▶ Präzisionswerkzeugmaschinen ▶ Koordinatenmessgeräte ▶ Sondermaschinenbau ▶ Forschung und Entwicklung ▶ Ultrahochvakuum

„Innovation liegt im Mittelpunkt von allem, was wir als Unternehmen tun; von der Produktentwicklung bis hin zur Art und Weise, wie wir unsere Kunden betreuen.“ Firmengründer Sir David McMurtry, Chairman & Chief Executive

Hauptsitz Renishaw plc, Wotton-under-Edge, Gloucestershire (UK) Branche Qualitätssicherung, Maschinenbau Mitarbeiter 3.200 Standorte Weltweit über 60 Vertretungen in 32 Ländern Gegründet 1973

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Absolutmesssysteme mit Singletrack-Technologie

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Geschäftsbereiche ▶ Berührungslose optische und magnetische Wegund Winkelmesssysteme ▶ Laserbasierte Längenmesssysteme ▶ Automatisierung von Werkzeugmaschinen ▶ Messtastersysteme für Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen ▶ Genauigkeitsüberprüfung von Maschinen ▶ Generative Fertigungssysteme ▶ Medizinische Instrumente ▶ Raman-Spektroskopie

Kontakt RENISHAW GmbH Karl-Benz-Straße 12 72124 Pliezhausen, Germany T +49/7127/981-0 F +49/7127/88237 [email protected] www.renishaw.de

BUSINESS-PROFIL

Marcel Woiton, Director Regional Sales Northern Europe, Rockwell Automation

Rockwell Automation, Inc. (NYSE: ROK), weltgrößter spezialisierter Anbieter von industriellen Automatisierungs- und Informationslösungen, unterstützt seine Kunden dabei, produktiver und nachhaltiger zu produzieren. Mit Hauptsitz in Milwaukee, Wis., beschäftigt Rockwell Automation weltweit mehr als 22.000 Mitarbeiter in mehr als 80 Ländern.

Kontakt Rockwell Automation Susanne Bergmann Parsevalstraße 11 40468 Düsseldorf, Germany T +49/211/415530 [email protected] www.rockwellautomation.de

EIN Steuerungssystem für die werksweite ■Optimierung

Rockwell Automation unterstützt Unternehmen mit seinem Integrated Architecture™-System dabei, Informationen überall zugänglich zu machen. Unternehmen können so besser auf die wichtigsten Herausforderungen des Marktes reagieren: Produktivität, Globalisierung, Innovation und Nachhaltigkeit. Leistungssteigerung Maschinenbauer müssen im globalen Wettbewerb mit leistungsstarken, differenzierten Maschinen einen Mehrwert an ihre Kunden liefern und gleichzeitig im eigenen Betrieb mehr leisten. Rockwell Automation unterstützt dabei, ▶ die Gesamtkosten für Konstruktion, Entwicklung und Lieferung (Total Cost to Design, Develop, and DeliverSM) zu senken: mit Standardteilen und wiederverwendbarem Engineering-Inhalt. ▶ Markteinführungszeiten zu verkürzen: durch bedienungsfreundliche Werkzeuge, die beim Entwurf einer besseren Maschine mit höherer Geschwindigkeit, Reaktionsfähigkeit und Flexibilität helfen. ▶ Asset Management und Optimierung zu verbessern: durch Diagnosen auf der Maschinen- und Anwendungsebene.

Produktiver werden Die Logix-Steuerungstechnologie bietet einen einzigartigen Ansatz – eine Steuerungsplattform mit einem gemeinsamem Steuerungskern und einer gemeinsamen Entwicklungsumgebung. Diese stellt erstklassige Steuerungsfähigkeiten für alle Disziplinen bereit: von der Prozess- über die Sicherheits- bis hin zur Achssteuerung. Gemeinsame Komponenten und Tools Der Ansatz von Rockwell Automation ermöglicht es Systemdesignern, mit Hilfe gemeinsamer Automatisierungskomponenten und Tools eine Lösung für Ihre gesamte Anwendungspalette zu skalieren – unabhängig von Größe und Komplexität. Integrated Architecture bietet ein Höchstmaß an Flexibilität, um die optimale Lösung aus zahlreichen Komponenten und Tools zusammenzustellen: ▶ Steuerungen ▶ E/A ▶ Visualisierung ▶ Achssteuerung ▶ Antriebe ▶ Sicherheit ▶ Daten

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Die Integrated Architecture steigert Produktivität und Das erweiterte Midrange-Produktportfolio von Rock-

reduziert die Betriebskosten durch einzigartige Funk-

well Automation

tionalität, Flexibilität und Skalierbarkeit

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AN BIE T E R

„Wir verfolgen die Philosophie einer integrierten, skalierbaren und multidisziplinären Steuerungslösung.“

ANBIETER

ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■AlsFirmenbeschreibung drittgrößter Distributor in Europa bieten wir unseren Kunden weltweit technischen, logistischen und kommerziellen Support und ein nahezu identisches Produktportfolio, das die gesamte Bandbreite elektronischer Bauelemente umfasst. Für durchgängigen Support rund um den Globus ohne Brüche und Nahtstellen sorgt unsere Organisation aus zentralen Ansprechpartnern für alle strategischen, globalen Belange und kompetenter Unterstützung vor Ort. Sie basiert auf einem EDV-System, das alle unsere Niederlassungen umfasst. Diese haben so stets den Überblick und können die zentralen Vereinbarungen lokal umsetzen. Die beiden E-CommercePlattformen webg@te und Rutronik24 ermöglichen den schnellen Einkauf rund um die Uhr mit kundenindividuellen, aktuellen Preisen und Echtzeit-Übersicht über die Verfügbarkeit, Liefertermine und Tracking. Komfortable Bestell- und Suchfunktionen, Track&Trace, intelligente Online-Berater, Datenblätter, PCN, PTN und Verknüpfungen zu Herstellern sorgen für kompakt abrufbare Informationen.

Als inhabergeführter Distributor in privater Hand agiert Rutronik unabhängig. Unsere Geschäftsphilosophie ist nicht quartalsgetrieben. Vielmehr stehen

Technische Experten leisten umfangreichen Support

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langfristige Geschäftsbeziehungen im Fokus, bei denen alle Partner profitieren. Unser Angebot ruht auf vier Pfeilern: Consult: Applikationsingenieure und Produktspezialisten gewährleisten umfangreiche technische Unterstützung und Design-In-Support vor Ort. Competence Center bündeln das Know-how zu verschiedenen vertikalen Märkten. Zusätzliche Services und Kit-Solutions reduzieren Entwicklungsaufwand und Time-to-Market der Kunden. Components: Halbleiter, passive und elektromechanische Bauelemente, Wireless Technologies sowie Storage, Displays & Boards und Photovoltaik und LED Lichtlösungen. Die Produktauswahl ist geprägt vom Anspruch nach innovativen und hochqualitativen Komponenten, einem abgerundeten Angebot und der Erfüllung des Kundenwunsches nach konsequenter Reduzierung der Einkaufsquellen. Logistics: Modulare und flexible Logistik- und Supply Chain Management Lösungen bieten eine sichere und bedarfsgerechte Belieferung. Support: Gemeinsam mit Herstellern vermittelt Rutronik wertvolles Fachwissen zu aktuellen technischen und marktspezifischen Themen.

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Individuelle und effiziente Logistikkonzepte

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„Die Anforderungen unserer Kunden bestmöglich zu erfüllen ist unsere Messlatte. Dafür setzen wir uns ein – jeden Tag, weltweit.“ Thomas Rudel, Vorsitzender der Geschäftsführung

Bezeichnung Broadliner Gründungsjahr 1973 Mitarbeiter über 1.200 Ausrichtung Rutronik bietet weltweit durchgängigen Support und das gesamte Spektrum elektronischer Komponenten. Der Broadliner ist inhabergeführt und unabhängig. Standorte/Lager 69 Niederlassungen in 29 Ländern Headquarter Ispringen Europäisches Zentrallager Eisingen Zielmärkte Automotive, Industrieelektronik, Telekommunikation, Konsumgüterindustrie, Lighting, Medical, Energy und Home Appliance Qualitätsmanagement Zertifiziert nach ISO 9001:2000, ISO 14001:2005 und OHSAS 18001; RoHS-konforme Produkte

Kontakt Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH Industriestraße 2 75228 Ispringen, Germany T +49/7231/801-0 F +49/7231/82282 [email protected] www.rutronik.com

BUSINESS-PROFIL

Sylke Schulz-Metzner, Bereichsleiterin

SPS IPC Drives Messetermine 26. – 28.11.2013 25. – 27.11.2014 Öffnungszeiten Dienstag 26.11.2013 09:00 – 18:00 Uhr Mittwoch 27.11.2013 09:00 – 18:00 Uhr Donnerstag 28.11.2013 09:00 – 17:00 Uhr Eintrittspreise Dauerkarte 60,00 EUR Tageskarte 20,00 EUR Schüler/Studenten 10,00 EUR Kostenlose Tageskarte bei Online-Registrierung unter www.mesago.de/sps/eintrittskarten Veranstaltungsort Messezentrum Nürnberg Karl-Schönleben-Straße 90471 Nürnberg

Veranstalter Mesago Messemanagement GmbH Rotebühlstraße 83-85 70178 Stuttgart, Germany T +49/711/61946-829 F +49/711/61946-92 [email protected] www.mesago.de/sps

SPS IPC Drives – Fachmesse der elektrischen ■Automatisierung

Die SPS IPC Drives ist die führende Fachmesse zur „Elektrischen Automatisierung“. Sie zeigt die gesamte Vielfalt der elektrischen Automatisierung von einzelnen Komponenten bis hin zu kompletten Systemlösungen. 1.500 nationale und internationale Aussteller aller Unternehmensgrößen, sowohl Marktführer als auch Start-ups, präsentieren ihre neuesten Produkte und Lösungen, Innovationen und Trends auf der SPS IPC Drives. Die klare Fokussierung auf die elektrische Automatisierung ist die Kernkompetenz der SPS IPC Drives. Dies gibt der Fachmesse ein klares Profil und prägt ihren dezidierten Arbeitscharakter. Bei intensiven und kompetenten Fachgesprächen finden die Besucher die optimale Lösung für ihre Automatisierungsaufgabe. Answers for Automation Folgende Themen erwarten die Besucher auf der SPS IPC Drives: ▶ Steuerungstechnik ▶ IPCs ▶ Antriebstechnik ▶ Bedienen und Beobachten ▶ Industrielle Kommunikation ▶ Industrielle Software ▶ Interfacetechnik ▶ Mechanische Systeme / Peripherie ▶ Sensorik

Kongress – anwenderorientiert und effizient Parallel zur Messe findet der größte anwenderorientierte deutschsprachige Kongress zur Automatisierungstechnik statt. Die Besucher profitieren von innovativen Lösungen und haben die Möglichkeit, sich einen Wissensvorsprung zu verschaffen. Auszug aus den Kongressthemen: ▶ Automation und Cloud ▶ Funktionale Sicherheit ▶ Virtuelle Planung ▶ Systemarchitekturen ▶ Energieeffizienz ▶ Umrichterregelung Alle Informationen zum Kongress unter www.mesago.de/sps/kongress Umfangreiches Rahmenprogramm Zusätzlich zum Kongress erwartet die Besucher in den Messehallen ein informatives Rahmenprogramm. Unter der Regie von Fachverlagen und Verbänden finden auf den Foren in den Messehallen informative und interessante Diskussionsrunden zu aktuellen Themen der Branche statt. Produktpräsentationen verschiedener Aussteller informieren außerdem schnell und effektiv über die neuesten Trends. Die ganze Welt der elektrischen Automatisierung an einem Ort!

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AN BIE T E R

„Zum Jahresende ist die SPS IPC Drives der Wegweiser der elektrischen Automatisierungsindustrie für das neue Geschäftsjahr. Hier werden die Meilensteine des Erfolgs gesetzt.“

ANBIETER

Intensive Fachgespräche

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Professionelle Beratung

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„Eine starke Organisation ist Basis einer erfolgreichen Arbeit – gemeinsam mit und für unsere Mitglieder.“

■ Firmenbeschreibung

Als Nutzerorganisation setzen wir uns dafür ein, dass Automatisierung noch zuverlässiger wird. Dabei hat Zuverlässigkeit für uns zahlreiche Facetten, die von der klassischen Maschinensicherheit bis hin zur Verfügbarkeit der Anlage reichen. Das Ergebnis ist Investitionssicherheit für den Betreiber der Anlage und nicht zuletzt Sicherheit im Sinne von Security zum Schutz von Daten, Wissen und Prozessen. Immer im Hinblick auf die Produktivität von Maschinen und Anlagen. Im Fokus unserer Tätigkeit stehen damit Anwender und Betreiber zusammen mit Produktherstellern und Dienstleistungsanbietern rund um die Systeme SafetyBUS p und SafetyNET p. Unser gemeinsames Ziel ist es, die Systeme zu unterstützen und weiterzuentwickeln, zum Nutzen für unsere Mitglieder und alle Anwender der Systeme. Mit drei internationalen Niederlassungen hat sich die Organisation auf ihre Kernmärkte fokussiert. Der europäische Markt wird zentral von Deutschland aus betreut, der amerikanische und asiatische Markt von

Unsere Mitglieder im Netzwerk.

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Jochen Streib, Vorstandsvorsitzender

lokalen Niederlassungen in den USA und Japan. Als unabhängige Nutzerorganisation bieten wir Anwendern, Hochschulen, Herstellern, Integratoren und Dienstleistungsanbietern die ideale Plattform zum gegenseitigen Erfahrungsaustausch zu Themen der Automatisierung und von Informationen zu Trends und neuen Entwicklungen. Zudem vertreten wir die Interessen der unterschiedlichen Nutzergruppen in der Öffentlichkeit. Die hohe Aktivität der Organisation aus technischer Sicht zeigt sich unter anderem: ▶ in der internationalen Normenarbeit, ▶ in der Zertifizierung von Neugeräten für die Systeme und ▶ in der Arbeit der technischen Komitees und Workgroups. Ein weiteres Beispiel ist die Arbeit der Workgroup Security, die sich zum Ziel gesetzt hat, Themen rund um Security in Automation für Anwender aufzubereiten. Die Mitgliedschaft in der Organisation steht allen Unternehmen, Verbänden, Institutionen und Personen offen, deren Interesse auf die Technologie und Verbreitung der Systeme gerichtet ist.

Safety Network International e.V. ist die unabhängige Nutzerorganisation, die das Feldbussystem SafetyBUS p, und das Ethernet basierende Kommunikationssystem SafetyNET p unterstützt. Die Mitgliedsunternehmen unserer Organisation sind Anwender, Integratoren, Hochschulen und Hersteller von Produkten für die beiden Systeme. Unser Netzwerk fördert deren Einsatz und die technologische Weiterentwicklung. Die Organisation wurde 1999 von acht Gründungsmitgliedern gegründet und einer der Schwerpunkte ist bis heute der regelmäßige Austausch und das Netzwerken zwischen den Mitgliedsunternehmen.

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Unsere Systeme im modularen Maschinenkonzept.

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Kontakt Safety Network International e.V. Geschäftsstelle Robert-Bosch-Straße 30 73760 Ostfildern, Germany T +49/711/3409-118 F +49/711/3409-449 [email protected] http://www.safety-network.org

BUSINESS-PROFIL

Hans Sondermann, Geschäftsführer Vertrieb & Marketing von SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG

Mitarbeiter über 15.000 weltweit Gründungsjahr 1931 Umsatz über 2,5 Milliarden Euro Standorte 15 Fertigungswerke in ▶ Deutschland ▶ Frankreich ▶ Brasilien ▶ USA ▶ Finnland ▶ Russland ▶ China 77 Montagewerke in 47 Ländern Vertriebspartner in vielen weiteren Ländern Produkte ▶ Getriebemotoren und Frequenzumrichter ▶ Servo-Antriebssysteme ▶ Dezentrale Antriebstechnik ▶ Industriegetriebe ▶ Services und Dienstleistungen wie z.B. Engineering und Applikationsunterstützung, Beratung, umfassender Produkt- und Lösungsservice, CDM – Complete Drive Management, Systemlösungen... Kontakt SEW-EURODRIVE GmbH & Co. KG Postfach 3023 76642 Bruchsal, Germany T +49/7251/75-0 F +49/7251/75-1970 [email protected] www.sew-eurodrive.de

■ Firmenbeschreibung

SEW-Eurodrive, das ist Bewegung, Tradition, Innovation, Qualität und Service – das beweisen wir unseren Kunden seit über 80 Jahren jeden Tag. Denn wir bewegen nicht nur unzählige Förderbänder, Getränkeabfüllanlagen, Dächer von Sportstadien, Kieswerke, Montagelinien, Prozesse in der chemischen Industrie, ihr Gepäck in Flughäfen oder Sie selbst auf Rolltreppen; nein, wir bewegen auch uns – Stillstand gibt es nicht! Jeden Tag sind über 500 Forscher und Entwickler dabei die Zukunft der Antriebsautomatisierung zu erfinden und dabei noch ein bisschen besser zu machen. Die Bewegung, die Sie benötigen, wird mit verschiedenen Produktlösungen und Antriebssystemen erzeugt. Je nach Anforderung oder Branche bietet SEW-Eurodrive individuelle Lösungen aus dem umfassenden Baukasten mit Getriebemotoren und Frequenzumrichtern, Servo-Antriebssystemen, dezentralen Antriebssystemen und Industriegetrieben. Wer dabei erfolgreich sein will, der muss die Aufgaben und Prozesse seiner Kunden und Branchen kennen. Dabei schaut SEW-Eurodrive über den Tellerrand der Antriebstechnik hinaus um für Sie die ideale Lösung zu finden. Mit einer oft unkonventionellen Sicht- und Vorgehensweise haben wir

seit jeher Trends bewegt und Maßstäbe in der Antriebstechnik gesetzt. Die Lösung für Ihre Aufgabe von morgen existiert bei SEW-Eurodrive schon heute – in unserem durchgängigen Baukastensystem von Getriebemotoren, Steuer- und Regelungstechnik, Software, Service sowie umfangreichem Zubehör, sind die Grundlagen geschaffen um Ihre Anforderungen schnellstmöglich und umfassend zu erfüllen. Marktorientierte Produkte, die im eigenen Haus entwickelt und produziert werden, sowie kompromisslose Qualität sind Pfeiler des Unternehmenserfolgs. „Der Mensch braucht keine Produkte, sondern Lösungen“. Entsprechend dieser Maxime hat sich SEWEurodrive dafür entschieden, neben Getriebemotoren auch die dafür maßgeschneiderte Elektronik selbst zu entwickeln und herzustellen. Doch gute Produkte der Antriebstechnik sind nicht alles – der perfekt abgestimmte Service gehört dazu. Deshalb kommt bei SEW-Eurodrive eins zum anderen. Hervorragende Produkte sowie ein integratives Dienstleistungs- und Serviceangebot, das den Einsatz und die Verfügbarkeit sämtlicher Antriebe Tag für Tag garantiert. Weltweit.

Egal für welche Anwendung, SEW-EURODRIVE bietet

Von Bruchsal in die Welt

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AN BIE T E R

„Durch unsere internationale Präsenz sind wir in der Lage eine Kundennähe zu bieten, die seines Gleichen sucht.“

ANBIETER

immer die passende Lösung

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■ Firmenbeschreibung

Softing Industrial Automation ist einer der weltweit führenden Anbieter von Hard- und Software für die industrielle Kommunikation. Unsere Produkte sind bekannt für ihre funktionalen Vorteile und ihre Benutzerfreundlichkeit. Geräte- und Systemherstellern, Produzenten von Maschinen, Anlagen und Robotern sowie Endanwendern bieten wir innovative Hard- und Software-Produkte sowie umfassende Dienstleistungen für die Nutzung von Feldbustechnologien, Industrial Ethernet und OPC. Geräte für die Netzdiagnose und die Kommunikationsanbindung an Steuerungen runden unser Angebot ab. In der Prozessautomatisierung ermöglichen unsere embedded Module die einfache und zeitsparende Feldbusimplementierung für Feldgeräte und Hosts. Für alle Kommunikationskomponenten stehen unsere Protokoll-Stacks für FOUNDATION™ fieldbus, PROFIBUS PA und HART zur Verfügung. Mit unseren Gateways können in Prozessanlagen die FOUNDATION fieldbus-Vorteile wie zentrale Parametrierung, umfangreiche Diagnosefunktionalität und „Control in the Field“ umfassend genutzt werden. Einen kostengünstigen und rückwirkungsfreien Zu-

gang zu laufenden Anlagen schaffen unsere mobilen Schnittstellen zur Feldgeräteparametrierung. Im Bereich der Fertigungsautomatisierung sorgen unsere Produkte für maximale Flexibilität bei Neuentwicklungen oder nachträglichen Implementierungen und ermöglichen eine schnelle, kosteneffiziente und bedarfsgerechte Integration. Unser Angebot reicht von portierbaren Protokollstacks über FPGA-basierte Lösungen für die Industrial Ethernet Protokolle PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, Ethernet POWERLINK und Modbus/TCP bis zu Schnittstellenkarten für PROFIBUS, CAN und DeviceNet. Softing setzt in seinen Märkten Maßstäbe in Innovation, Qualität und Service. Als aktives Mitglied in Standardisierungsgremien partizipieren wir kontinuierlich an der Weiterentwicklung und Optimierung industrieller Kommunikationsstandards. Softing Industrial Automation ist ein Geschäftsbereich der Softing-Gruppe mit Hauptsitz in Haar bei München. Neben einem zweiten deutschen Standort in Nürnberg, sind wir mit eigenen Gesellschaften in Österreich, Italien und Nordamerika sowie einem Netz von Vertriebspartnern weltweit vertreten.

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Kompetenz in industrieller Kommunikation – von der Protokoll-Software bis zum Messgerät

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„Softing Industrial Automation steht für industrielle Kommunikation auf höchstem Niveau.“ Wolfgang Wende, Head of Marketing, Softing Industrial Automation GmbH

Gründung 1979 Mitarbeiter 160 Produkte ▶ Portable Protokoll-Stacks für Geräte und Steuerungen ▶ Kommunikations-IP-Cores für FPGA-basierte Plattformen ▶ Embedded Kommunikationsmodule ▶ Interfacekarten (PCI, PC/104, USB, Bluetooth) ▶ OPC Development Toolkits, OPC Server und –Middleware ▶ Datenlogger und Protokollumsetzer für Simatic S 7/S 5, Rockwell, Mitsubishi u.a. ▶ Geräte für die mobile und stationäre Netzwerkdiagnose Partner Altera, Xilinx, Wind River, OPC Training Institut, Kontron, ifm electronic, Ind-Sol, Deltalogic

Kontakt Softing Industrial Automation GmbH Richard-Reitzner-Allee 6 85540 Haar bei München, Germany T +49/89/456 56-340 F +49/89/456 56-488 [email protected] http://industrial.softing.com

BUSINESS-PROFIL

Mag. Alexander Melkus, Vertriebsmanagement SIGMATEK

Gründung 1988 in Österreich Mitarbeiter 350 Standorte Österreich Deutschland Schweiz Großbritannien USA China Weltweit Vertriebspartner Portfolio Komplette und durchgängige Automatisierungslösungen samt Beratung, Engineering Inbetriebnahme und Support: ▶ Steuerungssysteme ▶ I/O-Systeme (IP20 und IP67) ▶ HMIs ▶ Industrie-PCs ▶ Motion Control und Servo Drives ▶ Safety System (Controller und I/O-Module) ▶ LASAL: Steuerungsprogrammierung, Visualisierung, Motion Control, Safety und Service – alles mit einem Engineering Toolset ▶ Echtzeit-Ethernet VARAN

Kontakt SIGMATEK GmbH & Co KG Sigmatekstraße 1 5112 Lamprechtshausen, Austria T +43/6274/4321-0 F +43/6274/4321-18 [email protected] www.sigmatek-automation.com

MaxUp your Automation ■AlsWeLösungsanbieter entwickelt und produziert

SIGMATEK durchgängige Automatisierungssysteme für den Maschinen- und Anlagenbau. Dies beginnt bei den Hard- und Softwarekomponenten und erstreckt sich über die Applikation bis hin zur Inbetriebnahme der ersten Maschinen beim OEM-Kunden sowie Service und Wartung – kurz: SIGMATEK liefert flexible Lösungen mit Mehrwert. Flexibilität und kurze Time-to-market Integrierte Automatisierungssysteme – Motion Control und Safety inklusive – ermöglichen einen modularen Maschinenbau, bei dem sich die Hard- und Software- Komponenten im Baukastensystem zusammensetzen lassen. Kundenspezifische Anforderungen lassen sich so rasch und flexibel umsetzen, die Engineeringzeiten und -kosten reduzieren sich erheblich.

Servo Drives, Safety, Echtzeit-Ethernet VARAN und das all-in-one Engineering Tool LASAL mit objektorientierter Programmierung und grafischer Darstellung. Sie sind das Ergebnis konsequenter Forschung und Entwicklung im SIGMATEK Innovation Center in Lamprechtshausen bei Salzburg. Jährlich fließen gut 18 Prozent des Umsatzes in F & E, um der Rolle als Technologie-Vorreiter gerecht zu werden. Gut die Hälfte des 350-köpfigen Mitarbeiterteams ist in der Forschung und Entwicklung sowie der technischen Applikation tätig. Modernste Produktionstechnologien und ein zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem nach ISO 9001:2008 garantieren, dass nur Produkte in Top-Qualität das Werk verlassen.

Effiziente Komplettlösungen Die zur Realisierung der Automatisierungslösungen eingesetzte und skalierbare Hard- und Software kommt bei SIGMATEK aus einer Hand und garantiert somit Durchgängigkeit. Alle Komponenten werden im österreichischen Werk produziert – Steuerungs- und I/O-Systeme, Industrie-PCs, HMIs,

Am Puls der Automation Ob Kunststoff- und Glasmaschinen, Montage- und Handhabungstechnik, Robotik, Lebensmittel- und Verpackungsmaschinen, Energie und Umwelt oder Messsysteme für die Luft- und Raumfahrt – das gebündelte Know-how des Salzburger Automatisierungsexperten wird weltweit in Produktionsmaschinen und Industrieanlagen eingesetzt. Mit eigenen Niederlassungen sowie Vertriebs- und Servicepartnern ist SIGMATEK weltweit immer nahe am Kunden.

Modulare Systemlösungen – Motion Control

I/O-System S-DIAS: bis zu 20 I/Os bei einer

und Safety inklusive

Baugröße von nur 12,5 x 103,5 x 72 mm

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AN BIE T E R

„Unsere Kunden profitieren von kompletten Automatisierungslösungen, dem umfassenden Applikations-Knowhow und unserem Rund-um-Support.“

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■NochFirmenbeschreibung vor wenigen Jahren galten Funk-Schaltgeräte

in der Industrie als Exoten, die nur dann zum Einsatz kamen, wenn kabelgebundene Alternativen kaum einsetzbar waren. Heute finden Wireless-Schaltgeräte breiten Einsatz in der Industrie, und dazu hat der Geschäftsbereich „Wireless“ der steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG maßgeblich beigetragen. Seit 15 Jahren beschäftigt sich steute mit WirelessTechnologie – zuerst für die Medizintechnik, seit vielen Jahren auch für industrielle Anwendungen. Das sWave®-Industrieprogramm umfasst ein breites Spektrum an kabellosen Schaltgeräten wie z. B. Positions-, Fuß- und Seilzugschalter sowie berührungslos wirkende Sensoren und Bediengeräte für die Mensch-Maschine-Schnittstelle. Die steute sWave®-Technologien können je nach Produktgruppe für die Frequenzbereiche 868/915 MHz- und 2,4 GHz ausgerüstet werden, die ebenfalls an die besonderen Anforderungen der Industrie angepasst wurden und auch unter ungünstigen Bedingungen mit hoher Übertragungssicherheit arbeiten. Zum Programm gehören energieautarke Systeme mit elektrodynamischen Energiegeneratoren, die

sWave Funksensoren

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das Prinzip des „Energy Harvesting“ nutzen, sowie batteriegestützte Funktechnologien, die auch in berührungslosen Schaltgeräten zum Einsatz kommen. Zu den Besonderheiten im „Wireless“-Programm von steute gehören „Wireless Ex“-Schaltgeräte für explosionsgefährdete Bereiche. Ganz neu ist die sWave®-safe-Technologie. Sie schafft die Voraussetzung für den Einsatz von kabellosen Schaltgeräten in sicherheitsgerichteten Anwendungen, z. B. beim Einrichtbetrieb von Pressen und anderen Anlagen. Der steute-Geschäftsbereich „Wireless“ ist darauf ausgerichtet, eng mit den Anwendern zusammenzuarbeiten. Aus diesem Grund ist das Produktprogramm so aufgebaut, dass mit geringem Aufwand kundenspezifische Wünsche erfüllt und neue Varianten zur Marktreife entwickelt werden können.

„Wir entwickeln und fertigen kabellose Schaltgeräte für industrielle Anwendungen, die höchste Anforderungen erfüllen.“ Andreas Schenk, Produktmanager Wireless

Gründungsjahr 1961 Mitarbeiter 250 Umsatz 28 Millionen Euro Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 Produkte für Prozessautomation Geschäftsbereich „Wireless” ▶ Funkschaltgeräte

Als mittelständisches Familienunternehmen reagiert steute schnell und flexibel auf Markttrends und Kundenwünsche. Für Beratung und Service stehen weltweit geschulte Fachleute zur Verfügung.

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Fotos: Fotostudio Udo Kowalski, Wuppertal

sWave ®-safe Fußschalter mit Empfänger

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Kontakt steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG Brückenstraße 91 32584 Löhne, Germany T +49/5731/745-0 F +49/5731/745-200 [email protected] www.steute.com

BUSINESS-PROFIL

Dipl.-Ing. (FH) Andreas Schaarschmidt

Firmengründung 1987 Geschäftsführer ▶ Dipl.-Phys. Walter Denk ▶ Dipl.-Ing. Ulf Weißer ▶ Dipl.-Ing. (FH) Andreas Schaarschmidt Geschäftsfelder ▶ Entwicklung und Produktion von Hochleistungs-CCD Kameras ▶ Entwicklung von Systemlösungen der industriellen Bildverarbeitung ▶ System-Consulting ▶ Distribution von Komponenten wie Beleuchtungen, Objektiven und Framegrabber ▶ Software Mehr zu unseren Produkten finden Sie auf den Seiten 198 und 199.

Kontakt SVS-VISTEK GmbH Mühlbachstraße 20 82229 Seefeld, Germany T +49/8152/9985-0 F +49/8152/9985-79 [email protected] www.svs-vistek.com

Kameras, Komponenten und Systemlösungen ■Bereits 1987 für den Vertrieb von optoelektronischen Komponenten gegründet, entwickelt und fertigt SVS-VISTEK seit 1999 eigene CCD-Kameras – und das zu 100% am Firmensitz in Seefeld, Deutschland. Heute sind wir einer der innovativsten Hersteller von Industriekameras, zuverlässiger Lieferant für Einzelkomponenten und Spezialist für maßgeschneiderte Systemlösungen in der Bildverarbeitung.

Know-how-Transfer Entwicklung und Produktion von industriellen CCDKameras, Distribution von Komponenten, Entwicklung von Systemlösungen: Aus der Kombination dieser drei Kernkompetenzen der SVS-VISTEK GmbH entstehen Synergien, die wir unseren Kunden bei der Lösung ihrer Aufgaben zur Verfügung stellen. Eine langjährige Branchenkenntnis aus dem Systembau und ein umfassendes fachliches Know-how bilden dabei die Basis für die Entwicklung unserer Kameras, unseren leistungsfähigen Service und die kompetente Betreuung unserer Kunden. SVCam – Hochleistungs-CCD-Kameras made by SVS-VISTEK Steigerung des Durchsatzes, Erhöhung der Genauigkeit – das sind die beiden Kernthemen der Indus-

triellen Bildverarbeitung in nahezu allen Bereichen. Unter dem Namen „SVCam“ entwickeln und produzieren wir Hochleistungs-CCD-Kameras mit Gigabit Ethernet- oder Camera Link-Schnittstellen. Im Vordergrund stehen dabei stets Qualität, Zuverlässigkeit und ein hohes Maß an Individualisierbarkeit. Je nach Einsatzzweck stehen dabei aktuell fünf verschiedene Serien zur Auswahl: SVCam-ECO (kompakte Bauform), SVCam-SLC (90° Blickwinkel), SVCamCF und EVO (höchste Bildraten) und SVCam-HR (höchstmögliche Auflösung). Mit den Kameras von SVS-VISTEK erhalten Sie mehr als nur Technik auf allerhöchstem Niveau: Effiziente, schlanke und kundenorientierte Prozesse in Produktion, Administration und Service sorgen dafür, dass unsere Produkte schnell und verlässlich zur Verfügung stehen, höchste Qualitätsanforderungen erfüllen und zuverlässig einzusetzen sind. Weltweit vor Ort SVS-VISTEK verfügt über ein weltweites Netz an leistungsfähigen Distributoren in mehr als 20 Ländern. Diese übernehmen den Vertrieb, Service und Support für unsere Kamera Serien „SVCam“ vor Ort.

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Weltweit erste Industriekamera mit Micro-4/3“-

Schnell und robust: die BlackLine Serien EVO und

Standard: die Tracer

ECO

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AN BIE T E R

„Intelligente Innovationen und guter Service sind unser Schlüssel zu langlebiger Kundenbindung.“

ANBIETER

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

„Wo bekommt man heute noch echte Industrieelektronik?“ Christian Binder, Geschäftsführer

■ Syslogic – Wir sind embedded

Kompromisslos embedded, so lautet der Leitsatz von Syslogic. Sämtliche Embedded Computer, CPU Boards und Touch Panel PC von Syslogic werden für den harten Industrieeinsatz entwickelt und gefertigt. Als eines der wenigen Unternehmen fertigt Syslogic ihre Produkte ausschließlich selbst in Europa. Im Fokus steht für Syslogic dabei ein langer und störungsfreier Betrieb der Embedded Computer und Touch Panel PC. Syslogic garantiert lange Lebensdauer und hohe Funktionssicherheit Allen Embedded-Lösungen von Syslogic gemein sind die geringe Leistungsaufnahme und der Verzicht auf bewegliche Teile. Dadurch erreichen die Geräte hohe MBTF-Werte (Mean Time Between Failures). Neben dem kompromisslosen Industriedesign sorgt in den meisten Embedded Computer von Syslogic zudem ein cleveres Überwachungssystem für eine

Syslogic entwickelt und fertigt selbst

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hohe Funktionssicherheit. Das Überwachungssystem beinhaltet neben einem intelligenten Power Management eine Temperaturüberwachung sowie einen Watchdog. Während beim intelligenten Power Management ein zusätzlicher Mikrokontroller das Ein- und Ausschaltverhalten überwacht und damit auch beim Abschalten des Gesamtsystems, beispielsweise einer Anlage oder Maschine, ein definiertes Shutdown-Management des Industrierechners erlaubt, stellt der Hardware-Watchdog sicher, dass das System im Fall einer Störung automatisch wieder gestartet wird. Mit der Temperaturüberwachung kann der Wärmegrad im System überwacht werden und allenfalls eingegriffen werden. Langlebigkeit, Robustheit und Langzeitverfügbarkeit, das sind Qualitäten, welche die Geräte von Syslogic auszeichnen. Oft im 24-Stunden-Betrieb trotzen sie Kälte, Feuchtigkeit, Vibrationen und Schocks. Die Embedded Computer und Touch Panel PC von Syslogic kommen immer dann zum Einsatz, wenn echte Industrieelektronik gefragt ist.

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Hochautomatisierte Produktionsanlagen bei Syslogic

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Niederlassungen Deutschland und Schweiz Produkte Embedded Computer, Industrie PC, Embedded Box PC, Single Board Computer, Rugged PC, Computer on Module, Touch Panel PC, Touch Panel Monitor HMI, Bahncomputer, Retrofit IPC Märkte Bahntechnik, Verkehrsleittechnik, Maschinenbau, Fahrzeugbau, Transport, Cleantech Spezialgebiete ▶ Kundenspezifische Bestückung bereits ab kleinen Losgrößen ▶ Retrofit IPC ▶ Echte Industrieelektronik Dienstleistungen ▶ Kompetente technische Begleitung während allen Projektphasen ▶ Produktsupport ▶ BSP (Board Support Package)

Kontakt Syslogic GmbH Weilheimer Straße 40 79761 Waldshut-Tiengen, Germany T +49/7741/9671-420 F +49/7741/9671-421 [email protected] www.syslogic.com

BUSINESS-PROFIL

ANBIETER

„Es ist unsere Stärke, dass wir den Kunden von der Konzeptphase bis zum fertigen Produkt umfassend unterstützen.“ Rüdiger Stahl, TQ-Geschäftsfüher

Gründung 1994 Geschäftsführende Gesellschafter Detlef Schneider Rüdiger Stahl Kennzahlen 2012/2013 ▶ Umsatz TQ-Gruppe: 220 Mio. Euro ▶ Mitarbeiter TQ-Gruppe: 1.200 Zertifikate ▶ DIN EN ISO 9001:2008 ▶ DIN EN ISO 14001:2004 ▶ EN 9100:2009 ▶ EN ISO 13485:2012 ▶ ISO/TS 16949:2009 Branchen ▶ Automatisierung ▶ Medizintechnik ▶ Energietechnik ▶ Bahntechnik ▶ Schifffahrt ▶ Luft- und Raumfahrt ▶ Industrieelektronik ▶ u.v.m.

Kontakt TQ-Group Mühlstraße 2 82229 Seefeld, Germany T +49/8153/9308-0 F +49/8153/4223 [email protected] www.tq-group.com

■AlsFirmenbeschreibung Elektronik-Dienstleister (E²MS-Anbieter und

CEM) bietet TQ das komplette Leistungsspektrum von der Entwicklung über Produktion und Service bis hin zum Produktlebenszyklusmanagement. Die Dienstleistungen umfassen dabei Baugruppen, Geräte und Systeme inklusive Hardware, Software und Mechanik. Kunden können bei TQ sämtliche Leistungen modular als Einzelleistungen wie auch im Komplettpaket entsprechend ihrer individuellen Anforderungen beziehen. Standardprodukte wie fertige Microcontrollermodule (Minimodule) und Antriebslösungen ergänzen das Dienstleistungsspektrum. Durch die Kombination von Elektronik-Dienstleistungen und fertigen Lösungskomponenten bietet TQ kundenspezifische Produkte als ODM-Produkte an und adressiert damit Unternehmen, die fertige Produkte beziehen und gleichzeitig die Vorteile einer individuellen Lösung nutzen möchten. ODM-

Produkte werden unter Einsatz eines umfangreichen Lösungsbaukastens termingerecht und wirtschaftlich realisiert. Der Baukasten enthält fertige Elektronik-, Mechanik- und Software-Komponenten inklusive Qualifizierung und Zulassungen. Für die Automatisierungsbrache bieten wir einen speziell zugeschnittenen Baukasten an. Die Dienstleistungen und embedded Systeme sind auf die Branchenanforderungen optimiert und können entsprechend der IEC 61850 ausgerichtet werden. Die TQ-Group beschäftigt an den Standorten Seefeld, Murnau, Peißenberg, Unterhaching, Wetter an der Ruhr, Chemnitz, Leipzig, Durach i. Allgäu, Fontaines (Schweiz) und Shanghai (China) insgesamt mehr als 1.200 Mitarbeiter. Weitere Informationen zu TQ unter: www.tq-group.com

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AN BIE T E R

Sitz Delling (Seefeld)

TQ-Hauptsitz

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Embedded Modul TQMa28

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

■ Firmenbeschreibung

TURCK zählt zu den global führenden Unternehmensgruppen auf dem Sektor der Industrieautomation. Mehr als 3.200 Mitarbeiter in 27 Ländern sowie Vertretungen in weiteren 60 Staaten sind für das Familienunternehmen weltweit tätig. Mit mehr als 15.000 Produkten aus den Bereichen Sensor-, Feldbus-, Anschluss- und Interfacetechnik sowie Human Machine Interfaces und RFID bietet der Automatisierungsspezialist effiziente Lösungen für die Fertigungs- und Prozessautomation. Zu den innovativen Lösungen, mit denen TURCK immer wieder Maßstäbe setzen konnte, zählen unter anderem uprox+ Faktor-1-Sensoren, induktive Linearwegsensoren und Drehgeber, modulare Feldbus- und Remote-I/O-Systeme, HMI/PLC-Lösungen sowie das modulare RFID-HochtemperaturKomplettsystem BL ident für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen. Die RFID-Lösung wird kontinuierlich mit anwendungsoptimierten Schreibleseköpfen und Datenträgern erweitert und erlaubt den gleichzeitigen Einsatz von bewährter HF- und reichweitenstarker UHF-Technologie. Ergänzt wird das Angebot für die Prozessautomation RemoteI/O-Lösungen für Ex-Bereiche und eine Vielzahl

von Interfacelösungen zum Trennen, Umformen, Verarbeiten, Wandeln und Anpassen von analogen Signalen. In den Bereichen Globalisierung und Fertigungstechnologien hat TURCK schon früh Zeichen gesetzt. Mit dem Anspruch, stets Problemlösungen und Service weltweit zu bieten, begann die internationale Ausrichtung bereits 1975 mit der Gründung der TURCK Inc. in Minneapolis, USA. Vor 19 Jahren wurde für die Präsenz im asiatischen Raum eine Vertriebs- und Produktionsgesellschaft in Tianjin, China, gegründet – um nur einige Meilensteine zu skizzieren. Mit sechs Produktionsstätten in fünf Ländern ist TURCK heute in der Lage, sich weltweit den Bedingungen lokaler Märke anzupassen. Trotz der internationalen Ausrichtung bleiben die Kernkompetenz und die mit modernsten Maschinen ausgestatteten zentralen Fertigungsstätten aber auch in Zukunft in Deutschland. Die TURCK-Philosophie ist ebenso schlicht wie anspruchsvoll: Wir wollen unseren Kunden immer nur das Beste bieten – und zwar schnell, flexibel und zuverlässig.

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„Ob Sensor- oder Feldbustechnik, RFID oder HMI/PLC – TURCK versteht sich als Lösungspartner seiner Kunden.“ Christian Wolf, Geschäftsführer

Gründung 1965 Mitarbeiter über 3.200 Produkte Sensortechnik, u.a. induktive, magnetinduktive, kapazitive und optoelektronische Sensoren, Drehgeber, Ultraschallsensoren sowie Geräte für die Überwachung von Strömung, Temperatur und Druck. Feldbustechnik, u.a. modulare I/O-Systeme in IP20 und IP67, kompakte I/O-Module, Netzwerkkomponenten, Bus- und Versorgungsleitungen. Interfacetechnik, zahlreiche Lösungen zum Trennen, Umformen, Verarbeiten, Wandeln und Anpassen von analogen Signalen. Anschlusstechnik, u.a. Kupplungen, Stecker, Flanschkupplungen und Flanschstecker, Verbindungsleitungen sowie Verteiler in den gängigen Bauformen. Identifikationstechnik, u.a. Bildverarbeitungssysteme, Vision-Sensoren, Datamatrix/ Barcode-Leser und das modulare RFID-System BL ident. Zielmärkte Fertigungsautomation, Prozessautomation

Global Player: TURCK ist weltweit vertreten

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Identifikation by TURCK: RFID und Bildverarbeitung

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Kontakt Hans Turck GmbH & Co. KG Witzlebenstraße 7 45472 Mülheim an der Ruhr, Germany T +49/208/4952-0 T +49/208/4952-264 [email protected] www.turck.com

BUSINESS-PROFIL

Wolfgang Seel, CEO

Gründung 1985 Sitz Herzogenaurach Regionen In über 60 Ländern weltweit Mitarbeiter 220 Produkte Steuerungstechnik: Umfassende Systemlösungen für Ihre Automatisierungsaufgaben – von sehr kompakt bis extrem leistungsfähig durch High Speed Topologie. Unsere Systeme 100V, 200V, 300S und 500S bieten Ihnen eine Vielzahl an Top-Lösungen und -Vorteilen für Ihre zentralen und dezentralen Steuerungsaufgaben, sowie die langfristige Absicherung Ihrer Investition. Bedienen und Beobachten: Die Bedien- und Beobachtungsgeräte von VIPA sind universell in der Fertigungs- und Prozessindustrie, aber auch in der Gebäudeautomatisierung einsetzbar und sind sowohl für das Beobachten als auch für das aktive Bedienen von Maschinen, Anlagen und Gebäuden konzipiert. Kontakt VIPA GmbH Ohmstraße 4 91074 Herzogenaurach, Germany T +49/9132/744-0 F +49/9132/744-1864 [email protected] www.vipa.de

wollten immer Bestehendes verbessern. ■SogarWirschon die ersten Büroräume.

Die VIPA GmbH war ein Start-Up, bevor diese Vokabel überhaupt erfunden wurde. 1985 gegründet von Wolfgang Seel, getrieben von seiner Begeisterung für Automation und dem nötigen Weitblick für die Möglichkeiten dieser Branche. Und das zu einer Zeit, als der Commodore 64 als Leistungsträger galt. Die erste Firmenadresse war zwar keine Garage, aber auch nur eine Dreizimmerwohnung. Für das Unternehmenskonzept war dort aber genug Platz: Querdenken, Alternativen bieten, aber kompatibel bleiben. Die ersten Produkte waren Ergänzungen und Optimierungen für bestehende Siemens-Systeme, in den Neunzigerjahren kamen die ersten eigenen SPS-Systeme dazu, dann folgte Innovation auf Innovation. Heute ist VIPA mit seiner Produktpalette komplett aufgestellt, unter anderem mit einer der schnellsten Hard-SPS der Welt. Aber das Prinzip der offenen Schnittstellen verfolgen wir immer noch weiter. So erfolgreich, dass sich mittlerweile sogar S5 und S7Systeme miteinander kombinieren lassen.

Ein Global Player mit Bekenntnis zur Region. Mittlerweile ist die VIPA GmbH in über 60 Ländern vertreten, hat fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und ist ein kerngesundes Unternehmen. Eines, das auch weiterhin in Franken beheimatet ist, hier produziert und Arbeitsplätze schafft. Eines, das zwar kontinuierlich wächst, aber mittelständisch bleiben will. Weil die Wege kürzer sind und Entscheidungen so getroffen werden können, wie unsere besten SPS heißen: mit Speed. Das wird übrigens nicht nur von unseren Kunden honoriert, sondern auch von der Öffentlichkeit: Vor kurzem gab es für VIPA den Jobstar, und der Staatssekretär im bayrischen Innenministerium seufzte einst: „Wir bräuchten noch mehr Unternehmer dieser Art im Land.“ Seit Beginn 2013 zählt die VIPA zu einem der Global Player in der Industrie. Der Zusammenschluss mit dem Antriebs- und Roboterhersteller Yaskawa bietet den Kunden enorme Vorteile. Von der Steuerungstechnik, über die Antriebstechnik bis hin zur Robotik - alles aus einer Hand. Alles aus der Hand von Spezialisten. Als „Center of Excellence „ ist die VIPA GmbH das Entwicklungszentrum für Steuerungstechnik weltweit im Yaskawa Konzern.“

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AN BIE T E R

„Bei VIPA werden, abweichend von gewohnten Wegen, Lösungen gefunden, die echte Wettbewerbsvorteile bringen.“

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Aus Franken in die ganze Welt

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Umfassende Lösungen für Automatisierungsaufgaben

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ANBIETER

BUSINESS-PROFIL

Firmenbeschreibung Lösbare elektrische Ver■bindungen sind unser Kerngeschäft, seit mehr als

100 Jahren. Doch Wieland Electric bietet viele Tausende verschiedene Komponenten für Maschinen, Anlagen und Gebäude, für Leiterplatten, Schaltschräke, Bodenkanäle oder dezentrale Installationen im Feld. Wir verstehen die Prozesse unserer Kunden und entwickeln daraus Lösungen. Das gibt uns die Chance, nicht nur Lieferant sondern auch Partner zu sein, durch alle Phasen eines Projektes. Dienstleistung wird bei uns groß geschrieben. So hat sich unser Portfolio stetig weiterentwickelt: Von der einfachen Klemme zum steckbaren Gebäudeinstallationssystem, vom Relaisbaustein bis zur Safety-Lösung. Die enorme Produktpalette umfasst Komponenten für die Industrieautomation, die Gebäudeinstallation und -automation sowie für die regenerative Energieerzeugung. Sicheres Gespür für Innovationen Vor über 100 Jahren entwickelte der Ingenieur Friedrich H. Wieland erste lösbare elektrische Verbindungen und legte mit der so genannten Wieland-Klemme den Grundstein für einen kontinuierlichen Erfolg des Unternehmens. Heute gibt Wieland Electric mit vorkonfektionierten und steckbaren Leitungen den

Ton an, denn mit ihnen werden bis zu 70% der Installationszeit und bis zu 30% der Kosten gespart. In der Gebäudesystemtechnik ist Wieland Marktführer. Unzählige Referenzprojekte rund um die Welt zeugen von der erfolgreichen Idee, Kabel und Leitungen vorgefertigt auf die Baustelle zu liefern und vor Ort ohne Elektriker einfach zusammenzustecken. Contacts are green Der hohe Kundennutzen und individuelle Problemlösungen sind das Erfolgsrezept aller Wieland-Produkte. Das unterstreicht auch unser Slogan ‚contacts are green’. Die traditionelle Unternehmensfarbe Grün von Wieland Electric definiert Frische und Kreativität und wird seit jeher mit Werten wie Wachstum, Lebendigkeit und Vertrauen assoziiert. Umfangreiche Standortinvestitionen nach modernsten Umweltaspekten und die Herstellung unserer HighTech-Produkte nach internationalen Standards wie RoHS, No-flame etc. und einem zertifizierten Qualitäts- und Umweltmanagementsystem sind dabei für Wieland selbstverständlich. Die aktuelle Auszeichnung für Wieland in der Rubrick „TOP 100 – innovativste Unternehmen des deutschen Mittelstandes“ bestätigt unsere Unternehmenspolitik.

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„Visionärer Pioniergeist und innovative Lösungen bestimmen seit mehr als 100 Jahren unser Handeln.“ Dr. Ulrich Schaarschmidt, Dr. Oliver Eitrich, Geschäftsführung

Gründungsjahr 1910 ▶ Stammsitz in Bamberg ▶ Tochter- und Vertriebsgesellschaften in USA, FRA, GBR, ITA, CAN, POL, ESP, BEL, DNK, RUS, ROM, CZE, CHN ▶ vertreten in über 70 Ländern Produktgruppen ▶ Reihenklemmen ▶ Leiterplattenklemmen ▶ Safety-Portfolio: Steuerungen, Relais, Sensorik ▶ Rundsteckverbindersysteme bis IP 65/67 und bis 50 A für Industrie, Solar, uvm. ▶ Industriesteckverbinder ▶ I/O-Bausteine, Ü-Schutz ▶ Stromversorgungen, Relais ▶ modulares Automatisierungssystem für raue Umgebungen (z.B. Bahn und Schiff) ▶ Energiebussysteme ▶ Steckverbindersysteme für Gebäude, Möbel, Ladenbau ▶ Komponenten für Gebäudeautomation Marktführer gesis-Steckverbindersystem für Gebäudesystemtechnik Qualitäts- und Umweltmanagement ISO 9001:2008 ISO 14001:2004

Claim und Vision von Wieland Electric

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Innovativ am Standort des Weltkulturerbes – Bamberg

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Kontakt Wieland Electric GmbH Brennerstraße 10-14 96052 Bamberg, Germany T +49/951/9324-0 F +49/941/9324-198 [email protected] www.wieland-electric.com

Inhalt der Rubrik

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Bildquelle: SmartFactory

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Was den Automatisierer umtreibt

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Software automatisiert testen Flexibles, automatisiertes Simulieren und Testen in speicherprogrammierbaren Steuerungen

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Baukasten für intelligente Sensoren Eine Entwickler-Plattform für intelligente Sensorsysteme

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DFG-Projekte

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BMBF-Projekte

Motoren im Vakuum betreiben In-Vakuum-Automatisierung – aus der Forschung in die Industrie

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VDI-Fortschritt-Berichte

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WAS DEN AUTOMATISIERER UMTREIBT TEXT: Prof. Dr. Günter Schröder

FOT O : Universität Siegen

www.AuD24.net/PDF/ADK13449960

Immer neue Aufgaben werden sowohl der Energie am Gesamtaufkommen der ErzeuIndustrie als auch der Wissenschaft angetragung soll stark steigen. Wir befinden uns mitgen in einer Welt, in der Informationen in ten in der Energiewende in Deutschland. EnSekundenbruchteilen fast jeden beliebigen ergie soll effizienter genutzt und das Netz Ort erreichen, in der sich Akteure auf einem smart werden. Dabei gilt es, neue Probleme globalen Markt bewegen, in der immer mehr zu lösen. Energieautobahnen werden erforMenschen den Zugang zu Wohlstand, Gederlich, Speicherkonzepte müssen entwickelt sundheit und Bildung suchen, sich die Reswerden. Mit erstaunlichen Parallelen zur ausourcen aber gleichzeitig verknappen. Getomatisierten Fertigung verändern sich manwichte verschieben sich, neue Märkte entsteche Dinge radikal. Auch hier werden Teilnehhen und immer mehr Wettbewerber tauchen mer des Geschehens, die bisher passiv waren, auf – mitzuhalten ist eine Herausforderung. mit den Informationen, die sie liefern könProf. Dr. Günter Schröder, Die Industrie muss regelmäßig die eigenen nen, einbezogen in die Gesamtplanung. In Institut für AutomatisierungsStrukturen in Frage stellen und sich an veränsteigendem Umfang sind Energiefluss und technik, Universität Siegen derte Gegebenheiten anpassen. Dem WissenDatenfluss miteinander verknüpft und vonschaftler fällt dabei die Rolle des Unterstüteinander abhängig. zers, Ideengebers und Vordenkers zu. So Die Kommunikationsfähigkeit der zum entstehen neue Konzepte wie all das, was heute unter dem Einsatz kommenden Systeme und Komponenten ist eine Begriff Industrie 4.0 verstanden wird. Manche Aspekte sind wichtige Eigenschaft. Nur Geräte, die in der Lage sind, zur logische Fortentwicklungen dessen, was heutzutage schon geLösung der eigentlichen Aufgabe mit der näheren und fernelebt wird. Andere klingen wie Zukunftsmusik. Aber gerade ren Umgebung einen intensiven Informationsaustausch diese Mischung ist eine gute Basis für echte Innovation. durchzuführen, sind zukunftsfähig. Nicht nur die Produktionsanlagen werden intelligent sein, In der Vergangenheit hat sich der angehende Elektroinsondern auch Werkstücke werden sich schon in ihrem Entstegenieur zu Beginn oder im Laufe seines Studiums entschiehungsprozess mit der Umgebung austauschen. Flexibilität und den, sich entweder in der Kommunikations- und NachrichQualität in der Fertigung steigern sich, die Fehlerrate wird tentechnik oder in der Energie- und Automatisierungstechweiter gesenkt. nik zu fokussieren. Das funktioniert zumindest für die zweiWeil es für ein Land wie unseres besonders wichtig ist, te Gruppe heute und in Zukunft so nicht mehr. Wer in der technologisch an der Spitze zu stehen, am besten sogar eine Automation als Ingenieur tätig sein will, muss in der Lage Nasenlänge voraus zu sein, sind Initiativen wie Industrie 4.0 sein, Vernetzung und Kommunikation in den Geräten und unbedingt notwendig. Anlagen, die er erforscht, entwickelt, projektiert oder beDieser Wandel vollzieht sich parallel zu einer anderen grotreibt, intensiv und offensiv zu nutzen. ☐ ßen technischen Veränderung: Der Anteil der erneuerbaren > MORE@CLICK ADK13449960

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SOFTWARE AUTOMATISIERT TESTEN Anwenderprogramme müssen in Steuerungen aufwändig getestet werden, um ihre Zuverlässigkeit nachzuweisen. Je später Fehler erkannt werden, umso umfangreicher sind nachträgliche Korrekturen. Deshalb ist ein Simulationssystem in der SPS wünschenswert, womit Software-Tests möglichst automatisiert ausgeführt werden können. T E X T: Matthias Seitz, Thorsten Steck, Hochschule Mannheim GRAFIKEN : Hochschule Mannheim

Vorhandene kommerzielle Simulationssysteme erfordern, das Anlagenverhalten aufwändig zu programmieren. Neben der Software zur Steuerung der Anlage, muss dann fast noch einmal so viel Software zur Simulation der Anlage entwickelt werden. Der im Folgenden vorgestellte Ansatz eines Simulationssystems in einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) geht von der strukturierten SPS-Programmierung aus. Dabei werden die Feldgeräte einer Anlage, das heißt ihre Sensoren und Aktoren, in Klassen eingeteilt. Für jede Klasse wird in der SPS ein Funktionsbaustein entwickelt, der zum Ansteuern des jeweiligen Sensors oder Aktors in einem Programm instanziiert wird. Ein erfahrener Programmierer hat so im Laufe der Zeit für alle Feldgerätetypen fertige Funktionsbausteine zur Verfügung. Zusätzlich kann für jeden Feldgerätetyp nicht nur ein Funktionsbaustein zum Ansteuern, sondern auch jeweils ein Funktionsbaustein zur Simulation entwickelt werden. Mit der so gewonnenen Bausteinbibliothek lassen sich die Simulationsbausteine generisch zu einem Simulationsmodell der Anlage zusammensetzen, mit dem die Steuerungs-Software automatisiert getestet und die Ergebnisse protokolliert werden.

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Simulation quasi en passant Die Sensoren und Aktoren einer Anlage stellen Objekte dar, die sich in einige wenige Klassen einteilen lassen. Als Beispiel wird die skizzierte Anlage mit zwei Förderbändern und einem Roboterarm betrachtet. Am Förderband  werden Kisten zunächst identifiziert, geöffnet und einem Roboter zugeführt. Dieser kann einzelne Teile herausnehmen und diese in einer zweiten Kiste auf dem Förderband 2 ablegen. Nachdem so verschiedene Waren in der Kiste zusammengestellt wurden, wird sie zum Versenden vom Förderband 2 einer Verpackungsstation und einer Etikettierstation zugeführt. In dieser Anlage sind als Feldgeräte für jedes Förderband: jeweils ein drehzahlveränderbarer Motor mit zwei Drehrichtungen (NCS, NCS2), zwei Endschalter an den Bearbeitungsstationen (GS, GS2 und GS4, GS5) sowie ein Positionsregler (GIC3, GIC6). Zum Steuern der Anlage werden für die Klassen binärer Sensor, Regler und Motor mit zwei Drehrichtungen die Funktionsbausteine TYP_BIN, TYP_AIN beziehungsweise TYP_ IDF2 entwickelt. Diese stehen in der Regel in einer Bibliothek häufig benötigter Funktionsbausteine zur Verfügung.

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Beispielprojekt mit den drei Teilanlagen Förderband 1, Förderband 2 und Roboterarm

Die Bibliothek wird nun um Simulationsbausteine erweitert. Für jede Klasse wird also zusätzlich ein Simulationsbaustein entwickelt. Für den Motor mit zwei Drehrichtungen ist es zum Beispiel der Baustein SIM_IDF2. Dieser erzeugt je nach Ansteuerung der SPS-Ausgänge die entsprechenden Laufmeldungen des Motors als SPS-Eingänge. Durch diese Simulation wird vermieden, dass es zu Laufzeitfehlern infolge fehlender Laufmeldungen kommt. Somit kann die Ansteuerung des Motors wie im regulären Betrieb der Anlage erfolgen. Weiterhin simulieren die Bausteine SIM_BIN die Endschalter, um die Förderbandantriebe zu verriegeln. Das dynamische Verhalten der Förderbandbewegung wird durch das Integrationsglied SIM_I simuliert.

die immer wieder auftreten, zum Beispiel für Behälter, Transportbänder, Roboter oder ähnliches. Darin werden dann die Funktionsbausteine der Feldgerätetypen instanziiert. In dem betrachteten Beispiel sind somit für die drei Teilanlagen Förderband , Förderband 2 und Roboterarm folgende Bausteine als Klassen verfügbar: ▶ TYP_BAND und TYP_ROBOT zum Ansteuern der Teilanlagen, ▶ SIM_BAND und SIM_ROBOT zur Simulation der Teilanlagen, ▶ Visualisierungsbausteine zur Anzeige und Bedienung der Teilanlagen und ▶ Funktionsbausteine der vorhandenen Feldgerätetypen.

Vertikale Klassenbildung

Die Funktionsbausteine der Teilanlagen werden im Ansteuerprogramm der Anlage instanziiert. Somit lassen sich das AnsteuDas Klassenkonzept der strukturierten Programmierung erprogramm und vor allem auch das Simulationsprogramm durch kann auch auf die Prozessvisualisierung ausgedehnt werden. Instanziierung einiger, weniger Funktionsbausteine für die TeilanFür jeden Feldgerätetyp lassen sich beispielsweise im SPS-Pro- lagen zusammensetzen. Sind diese Bausteine vorab verfügbar, regrammiersystem CoDeSys ein Visualisierungssymbol und ein duziert sich der SPS-Programmieraufwand gewaltig. Faceplate als parametrierbare und wiederverwendbare Bedienungsbausteine anlegen. Testautomatisierung Alle verwendeten Funktionsbausteine müssen aber noch in einem Programm instanziiert werden. Legt man für jedes FeldDie meisten Programmiersysteme bieten ein Platzhaltergerät ein Ansteuer- und Simulationsprogramm an und instan- system für die Ein- und Ausgangskanäle einer SPS an. Dabei ziiert dort den Funktionsbaustein des zugehörigen Feldgeräte- werden die E/A-Adressen mit so genannten Mapping-Variabtyps, wird die Software schnell unübersichtlich. len verbunden. Die E/A-Adressen %IX0. und %QX0.0 werden Deshalb empfiehlt es sich für große Anlagen die Klassen- auf die Variablen E0. beziehungsweise auf A0.0 gemappt. Die bildung vertikal zu erweitern und übergeordnete Funktions- Simulationsprogramme greifen auf die eben genannten Varibausteine sofern möglich auch für Teilanlagen zu entwickeln, ablen zu, um binäre Ein- und Ausgangssignale zu simulieren.

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Struktur der Steuerungs- und Simulationssoftware

Durch die Simulation der Sensorik und Aktorik ist es möglich, die komplette Steuerungssoftware ohne Anlage durchzufahren und zu testen. Die Ansteuerprogramme (CFC, Continuous Function Chart) der Sensorik und Aktorik greifen anstatt auf die reale Hardware auf die entwickelten Simulationsprogramme zu. Der Testablauf entspricht dem programmierten Prozessablauf der Schrittkette (SFC, Sequential Function Chart). Die Schrittketten können ergänzt werden, um automatisch Testergebnisse zu protokollieren. Nach dem Test können die Simulationsprogramme ohne Anpassungen aus der SPS-Software herausgelöscht werden. So soll vermieden werden, dass die Steuerungs-Software während des Betriebs versehentlich auf die Simulationsprogramme reagiert, anstelle auf die reale Anlage.

Bibliothek für Anlagenmodule Das vorgestellte Simulationskonzept basiert auf vorkonfektionierten Funktionsbausteinen für Feldgeräte und Teilanlagen, durch die die Software generisch zusammengesetzt werden kann. Die Bausteinbibliotheken können für kompliziertere Steuer- und Regelstrecken wie zum Beispiel Füllstand-, Winkel-, Weg-, Drehzahl-, Temperatur-, Druck-, pH- und Durchflussregelungen erweitert werden. Somit wird sichergestellt, dass die SPS-Software in sich schlüssig funktioniert. Danach kann dann das Zusammenspiel der SPS-Software mit der Hardware und der realen Anlage getestet werden, ohne dass zu einer Verzögerung der Inbetriebnahme durch reine Software-Fehler kommt. Das hier betrachtete Beispiel mit allen Steuer- und Simulationsbausteinen wurde mit Codesys V3.5 programmiert und steht auf der Webseite der Hochschule Mannheim zum Download zur Verfügung. ☐

Einheitliche Netzwerkarchitektur: EtherNet/IP Flexibilität ist heute auch im Maschinenbau Trumpf. Flexibilität ist heute auch im Maschinenbau Trumpf. Erreicht werden kann dies beispielsweise durch die Nutzung ein und desselben Netzwerks für die komplette Maschine einschließlich der Frequenzumrichterund Servoantriebe. EtherNet/IP, das weltweit führende Industrienetzwerk, ist so weit entwickelt, dass es über die von Achsteuerungen benötigten Schnelligkeit, Ausgereiftheit und Präzision verfügt.

Weitere Informationen finden Sie unter:

http://emea.rockwellautomation. com/ethernetip/de

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BAUKASTEN FÜR INTELLIGENTE SENSOREN Das Anwendungsspektrum für intelligente Sensoren ist breit. Ebenso vielfältig sind die Ansätze zur Standardisierung ihrer Schnittstellen, wobei in der Regel die funktionale Beschreibung des Sensors nicht erfasst wird. Die hier vorgestellte Lösung verwendet einen umfassenderen Ansatz zur Charakterisierung solcher Systeme. T E X T: Andreas Lemke, Matthias Pleßow, Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) F OT O S : GFaI

Die Bedeutung intelligenter Sensoren und komplexer Sensorsysteme in unterschiedlichen Bereichen der Prozesstechnik und verschiedenen anderen Gebieten wie der Gebäudeautomation, dem Energiemanagement oder der Labortechnik ist unumstritten. Einen intelligenten Sensor zeichnet die Fähigkeit aus, Messdaten zu analysieren und sie gegebenenfalls im Kontext weiterer Parameter einer Anlage oder eines Prozesses einordnen zu können. Dies geschieht mit dem Ziel, die Qualität der durch die Sensoren gelieferten Messdaten und damit ihre mögliche Gewichtung in einer Prozesskette zu steigern. Die Kommunikation mit einem intelligenten Sensor, die meistens mit Hilfe digitaler Datenübertragung und entsprechenden Protokollen realisiert wird, ist ebenso wie die Integration eines Sensors in eine Anlage durch die Implementierung von Plug-and-Play-Mechanismen vereinfacht. Dagegen kommt der Beschreibung der funktionalen Eigenschaften des Sensors im Rahmen der einschlägigen Standards – zum Beispiel IO-Link gemäß IEC 63-9 – nur eine untergeordnete Rolle zu. Hersteller von Sensoren können für die Kommunikation auf einen implementierten Protokoll-Stack zurückgreifen. Sie müssen sich jedoch um die Entwicklung der benötigten Hardund Software zum Realisieren der gewünschten Sensorfunktionen selbst kümmern. Zudem steht den potenziellen Anwendern intelligenter Sensoren derzeit nur eine überschaubare Auswahl an Sensoren und Aktoren, zumeist aus dem klas-

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sischen Kerngebiet der Prozessautomation, zur Verfügung. Für andere Anwendungsgebiete wie zum Beispiel Umwelttechnik und Analytik sind keine IO-Link-kompatiblen Sensoren erhältlich beziehungsweise ist deren Ausrichtung auf die Automatisierungstechnik abträglich. Um den Bedarf an solcher Sensortechnik dennoch bedienen zu können, greifen Hersteller gegenwärtig auf proprietäre Eigenentwicklungen zurück.

IEEE 45 als Alternative Mit der IEEE 45 erhalten Entwickler Unterstützung in Form einer umfangreichen Normenfamilie. Mit Hilfe ihrer elektronischen Datenblätter (Transducer Electronic Datasheet TEDS) beschreibt sie umfassend die Welt eines Smart Transducer. Abgedeckt werden die Bereiche Kommunikation, Zeitverhalten, Berechnung von Messgrößen, Übertragungseigenschaften und Herstellerinformationen. Hinzu kommen ein ausgefeiltes System zur Behandlung von Einheiten, welches auf den bekannten SI-Basiseinheiten fußt, sowie die Möglichkeit, herstellerspezifische Angaben in selbst definierbaren TEDS für den Anwender zugänglich ablegen zu können. Ergänzt werden diese Datenstrukturen um einen Satz standardisierter Kommandos und Funktionssignaturen, mit deren Hilfe auf die Informationen zugegriffen werden kann.

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Das ING-System implementiert eine modulare 3-Schicht-Architektur und eignet sich dazu, komplexe SmartSensor-Applikationen zu entwickeln

Im laufenden FuE-Vorhaben Grit untersucht die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik Mittel und Wege, dieses mächtige Werkzeug zu bändigen und für SmartSensor-Anwendungen unterschiedlicher Bereiche zugänglich zu machen. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf dem Erschließen der Smart-Sensor-Technik für MehrparameterMesswandler. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass ein oder zwei Hauptparameter erfasst und gemessen werden sollen, eine direkte Ausgabe des Messwerts aber nicht möglich ist. Das kann der Fall sein, wenn für diese Größen kein direktes Messprinzip existiert oder eine Beeinflussung durch Nebenparameter vorliegt, die eine entsprechende Kompensation erforderlich macht. Darüber hinaus existieren Messprinzipien, bei denen zusätzliche Stellgrößen während der Messung geeignet nachzuführen sind, um eine korrekte Messung gewährleisten zu können. Auf diese Weise entstehen leicht komplexe Regelkreise, die jedoch nur dem Zweck dienen, die Messgrößen mit hoher Genauigkeit zu ermitteln.

ING – Ein Smart-Sensor-Baukasten Die entwickelte Lösung für Smart-Sensor-Systeme setzt auf dem als IEEE 45 based Net of Generic Smart Sensors – ING bezeichneten Konzept auf. ING ist ein aus Hard- und Softwaremodulen bestehender Baukastenansatz, der zum

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schnellen Aufbau und Einsatz von Sensornetzen dient. ING ermöglicht das effektive Erfassen von Messgrößen und beinhaltet eingebettete Systeme, die im Sinn von Rapid-Prototyping leicht an neue Aufgaben adaptiert werden können. Durch dessen generische Architektur besteht keine Präferenz zu einem bestimmten Anwendungsfeld. Für die Entwicklungen der intelligenten Sensoren wurde das Software-Framework des ING-Systems um die notwendigen Funktionen der IEEE 45.0 sowie einige mathematische Verfahren zur Signalverarbeitung erweitert. Die Funktionalität der so aufgebauten intelligenten Sensoren lässt sich sehr fein granular mit den Mitteln der IEEE 45.0 abbilden. Dabei wurde der volle Funktionsumfang im Zusammenhang mit den ersten Demonstratoren (siehe unten) noch nicht vollends ausgeschöpft. Ein so entwickelter Sensor kann auf unterschiedliche Arten mit externen Systemen kommunizieren, da die Norm in Bezug auf das User Network Interface dem Anwender alle Freiheiten lässt. Das ING-System unterstützt zurzeit die Kommunikation über RS232/485, USB und DANKSAGUNG Das Projekt „Entwicklung eines universell einsetzbaren Systems für lokale Netze von Generic Smart Sensors – Grit“ wird durch das Bundeministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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Der Transmitter des CpH-Sensors wurde aus Komponenten des ING-Systems aufbaut

Ethernet mit TCP/IP. Andere (Feldbus-) Systeme lassen sich leicht erschließen.

Modell die chemisch-physikalischen Prozesse in der Messarmatur nach. Das Modell ist in einem Calibrations TEDS auf dem Sensorinterface exakt hinterlegt und wird zum genauen Anwendungsbeispiel Chlor-Sensorik Ermitteln der fCl-Konzentration herangezogen. Weiterhin kann es extern ausgelesen werden, um die Arbeitsweise des Die Messung der Konzentration von freiem Chlor (fCl) ist Sensors nachvollziehen zu können. Ebenso kann es durch ein eine häufige Aufgabe in der Trinkwasseraufbereitung, da dieser anderes TEDS ersetzt werden, wenn Änderungen der MessbeParameter in Hinblick auf die desinfizierende Wirkung der im dingungen eine Änderung des Modells erforderlich machen. fCl enthaltenen hypochlorigen Säure (HClO) eine besondere Alle Berechnungen werden mit Gleitkommaoperationen und Rolle spielt. Das Referenzmessverfahren basiert auf einer photo- einfacher Genauigkeit (float) durchgeführt. Die Ressourcen der metrischen Messung, die die Einfärbung von Wasser durch eine eingesetzten µController Hardware werden dabei nicht nähespezielle Chemikalie (DPD) auswertet. Der Anwendungsbereich rungsweise ausgelastet. Die vollständige Berechnung des gesamdieses Verfahrens ist einerseits auf den Messbereich von 0 bis ten Modells erfolgt in nur 66 µs. 2,5 ppm eingeschränkt. Andererseits ist durch die Zugabe von DPD nur ein Auslaufbetrieb möglich, da das so behandelte Was- Eignung des Konzepts bewiesen ser nicht zurück in den (Trinkwasser-) Kreislauf gelangen darf. Der im Forschungsvorhaben entwickelte intelligente Der unter anderem als Test für die Leistungsfähigkeit der Sensor verwendet ein amperometrisches Verfahren zum verwendeten Hardwarekomponenten genutzte recht kompleBestimmen der fCl-Konzentration. In einem 3-Elektroden- xe Fall eines amperometrischen Sensors beweist die Eignung System werden mittels eines Potentiostaten definierte Span- des vorgestellten Konzepts für komplexe Smart-Sensor-Apnungsverhältnisse hergestellt, so dass an der Arbeitselektrode plikationen. Die weiteren Arbeiten haben die Ausgestaltung ein der HClO-Konzentration proportionaler Strom des ING-Systems und das Erschließen weiterer Anwengemessen werden kann. Da dieses Messverfahren stark durch dungsgebiete zum Ziel. pH-Wert und Temperatur des Wassers beeinflusst wird und zudem die Strömungsverhältnisse, subsummiert durch den Das Projekt Entwicklung eines universell einsetzbaren Systems Volumenstrom in der Messkammer, einen wesentlichen Ein- für lokale Netze von Generic Smart Sensors – Grit wird durch fluss auf die Messung ausüben, müssen diese Parameter eben- das Bundeministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund falls erfasst und der primäre Messwert entsprechend kompen- eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. ☐ > MORE@CLICK ADK13028760 siert werden. Hierzu bildet ein mathematisches

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MOTOREN IM VAKUUM BETREIBEN Schon heute findet eine Vielzahl industrieller Prozesse unter Vakuumbedingungen statt. Lineare und rotative Verstellmechanismen müssen dort hochpräzise und zuverlässig arbeiten, dabei wartungsarm und wenig störanfällig sein. Dabei muss der Anwender beim Einsatz von Motoren im Vakuum so einiges beachten. T E X T: Dirk Thomschke, Phytron-Elektronik

FOTO: Phytron-Elektronik

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Wer Vakuumprozesse automatisieren möchte, kommt mit Standardkomponenten leider nicht weit. Gewöhnliche Motoren kontaminieren das Vakuum mit Partikeln und molekularen Abscheidungen. Die Ausgasungen der organischen Substanzen wie Schmiermittel, Klebstoff, Isolierungs- und Platinenmaterial kondensieren auf den in der Vakuumkammer bearbeiteten Werkstücken oder empfindlichen Messinstrumenten. Als vermeintlich günstige Lösung werden hier oft Standardmotoren außerhalb der Vakuumkammer installiert. Diese treiben mittels Achsdurchführung die Mechanik im Kammerinneren an. Das spart auf den ersten Blick Platz. Schwierig wird es allerdings schon, wenn es darum geht, mehrdimensionale Bewegungen zu automatisieren. Wird hier umständlich mit Umlenkketten und aufwändiger Mechanik gearbeitet, ist der Platzgewinn schnell verloren. Die Arbeit mit Standardmotoren und Achsdurchführungen birgt darüber hinaus ein erhebliches Risiko. Die Dichtung der Durchführung selbst ist eine Verschleißstelle. So wird im schlimmsten Fall das Vakuum unkontrolliert gestört und dabei die gesamte Produktcharge zerstört. Als Folge ist nicht nur der Austausch der undichten Durchführung notwendig – auch das Vakuum in der Kammer muss neu aufgebaut werden.

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Mehrachsmechaniken einfach realisieren Die internationale Forschung setzt seit Jahrzehnten auf InVakuum-Technologie. Die Motoren werden dabei im Vakuum betrieben, was Achsdurchführungen überflüssig und Ausfälle unwahrscheinlich macht. In der großen Vakuum-Anlage am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik zum Beispiel zwingt der enge Zeitplan der Forschungsanlage zur Verwendung solcher ausfallsicheren Lösungen. Dass dies nun auch für die Industrie interessant wird, ist nicht zuletzt eine Kostenfrage. So werden Anlagendesign und montage deutlich vereinfacht, die vermiedenen Ausfall- und Wartungskosten sind beträchtlich. Mit In-Vakuum-Motoren sind selbst komplexe Mehrachsmechaniken einfach zu realisieren, wie sie zum Beispiel in Elektronenmikroskopen zum x,y,zVerfahren der zu untersuchenden Proben verwendet werden. Der Einsatz direkt im Vakuum bringt viele Vorzüge mit sich, stellt aber auch besondere Anforderungen an die Antriebe. Die Motoren müssen ausgasarm, robust und hochpräzise arbeiten. Daher eignen sich insbesondere hochauflösende HybridSchrittmotoren. Diese können ohne ausgasende FeedbackElektronik exakt und dynamisch positionieren und sind durch ihre robuste Konstruktion auf extreme Umweltbedingungen

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Der Einsatz von Motoren direkt im Vakuum bringt viele Vorzüge mit sich, stellt aber auch besondere Anforderungen an die Antriebe

vorbereitet. Um eine hohe Lebensdauer und geringste Ausgasraten zu ermöglichen, werden hochwertige Materialien für die Isolation sowie spezielle Schmierstoffe eingesetzt. Je nach Vakuumklasse und geplantem Duty-Cycle bieten einige Hersteller darüber hinaus optimierte Konditionierungsprozesse.

Temperaturmanagement im Vakuum Ein besonderes Augenmerk gilt dem Temperaturmanagement im Vakuum. Wärme entsteht im Motor zum einen durch die ohmschen und induktiven Verluste in der Wicklung, zum anderen auf Grund der Eisen- und Kupferverluste durch das Ummagnetisieren. Je mehr Drehmoment oder Drehzahl gefordert wird, desto höher ist die Verlustwärme im Motor. Vakuummotoren müssen daher eine deutlich bessere Temperaturbeständigkeit aufweisen als Standardmotoren. Spezielle Materialien und ein intelligentes Wärmekonzept sind unbedingt notwendig. Die beliebten Neodym-Magnete sind wegen ihrer niedrigen Curie-Temperatur ungeeignet, da sie sich im typischen Temperaturbereich von Vakuumanwendungen bereits entmagnetisieren. Da keine Luft als Kühlmedium zur Verfügung steht, wird die anfallende Verlustenergie – abgesehen von der Wärmestrahlung – nur per Wärmeleitung durch die angebundene Mechanik abgeführt. Für das Einhalten der Limits sorgt die Überwachung mittels eines direkt in die Wicklung integrierten Temperatursensors. Von diesen optimierten Eigenschaften profitieren besonders Anwender von Beschichtungsverfahren. Zum Beispiel

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herrschen in Sputtering-Anlagen der OLED-Fertigung oft Temperaturen von 500 °C und mehr, die Ausgasraten müssen minimal und die Rotationsbewegung extrem präzise und gleichmäßig sein. Ein richtig konfektionierter In-VakuumSchrittmotor, eingesetzt direkt dort wo das Drehmoment gebraucht wird, bietet mit Hilfe einer geeigneten Steuerung eine elegante Lösung für komplizierte Anforderungen.

Vakuumanwendungen designen Um Vakuumanwendungen zuverlässig und performant zu designen ist eine Vielzahl von Aspekten zu berücksichtigen: Vom Vermeiden kritischer Achsdurchführungen über die Auswahl geeigneter Kugellager, Schmierstoffe und temperaturbeständiger Magnetsysteme, bis hin zu integrierten Temperatursensoren und der Möglichkeit diese zu überwachen. Hier kann auch für industrielle Anwendungen auf bewährte Technologie aus Forschung und Raumfahrt zurückgegriffen werden. In-Vakuum-Motoren sind für diese hohen Anforderungen ausgelegt, idealer Weise bereits durch den Hersteller konditioniert und damit sofort einsatzbereit. Der Markt bietet Schrittmotor-Steuerungen, die neben den passenden Endstufen über integrierte Temperatur- und Resolverüberwachungsmodule verfügen und so höchste Präzision und Lebensdauer gewährleisten. Bietet der Hersteller auch einen Kugellager-Service für die Motoren an, sind der Lebensdauer der Anwendung praktisch keine Grenzen gesetzt. ☐ > MORE@CLICK ADK13112370

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VON DER DFG-GEFÖRDERTE PROJEKTE Auswahl aus von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zurzeit geförderten Projekten

OC-Trust – Vertrauenswürdigkeit von Organic Computing Systemen DFG-Forschergruppe 085 (gefördert seit 2009)

Ziel dieser Forschergruppe ist es, die Vertrauenswürdigkeit von Organic Computing Systemen zu verbessern, um so ihren Einsatz in offenen, heterogenen, sicherheitskritischen und nutzerzentrierten Szenarien zu ermöglichen. Weiterhin soll untersucht werden, inwieweit Trust als konstitutives Element von technischen Systemen zur Verbesserung ihrer Robustheit und Effizienz beitragen kann. Dazu werden Methoden, Modelle, Algorithmen und Benutzerschnittstellen entwickelt. Diese Techniken erlauben, Vertrauen beim Entwurf der Systeme zu berücksichtigen und diese auf ihre Vertrauenswürdigkeit hin

zu untersuchen. Außerdem ermöglichen sie, Vertrauen zur Laufzeit zu messen und die Systeme in Bezug auf verschiedene Vertrauensaspekte anzupassen.

▶ Sprecher: Prof. Wolfgang Reif

Universtät Augsburg Fon: 082/598-274 [email protected] www.informatik.uni-augsburg.de/lehrstuehle/swt/se/ projects/oc-trust

Dämpfungseffekte in Werkzeugmaschinen DFG-Forschergruppe 087 (gefördert seit 2009)

Ziel: Grundlagenuntersuchungen zur effizienten Dämp- ▶ Sprecher: Prof. Christian Brecher fungsbeschreibung und -parametrierung für elementare werkRheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen zeugmaschinentypische Körper und Kopplungselemente. ErarFon: 024/8027407 beiten einer Methodik für die Messung von Dämpfungseffekten [email protected] in Werkzeugmaschinenkomponenten. Simulation von Dämpwww.dfg.de/foerderung/programme/listen/projektdetails/ fungseffekten in der gesamten Werkzeugmaschinenstruktur. index.jsp?id=6792760

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Steuerung des Energieverbrauchs in der Fertigung und Steigerung der Energieeffizienz durch Automatisierung (Ecomation) DFG-Forschergruppe 088 (Laufzeit: 2009 – 205)

Ziel ist es, Methoden zur Energieeinsparung durch Automatisierung für die Fertigungstechnik zu entwickeln. Durch situationsoptimales Ansteuern von Komponenten in maschinennahen Energieregelkreisen wird der Verbrauch der einzelnen Maschine minimiert. In maschinenfernen Energieregelkreisen auf Leitebene werden die Planung optimiert, Verlustherde in Anlagen und Fabriken identifiziert und Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet. Als Grundlage für die Maßnahmen zur Effizienzsteigerung werden der von den Komponenten und dem Fertigungsverfahren verursachte Energieverbrauch, die Aufteilung in Nutz- und Verlustanteil und Möglichkeiten zur Beeinflussung des Energieverbrauchs analysiert und in Modelle überführt. Um Messdaten hand-

habbar und aussagefähig zu machen und Vorhersagen zu ermöglichen, wird eine im Bereich der Fertigungstechnik neuartige Modellierungstechnik entwickelt. Es werden Methoden erarbeitet, um Verbrauch und Effizienzressourcen auf Basis der Maschinensignale per Software und unter minimalem Einsatz von Zusatzsensorik zu erfassen.

▶ Sprecher: Prof. Alexander Verl

Universität Stuttgart Fon: 07/685-8240 [email protected] www.isw.uni-stuttgart.de/forschung/oeffentlicheprojekte-laufend/dfg-forschergruppe-ecomation

Schutz- und Leitsysteme zur zuverlässigen und sicheren elektrischen Energieübertragung DFG-Forschergruppe 5 (gefördert seit 20)

Ziel: Infolge der Liberalisierung der Strommärkte und der zunehmenden Nutzung erneuerbarer Energien kommt es zu einer steigenden Auslastung der Übertragungsnetze. Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebs elektrischer Energieübertragungssysteme weiterhin aufrechtzuerhalten, sind neue schutz- und leittechnische Konzepte zur Systemführung erforderlich. Die Forschergruppe erforscht hierzu neue innovative schutz- und leittechnische Applikationen einer hochdynamischen echtzeitfähigen Betriebsführung, durch die insbesondere großräumige Systemzusammenbrüche vermieden werden. Schutz- und Regelfunktionen für Erzeuger-Netz-Kon-

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figurationen, Übertragungskorridore sowie die koordinierte Leistungsflussregelung erwachsen dabei aus disziplinübergreifender Forschung in der Elektrotechnik, Informationstechnik, Informatik und Statistik.

▶ Sprecher: Dr.-Ing. Christian Rehtanz

Technische Universität Dortmund Fon: 023/755-2395 [email protected] www.for5.tu-dortmund.de/cms/de/Home

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Sensorische Mikro- und Nanosysteme

DFG-Forschergruppe 73 (Laufzeit: 20 – 204)

Ziel: Um im internationalen Vergleich langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben, erfordern intelligente Systeme der Zukunft die Integration von Bauelementen und Komponenten auf Basis neuester Mikro- und Nanotechnologien. Beispiele hierfür sind neue Sensorprinzipien auf Basis von Nanostrukturen, Nanoelektromechanische Systeme (NEMS) oder die Verwendung von Festkörperbauelementen als sensorische Wandler. Diese Ansätze sind die Basis für zukünftige intelligente Systeme, aber noch weit von der Anwendung entfernt.

Die Forschergruppe 73 zielt auf solche zukunftsweisende mikro- und nanotechnologischen Konzepte, die dem Technologietrend More than Moore zugeordnet werden können.

▶ Sprecher: Dr. Dr. Thomas Geßner

Technische Universität Chemnitz Fon: 037/53-24420 [email protected] www.zfm.tu-chemnitz.de/for73

Avacs – Automatische Verifikation und Analyse komplexer Systeme DFG-Sonderforschungsbereich 4 (Laufzeit: 2004 – 205)

Ziel: In diesem Projekt werden Methoden und Verfahren zur mathematischen Analyse von Modellen komplexer, sicherheitskritischer, eingebetteter Systeme entwickelt. Solche Systeme sind beispielsweise Flugzeuge, Züge, Autos oder andere Artefakte, deren Versagen Leben gefährden kann. Ziel ist, den heutigen Stand der Technik dieser Methoden, mit dem nur jeweils einzelne Aspekte solcher Systeme behandelbar sind (wie zum Beispiel Nebenläufigkeit, Zeitverhalten, kontinuierliche Kontrolle, Stabilität, Mobilität, Datenstrukturen, Hardwarebeschränkungen, Modularität, Verfeinerungsebenen), derart zu

verbessern, dass eine umfassende, ganzheitliche Verifikation dieser Systeme möglich wird. Betrachtet werden Realzeit-Systeme, hybride Systeme und grobgranulare Systemstrukturen.

▶ Sprecher: Prof. Werner Damm

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Fon: 044/9722-500 [email protected] www.avacs.org

Eine Companion-Technologie für kognitive technische Systeme DFG-Sonderforschungsbereich 62 (gefördert seit 2009)

Ziel: Das interdisziplinäre Konsortium aus Informatikern, Ingenieuren, Medizinern, Neurobiologen und Psychologen befasst sich mit der systematischen Erforschung kognitiver Fähigkeiten und deren Realisierung in technischen Systemen. Dabei stehen die Eigenschaften der Individualität, Anpassungsfähigkeit, Verfügbarkeit, Kooperativität und Vertrauenswürdigkeit im Mittelpunkt der Untersuchung. Ziel ist es, diese so genannten Companion-Eigenschaften durch kognitive Prozesse in technischen Systemen zu realisieren und sie an psychologischen Verhaltensmodellen sowie anhand von Hirnme-

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chanismen zu untersuchen. Damit sollen die Grundlagen für eine Technologie geschaffen werden, die menschlichen Nutzern eine völlig neue Dimension des Umgangs mit technischen Systemen erschließt.

▶ Sprecher: Prof. Susanne Biundo-Stephan Universität Ulm Fon: 073/50-2422 [email protected] www.sfb-trr-62.de

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus

DFG-Sonderforschungsbereich 64 (Laufzeit: 2002 – 203)

Ziel: Unter Selbstoptimierung eines technischen Systems wird die endogene Änderung des Zielvektors auf veränderte Umweltbedingungen und die daraus resultierende zielkonforme autonome Anpassung der Struktur, des Verhaltens sowie der Parameter dieses Systems verstanden. Damit geht Selbstoptimierung über die bekannten Regel- und Adaptionsstrategien wesentlich hinaus. Selbstoptimierung ermöglicht handlungsfähige Systeme mit inhärenter Intelligenz, die in der Lage sind, selbständig und flexibel auf veränderte Umgebungsbedingungen zu reagieren. Der an der Universität Paderborn ein-

gerichtete Sonderforschungsbereich 64 hat Methoden und Werkzeuge für den Entwurf selbstoptimierender Systeme zum Ziel.

▶ Sprecher: Prof. Jürgen Gausemeier

Universität Paderborn Fon: 0525/60-6267 [email protected] www.sfb64.de

Beherrschung von Unsicherheit in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus DFG-Sonderforschungsbereich 805 (gefördert seit 2009)

Ziel: Erforscht werden Methoden und Technologien im Rahmen eines neuen SFB-Unsicherheitsmodells, in dem Prozesse, Prozessketten und Zustände in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus beschrieben, bewertet und beherrscht werden. Gelingt es, Unsicherheit zu beherrschen, so können die Produktqualität aufrechterhalten, Ausfälle begrenzt, Sicherheitsbeiwerte minimiert, gegenwärtige Überdimensionierung vermieden, Ressourcen geschont, Einsatzbereiche erweitert und damit wirtschaftliche Vorteile ermöglicht werden. Unsicherheit ist dabei als ein generelles, in jedem Planungs-

und Lebenslaufprozess auftretendes Phänomen aufzufassen und unabhängig von der Art und Verortung des jeweils betrachteten Prozesses in einheitlicher und nutzbarer Form zu beschreiben.

▶ Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka

Technische Universität Darmstadt Fon: 065/66924 [email protected] www.sfb805.tu-darmstadt.de/sfb805/index.de.jsp

Sustainable Manufacturing – Globale Wertschöpfung nachhaltig DFG-Sonderforschungsbereich 026 (gefördert seit 202)

Ziel: Im Maschinenlabor auf dem Campus Berlin-Charlot- ▶ Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger tenburg werden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Technische Universität Berlin 026 ressourcenschonende Technologien und ManagementFon: 030/34-2204 prozesse im Kontext nachhaltiger Wertschöpfung entwickelt. guenther.seliger.@tu-berlin.de www.sustainable-manufacturing.net

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Regelungstheorie digital vernetzter dynamischer Systeme DFG-Schwerpunktprogramm 305 (Laufzeit 2007 – 203)

Ziel dieses interdisziplinären Schwerpunktprogramms ist Entwicklung innovativer Regelungskonzepte und deren Entes, ausgehend von den existierenden theoretischen Ansätzen wurfsmethoden. der Regelungstechnik und der mathematischen Kontrolltheorie eine Regelungstheorie zu entwickeln, mit der zukünftige ▶ Projektleiter: Prof. Jan Lunze digital vernetzte dynamische Systeme modelliert, analysiert Ruhr-Universität Bochum und entworfen werden können. Das Schwerpunktprogramm Fon: 0234/32-2407 konzentriert sich dabei auf drei Querschnittsprobleme: [email protected] dellierung, Analyse und Entwurf asynchron arbeitender Regehttp://spp-305.atp.ruhr-uni-bochum.de/index.php lungssysteme, Verhalten vernetzter Regelungssysteme sowie

Algorithm Engineering

DFG-Schwerpunktprogramm 307 (gefördert seit 2007)

Ziel: Das Schwerpunktprogramm tritt an, um zu einem ▶ Koordinator: Prof. Dr. Peter Sanders nachhaltigen Innovationsschub bei der Anwendung von AlgoUniversität Karlsruhe rithmen zu führen, indem es das Algorithm Engineering (AE) Fon: 072/608-47580 schneller vorantreibt, breiter etabliert und stärker vernetzt. [email protected] Gefördert werden Forschungsarbeiten, die mit Hilfe der Mewww.algorithm-engineering.de thoden des AE maßgeblich zur Überbrückung zurzeit vorhandener Lücken zwischen Theorie und Praxis beitragen.

Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke DFG-Schwerpunktprogramm 476 (gefördert seit 200)

Ziel des Schwerpunktprogramms ist die Entwicklung und prototypische Erprobung wissenschaftlich fundierter Methoden, um neuartige Werkzeugmaschinen für die Mikrofertigung bauen zu können, die in ihren charakteristischen technologischen und technischen Kenngrößen an die zu fertigenden Mikrowerkstücke angepasst sind. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms findet eine Konzentration auf Werkzeugmaschinen für trennende Verfahren unter Nutzung mechanischer (Spanen), thermischer (Laser), elektrothermischer (Funkenerosion) und elektrochemischer Energie statt. Erwartet wird, dass die neuen Maschinen technische, ökonomische und ökologische Vorteile besitzen. So sollen die Maschinen die Herstellung komplexer Werkstücke mit höherer Genauigkeit aus

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einem großen Werkstoffspektrum ermöglichen und sich zudem durch eine immanent höhere Veränderbarkeit in Struktur und Aufstellort auszeichnen. Ökonomische und ökologische Vorteile sollen durch geringe Kosten und durch einen geringeren Ressourcenverbrauch für Herstellung und Betrieb der Maschine realisiert werden.

▶ Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Jens P. Wulfsberg

Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg Fon: 040/654-227 [email protected] www.hsu-hh.de/laft/index_BJNAPR0DoiMNY3a7.html

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Reliably Secure Software Systems – Zuverlässig sichere Softwaresysteme DFG-Schwerpunktprogramm 496 (gefördert seit 200)

Ziel: Das Schwerpunktprogramm zielt auf die Entwicklung ▶ Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Heiko Mantel eines neuen konzeptionellen und technischen Rahmens für SiTechnische Universität Darmstadt cherheit, der die Zertifizierung von Sicherheitsgarantien auf Fon: 065/6-5226 ein semantisch fundiertes Verständnis von Programmen und [email protected] Sicherheitsaspekten abstützt. Siehe auch: www.spp-rs3.de/aswww.reliably-secure-software-systems.de sets/res/zsss-spp-antrag.pdf

Entwurf und Architekturen verlässlicher, eingebetteter Systeme DFG-Schwerpunktprogramm 500 (gefördert seit 200)

Ziel: The goal is to develop new methods and architectures ▶ Koordinator: Prof. Jörg Henkel that will – at system level – eliminate the negative effects (like Karlsruher Institut für Technologie (KIT) malfunctioning, performance degradation, increased power Fon: 072/608-46050 consumption etc.) caused by the inherent unreliability [email protected] ved at transistor and physical level. This Priority Programme is www.dfg.de/foerderung/programme/listen/projektdetails/ based upon the following five columns to research the descriindex.jsp?id=3096938 bed problems: Technology Abstraction, Dependable Hardware Architectures, Dependable Embedded Software, Design Methods, Operation, Observation and Adaptation.

Prospektive Gestaltung von Mensch-Technik-Interaktion DFG-Graduiertenkolleg 03 (gefördert seit 2004)

Ziel des Graduiertenkollegs ist die Entwicklung und Integra- Heuristiken, Best Practices und Prototypen. Die Thematik wird tion von Methoden, Verfahren und Werkzeugen zur Berücksich- in insgesamt 2 Forschungsschwerpunkten bearbeitet. tigung der Mensch-Maschine-Interaktion bereits in frühen Phasen der Gestaltung technischer Systeme. Weitere Ziele sind die ▶ Sprecher: Prof. Dietrich Manzey Gewinnung von Daten, Erkenntnissen und Modellen zur MenschTechnische Universität Berlin Technik-Interaktion, die in die Entwicklung von Methoden und Fon: 030/34-2340 Werkzeugen zur prospektiven Gestaltung optimumnaher [email protected] Mensch-Maschine-Systeme eingehen, und die Erarbeitung von www.prometei.de

Eingebettete Mikrosysteme

DFG-Graduiertenkolleg 03 (Laufzeit: 2005 – 204)

Ziel: In eingebetteten Mikrosystemen verschmelzen Mikrosensoren und mikroelektronische Komponenten mit den Methoden der Informatik zu miniaturisierten, intelligenten und kommunikationsfähigen Einheiten. Ebenso unscheinbar wie leistungsfähig, sind eingebettete Mikrosysteme prädestiniert zur Lösung einer Vielzahl von Aufgaben in der Logistik, Produktionstechnik, Sicherheits- und Medizintechnik, im ambient assisted living ebenso wie im Fahrzeugbau, und machen Visionen wie das Internet der Dinge möglich. Anwendungen dieser Breite verlangen die systematische Entwicklung von

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Methoden zur Entwicklung und zum zuverlässigen Betrieb solcher eingebetteter Mikrosysteme sowie die Ausbildung hochqualifizierter Wissenschaftler.

▶ Sprecher: Prof. Wolfram Burgard

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Fon: 076/203-8026 [email protected] http://hammet.imtek.uni-freiburg.de/content/ems

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke Ziel: Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke beste- chend an den drei Teilgebieten aus und nehmen in den behanhen aus zahlreichen kleinen und autonomen Geräten, die ver- delten Forschungsfragen Bezug auf diese Gebiete. wendet werden, um physikalische Phänomene zu überwachen und zu steuern. Um alle Anforderungen zu erfüllen sollte das ▶ Sprecher: Prof. Uwe D. Hanebeck System effizient, zuverlässig und kosteneffizient sein. Deshalb Karlsruher Institut für Technologie (KIT) müssen verschiedene Aspekte mit Bezug zu Hardware, KomFon: 072/608-43909 munikation und Informationsverarbeitung untersucht werden. [email protected] Die Forschungsarbeiten richten sich inhaltlich dementsprewww.grk94.kit.edu

Energy Harvesting für Mikrosysteme

DFG-Graduiertenkolleg 322 (Laufzeit: 2006 – 205)

Ziel: Mit dem Wachsen verteilter Mikrosysteme, zum Beispiel Sensornetze, entsteht ein gravierendes Energieversorgungsproblem im Kleinen. Bisher werden sie fast ausschließlich über Kabel oder von verteilten Energiespeichern (wie Batterien) versorgt. Diese Konzepte erreichen Grenzen, sobald ein System schlecht zugänglich (wie medizinische Implantate), sehr weit verteilt (etwa Sensorsysteme der Gebäudetechnik) oder extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist (zum Beispiel Reifendrucksensoren). Es ist für die Zukunft kaum denkbar, noch weitaus komplexere, zum Teil mobile und weitverteilte Systeme per Draht oder Batterie mit Energie zu versorgen. Vor diesem Hintergrund stellt das Micro Energy Harvesting, also das „Ernten“ von Energie aus der lokalen Umge-

bung eines Mikro-Systemknotens, ein hochinnovatives und äußerst aussichtsreiches Konzept zur Versorgung verteilter Mikrosysteme dar. Diese im Graduiertenkolleg verfolgte Energiewandlung im Kleinen, greift das Prinzip der dezentralen Energiewandlung aus lokalen Resourcen (Wind, Wasser, Thermie) auf und transformiert dieses auf das Niveau der Mikroenergietechnik.

▶ Sprecher: Prof. Dr. Peter Woias

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Fon: 076/203-749 [email protected] www.meh.uni-freiburg.de/?set_language=de

Heterogene Bildsysteme

DFG-Graduiertenkolleg 773 (gefördert seit 202)

Ziel: Moderne Digitalkameras mit automatischer Gesichts- ▶ Sprecher: Prof. Dr. Marc Stamminger erkennung, Computertomographen oder Smartphones – all dieFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg se Geräte haben eines gemeinsam: Sie können Bilder verarbeiFon: 093/85-2999 ten oder analysieren und somit modifizierte Abbilder der [email protected] tät schaffen. Dazu nutzen die Geräte neben dem Hauptprozessor www.uni-erlangen.de/infocenter/meldungen/nachrichmeistens weitere Prozessoren, die speziell bei der Bildverarbeiten/202/2/9/489.shtml tung oder -erzeugung helfen. Die Geräte arbeiten also heterogen. Solche heterogenen Bildsysteme zu planen, zu entwickeln und zu realisieren ist das Ziel des Graduiertenkollegs.

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DFG-Graduiertenkolleg 94 (Laufzeit: 2005 – 204)

WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Neue Herausforderungen für die Kryptographie in ubiqitären Rechnerwelten DFG-Graduiertenkolleg 87 (gefördert seit 202)

Ziel: Erforscht werden kryptographische Grundlagen für IT-Sicherheit beim Einsatz in ubiquitären Anwendungen wie Cloud Computing, Private Data Mining oder RFID.

▶ Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Christof Paar

Ruhr-Universität Bochum Fon: 0234/32-22994 [email protected] www.ubicrypt.hgi.rub.de/index.html.de

Matheon – Mathematik für Schlüsseltechnologien: Modellierung, Simulation und Optimierung realer Prozesse DFG-Forschungszentrum 86 (Laufzeit: 2002 – 204)

Ziel: Das DFG-Forschungszentrum Matheon entwickelt ▶ Sprecher: Prof. Dr. Volker Mehrmann Mathematik für Schlüsseltechnologien und unterstützt Partner Technische Universität Berlin in Industrie, Wirtschaft und Wissenschaft. Schule und ÖffentFon: 030/34-25736 lichkeit bilden einen weiteren Fokus der Aktivitäten. Matheon [email protected] wird von den drei Berliner Universitäten (FU, HU and TU) und www.matheon.de den Forschungsinstituten WIAS und ZIB gemeinsam getragen.

Simulationstechnik – Simulation Techology – SimTech DFG-Exzellenzcluster 30 (gefördert seit 2007)

Ziel: Die generelle Zielstellung besteht darin, Simulationstechnologie von isolierten numerischen Ansätzen hin zu einer integrierten Systemwissenschaft weiterzuentwickeln. Desweiteren ist beabsichtigt, zu fünf visionären Awendungsbereichen innovative Lösungen zu erarbeiten. Dazu gehören Lösungen, die von einer empirisch dominierten Materialbeschreibung zu simulationsbasiertem Design neuer Werkstoffe mit maßgeschneiderten Hightech-Eigenschaften führen; eine vollständig virtualisierte Entwicklung von Prototypen und Fabrikanlagen erlauben; komplexe und umfassende Methoden in der Umwelttechnik darstellen, zum Beispiel hinsichtlich der Handhabung von Treibhausgasen oder des globalen Klima-

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wandels; von der klassischen Biologie zu einer systembiologischen Betrachtung von technischen und natürlichen Systemen führen; Einzellösungen in der Biomechanik zu einer allgemeinen Beschreibung des menschlichen Körpers zusammenfassen, mit Nutzen etwa für die Medizintechnik und Crashtests.

▶ Koordinator: Prof. Wolfgang Ehlers Universität Stuttgart Fon: 07/685-66346 [email protected] www.simtech.uni-stuttgart.de

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VOM BMBF GEFÖRDERTE PROJEKTE e-SimPro – Energieeffiziente Produktionsmaschinen durch Simulation in der Produktentwicklung

Formäleon – Wandlungsfähige Blechumformung durch Einsatz von Servotechnologie

Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 2009 – 202

Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 200 – 203

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?VP_ID=275

www.formaeleon.de

Effizienzfabrik – Innovationsplattform Ressourceneffizienz in der Produktion

GUSMA – Gekoppelte, unternehmensübergreifende Simulation mobiler Arbeitsmaschinen zur Virtualisierung der Produktentstehung

Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 200 – 203

Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 20 – 204

www.re-vista.de

www.gusma.de

EraNet-ManuNet-LaserDAPT – Selbstadaptierende Laser-Fügetechnik für rekonfigurierbare Montagesysteme

Eureka-Alarm – Assistenzsystem zur lärmreduzierten Auslegung rotierender Maschinen

Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 200 – 203 www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=03&VP_ID=2906

EraNet-MNT-ScaLab – Handhabungs- und Prozesstechnologien sowie Steuerungssysteme für eine flexible und skalierbare Automatisieurng in der Präzisionsmontage Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 200 – 203

Projektträger: PTKA im Karlsruher Institut für Technologie Laufzeit: 202 – 205 www.eurekanetwork.org/project/-/id/7220

IASI – Intelligente Antriebs- und Steuerungstechnik für energieeffiziente Intralogistik Projektträger: Lenze Laufzeit: 202 – 205 www.etz.de/2355-0-Projekt+energieeffiziente+Intralogistik+im +Cluster+its+OWL+.html

www.ipt.fraunhofer.de/de/kompetenzen/Produktionsmaschinen/Projekte/SCALAB.html

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Adistra – Adaptierbares Instrumentarium für die strategische Produktplanung

IN2 – Innovationen systematisch entwickeln durch Methoden- und Wissensmanagement

Projektträger: Karlsruhe PTKA Laufzeit: 202 – 205

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

www.innovations-wissen.de/index.php?id=245

www.in2-projekt.de

Conexing – Werkzeug zur interdisziplinären Planung und produktbezogenen virtuellen Optimierung von automatisierten Produktionssystemen

Innopep – Absicherung des Innovationserfolgs in Produktentwicklung und Produktion

Projektträger: Karlsruhe PTKA Laufzeit: 202 – 205

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 204

www.innopep.de/index.php?id=297

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?VP_ID=3320

ProMondi – Prospektive Ermittlung von Montagearbeitsinhalten in der Digitalen Fabrik Eureka-Meproma – Mechatronisches Engineering zur effizienten Produktentwicklung im Maschinenund Anlagenbau Projektträger: Karlsruhe PTKA Laufzeit: 202 – 204

http://meproma.iwb.mw.tum.de

GiBWert – Gestaltung innovativer Baukasten- und Wertschöpfungsstrukturen Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

www.gibwert.de

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205 www.pro-mondi.de

SynProd – Synergetische Entwicklung mechatronischer Produkte in Wertschöpfungsnetzwerken Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205 www.synprod.de

BosS – Energieeffizienter Bearbeitungsroboter mit selbstadaptierendem Systemverhalten für spanende Arbeitsvorgänge an inhomogenen Werkstoffverbunden Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 204

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=28&VP_ID=360

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

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Sowema – Software-, Werkzeug- und MaschinenAnStrom – Antriebsstrangproduktion für zukünftige entwicklung für eine vollautomatische und geschlos- Mobilität – Integrierte Prozesskette der Blechhersene Leichtbau-Fertigungskette stellung Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 204

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=28&VP_ID=335

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=4&VP_ID=3398

BEAT – Ganzheitliche Bewertung der Energieeffizienz alternativer Technologieketten

Eskam – Skalierbare Module aus Antrieb und Achse für die Elektromobilität

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 2009 – 202

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=3&VP_ID=2770

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=4&VP_ID=3395

e-SimPro – Energieeffiziente Produktionsmaschinen durch Simulation in der Produktentwicklung

GroAx – Großserientaugliches Herstellverfahren für neuartige elektrische Axialflussmotoren

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 2009 – 203

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=3&VP_ID=275

http://www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=4&VP_ID=3407

Effizienzfabrik – Innovationsplattform Ressourceneffizienz in der Produktion

PriMa3D – Siebgedruckte Komponenten für elektrische Antriebe

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 2009 – 203

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

www.effizienzfabrik.de

www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=4&VP_ID=3406

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

ProStar – Produktionstechnologie für die serienflexible Herstellung von Stator- und Rotorpaketen von E-Antrieben Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205 www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=4&VP_ID=3393

SeRiel – Serienfähige, hocheffiziente Radnabenmotoren mit integrierter Leistungselektronik Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205 www.produktionsforschung.de/verbundprojekte/vp/index. htm?TF_ID=4&VP_ID=346

CyProS – Cyberphysische Produktionssysteme – Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerung durch die Vernetzung intelligenter Systeme in der Fabrik

CoCoRec – Neue Technologien zur sensorischen Aktivitätserkennung und Kollaboration von Systemen Laufzeit: 202 – 205 http://idw-online.de/pages/de/news496865

MoRe – Motor Recycling Projektträger: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung Laufzeit: 20 – 204 www.isi.fraunhofer.de/isi-de/n/projekte/MORE_de.php

MEMS2015 – Schaltplanbasierter Entwurf von MEMS für Anwendungen in Optik und Robotik Vom BMBF im FörderprogrammIKT 2020 unter dem Förderkennzeichen 6M3093 gefördert https://www.edacentrum.de/mems205/content/willkommenbei-mems205

Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205 www.projekt-cypros.de

Kapaflexcy – Selbstorganisierte Kapazitätsflexibilität in Human-Cyber-Physikal Systems Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205

Arbeitsprogramm IT-Sicherheitsforschung Für eine Laufzeit von fünf Jahren werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung speziell für die Förderung von Projekten in diesem Bereich Fördermittel in Höhe von 30 Millionen Euro bereitgestellt. www.vdivde-it.de/KIS/sichere-ikt

www.kapaflexcy.de

ProSense – Hochauflösende Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik Projektträger: Karlsruhe PTKA-PFT Laufzeit: 202 – 205 www.prosense.info

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VDI-FORTSCHRITT-BERICHTE Eine Auswahl aus den 2012 und 2013 publizierten Berichten zur industriellen Automation

2012 Thümmel, Thomas

Experimentelle Mechanismendynamik Messung, Modellierung, Simulation, Verifikation, Interpretation und Beeinflussung typischer Schwingungsphänomene an einem Mechanismenprüfstand Die Arbeit behandelt Schwingungsphänomene in schnelllaufenden Maschinen mit ungleichmäßig bewegten Werkzeugen. Das Anwendungsfeld konzentriert sich auf Verarbeitungsmaschinen, die zur Kraft- und Bewegungsübertragung Mechanismen (Koppel- oder Kurvengetriebe) besitzen. Anhand eines Mechanismenprüfstandes mit einer Kurbelschwinge drei Servomotoren werden Schwingungen infolge der wechselnden Trägheitskräfte und technologisch bedingten Belastungen systematisch untersucht. Besonders hervorzuheben sind Ergebnisse zur Nutzung der Eigenbewegung und Wechselwirkung zwischen Motor und Mechanismus, die Gelenkkraftregelung

durch zwei redundante Antriebe, die Bolzenverlagerungsbahnen und Pendelschwingungen im spielbehafteten Kurbel-Koppel-Gelenk, die Eigenschwingformen der Grundplatte und nicht zuletzt Wasserfalldiagramme nach der Zeit-FrequenzAnalyse von Maschinenhochläufen. Das Augenmerk liegt immer auf dem Abgleich einfacher Berechnungsmodelle mit der experimentellen Untersuchung. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Schwingungstechnik, Band 345, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-3345-3

Meister, Tilo

Pinzuordnungs-Algorithmen zur Optimierung der Verdrahtbarkeit beim hierarchischen Layoutentwurf Sie entwickeln Entwurfssysteme für elektronische Baugruppen? Dann gehören für Sie die mit der Pinzuordnung verbundenen Optimierungskriterien – die Verdrahtbarkeit im Elektronikentwurf – zum Berufsalltag. Um die Verdrahtbarkeit unter verschiedenen Gesichtspunkten zu verbessern, werden in diesem Buch neu entwickelte Algorithmen vorgestellt. Sie ermöglichen erstmals die automatisierte Pinzuordnung für eine große Anzahl von Bauelementen in hochkomplexen Schaltungen. Alle Aspekte müssen in kürzester Zeit exakt er-

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fasst, eingeschätzt und im Entwurfsprozess zu einem optimalen Ergebnis geführt werden. Die beschriebenen Methoden reduzieren den Entwicklungsaufwand für elektronische Systeme auf ein Minimum und ermöglichen intelligente Lösungen auf der Höhe der Zeit. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Elektronik, Band 39, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-33909-7

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Stübig, Cornelia

Effiziente Berechnungsverfahren für Hybridschrittmotoren Die vorliegende Arbeit stellt ein Verfahren zur Berechung von Hybridschrittmotoren vor, welches analytische sowie numerische Verfahren zur Motorsimulation kombiniert. Ausgehend vom magnetischen Kreis der Maschine wird das Motorverhalten analytisch bestimmt. Die für das Motorverhalten entscheidende Luftspaltregion wird mit Hilfe von zweidimensionaler elektromagnetischer FEM simuliert. Das Verfahren wird anhand von Messungen sowie einer dreidimensionalen FEM-Un-

tersuchung verifiziert. Im Vergleich zur dreidimensionalen FEM bietet das gekoppelte Verfahren einen deutlichen Zeitvorteil. Das kombinierte Verfahren ist damit ein hilfreiches Instrument in der Entwurfsphase von Hybridschrittmotoren. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Elektrotechnik, Band 400, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-34002-8

Kochs, Hans-Dieter

Ermittlung der Zuverlässigkeit/Verfügbarkeit industrieller Systeme Anwendung auf ein Prozessleitsystem Dieser Bericht beschreibt das Ergebnis einer Studie zum Nachweis der Zuverlässigkeit bzw. Verfügbarkeit eines Leitsystems zur Überwachung, Steuerung und Regelung von verfahrenstechnischen Prozessen (Umwelt, Kraftwerk). Ziel der Arbeit ist es, beispielhaft aufzuzeigen, welche Schritte notwendig sind, um z.B. in den Phasen der Entwicklung Zuverlässigkeitsaussagen zu ermitteln oder um vertrags- und rechtsrelevante Zuverlässigkeitsaussagen eines Produktes zu erhalten. Neu ist der Einsatz der Modellierungstechnik und der theoretischen Verfahren (z.B. Markov Minimalschnitte, Näherungsverfahren)

an einem aktuellen industriellen System. Möglichkeiten und Grenzen der Aussagefähigkeit werden aufgezeigt. Sämtliche Schritte der Zuverlässigkeitsanalyse von den Eingangsgrößen bis zu den Ausgangsgrößen werden an dem Leitsystem nachvollziehbar beschrieben. Die Vorgehensweise lässt sich sinngemäß auf andere Systemstrukturen übertragen. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Elektrotechnik, Band 403, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-34032-9

Schüttler, Jochen

Parameteridentifikation und optimierte Regelung für Transversalflussmaschinen Die vorliegende Arbeit wendet sich an Ingenieure und Wissenschaftler im Bereich der elektrischen Antriebstechnik und der Regelungstechnik. Sie befasst sich mit der Beschreibung, Modellierung und Parameteridentifikation von Transversalflussmaschinen, sowie einer drehmomentglättenden Regelung dafür, basierend auf optimierten Stromformen. Es wird ein analytisches Näherungsmodell hoher Genauigkeit beschrieben, das alle TFM-Bauformen (Sammler-, Flachmagnet-, Reluktanz-TFM) abdeckt. Zur besseren Anwendbarkeit werden daraus Reihenentwicklungen der Maschinenparameter gewonnen.

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Auch für die Identifikation von Maschinenparametern, zum Betrieb von unbekannten TFM, bildet dieses Modell die theoretische Basis. Es wird dargelegt, wie die Parameter eines TFMPrüflings identifiziert worden sind, wie daraus optimierte Stromformen und eine passende Vorsteuerung mit optimierten Spannungen erstellt worden sind und erfolgreiche Tests am Prüfling. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Elektrotechnik, Band 404, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-34042-6

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Wäldele, Martin

Technische Produkte besitzen eine Vielzahl von Eigenschaften, welche meist nicht unabhängig voneinander sind, sondern sich gegenseitig beeinflussen. So kann die Forderung nach einem gewichtsoptimierten Produkt bestimmte Geometrien erfordern, die einer hohen Stabilität des Produktes entgegenwirken. Die enorme Anzahl an Eigenschaften und deren starke Abhängigkeiten untereinander sind eine der Ursachen für die hohe Komplexität im Konstruktionsprozess. Diese Arbeit befasst sich mit der Erarbeitung einer Theorie zur strukturierten Beschreibung von technischen Produkten. Die Theorie basiert

auf der systematischen Betrachtung von Eigenschaftskategorien sowie der Trennung von unabhängigen und abhängigen Eigenschaften. Ziel ist es, die Abhängigkeiten der Eigenschaften zu analysieren und strukturiert aufzubereiten und somit für den Entwickler während des Produktentwicklungsprozesses besser nutzbar zu machen. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Konstruktionstechnik/Maschinenelemente, Band 44, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-3440-7

Nestler, Andreas u. Lee, Seok Won

Modul zur Auslegung der Traktoriegeschwindigkeit für die simultane 5-Achs-Fräsbearbeitung – innerhalb des CAM-Systems – durch kraftmodellbasierte Zerspansimulation Das Ziel des Projektes ist die softwaretechnische Entwicklung der prozessmodellbasierten Bearbeitungssimulation mit Optimierung des NC-Codes für das simultane 5-Achs-Fräsen im Rahmen der virtuellen Fertigung. Mit Hilfe eines weiterentwickelten NC-Simulationskerns (NCSK) wird ein nach dem Stand der Technik neuer Ansatz für das Prozessmodell durch die Ableitung des Spanvolumens pro Zahn aus den realen Eingriffsverhältnissen für gängige Werkzeugtypen vorgestellt. Dieser Ansatz wird für eine D-Bearbeitungssituation mit uniaxialer Werkzeugbewegung entwickelt und auf die simultane 5-Achs-Bearbeitung ausgebaut. Das Forschungsergebnis be-

steht in der Anpassung oder Optimierung der Trajektoriegeschwindigkeit des Werkzeuges entlang der vom CAM-System vorgegebenen Bahn. Der NCSK als Forschungsergebnis lässt sich in Form einer Software-Komponente in bestehende CAMSysteme integrieren oder als eigenständige Softwarelösung nutzen. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Rechnerunterstützte Verfahren, Band 439, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-343920-

Fischbach, Robert

Layoutrepräsentationen für den Entwurf dreidimensionaler elektronischer Systeme Die Elektronik der nächsten Generationen wird sich zunehmend auf das Potenzial der dreidimensionalen Integration stützen, also dem Stapeln und Verbinden mehrerer Schaltkreislagen. Der rechnergestützte Entwurf erzielt eine hohe Leistungsfähigkeit solcher 3D-Systeme durch das Optimieren der einzelnen Schaltungselemente. Eine wichtige Voraussetzung dafür sind die zugrunde liegenden Layoutrepräsentationen, also die rechnerinternen Abbildungen der realen Schaltungslayouts. Diese Datenstrukturen werden im Buch detailliert analysiert und gegenübergestellt. Daraus leiten sich Richtlinien für zukünftige

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Ansätze ab. Die neu entwickelte Repräsentation „3D Moving Block Sequence“ ermöglicht einen produktiveren 3D-Entwurf durch die Fähigkeit, fertige Schaltungsblöcke beliebiger Geometrie wiederzuverwenden. Damit bietet das vorliegende Buch Layoutdesignern und Werkzeugentwicklern eine Grundlage für den Entwurf dreidimensionaler integrierter Schaltkreise. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Rechnerunterstützte Verfahren, Band 440, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-344020-7

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W I S S E N S C H A FT & FO R S C H U N G

Erarbeitung einer Theorie der Eigenschaften technischer Produkte – Ein Beitrag für die konventionelle und algorithmenbasierte Produktentwicklung

WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Hasche, Bernhard

Operational impacts of large-scale wind power generation in the German power system and effects of integration measures – Analyses with a stochastic electricity market model Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Integration der Windenergie in die Stromversorgung und diesbezüglicher Modellierungsfragen. Die Fluktuationen der Windstromerzeugung werden mathematisch beschrieben und für verschiedene Regionengrößen simuliert. Ein Ansatz zur Simulation multivariater Zufallsgrößen wird für die Erstellung von Szenarien der Windstromprognosen herangezogen. Die Auswirkungen der Windenergie im Stromsystem werden über ein Strommarktmodell bestimmt. Ein Szenario für das Modelljahr 2020 mit hohen Windenergieanteilen findet dabei Anwendung. Die An-

forderungen an die Regelreserve werden dafür probabilistisch bestimmt und das deutsche Übertragungsnetz wird vereinfacht mittels einer Netzreduktion abgebildet. Für das untersuchte Szenario werden verschiedene Integrationsmaßnahmen wie zusätzliche Speicher- oder Netzkapazitäten verglichen. Es ergibt sich, dass der Ausbau des Übertragungsnetzes die größten Systemvorteile bringen würde. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Energieerzeugung, Band 605, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-360506-4

Gußner, Thomas

Reglerentwurf für nichtlineare Systeme mit Stellgrößenbeschränkungen Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung sind drei Entwurfsmethoden, die aus verschiedenen Ansätzen neuer Reglerentwurfsverfahren für nichtlineare Systeme unter zur Berücksichtigung der Stellgrößenbeschränkungen resulBerücksichtigung von Stellgrößenbeschränkungen. Dabei tieren. werden sowohl Beschränkungen der Amplitude, als auch Beschränkungen der Stellrate behandelt. Der Entwurf der Rege- VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Mess-, Steuerungslungen basiert auf der Lösung von konvexen Optimierungs- und Regelungstechnik, Band 203, VDI-Verlag 202, problemen, die mit Hilfe der Sum-of-Squares-Zerlegung von ISBN 978-3-8-520308-4 Polynomen erzeugt werden. Die Hauptbeiträge dieser Arbeit

Kefferpütz, Klaus

Regelungen für Systeme unter Stellgrößen- und Stellratenbeschränkungen Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von Regelverfahren für Systeme unter Stellgrößen- und Stellratenbeschränkungen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Verfahren für Systeme mit linearer Dynamik, es werden aber auch Verfahren für nichtlineare Systeme vorgestellt. Neben der Stabilisierung konstanter Ruhelagen mittels weich strukturvariablen Regelungen und sättigen-den dynamischen Ausgangsrückführungen werden auch Verfahren zum Arbeitspunktwechsel entwi-

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ckelt. Der Entwurf der Regelungen kann dabei unter Verwendung der konvexen Optimierung effizient automatisiert werden und stellt neben einer hohen Regelgüte auch ein garantiertes Einzugsgebiet sicher. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Band 27, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-52708-

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WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Gall, Jan

Erneuerbare Energien spielen im Energiemix der Zukunft eine entscheidende Rolle. Um die Konkurrenzfähigkeit regenerativer im Vergleich zu fossilen Kraftwerken in Bezug auf die Stromgestehungskosten zu steigern, spielt der optimale Betrieb eine entscheidende Rolle. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Betriebsführung eines Turmkraftwerks am Beispiel des Solarthermischen Demonstrations- und Versuchskraftwerks Jülich. Die behandelten Themen umfassen dabei neben der obligatorischen Modellbildung und -validierung die grundlegende Regelung des Kraftwerks, Optimierung der Ziel-

punktstrategie der Heliostate, Zustands- und Parameterschätzung sowie letztendlich den Einsatz des thermischen Speichers. Durch Ermittlung der optimalen Beladungsstrategie als Lösung eines Optimalsteuerungsproblems lässt sich so die Stromproduktion an einem Referenztag im Vergleich zum manuellen Betrieb um gut 7 % steigern. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Mess-, Steuerungsund Regelungstechnik, Band 28, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-52808-8

Schäfer, Sascha

Modellbasierte Steuerung des Kühlkreislaufes einer Brennstoffzelle mit automatisiertem Test der Software Zur Rekonstruktion und Steuerung des Volumenstroms in einem Kühlkreislauf, wird ein Brennstoffzellensystem analysiert und physikalische Modelle für die Fluidtemperatur und den Pumpenvolumenstrom werden hergeleitet. Basierend auf diesen Zusammenhängen werden Funktionsmodelle zur Ableitung von Softwarealgorithmen vorgestellt. Diese ermöglichen es den Volumenstrom in einem Fluidkreislauf modellbasiert zu bestimmen bzw. die Kühlmittelpumpe basierend auf einer detaillierten Systemmodellierung zu steuern. Die zur Verfügung stehenden Funktionen erlauben eine komplette Regelung, Steuerung und Diagnose des Volumenstroms. Die Funktions-

modelle, in Matlab/Simulink realisiert und zur Ausführung auf einem Steuergerät vorgesehen, werden im Kontext eines Softwareentwicklungsprozesses diskutiert. Es wird die Notwendigkeit der Sicherstellung der Korrektheit der Funktionen herausgearbeitet und ein Testautomatisierungssystem für solche Funktionsmodelle vorgestellt. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Band 29, VDI-Verlag 202, ISBN 978-3-8-52908-5

2013 Groke, Holger

Regelung eines permanentmagneterregten Transversalflussgenerators für direkt angetriebene Windenergieanlagen Bisherige am Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) durchgeführte Arbeiten hatten eine analytische Modellbeschreibung der Transversalflussmaschine mit Berücksichtigung der Nichtlinearitäten zum Ziel. Anstelle einer analytischen Modellbeschreibung der Maschine wird im Rahmen dieser Arbeit ein anderer Ansatz verfolgt, welcher die Ergebnisse aus dreidimensionalen FE-Simulationen zur Beschreibung des Maschinenverhaltens nutzt und diese dann als Eingangsgrößen eines analytischen Modells unter Matlab-Simulink verwendet. Der Transversalflussgenerator ist

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am IALB in enger Zusammenarbeit mit den Lloyd Dynamowerken GmbH & CO. KG (LDW) im Rahmen eines Forschungsvorhabens dimensioniert und ausgelegt worden. Zur Regelung des Generators ist eine an den Generator angepasste Leistungselektronik konzeptionell entworfen, dann aufgebaut und anschließend in Betrieb genommen worden. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Elektrotechnik, Band 405, VDI-Verlag 203, ISBN 978-3-8-34052-3

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W I S S E N S C H A FT & FO R S C H U N G

Betriebsführung und -optimierung eines solarthermischen Turmkraftwerkes

WISSENSCHAFT & FORSCHUNG

Engelhardt, Roland Alexander

Uncertainty Mode and Effects Analysis – heuristische Methodik zur Analyse und Beurteilung von Unsicherheiten in technischen Systemen des Maschinenbaus In der vorliegenden Arbeit wird eine Methodik entwickelt, mit der sich Unsicherheiten besonders in frühen Produktentwicklungsphasen von technischen Systemen systematisch analysieren lassen. Die Forschungen sind entstanden aus dem Teilprojekt A des Sonderforschungsbereichs 805 in dem versucht wird, Unsicherheiten in lasttragenden Systemen ganzheitlich zu beherrschen. Die entwickelte Uncertainty Mode and Effects Analysis (UMEA) Methodik orientiert sich am Ablauf des Risikomanagements, greift die Idee der technischen Risikobewertung Failure Mode and Effects (FMEA) Analysis auf und geht

durch ihre ganzheitliche Prozess- und Lebenslaufbetrachtung deutlich über bisherige Methoden hinaus. Die Arbeit behandelt ausschließlich den qualitativen Aspekt der Unsicherheitsanalyse. In Praxisbeispielen wird das Vorgehen und die Wirkweise der UMEA Methodik aufgezeigt und validiert. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Konstruktiostechnik/ Maschineelemente, Band 48, VDI-Verlag 203, ISBN 978-3-8-3480-5

Güttel, Knut

Konzept zur Generierung von Steuerungscode für Fertigungsanlagen unter Verwendung wissensbasierter Methoden Die beiden wesentlichen Lücken im Bereich des Engineerings von fertigungstechnischen Anlagen sind das Fehlen eines durchgängigen Datenmodells entlang des Engineering-Prozesses, sowie das Fehlen der automatisierten Generierung des Steuerungscodes für die über den Sollablauf hinausgehenden Funktionen einer fertigungstechnischen Anlage. Die einzelnen Funktionen eines Steuerungscodes für fertigungstechnische Anlagen wurden im Rahmen dieser Arbeit identifiziert und die benötigten Informationen für die automatisierte Generierung dieser Funktionen ermittelt. Um einen Mehraufwand für die Planer zu vermeiden, wurde in dieser Arbeit aufgezeigt,

wie diese Informationen, welche das Ergebnis vorangegangener Engineering-Schritte darstellen, automatisiert in ein gemeinsames Datenmodell überführt werden können. Die Generierung des Steuerungscodes erfolgt unter Verwendung eines eingebetteten wissensbasierten Systems, welches sich der Techniken des Semantic Webs bedient. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Recherunterstützte Verfahren, Band 444, VDI-Verlag 203, ISBN 978-3-8-344420-5

Krettek, Johannes

Ein multikriterieller evolutionärer Algorithmus mit interaktiver Präferenzintegration – Angewendet zur Optimierung von Hydraulikventilreglern Im Kontext der Entwicklung komplexer technischer Systeme, treten Optimierungsprobleme auf, die nur mit der Unterstützung von Algorithmen gelöst werden können. Ein solcher Prozess setzt sich immer aus der eigentlichen Optimierung eines definierten Problems und einem Entscheidungsprozess zur Problemdefinition zusammen. Diese Arbeit stellt ein Verfahren zur Integration dieses Entscheidungsprozess und eines multikriteriellen evolutionären Algorithmus vor, bei dem die interaktive Präferenzartikulation des Anwenders den komplexen und fehleranfälligen Entscheidungsprozess vereinfacht.

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Dadurch wird der Anwender entlastet und der Algorithmus auf präferierte Lösungen fokussiert und beschleunigt. Im Fokus stehen dabei die Optimierung dynamischer Systeme und die damit verbunden Herausforderungen. Als Anwendung wird die Hardware-in-the-Loop-Optimierung von Hydraulikventilreglern unter Betriebsbedingungen vorgestellt. VDI-Fortschritt-Berichte, Sachgebiet: Mess-, Steuerungsund Regelungstechnik, Band 22, VDI-Verlag 203, ISBN 978-3-8-52208-8

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Inhalt der Rubrik

FOKUSTH E MA INDUSTR I E 4.0

FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

Bildquelle: scyther5 / iStock

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Industrie 4.0: Revolution oder Hype?

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Alter Wein in neuen Schläuchen? Was an Industrie 4.0 neu ist

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Cyber-Physische Produktionssysteme Zukunftsprojekt Industrie 4.0 realisiert in einem Forschungsprojekt

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Das MES der Zukunft Industrie 4.0 braucht ManufacturingExecution-Systeme mit neuen Funktionen und Fähigkeiten

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Digitaler Sicherheitsausweis Lösungen für die Industrial-IT-Security

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FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

INDUSTRIE 4.0: REVOLUTION ODER HYPE? TEXT: Rainer Glatz, VDMA F OT O : VDMA

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Industrie 4.0 als Synonym für die 4. InSchwerpunkte in den einzelnen Branchen undustrielle Revolution ist ein vergleichsweise terscheiden, wird der interdisziplinäre und junges Thema. Als vor zwei Jahren diese Visbranchenübergreifende Diskurs gesucht und ion erstmals in die Öffentlichkeit getragen vorangetrieben. In dieser Diskussion werden wurde, gab es zunächst kaum Reaktionen. die Automatisierer eine entscheidende Rolle Inzwischen ist Industrie 4.0 in der breiten öfals Anbieter und Integrator von Industrie 4.0 fentlichen Diskussion angekommen und spielen. Sie haben einerseits ein Gespür für die wird in allen Medien und einer Flut von VerProblemstellungen in der Fertigung und haanstaltungen aufgegriffen. Viele verschiedeben schon bei Industrie 3.0 eng mit dem Mane Akteure treiben das Thema und nutzen schinenbau zusammengearbeitet. Begrifflichkeiten, zu denen noch kein einAuf Verbandsebene hat Industrie 4.0 beheitliches Verständnis besteht. Was ist nun reits eine kleine Revolution bewirkt. Um eine Rainer Glatz der Grund für das enorme Interesse an Inwirtschaftliche Umsetzung sicherzustellen Geschäftsführung VDMA dustrie 4.0? Ist es die Vorankündigung einer und voranzutreiben, wurde seitens der Induskommenden Revolution, sind es die spantrie eine stärkere Führungsrolle der Verbände nenden neuen technischen Möglichkeiten, als Vermittler und Multiplikatoren angeregt. puscht die Aussicht auf 200 Millionen Euro an Fördergeldern Hieraus ist das Konzept einer Plattform Industrie 4.0 mit eioder ist Industrie 4.0 einfach nur ein IT-Hype mit einer neuen ner von den Verbänden Bitkom, VDMA und ZVEI finanzierVersionsnummer? ten Geschäftsstelle entstanden. Diese Zentrale wird durch Fakt ist, dass in den vergangenen zwanzig Jahren das Intereinen industriellen Vorstands- und Lenkungskreis unternet die weltweite Vernetzung vorangetrieben hat. Dies zeigt stützt und soll die Vernetzung der verschiedenen Akteure sich besonders in der mobilen Kommunikation, die es nahezu vorantreiben und koordinieren. jedem ermöglicht, sich mit dem Internet oder anderen intelliDie begleitende gemeinsame Internetpräsenz www.plattgenten Geräten zu vernetzen. Diese Möglichkeiten werden form-i40.de soll als Informationsportal und zentrale Anlaufauch die Produktion nachdrücklich verändern. Über die Verstelle für interessierte Unternehmen dienen. Für die inhaltlinetzung der virtuellen IT-Welt mit der realen Produktionswelt che Weiterentwicklung von Industrie 4.0 und die Klärung zenkönnen neuartige Systeme entwickelt werden, die Daten ihrer traler Problemstellungen wurden bereits erste interdisziplinäre Umwelt erfassen, mobil miteinander kommunizieren und quaund branchenübergreifende Arbeitsgruppen zu den Themen si in Echtzeit reagieren. Internetbasierte IT-Dienste können Standardisierung, Forschung und Security eingerichtet. genutzt werden, um Fabriken global zu verknüpfen und völlig Das rapid wachsende Interesse an Industrie 4.0 bei Unneue Geschäftsmodelle zu entwickeln. ternehmen, Politik, Medien oder Kongressveranstaltern Eine Besonderheit von Industrie 4.0 liegt sicherlich darin, kann durchaus als Hype betrachtet werden. Auch wenn diedass das Thema gleichermaßen von der IT-Industrie, der Autoser wieder abbricht, wird Industrie 4.0 trotzdem in einem matisierungstechnik als auch dem Maschinen- und Anlagenbau evolutionären Prozess zu neuen und innovativen Produkten aufgegriffen wird. Auch wenn sich die Blickrichtungen und und Lösungen führen. ☐ > MORE@CLICK ADK13450000

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FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

Industrie 4.0 soll die Flexibilität, Effizienz und Nachhaltigkeit der Produktion steigern und damit langfristig die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie stärken und ausbauen. Doch ist der Kern von Industrie 4.0 – intelligente, über Unternehmensgrenzen hinweg miteinander vernetzte Produktionssysteme – wirklich neu? T E X T: Ursula Frank, Beckhoff FOTOS: Beckhoff

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Die Grundlage der Idee Industrie 4.0 bildet das Internet der Dinge, ein Begriff, der in Zusammenhang mit RFID und Sensortechnik im Jahr 999 entstanden ist und die Vernetzung von und mit Alltagsgegenständen beschreibt. Voraussetzung für eine konsequente Umsetzung sind die erstmals 2006 definierten Cyber-Physischen Systeme (CPS). Gemeint ist damit die auf allen Ebenen eng miteinander verbundenen Cyber-Komponenten – zur diskreten Informationsverarbeitung und Kommunikation – sowie physischen Komponenten. Dies spiegeln auch die BMBFFörderrichtlinien wider: Cyber-Physische Systeme verfügen – in Erweiterung zu heutigen mechatronischen Systemen – über intelligente Sensoren zur Wahrnehmung ihrer Umwelt und über Aktoren, mit denen sie diese beeinflussen können. Sie unterscheiden sich von bestehenden technischen Systemen jedoch durch die Fähigkeit, mit ihrer Umgebung zu interagieren, das eigene Verhalten in Abhängigkeit der Umwelt zu planen und anzupassen sowie neue Verhaltensweisen und -strategien zu erlernen und sich somit selbst zu optimieren.

Wirtschaft und Wissenschaft mit bis zu 40 Millionen Euro. it’s OWL ist das erste im Rahmen von Industrie 4.0 geförderte Großprojekt und zum Markenzeichen des Technologiestandortes Ostwestfalen-Lippe geworden. Zusätzlich zu den Fördermitteln des BMBF stellen die Cluster-Partner weitere 60 Millionen Euro zur Verfügung. In diesem Spitzencluster arbeiten 73 Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Organisationen in 47 Forschungs- und Entwicklungsprojekten zusammen. Kern der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind neue Generationen von intelligenten technischen Produkten und Produktionsprozessen. Auf dem Weg von Mechanik und Mechatronik hin zu den intelligenten technischen Systemen im Sinne von Industrie 4.0 leitet Beckhoff im Spitzencluster als Konsortialführer das Leitprojekt ScAut | Scientific Automation: Integration von ingenieurwissenschaftlichen Erkenntnissen in die Standardautomatisierung sowie das Innovationsprojekt efa | eXtreme fast Automation. In ScAut soll es gelingen, mit Hilfe von Methoden, Techniken und Verfahren der Ingenieurwissenschaften sowie Spitzen-Cluster it´s OWL Informationstechnik und auch nichttechnischer Disziplinen, wie der Kognitionswissenschaft, der Neurobiologie oder der Das Spitzen-Cluster Intelligente Technische Systeme Ost- Linguistik, sensorische, aktorische und kognitive Funktionen westfalen-Lippe, kurz it’s OWL, bezeichnet derartige Systeme in die technischen Systeme zu integrieren. Ergebnis ist eine als intelligente technische Systeme mit inhärenter Teilintelli- Scientific-Automation-Plattform für den Entwurf und den Begenz. Mit dem Wettbewerb der Spitzen-Cluster, einem Flagg- trieb von intelligenten technischen Systemen. Mit efa soll das schiff der Hightech-Strategie der Bundesregierung, unterstützt Potenzial von Mehrkernprozessoren bei Standardbearbeidas BMBF die leistungsfähigsten Technologie-Cluster aus tungsmaschinen voll ausgeschöpft werden.

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FOKUSTH E MA INDUSTR I E 4.0

ALTER WEIN IN NEUEN SCHLÄUCHEN?

FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

Scientific Automation erhöht die Intelligenz technischer

Konvergenz von IT- und Automatisierungstechnik – ein wesentliches

Systeme

Wirkprinzip von Industrie 4.0 und von PC-basierter Steuerungstechnik

PC-basierte Steuerungstechnik Gemeinschaftlich mit der Universität Paderborn und den Projektpartnern Hüttenhölscher Maschinenbau, IMA Klessmann Holzbearbeitungssysteme, Schirmer Maschinen und dem Küchenhersteller Nobilia sollen die Stärken der PC-basierten Steuerungstechnik voll ausgespielt werden. Ausgestattet mit zusätzlicher Messtechnik und komplexen mathematischen Auswertmethoden sollen die Anlagen bis in ihren Grenzbereich gefahren werden, ohne sie zu überlasten. So können Forderungen der Anlagenhersteller und -betreiber beispielweise nach Produktivitätssteigerungen durch die Reduzierung von Durchlaufzeiten und fehlerhaft produzierter Teile, einer Minderung des Energieverbrauchs und der Schadstoffentstehung sowie einer Steigerung der Lebensdauer der eingesetzten Werkzeuge erreicht werden. Schon heute fertigt Nobilia pro Tag rund 2200 Küchen. Nur mit konsequenter computerintegrierter Fertigung auf allen Ebenen kann das Unternehmen am Hochlohnstandort Deutschland ganz vorne mitspielen. Ganz im Sinne von Industrie 4.0 steht dabei eine möglichst enge Verknüpfung von Fertigungs- und Informationstechnik im Vordergrund: die Integration der PC-Steuerung im gesamten Fertigungsprozess sowie die Anbindung der Produktion an das hauseigene System zur komplexen Betriebsdatenerfassung und an das überlagerte ERP-System. Diese Integration begann bereits 990 mit der Produktionsanbindung an eine Oracle-Datenbank. Heute ist

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der Küchenhersteller auch über Unternehmensgrenzen hinweg vernetzt und hat eine Teileverfolgung mit übergeordneter Intelligenz realisiert. Im Rahmen des Spitzenclusterprojekts ScAut sollen darüber hinausgehende Potenziale bezüglich Prozessoptimierung und -flexibilität, Energieeffizienz sowie Reduzierung von Ausfall- und Wartungszeiten erschlossen werden. Ein konkretes Beispiel ist das prozessoptimierte Bohren, bei dem Spindelstrom und -leistung, Vorschubstrom und -leistung, Schwingung von Spindel und Werkstück sowie Bohrlochtemperatur, Spanbildung und Bohrbild erfasst werden und als Regelparameter dienen. Dieses Beispiel zeigt, dass in Deutschland angesiedelte Produktionssysteme bereits heute in sehr flexibler Art untereinander verbunden, angebunden an Just-in-time-Lieferanten und Distributoren sowie fähig zur Fertigung in Losgröße Eins sind und folglich erste Varianten von Industrie 4.0 darstellen.

Der Trend setzt sich fort Das Potential der Steuerungstechnik zur Erhöhung der Intelligenz und Leistungsfähigkeit technischer Systeme ist aber noch lange nicht ausgeschöpft. Der Trend der steigenden Intelligenz und Leistungsfähigkeit von Steuerungstechnik wird sich fortsetzen. Wesentliche Aspekte sind dabei der immens gestiegene Kommunikationsanteil und – noch wichtiger – die zunehmende Konvergenz von Informations- und Automatisierungstechnik. ☐ > MORE@CLICK ADK13031180

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FOKUSTH E MA INDUSTR I E 4.0

FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

CYBER-PHYSISCHE PRODUKTIONSSYSTEME Die vierte industrielle Revolution ist ein vielversprechender Ansatz für die Herausforderungen der Zukunft. Doch noch ist es nicht soweit. In einem Projekt werden nun Systemmodule und eine methodische Basis erarbeitet, um cyber-physische Systeme zu beherrschen und in einem Anwendungsszenarium zu bewerten. T E X T: Rainer Stetter, ITQ

GRAFIKEN: ITQ

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Die Wertschöpfung in Deutschland ist stark auf die Produktion von Gütern insbesondere des Mittelstands ausgerichtet. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen neben einem rasant steigenden Kosten- und Effizienzdruck Trends wie Kleinserien- und Einzelteilfertigung, Globalisierung, Technologiedynamik sowie Klimawandel berücksichtigt werden. Der Umgang mit dieser Komplexität setzt hochdetailliertes und aktuelles Expertenwissen über Produkte, Produktionsanlagen, Logistik und so weiter voraus, was ohne eine große Anzahl unterstützender Computer-Systeme nicht beherrschbar ist. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, stellen cyberphysische Systeme (CPS) beziehungsweise das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 einen vielversprechenden Ansatz dar. Als Zukunftsprojekt der Hightech-Strategie der Bundesregierung wurde Industrie 4.0 – 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution – aus der Perspektive der Informations- und Kommunikationstechnologien (Informatik) konzipiert und unter Einbeziehung der Produktionsforschung sowie der Anwenderindustrien weiterentwickelt. Doch was verbirgt sich hinter diesen beiden Begrifflichkeiten?

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Ein wesentliches Kennzeichen der vierten industriellen Revolution ist die Verschmelzung der virtuellen Welt (= Cyber) mit der realen Welt (= Physisch). Dies bedeutet, dass physikalische Systeme mit vielfältigen software-technischen Anwendungen wie beispielsweise Internetdienste, soziale Netzwerke, Simulationen, Clouds gekoppelt werden, die sowohl unser berufliches als auch unser privates Leben in immer höherem Maße bestimmen. CPS können somit einerseits genutzt werden, um Produktion und Logistik zu optimieren und andererseits bieten diese die Möglichkeit, neue Geschäftsfelder zu generieren und Deutschland als führenden Anbieter zu positionieren.

Das Forschungsprojekt CyProS Um produzierende Unternehmen bei der Entwicklung und Einführung cyber-physischer Systeme zu unterstützen, wurde das Forschungsprojekt Cyber-Physische Produktionssysteme (CyProS) Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerung durch die Vernetzung intelligenter Systeme in der Fabrik initiiert.

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FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

Anwendungsszenario am Beispiel einer Zahnradproduktion

Das Kernziel des vorliegenden Projekts CyProS ist zum einen die Entwicklung eines repräsentativen Spektrums cyber-physischer Systemmodule wie CPS-Spannzeuge, CPS-Antriebe, CPS-basierte Steuerungssoftware. Zum anderen die Schaffung einer konzeptionellen und methodischen Basis zum Beherrschen der Komplexität des sich verschärfenden Wettbewerbs und zur Senkung organisatorischer Verluste. Zu der Basis zählen zum Beispiel eine Referenzarchitektur, Planungs- und Steuerungsmethoden, Schnittstellenspezifikationen, Einführungsstrategien und Leitfäden. Innerhalb des Projekts arbeiten 20 Partner aus Industrie und Forschung zusammen, um am Beispiel einer Zahnradfertigung ein Cyber-Physisches-Produktionssystem (CPPS) zu realisieren.

Anwendungsszenario Zahnradfertigung Im Fokus steht ein Anwendungsszenario der Zahnradproduktion von Wittenstein am Standort Fellbach sowie deren Zulieferbetrieb Schahl, eine Dreherei und Schleiferei sowie assoziierter Partner des Projektes. Durch die Integration von cyberphysischen Produktionssystemen, wie zum Beispiel CPS-Werkzeugmaschinen und CPS-Werkstückträger, soll sich die (Gesamt-) Produktivität steigern sowie die Anpassungsfähigkeit der Fabrik der Zukunft erhöhen. Beides wird betrachtet, wobei als Bewertungskriterien die technische Verfügbarkeit, der Auslastungsgrad sowie die Qualität und Liefertermintreue der produzierten Güter herangezogen werden. Veranschaulicht wird ein Anwendungsszenario, welches die verschiedenen Komponenten des CPPS aufzeigt, die mit

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CPS-Fähigkeiten ausgerüstet werden. Dies sind in der Produktion beispielsweise Maschinen, Werkzeuge und Maschinen-Cluster, sogenannte Produktionsinseln. In der Logistik werden insbesondere Werkstückträger und Transportsysteme betrachtet, wobei in beiden Bereichen der Mensch durch Assistenzsysteme einbezogen wird. Durch die Vernetzung der verschiedenen CPS entsteht im Management-Cockpit ein transparenter Überblick über die gesamte Produktion in Echtzeit. Zudem wird der Produktionsmitarbeiter durch ein direktes Kommunizieren mit den jeweiligen CPS mit Hilfe eines Assistenzsystems, zum Beispiel implementiert auf einem Tablet-PC, mit den für ihn relevanten Informationen versorgt. Zum Realisieren des Anwendungsszenarios sollen im Rahmen des Forschungsprojektes entsprechende cyber-physische Systeme evaluiert und eingesetzt und die entwickelten Ergebnisse einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt werden.

Industrie 4.0 wird Wirklichkeit Durch das Vernetzen eingebetteter intelligenter Systeme über offene Netze wie das Internet wird die vierte industrielle Revolution schnell Wirklichkeit. Durch Forschungsprojekte wie das Verbundprojekt CyProS werden produzierende Unternehmen dabei unterstützt, CPPS sowohl zu entwickeln als auch einzuführen. In CyProS wird die Gestaltung innovativer Prozessketten in Produktion und Logistik entworfen, zu deren Realisierung echtzeitfähige Simulationsmodelle und Planungsmethoden entwickelt werden. Zum Unterstützen der Einführung und des Betriebs von CPPS in realen Produktionsumgebungen

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FOKUSTH E MA INDUSTR I E 4.0

FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

werden übertragbare Methoden, Leitfäden, Vorgehensweisen und Werkzeuge entwickelt, die für bestehende und neu geplante Produktionsumgebungen einen angepassten und zweckmäßigen Einsatz von CPS sicherstellen. Neben der Erforschung neuer Simulationsmöglichkeiten liegt dabei ein Schwerpunkt auf der Mitarbeiterqualifizierung. Die Qualifizierung entwickelter cyber-physischer Systemelemente erfolgt in spezialisierten Kompetenz- und Transferzentren. Deren Einsatz und Validierung erfolgt in der realen Produktion einer Modellfabrik wie im vorgestellten Anwendungsszenario.

Dieser Beitrag entstand im Rahmen des vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts Cyber-Physische Produktionssysteme - Produktivitätsund Flexibilitätssteigerung durch die Vernetzung intelligenter Systeme in der Fabrik (CyProS) innerhalb des Rahmenkonzeptes Forschung für die Produktion von morgen und wird vom Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe (PTKA), Bereich Produktion und Fertigungstechnologien (PFT) betreut. ☐ > MORE@CLICK ADK13030380

LESETIPP

Sie sind Anbieter von Produkten im Umfeld der industriellen Automation und möchten sich in der nächsten Ausgabe des A&D-Kompendiums präsentieren? Wir informieren Sie gerne über Beteiligungsmöglichkeiten. Rufen Sie unsere Mediaberatung an: Telefon: +49.(0)89.500 383-27

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FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

DAS MES DER ZUKUNFT Zukunftsweisende Strategien wie Industrie 4.0 mit dem Fokus auf dezentralen Prozessen in der Fertigungs generieren neue Anforderungen an die Fertigungs-IT – insbesondere an Manufacturing-Execution-Systeme. Das Konzept MES 4.0 zeigt, wie das Produktionssystem der Zukunft aussehen wird. T E X T: Jürgen Kletti, MPDV FOTOS: MPDV

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Industrie 4.0 beschreibt, wie intelligente Werkstücke mit Maschinen kommunizieren, selbstständig den optimalen Weg durch die Fertigung finden und damit ohne eine zentrale Steuerung zum fertigen Endprodukt werden. Man spricht hier von Cyber Physical Systems (CPS). Der Mensch unterstützt und greift nur bei Bedarf regulierend in das System ein. Dabei entstehen unweigerlich große Datenmengen, die Auskunft über den aktuellen Zustand des Gesamtsystems und der einzelnen Werkstücke geben. Zur Verarbeitung dieser Daten sieht Industrie 4.0 dezentrale IT-Lösungen aus der Cloud vor. Viele Forschungseinrichtungen aber auch Fertigungsunternehmen beschäftigen sich zurzeit mit Industrie 4.0 und erproben unterschiedliche Ansätze zur Verwirklichung der visionären Ideen.

Auch Industrie 4.0 braucht Transparenz auf der Basis von Echtzeitdaten und kann dabei durch die Fähigkeiten eines MES wirkungsvoll unterstützt werden. Durch das zentrale integrative Datenmanagement kann ein MES sehr schnell mit den vorhandenen Informationen arbeiten, da nicht erst mehrere Datenquellen angefragt werden müssen. Die Koppelung der autonomen CPS an die MES-Datenbank macht deren Kommunikation effizienter – und dadurch auch das Gesamtsystem.

Neue Funktionen und Fähigkeiten des MES 4.0

Um den Anforderungen von Industrie 4.0 gerecht zu werden, muss ein MES-System eine Vielzahl an neuen Funktionen und Fähigkeiten mitbringen. MES 4.0 fasst diese Bedarfe zu Ansatzpunkte für MES einem schlüssigen Konzept zusammen. Im Folgenden werden ausgewählte Themen aus MES 4.0 erläutert und praktische Bei aller Dezentralität hat die Erfahrung gezeigt, dass eine Anwendungsfälle gezeigt. zentrale Instanz zur Koordinierung und Synchronisation för- ▶ Horizontale Integration und integratives Datenmanagederlich ist. Schon heute profitieren Manufacturing-Executionment: An erster Stelle steht die horizontale Integration. Systeme (MES) von einer hohen Erfassungsdichte und einer Das heißt die Verknüpfung der Daten über alle am FertiVielzahl von Sensoren in der Fertigung. Diese Daten werden in gungsprozess beteiligten Ressourcen hinweg mit dem Ziel, einer zentralen Produktionsdatenbank zusammengeführt und autonome Insellösungen und zusätzliche Schnittstellen zu ergeben ein Gesamtbild der Fertigung, das die Grundlage für vermeiden. Die VDI-Richtlinie 5600 spricht hier von drei Entscheidungen und die Optimierung der Fertigungsprozesse großen Bereichen: Fertigung, Qualität und Personal. Diese bietet. sind jedoch ganzheitlich zu betrachten. Das integrative Da-

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FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0

FOKUSTH E MA INDUSTR I E 4.0

Damit ein MES-System den Anforderungen von Industrie 4.0 gerecht wird, muss es eine Vielzahl an neuen Funktionen und Fähigkeiten mitbringen

tenmanagement des MES stellt anders als Insellösungen ▶ Flexibilität – Konfiguration statt Programmierung: Stoßen mit seinem übergreifenden Ansatz sicher, dass alle ResStandardanwendungen an ihre Grenzen, wird oftmals eine sourcen wie Maschinen, Werkzeuge, Personal, NC-Proaufwändige und kostenintensive Software-Anpassung in gramme, Fertigungshilfsmittel, Prüfpläne sowie Prüfmittel Auftrag gegeben, was bedeutet, dass der Anbieter programrechtzeitig verfügbar sind und in Summe optimal ausgelasmieren muss. Moderne Software-Konzepte sehen vor, dass tet werden. Dies fördert die Überlegenheit einer autonodie meisten Anwendungsfälle flexibel – also durch Konfimen Industrie-4.0-Fertigung durch hohe Variantenvielfalt guration – im MES abgebildet werden können. Dieses kann und flexible Lieferfähigkeit. erstens zeitnah und zweitens kostengünstig erfolgen. ▶ Online-Fähigkeit: Die Online-Fähigkeit eines MES-Sys- ▶ Management Support: Das Management eines Fertigungstems wird zum absoluten Muss, damit erfasste Daten als unternehmens wird immer intensiver in die produktionsBasis für zeitkritische Entscheidungen zur Verfügung sterelevanten Entscheidungsprozesse einbezogen. Gesicherte hen. Im Zuge der Dezentralisierung von FertigungssysteEntscheidungen lassen sich jedoch nur treffen, wenn den men nach Industrie 4.0 ist aber auch die Offline-Fähigkeit Verantwortlichen die dazu erforderlichen Informationen in der MES-Komponenten sehr wichtig: Unterbrechungen geeigneter Form vorliegen. Das MES der Zukunft stellt der Kommunikation müssen zeitlich überbrückt werden Kennzahlen oder andere Auswertungen zu wichtigen Prokönnen, um eine lückenlose Dokumentation und den optiduktionsparametern zeitnah und managementtauglich zur malen Fertigungsdurchlauf sicherzustellen. Verfügung. ▶ Unified Shopfloor Connectivity: Industrie 4.0 fordert auf- ▶ Interoperabilität und unternehmensübergreifendes Inforgrund der Vielzahl unterschiedlicher Systeme den Einsatz mationsmanagement: Möchte beispielsweise ein Automobileiner standardisierten Kommunikation wie UMCM (Unihersteller die Serienaufträge bei einem Zulieferer, die damit versal Machine Connectivity for MES) zwischen den Mabelegten Maschinen und die verwendeten Werkzeuge überschinen und dem MES-System. Mit UMCM können die wachen, so ist ein unternehmensübergreifender Zugriff auf Maschinen auf einfache Art und Weise angebunden und fertigungsrelevante Informationen notwendig. Dieser kann notwendige Daten wie Zeitstempel, Zählerstände, der Maentweder über einen MES-Client beim Kunden realisiert schinenstatus, Mengen und Prozesswerte übernommen werden, der direkten Zugriff auf das MES des Lieferanten werden. hat, oder über ein gesichertes Kundenportal im Internet.

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Mobile Endgeräte und die dazu passenden MES-Anwendungen stellen alle Daten dort zur Verfügung, wo sie benötigt werden

Mobile Endgeräte mit MES-Anwendungen

ein Meister bei seinem Fertigungsrundgang Material identifizieren sowie weitere Informationen dazu abrufen. Die Durch die Dezentralisierung von Prozessen in der Fertigung Verbindung der realen Welt mit dem virtuellen Abbild im müssen auch die Mitarbeiter flexibler agieren können. Mobile MES wird durch solche Funktionen auf einfache Weise herEndgeräte und die dazu passenden MES-Anwendungen stellen gestellt. alle Daten genau dort zur Verfügung, wo sie benötigt werden. ▶ Mobiles Fertigungsmonitoring: Zu den eher trivialen MögEinige praxisnahe Szenarien sollen dies verdeutlichen: lichkeiten mobiler Clients zählt die ortsunabhängige Ver▶ Smarte Instandhaltung: Über sein Smart Phone wird ein fügbarkeit von Informationen über den aktuellen Zustand Instandhalter über eine Maschinenstörung informiert. Mit der Fertigung oder einzelner Ressourcen. So kann sich beidem gleichen Gerät kann sich der Mitarbeiter sofort die spielsweise ein Schichtführer über den Status der Aufträge notwendigen Informationen zur betroffenen Maschine anin seinem Verantwortungsbereich informieren, auch wenn zeigen lassen, online einen Instandhaltungsauftrag geneer gerade in der Produktionsbesprechung oder bei seinem rieren und die Problempunkte vor Ort mit der eingebauten Vorgesetzten im Büro ist. Dies vermeidet unnötige Anrufe Kamera dokumentieren. Die Bilder werden automatisch und reduziert Wartezeiten. dem Instandhaltungsauftrag und der Maschinenhistorie zugeordnet. Genauso kann sich der Instandhalter gespei- Stand der Dinge cherte Informationen zu früheren Ausfällen ansehen. Basierend auf den historischen Daten und dem aktuellem Einige der genannten Themen sind bereits heute in MESZustand kann er entscheiden, welche Maßnahmen ergrif- Systemen umsetzbar oder in Ansätzen realisiert. Allerdings ist fen werden müssen und diese sofort in die Wege leiten – der Aufwand, der betrieben werden muss, um den geschilderund das alles ohne Wegezeiten und Handaufschreibungen ten ganzheitlichen Anspruch zu erfüllen, bei vielen MES-Liedirekt an der Maschine. feranten noch sehr hoch. Zukünftige Technologien und Kon▶ Mobile Traceability: Dank der im Smart Phone eingebau- zepte wie MES 4.0 werden die heutigen Lösungen smarter und ten Kamera können Halb- oder Fertigprodukte in WIP-Be- flexibler machen. Industrie 4.0 wird nicht ohne MES-Systeme ständen über Identträger auf einfache Art und Weise ge- auskommen. ☐ > MORE@CLICK ADK13030780 scannt werden. Mit einer mobilen MES-Lösung kann somit

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Eine verbesserte Absicherung der Kommunikation zwischen Geräten im industriellen Umfeld ist unabdingbar. Digitale Zertifikate bieten hier eine große Chance. Um sowohl die funktionale Sicherheit als auch die Sicherheit vor Angriffen zu gewährleisten, sind automatisierte, skalierbare und kontrollierbare Prozesse zur Authentifizierung erforderlich. T E X T: Thomas Störtkuhl, Kai Strübbe, TÜV Süd

FOTOS: TÜV Süd

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Security- und Safety-Risiken wachsen mit der Verbreitung von vernetzten Systemen. Wobei grundsätzlich offene und geschlossene Lösungen unterschieden werden, die beide zuverlässig geschützt werden müssen. Gegenüber geschlossenen Systemen, die auf herstellerspezifischen Festlegungen basieren, besitzen offene Systeme standardisierte Hardware- und Softwarekomponenten, deren Spezifikationen weit verbreitet sind. In der Automations- und Leittechnik erleichtern sie die Integration neuer Komponenten, ermöglichen die Vernetzung von Büro-IT und Leittechnik und vermindern die Abhängigkeit von bestimmten Zulieferern. Dies beschleunigt die Produktion und hilft, Entwicklungs- und Produktionskosten zu senken. Mit den wirtschaftlichen Vorteilen von offenen Systemen wachsen jedoch auch die Risiken. Zunehmende Angriffe auf Produktionsanlagen rücken die Security, sprich die Sicherheit, gegenüber unbefugten Zugriffen verstärkt ins Bewusstsein. Dies gilt insbesondere für kritische Infrastrukturen wie Energie- und Wassernetze, aber auch für Produktionsanlagen in der Chemie- und Pharmaindustrie. Während es in der OfficeIT bereits internationale Sicherheitsstandards und Zertifizierungsverfahren gibt, befindet sich die Industrial IT Security noch in der Entwicklung.

chen Kommunikationspartnern entdeckt zu werden. Dabei finden Kommunikationsprozesse heute nicht mehr nur von Person zu Gerät statt, sondern immer häufiger direkt von Gerät zu Gerät wie von einem Laptop zu einem Server oder von einem Computerbaustein zu einem Messfühler. Zur Sicherung der Kommunikation werden hier oft so genannte asymmetrische Public-Key-Verfahren angewandt. Sie verwenden für jedes Gerät einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Der öffentliche (Public Key) ist bekannt und kann von jedermann verwendet werden. Der private (Private Key) ist geheim und nur dem jeweiligen Gerät selbst bekannt. Public-Private-Schlüsselpaare können sowohl zum Verschlüsseln als auch zum Authentifizieren eingesetzt werden. In der Geräte-Geräte-Kommunikation kann eine ausreichende Authentifizierung durch den Einsatz so genannter digitaler Zertifikate erreicht werden. Dabei handelt es sich um digitale Beglaubigungen, die auf der Basis von Public-Private-Schlüsselpaaren ausgestellt, verwaltet und geprüft werden.

Public-Key Infrastruktur

Für das sichere Identifizieren und Registrieren des Zertifikatnehmers ist eine Registrierungsstelle (Registration Zugriffe zuverlässig authentifizieren Authority, kurz RA) zuständig. Diese arbeitet eng mit der Zertifizierungsstelle (Certification Authority, kurz CA) zusamGrundlegend für die IT Security ist das Verschlüsseln der men, welche die digitalen Zertifikate herausgibt und prüft. Kommunikation und ausreichendes Authentifizieren von Zu- Eine Zertifizierungsstelle kann ein Unternehmen, eine Institugriffen. Das Überprüfen der Identität verhindert zum Beispiel tion oder eine Regierungsstelle sein wie in Deutschland die so genannte Man-in-the-Middle-Attacken, bei denen der digi- Bundesnetzagentur. Zusammen bilden die CA und RA den tale Angreifer zwischen den Kommunikationspartnern steht Kern einer Public-Key-Infrastruktur, wie sie seit Jahren erfolgund in die Kommunikation eingreift, ohne von den eigentli- reich im Consumer- und Büro-IT Bereich eingesetzt wird, um

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DIGITALER SICHERHEITSAUSWEIS

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In der Automations- und Leittechnik erleichtern offen vernetze Systeme die Integration neuer Komponenten, ermöglichen die Vernetzung von Büro-IT und Leittechnik und vermindern die Abhängigkeit von bestimmten Zulieferern

Kommunikationsprozesse abzusichern. Ein industrielles Umfeld stellt jedoch neue Herausforderungen an eine Public-KeyInfrastruktur. Denn hier ist nicht nur Security, sondern auch Safety, also funktionale Sicherheit wichtig. So arbeiten industrielle Anlagen oft in einer hochempfindlichen Echtzeitumgebung, die zu keinem Zeitpunkt durch langsame oder fehleranfällige IT-Security-Prozesse beeinträchtigt werden darf. Fehler in Industrieanlagen wie ein defektes Kühlsystem in einem Kraftwerk können zu einer Gefährdung für den Menschen und die Umwelt werden, wenn Fehler in den Sicherheitseinrichtungen hinzukommen. Denn in industriellen Prozessen müssen in der Regel viele Parameter wie Temperaturen, Drücke und Mischverhältnisse genau austariert werden, um sie in einem kontrollierbaren, ungefährlichen Bereich zu halten. Dies bedeutet, dass ein IT-SecuritySystem, das auf einer Public-Key-Infrastruktur basiert, digitale Zertifikate automatisch, echtzeitfähig und zugleich sicher erstellen, verwalten und prüfen können muss, da ansonsten die funktionale Sicherheit der Industrieprozesse gefährdet würde. Zu bedenken ist dabei auch, dass die Zahl der Geräte und Zertifikate im industriellen Umfeld – ebenso wie bei Smart Grids (intelligenten Stromnetzen) – mehrere Millionen erreichen kann. Zudem sind die Geräte und damit die Schlüssel über hunderte von Unternehmen verteilt. Ein Key Management muss also von Anfang an höchst effizient aufgebaut werden, um die Echtzeitanforderungen industrieller Umgebungen zu erfüllen. Weitere Voraussetzungen sind die Sperrbarkeit von Zertifikaten sowie die hohe Verfügbarkeit von Sperrlisten.

Gültigkeitsdauer von Zertifikaten Basierend auf einer Public-Key-Infrastruktur hat TÜV Süd ein Verfahren zur automatischen Bestückung von Geräten mit

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digitalen Zertifikaten vorgeschlagen und Randbedingungen ausgewiesen, die besonders die Echtzeitanforderungen des industriellen Umfeldes berücksichtigen. Dieses Verfahren basiert auf der Idee, dass sowohl Hersteller als auch Betreiber über eine Zertifizierungsstelle (CA) verfügen können und, dass diese mit der Registrierungsstelle (RA) vereint ist. Um das Verfahren abzusichern, wird ein Cross-Zertifikat benutzt: Die CA des Betreibers signiert den öffentlichen Schlüssel der CA des Herstellers. Zu beachten ist, dass die Gültigkeitsdauer von Zertifikaten und Zugriffsanfragen bedacht definiert werden muss, denn bei Netzproblemen ist sonst nicht gewährleistet, dass zum Beispiel ein Gerät rechtzeitig eine Sperrinformation erhält. Für diese Fälle müssen Rückfalllösungen und Notfallkonzepte entwickelt werden. Hier gilt es auch, einen zuverlässigen Verzeichnis-Service aufzubauen, der über Unternehmensgrenzen hinaus reicht. Weiterhin muss geklärt werden, wie Zertifikate nach Ablauf erneuert werden. Hierfür wäre die Generierung eines neuen Schlüsselpaares denkbar oder die Erzeugung eines neuen Zertifikats mit einem alten Schlüsselpaar. Zudem besteht die Herausforderung, einen Prozess für die Sperrung von Zertifikaten zu definieren, der auch außerhalb des Unternehmens zuverlässig funktioniert und die Autorisierung der Sperrung gewährleistet.

Wirkungsvoll geschützt Offene Systeme werden in der Automations- und Leittechnik immer wichtiger – sie sind jedoch auch offener für Angriffe. Eine ausreichende Absicherung lässt sich, durch eine sorgfältige Gesamtbetrachtung erreichen, die über die Analyse einzelner Komponenten weit hinausgeht. Experten von TÜV Süd schlagen dazu das vorgestellte automatisierte Verfahren vor, was auch den Echtzeitanforderungen industrieller Umge> MORE@CLICK ADK13106800 bungen gerecht wird. ☐

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Inhalt der Rubrik

PROJEK TIEREN & PLANEN

PROJEKTIEREN & PLANEN

Bild-Sponsor: Eplan Software & Service

2013_08_27_Rubrikopener.indd 1 102 Engineering

in Zeiten von Industrie 4.0 – ist das noch nötig?

103 Konfigurieren statt projektieren

Integration und Durchgängigkeit beim Entwerfen und Planen von Maschinen nutzen

106 Welten miteinander verknüpfen Open Core Engineering: Standardisierte und individuelle Lösungen für die Anbindung von Automatisierungssystemen

27.08.2013 111 Condition Monitoring als Basis für 11:09:40 Effizienz Das Zusammenspiel von intelligenter Software und Sensorik

108 Apps für die Automatisierungswelt Schneller Zugriff auf Anlageninformationen bei Inbetriebnahme, Wartung und Betrieb 101

PROJEKTIEREN & PLANEN

ENGINEERING IN ZEITEN VON INDUSTRIE 4.0 – IST DAS NOCH NÖTIG? TEXT: Dieter Hess, 3S-Smart F OT O : 3S-Smart

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Glaubt man manchem Artikel zum Thema Industrie 4.0, so kommen die Begriffe Engineering oder Programmierung in der Fabrik der Zukunft überhaupt nicht mehr vor. Autonome Agenten handeln untereinander den Programmablauf für die Fertigung eines Werkstücks aus. Dabei kann der Ablauf jedes Mal anders aussehen, je nachdem welcher Agent gerade Zeit hat. Alles läuft einfach durch Plug´n´Produce.

fällt und wird auf eine Ebene verlagert, bei der kein Programmierer, sondern eine Prozessingenieur gebraucht wird. Die Übergabe von Prozessschritten in einem zusätzlichen Dokument wird es nicht mehr geben, denn die Prozessschritte werden dann unmittelbar an der Anlage eingegeben. Zudem fallen die erforderlichen Bearbeitungsstationen auch nicht vom Himmel. Sie müssen wie zuvor geplant, projektiert und programmiert werden. Da aber nicht mehr nur ein einziger fester Forschungsergebnisse anwenden Zweck vorgegeben wird, ist diese Aufgabe Dieter Hess, nun deutlich anspruchsvoller. Neu hinzu Geschäftsführer von Wer die Realität kennt, kann sich jedoch kommt der Entwurf der Kommunikationsin3S-Smart Software Solutions nicht vorstellen wie das funktionieren soll. frastruktur und des Zusammenspiels der Aufwendige Inbetriebnahmen und Fehlersuselbstbeschreibenden Werkstücke mit der che an der Tagesordnung. Gerade in der AutoAnlage. Die Umsetzung einer solchen Archimatisierung gilt: Nur was der Mensch ohne langes Nachdenken tektur ist übrigens keine Frage der Technik (ob etwa ein Agumsetzen kann, lässt sich auch automatisieren. Die Vision des gregat eine Ethernet Schnittstelle hat oder nicht), sondern Plug´n´Produce ist also letztlich dem Anspruch geschuldet, die eine Frage der Methoden der Anlagenprogrammierer. vierte industrielle Revolution darstellen zu wollen. Dabei wird leicht übersehen, dass Forschungsergebnisse aus diesem Bereich Steigende Anforderungen schon heute mit der gängigen Technik umgesetzt werden können. Es geht dabei um die Entwicklung von modularen, wiederDas Engineering wird also anspruchsvoller und erfordert verwendbaren Bearbeitungsstationen, die, unabhängig von eisomit andere Werkzeuge. Die Ausarbeitung einer Architeknem konkreten Werkstück, einen definierten Umfang von Protur stellt höhere Anforderungen und auch das Testen der Anzessschritten durchführen. Es geht um die Beschreibung der lage wird natürlich komplizierter, sind doch alle möglichen Abläufe dieser Schritte, möglichst mit Spielräumen was die AbAblaufvarianten zu berücksichtigen. arbeitungsreihenfolge und die Bearbeitungsstationen angeht. Es kommen also viele neue Aufgaben auf die Hersteller Schließlich geht es um eine neue Sichtweise: Nicht die Anlage von Planungs- und Entwicklungswerkzeugen zu. Diese werbestimmt, welches Werkstück gefertigt wird, sondern das Werkden nur dann gelöst werden können, wenn sich Automatisiestück selber weiß, wie es gefertigt wird. rungs-Software davon emanzipiert eine reine Zugabe zu eiBenötigt man deshalb jetzt weniger menschliches Engineener Steuerung zu sein. ☐ ring? Ja und Nein. Der mechanische Teil des Engineering ent> MORE@CLICK ADK13450190

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PROJEKTIEREN & PLANEN

KONFIGURIEREN STATT PROJEKTIEREN

T E X T: Uwe Harder, Eplan Software & Service FOTOS: Eplan

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Informationsdurchgängigkeit ist die Voraussetzung dafür, sämtliche Optimierungspotenziale zu nutzen. Aufgrund der Globalisierung der Märkte bedarf es in Abhängigkeit der Ausgangslage des jeweiligen Unternehmens einer eindeutigen Positionierung auf das Produktportfolio und auf die Wertschöpfung. Das bedeutet, über die Integration von Prozessen hinauszugehen und in die Arbeitsweise der Konfiguration über baukastenbasiertes Engineering einzusteigen – besonders beim Projektieren, Auslegen und dem Erhöhen des Automatisierungsgrades. Dieses neue Paradigma kann nur durch ein konsequentes Umstrukturieren vorhandener Produktentstehungsprozesse erreicht werden. Denn die Vielfalt von Prozessen, Organisationen, Produkten und deren Beziehungen untereinander stellt die interne Komplexität dar. Eplan hat in diesem Kontext einen Vierstufenplan und einen Leitfaden für den Einstieg in das standardisierte Engineering entwickelt – als Basis, die Effizienz im Engineering nachhaltig zu erhöhen. Der Leitfaden beinhaltet folgende Handlungsfelder: ▶ Standardisieren: Transparenz richtig, umfassend schaffen ▶ Modularisieren: Eindeutigkeit durch disziplinübergreifende Strukturierung ▶ Klassifizieren: Wiederverwendung, vereinfachen und erhöhen ▶ Parallelisieren: Prozesskosten in den Prozessschritten minimieren

schrittsgrad der gewonnenen Effizienz dar. Somit können alle Potenziale und Chancen in den Handlungsfeldern klassifiziert und priorisiert werden.

Stufe : Standardisierung

Die Praxis zeigt, dass viele Unternehmen schon diverse Standardisierungsrunden gedreht haben und kurz vor den ersten Umsetzungserfolgen leider das Tagesgeschäft siegte. Handlungsfelder sind Projektzeiten und Kosten sowie das Wiederverwenden von Engineering-Daten. Die ernüchternde Abschlussformel lautet häufig: „Bei uns ist alles anders, und das geht so nicht“ oder „Die Software hat nicht die nötigen Funktionen für unseren Prozess“. Zu wenig Zeit und dadurch unzureichende Beratung sind ein häufiger Grund für diese kostenintensiven Misserfolge. Bevor überhaupt ein Lösungsdenken in der Software einsetzen kann, muss zuerst eine Prozessanalyse erfolgen. Das Wichtigste dabei ist jedoch das Change-Management, das alle Betroffenen involviert und zum Umdenken anregen muss. Ist diese Grundvoraussetzungen geklärt, kann es losgehen. Für jedes Gewerk gelten grundlegende Normen, die als Leitlinie genutzt werden. Entweder einzeln oder in Kombination mit eigenen Werksnormen: ▶ Elektrotechnik: IEC 8346 – Strukturierung industrieller Systeme Dieses Vierstufenmodell gibt durch systematisches Vorge- ▶ Fluidtechnik: DIN ISO 29 – Kennzeichnung von hen Sicherheit im Umsetzen und stellt gleichzeitig den Fortpneumatischen Schaltungen

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PROJEK TIEREN & PLANEN

Die verschiedensten Ingenieurdisziplinen sind beim Entwerfen und Fertigen von Maschinen beteiligt. Integration und Durchgängigkeit werden dabei zwar gelebt, deren Potenziale werden aber Stand heute nur ansatzweise ausgeschöpft. Um die Marktfähigkeit im globalen Wettbewerb zu sichern, ist daher ein Methodenwechsel zur Konfiguration statt Projektierung angesagt.

PROJEKTIEREN & PLANEN

Das 4-Stufen-Modell für ein effizienteres Engineering, das auf standardisierten

Grundfunktionen definieren, damit diese für

Baukastenelementen aufbaut

andere Varianten wieder verwendet werden können

▶ Mechanik: DIN ISO 677- – fertigungsorientierte Positionslisten ▶ Prozesstechnik: DIN ISO TS 6952 – funktionale Zuordnungen ▶ Dokumentation: IEC 6355

Nach hinlänglichem Betrachten aller Normen, wird eine einheitliche, gewerkeübergreifende Referenzkennzeichnung festgelegt. Denn erst eine einheitliche Sprachweise bietet die Basis dafür, in den folgenden Stufen erfolgreich weiterzuarbeiten. Diese Eindeutigkeit ermöglicht auch das exakte Zuordnen von Betriebsmitteln über Gewerkgrenzen hinweg. Als weitere Definition wird festgelegt, dass in dem Gewerk, welches die Leistungsdaten im Auslegen und Projektieren bestimmt, Bauteile mit Bestellnummer geführt werden – Stichwort mechatronische Stückliste. Damit wird sichergestellt, dass ein Bauteil nicht zweimal bestellt wird. Diese Festlegungen sind für alle Betriebsmittel aller Gewerke disziplinübergreifend von der Vorplanung bis in die Fertigung umzusetzen. Auf Basis dieser firmenweiten Festlegung können kaufmännische und grafische Daten (Makros) angelegt werden.

Stufe 2: Modularisieren Die gesamte Erzeugnisstruktur ermittelt aus der Sichtweise des Endkunden, bildet das Produktmodell. Dieses wirft die Frage auf: Welche Produktfunktionen enthält meine Maschine aus Sicht des bestellenden Kunden? Hier ist eine eindeuti-

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ge Strukturierung notwendig – und zwar mit allen am Engineering-Prozess beteiligten Mitarbeitern. Keine leichte Aufgabe, aber dennoch eine unverzichtbare. Schließlich hat jeder Bereich eine eigene Sichtweise der Maschine. Die Produktstruktur wird entlang des Entwicklungsprozesses von der ersten Idee bis zur Umsetzung mit immer mehr und konkreteren Informationen angereichert. Umso wichtiger ist es, dass alle über die gleiche Produktstruktur aus funktionaler Sicht sprechen – oder erst einmal eine eindeutige Produktstruktur überhaupt aufgebaut wird. Dabei gilt ab dem Start eine Regel: Welche Eigenschaften können durch vorbestimmte Eigenschaften automatisch berechnet werden? Hierfür wird die Anzahl der Freiheitsgrade oder Auswahlkriterien sofort in Regeln und Abhängigkeiten gesetzt. Das ist die Basis für eine spätere automatische Konfiguration (siehe Stufe 4). Zwischenfazit der Stufe 2: Die Komplexität wird minimiert – gleichzeitig steigen die Chancen auf eine eindeutige Nachvollziehbarkeit und dem Festlegen von Regeln. Die Infrastruktur ergibt sich dabei meist automatisch, beispielsweise der Strombereich des Hauptschalters, die Anzahl der Ein oder Ausgänge (E/A) oder die notwendige Sicherheitstechnik. Diese Werte lassen sich ableiten. Hauptaufgabe ist also im Zuge der Strukturierung, das Wissen in Werte und Regeln zu fassen, das der Projekteur tagtäglich intuitiv auslegt. Technologiemodell und -struktur hingegen stellen in dieser Betrachtung die technische Ausprägung der jeweiligen zu fertigenden Variante dar – zum Beispiel Konstruktion, Zeichnung, Schaltung oder Programmbaustein.

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PROJEKTIEREN & PLANEN

Die Analyse des Produktes für das Produktmodell wirft folgende Frage auf: Welche Produktfunkti-

Auf Basis dieser Strukturierung und Modelle können beliebig komplexe fördertechnische Einrichtungen neu zusammengestellt werden. Eindeutige firmenweite Begriffe und deren Auslegung bestimmen die Ausprägungen und damit die zukünftig verkaufbaren Varianten und Optionen des Produktportfolios.

Je nach den Ergebnissen der Stufen  bis 3 lässt sich in diesem Stadium die richtige Entscheidung für das Engineering und die Konstruktion der benötigten Erzeugnisstruktur ableiten. Das Ergebnis ist der individuell günstigste Prozess im Unternehmen. Diese Methode bestimmt zugleich den Effizienzgewinn von Unternehmen.

Stufe 3: Klassifizieren

Die Umsetzung

Häufig ist die folgende Aussage zu hören: Im Sondermaschinenbau gibt es keine Wiederverwendung. Geht man von der Baugruppenebene aus, so scheint diese Behauptung korrekt zu sein. Geht man aber eine oder mehrere Funktionsebenen tiefer, ist diese These widerlegt. Es wird sehr wohl auf vergleichbare Grundfunktionen zurückgegriffen – jede Branche hat dabei ihre Funktionsschwerpunkte. In dieser Stufe gilt es daher, die Funktionen zum Wiederverwenden zu erkennen und eindeutig zu beschreiben. Diese Funktionen bilden die Grundlage für eine wiederverwendbare Konstruktionsvorlage.

Es ist erforderlich, die Effizienz schrittweise durch die Konfiguration von wiederverwendbaren Komponenten zu steigern, anstelle von individuellem Auftrags-Engineering. Dies umzusetzen bedarf eines Change-Managements – schließlich muss jeder am Prozess beteiligte Mitarbeiter bei einer geänderten Methodik veränderte Arbeitsschritte durchführen. Die Frage nach der besten Methode bestimmt zugleich den Effizienzgewinn von Unternehmen. Die Engineering-Disziplinen stellen ihr Lösungsportfolio dem Vertrieb zum Verkauf an die Endkunden zur Verfügung. Maschinen und Anlagenbauer, Serien- sowie Sondermaschinenbauer können zukünftig durch ein Produkt- und Auftragsengineering die Entstehungszeiten von Produkten erheblich reduzieren. Ein eigenes Engineering-Produktmanagement ermöglicht es, das Produktportfolio flexibel an die Anforderungen des Kunden anzupassen. Die Entstehungsrichtung des Produktes wird im übertragenen Sinne auf Links gedreht. Wettbewerbspotenziale sind durch die veränderten Prozesse somit erschließbar. ☐

Stufe 4: Parallelisieren Welche Engineering-Methode hat die höchste Effizienz? Jeder Arbeitsweise liegt eine dieser Konstruktionsmethoden zu Grunde: ▶ Kopiertechnik ▶ Maximalprojekttechnik oder Optionstechnik ▶ Generierungstechniken

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PROJEK TIEREN & PLANEN

onen enthält meine Maschine aus Sicht des bestellenden Kunden?

PROJEKTIEREN & PLANEN

WELTEN MITEINANDER VERKNÜPFEN Automatisierungssysteme werden immer stärker untereinander und mit übergeordneten IT-Systemen verknüpft. Dabei verbindet das Konzept des Open Core Engineering die SPSAutomation mit den Freiheitsgraden moderner Hochsprachen und neuer IT-Technik. T E X T: Pedro Reboredo, Thorsten Schulz, Bosch Rexroth FOTOS: Bosch Rexroth

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Maschinenanwender fordern immer stärker eine Vernetzung der Produktion mit der IT-Welt. Informationen sollen möglichst einfach innerhalb oder zwischen Maschinen ausgetauscht werden. Damit können produzierende Unternehmen zum Beispiel die Produktionsdaten jedes einzelnen Produktes nachverfolgen, Benchmarks für Ausschuss oder Verfügbarkeit ihrer Maschinen erstellen oder Remote-Condition-Monitoring-Konzepte umsetzen. Open Core Engineering bietet die hierzu notwendigen Werkzeuge, die zudem die Engineering-Aufwände reduzieren. Die Software-Tools und Funktionspakete des Konzepts basieren auf offenen Standards und steigern die Effizienz sowie Zukunftssicherheit. Neue Freiheitsgrade zum Realisieren kundenspezifischer Anwendungen mit erweitertem Zugriff auf die Steuerungsfunktionen ermöglichen Maschinenherstellern eine Differenzierung vom Wettbewerb sowie die nahtlose Integration von und in IT-Technik.

über ihre Nutzdaten hinaus auch Diagnose- und Metadaten, die miteinander in Beziehungen gesetzt werden können. Damit übernimmt OPC UA Funktionen, die vorher auf mehreren Servern verteilt waren, wie Data Access für den Zugriff auf Daten. Mit Open Core Engineering ist OPC UA direkt in der Steuerung integriert. Der Maschinenhersteller kann die Datenfreigabe beliebig konfigurieren. Anschließend sind Lese- und Schreibzugriffe möglich und übergeordnete Systeme tauschen nach Freigabe Daten mit der Maschine aus. Dabei sorgt die in der IEC 6254 standardisierte Kommunikationsschnittstelle mit ihrem integrierten Informationsmodell für einen nahtlosen Informationsaustausch unabhängig von Betriebssystemen und Programmiersprachen. Der Maschinenhersteller ermöglicht somit über definierte Informationsmodelle den Zugriff auf die gesamte Maschine inklusive Steuerung, Antriebstechnik und I/O-Peripherie. Der Automationsbus Sercos überträgt die Daten in Echtzeit aus der Feldebene. In der Steuerung werden diese Daten dann Nahtloser Informationsfluss aggregiert. Übergeordnete Systeme für zum Beispiel Prozessund Maschinendatenerfassung nutzen diese Daten zur weiteren Open Core Engineering bietet mit durchgängig offenen Stan- Verarbeitung. Leitsysteme können Maschinen unterschiedlicher dards und Schnittstellen alle Möglichkeiten, Maschinen und An- Hersteller miteinander koordinieren, um eine reibungslose Ferlagen mit übergeordneten Systemen zu vernetzen. Eine wichtige tigung zu garantieren. Rolle spielt dabei die Kommunikationsschnittstelle OPC UA. Sie nutzt eine betriebssystemunabhängige Service-orientierte Ar- Individuelle Software-Funktionen chitektur (SOA). Diese bietet ein Informationsmodell, das die bereit gestellten Daten beschreibt. Das mehrschichtige Modell Darüber hinaus suchen Maschinenhersteller Möglichkeibasiert auf so genannten Knoten als Grundelementen. Sie liefern ten, sich über innovative Software-Funktionen von ihrem

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PROJEKTIEREN & PLANEN

Maschinenhersteller können mit dem Open Core Interface Ma-

licht den Austausch von Maschinendaten mit übergeordneten

schinenfunktionen in beliebigen Programmiersprachen erstellen

Systemen über eine Client-Server-Architektur

und neue Geräte wie Smartphones oder Tablet-PCs integrieren

Wettbewerb abzuheben. Wenn es darum geht, solche Anwendungen effizient und mit dem erforderlichen Steuerungszugriff zu realisieren, stößt die SPS-basierte Programmierung jedoch an ihre Grenzen. Die Schnittstellentechnik Open Core Interface ermöglicht die Programmierung in zahlreichen Hochsprachen. Sie wird über ein Software Development Kit bereitgestellt, das sich in domänenspezifische Entwicklungsumgebungen integriert. Open Core Interface erlaubt den Zugriff über IP-basierte Verbindungen auf Kernfunktionen der Steuerung. Damit haben Maschinenhersteller neue Freiheiten innovative SoftwareFunktionen umzusetzen. Direkt auf der Steuerung implementierte Hochsprachenapplikationen in C/C++ führen auch Echtzeitfunktionen aus. Über diesen Weg können in Matlab/ Simulink erstellte Algorithmen einfach in die Maschinensteuerung importiert werden. Das Open Core Interface bietet ferner Möglichkeiten zum Anbinden an Labview sowie von Tools wie MS-Office, die die Microsoft COM-Schnittstelle unterstützen.

vollständige Motion-Logic-Funktion zur Verfügung. Beispielhafte Implementierungen beweisen, wie Apps die Inbetriebnahme von Achsen vereinfachen: Unabhängig von den HMI-Geräten greift ein Techniker mit dem berechtigten Smart Device auf die Steuerung zu. Er kann dann die Bewegungsabläufe von Achsen mit direktem Sichtkontakt drahtlos optimieren und abspeichern. Eine Diagnose-App verbindet sich über einen QR-Code mit der Steuerung, liest Diagnoseinformationen aus und entscheidet, ob eine Aktion notwendig ist. Die Informationen leitet der Techniker über die bekannten Messaging-Applikationen der Smart Devices an Service- und Supportstellen weiter.

PROJEK TIEREN & PLANEN

Die standardisierte Kommunikationsschnittstelle OPC UA ermög-

Maschinen an die IT-Welt anbinden

Die standardisierte Kommunikationsschnittstelle OPC UA öffnet die Automatisierung für den Informationsaustausch mit übergeordneten Systemen. Das Open Core Interface ermöglicht erstmals die Maschinen- oder maschinennahe Programmierung mit beliebigen Hochsprachen und den Zugriff bis auf Neue Geräteplattformen integrieren die Kernfunktionen von Steuerungen. Damit können Maschinenhersteller individuelle Software-Funktionen selbst entwiDarüber hinaus können Geräteplattformen wie Smart- ckeln. OPC UA und Open Core Interface in Kombination verphones und Tablet-PCs nahtlos integriert und native Apps setzen Maschinenhersteller in die Lage, IT-Technik schnell auf Basis der Betriebssysteme Android und iOS erstellt wer- und effizient in ihre Maschinen zu integrieren, um Anwenden. Über Open Core Interface haben diese direkten, funkti- deranforderungen nach einer stärkeren Vernetzung zu erfül> MORE@CLICK ADK13113980 onalen Zugriff auf den Steuerungskern. Dabei steht die len. ☐

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PROJEKTIEREN & PLANEN

APPS FÜR DIE AUTOMATISIERUNGSWELT Smartphones und Tablets werden als Helfer in der Automatisierungstechnik eine zunehmend wichtige Rolle spielen. Über Apps ermöglichen sie einen schnellen Zugang zu Informationen. Einfachheit, eine niedrige Nutzungshürde und Ortsunabhängigkeit bilden hier Erfolgsfaktoren. Das Resultat – infolge beschleunigter Reaktionszeiten erhöht sich die Anlagenverfügbarkeit. T E X T: Ralf Klößinger, Markus Kempf, Siemens FOTOS: Siemens, Samsung, Apple

Für viele Menschen sind sie ein alltäglicher Begleiter und Helfer – sei es bei der Fahrplanauskunft des öffentlichen Nahverkehrs oder der Auskunft über die günstigste Tankstelle im Umkreis. Es geht hier um Smartphones und Tablets (S&T), deren Einsatz seit der Markteinführung kontinuierlich ansteigt. Zwischen 200 und 202 wurden nach Angaben des Marktforschungsinstituts IDC zirka ,6 Milliarden S&T-Geräte weltweit verkauft. Rein rechnerisch nutzt jeder fünfte Mensch eines dieser Kommunikationsgeräte. Laut IDC werden die Verkaufszahlen von Smartphones und Tablets im Jahr 206 das 2,5-fache der dann verkauften Desktop-PCs sowie tragbaren PCs erreichen.

S&T für das industrielle Umfeld Durch den spielerischen Umgang mit S&T-Geräten erwachsen nun auch die Wünsche bei vielen Anwendern, diese neuen Medien in der industriellen Welt zu nutzen, etwa zur Serviceunterstützung der eigenen Automatisierungsanlage und -systeme. Ortsunabhängig lässt sich zu jeder Tages- und Nachtzeit der Status von Anlagenzuständen abfragen. Die offensichtlichen Vorteile dieser mobilen Endgeräte liegen zum einen in der einfachen, intuitiven Bedienung und zum anderen darin, dass der Anwender von überall auf Informationen zugreifen kann, für die früher ein PC mit Internetanschluss nötig war. Diese neue Art der Interaktion mit Maschinen und Anlagen ist besonders attraktiv für Produktionsplanung, Automatisierungsingenieure, Maschinenbauer oder Inbetriebnehmer –

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vor allem aber auch für Anlagenbetreiber aus allen Branchen sowie für deren Instandhalter, Schicht- oder Werksleiter.

Individuelle Informationsdarstellung durch Apps Eine moderne industrielle Anlage besteht heute aus ein oder mehreren Steuerungen mit den zughörigen Bediengeräten. In großen Anlagen werden außerdem Scada-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) für die Bedienung und Beobachtung der Fertigungsprozesse eingesetzt. Durch den Einzug von echtzeitfähigen ethernetbasierten Bussystemen wie etwa Profinet als Standardschnittstelle in Automatisierungskomponenten der Steuerungs- und Feldebene, war es in den vergangenen Jahren möglich, Webserver-Funktionalität in Baugruppen zu integrieren. Auf diese Technik setzen nun die Apps für Smartphone und Tablet. Diese bieten die Möglichkeiten, Informationen zu bündeln und zugeschnitten auf bestimmte Applikationssituationen, Problemlösungen oder auf Produkte schnell und übersichtlich bereitzustellen. Der Anlagenzugang erfolgt bei allen Applikationen über ein Funknetzwerk, das der Betreiber zur Verfügung stellen muss. So können mobile Endgeräte auf schnelle und transparente Weise die Arbeit im Umfeld von Industrieanlagen effizient unterstützen, beispielsweise bei der Inbetriebnahme oder im Fehlerfall zur Diagnose. Überschaubare und einfache Aufgaben gehen aufgrund der komfortablen Benutzbarkeit von S&T-Geräten leichter von der Hand als mit einem PC.

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PROJEKTIEREN & PLANEN

Zurzeit arbeiten Entwicklerteams bei Siemens an Apps für die Bereiche Anlagenkennwertüberwachung, Service, ergänzende Anlagenbedienung über Smart Client sowie Maschinen- und Anlageninbetriebnahme. Jede App unterstützt spezifische Anwendungsfälle. Für umfangreiche Arbeiten wie die Fehleranalyse von komplexen Prozessen oder die Anpassung der Applikation und deren zughörige Steuerungsprogramm nebst Visualisierung sind S&T-Geräte jedoch nicht geeignet. Hier bietet ein Engineeringsystem, wie zum Beispiel das TIAPortal von Siemens mit Step7 und WinCC, alle relevanten Funktionen.

stellen. Auf einen Blick sind Betriebszustand sowie vorhandene Diagnosemeldungen der CPU und aller angeschlossenen Module zu sehen. Ausgehend von den in der Applikation vergebenen Zugriffsrechten ist es dem App-Nutzer erlaubt, die im Engineering projektierten Variablen zu editieren. Systemspezifische Meldungen können via Smartphone an Fachpersonal im Backoffice weitergegeben werden, um so das System zu kontrollieren und gegebenenfalls korrigierend einzugreifen oder weitere Schritte abzuleiten.

Ortsunabhängige Visualisierung möglich

Apps und Produkte

Ein zusätzlicher, nicht zu vernachlässigender Anwendungsfall ist die Übertragung der Maschinenvisualisierung auf ein Smartphones und Tablets bieten durch ihr individuelles Smartphone oder Tablet. Denn es kann bei räumlich stark ausBenutzungskonzept die Möglichkeit, verschiedene Aufgaben gedehnten Anlagen sehr vorteilhaft sein zum Beispiel bei der mit Bezug zu unterschiedlichen Automatisierungskomponen- Inbetriebnahme, nicht an den physikalischen Einbauort des ten kompakt und individualisiert zu lösen. Für die einzelnen Bediengerätes gebunden zu sein. Der Benutzer einer SimaticKomponenten wie Steuerung, Bediengeräte, Antrieb in einer WinCC-SmartClient-App sieht von jedem Standpunkt aus das Maschine oder eines Scada-Servers gibt es spezielle, auf das Bedienbild und kann so die dort ankommenden AlarmmelProdukt bezogene Apps, die neue Möglichkeiten bei der Inbe- dungen überwachen. Die Parametrierungen der Maschine lässt triebnahme und dem Service eröffnen. sich damit bei Bedarf auch aus der Ferne anpassen. Einzige Eine Applikation ist zum Beispiel die Simatic-S7-App der Vorraussetzung ist der Sm@rtServer auf dem jeweiligen HMIS7-200, über die neben dem aktuellen Status der eigentlichen Panel (zum Beispiel Comfort Panel). Auch hier gilt selbstverMaschinensteuerung zusätzlich Prozessvariablen abgefragt ständlich, dass der Nutzer aus einer Liste bereits konfigurierter und gehandhabt werden können. Der Benutzer kann so eine Verbindungen auswählen kann. Vielzahl von S7-200-Steuerungen, welche für ihn relevant Für den Anlagenbetreiber ist die Darstellung von KPIs sind, vorkonfigurieren und bei Bedarf eine Verbindung her- (Key-Performance-Indikatoren) wie zum Beispiel Produk-

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Smartphones und Tablets werden als Assistenten zukünftig im industriellen Umfeld immer wichtiger

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Siemens hat für die Simatic S7 eine App entwickelt, über die ne-

Mittels Tablet sieht der Benutzer einer Simatic-WinCC-SmartCli-

ben dem aktuellen Status der eigentlichen Maschinensteuerung

ent-App bei einer großen verteilten Maschine von jedem Stand-

Prozessvariablen abgefragt und gehandhabt werden können

punkt aus das Bedienbild

tionszahlen oder Stillstandszeiten sehr wichtig. Auch das ist, wie bereits erwähnt, ein Anwendungsfall für mobile Endgeräte. Denn hiermit lassen sich die relevanten Produktionskennzahlen eines kompletten Maschinenparks oder von Teilanlagen individuell darstellen. Das birgt einen enormen Mehrwert, da eine ständige ortsunabhängige Kontrolle dieser Daten möglich wird.

Beispiel über eine verschlüsselte Verbindung beziehungsweise die Verwendung der App ist mit einem zusätzlichen Passwort gesichert. Siemens unterstützt bei Bedarf die Realisierung einer sicheren Infrastruktur mit entsprechender Expertise und zugehörigen Produkten aus dem Bereich Industrial Security.

Aktuelle Produktinformationen Zur Unterstützung im Service lassen sich viele Automatisierungsprodukte zum Beispiel über den DataMatrix-Code automatisch identifizieren. Die im Smartphone standardmäßig integrierten Kameras bieten die Möglichkeit, die Informationen direkt auszuwerten. Die Industry-Online-Support-App von Siemens verknüpft dies mit den aktuellsten, im Internet verfügbaren Produktinformationen. Eine manuelle Eingabe ist nicht nötig, um an Datenmaterial wie zum Beispiel Zertifikate oder Bedienungshandbücher zu gelangen. Neben den Anforderungen, ständig sämtliche Zustände eines Automatisierungssystems immer und überall erfassen und auch kontrollieren zu können, darf bei aller Euphorie das Betrachten der Gefahren bei der Kommunikation mit der Anlage nicht vergessen werden. Um die beschriebene Nutzung von Smartphones und Tablets auch hinreichend sicher zu gestalten, müssen bereits proaktiv einschlägige Sicherheitsvorkehrungen sowohl bei der Implementierung einer App als auch bei deren Nutzung beachtet werden. Die Kommunikation erfolgt zum

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Einfachheit und niedrige Nutzungshürde Die hier vorgestellten produktbezogenen Apps für Simatic S7, WinCC Sm@rtServer oder Industry Online Support bieten ihren Benutzern einen individualisierten Zugangskanal zu den automatisierungstechnischen Komponenten einer industriellen Anlage für unterschiedliche Anwendungsfälle wie etwa die Inbetriebnahme, den laufenden Anlagenbetrieb sowie im Servicefall. Der Wert einer App liegt in der ortsunabhängigen, übersichtlichen und einfachen Datendarstellung und Nutzung. Zu viele Einstellmöglichkeiten sowie unterschiedliche Funktionen führen nur zur Verwirrung des Anwenders. Komplexe Aufgaben sollten daher mit den bekannten Engineering-Tools erledigt werden. Eine App zu starten und zu nutzen, funktioniert im Vergleich zur PC-Anwendung wesentlich schneller. Einfachheit, Applikationsbezogenheit und die niedrige Nutzungshürde sind Schlüsselfaktoren für den erfolgreichen Einsatz von Apps. Der Mehrwert, den der Anlagenbetreiber erhält, liegt in der Steigerung der Anlagenverfügbarkeit durch verkürzte Reaktionszeiten. Dieser Vorteil wird in Zukunft zu einem größeren Angebot an Apps im Kontext der Automatisie> MORE@CLICK ADK13032380 rungstechnik führen. ☐

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CONDITION MONITORING ALS BASIS FÜR EFFIZIENZ Effiziente Produktion ist in Zukunft nicht mehr nur ein Schlagwort. Mit Condition Monitoring als Basis kann sie realisiert werden. Im Zusammenspiel intelligenter Software und Sensorik liegen hier große Potenziale für kostengünstige, störungsfreie und energieeffiziente Produktionen. www.AuD24.net/PDF/ADK13032780

Maschinenstillstände verursachen Kosten. Besonders hoch sind sie bei unvorhergesehenen Stillständen. Um diesen entgegenzuwirken, sollten präventive Wartungen und periodische Wartungsarbeiten planbar sein. Denn eine ereignisorientierte Wartung erzeugt unter Umständen höhere Reparaturkosten, weil eventuell weitere Maschinenschäden entstanden oder dringend benötigte Ersatzteile nicht vorrätig sind. Mit der Einführung von ERP- und MES-Systemen (Enterprise Resource Planning und Manufacturing Execution System) werden Materialzuführungsprozesse und Aufträge geplant und gesteuert. Dabei bilden Maschinenanbindungen und das Erfassen der Prozessdaten bisher die unterste Ebene für Software-Auswertungen in der Datenhierarchie der vernetzten Produktion. Szenarien zur präventiven Wartung müssen aber aufgrund der fehlenden Software-Anbindungen von Maschinen und Sensoren häufig mühsam manuell erfasst werden.

schinenprozessparameter schon heute überwachen. Nicht überwachbar sind plötzlich auftretende Störungen aufgrund von Motordefekten und Lagerschäden in der Maschine, die unter Umständen weiterführende Schäden hervorrufen und damit höhere Ausfallzeiten und Reparaturkosten verursachen.

Sensoren mit intelligenter Software koppeln

Empfindliche Sensoren können minimale Schwankungen und Abweichungen vom Normalwert erfassen. Eine Kopplung der Sensoren mit intelligenter Software zum Aufzeichnen und Darstellen von Werteverläufen schafft Transparenz. Diese Software-Agenten organisieren die geordnete Datenübermittlung an übergeordnete ERP-Systeme. Somit kann das Beschaffen und die Bevorratung von Ersatzteilen im ERP überwacht werden. Die Daten können an die Abteilungen zur Organisation von Service und Wartungsarbeiten übertragen werden. AbweichunProzesssicherheit und Verfügbarkeit gen außerhalb der hinterlegten Toleranzgrenzen werden gespeichert und analysiert. Dies äußert sich häufig im Absinken In den Maschinen verbaute Sensoren können zur Zeit nicht des Cpk-Wertes eines Prozesses, also der Prozessfähigkeit. in den Steuerungs- und Überwachungsprozess integriert werZeitig übertragene Fehlerdaten und festgelegte Alarmieden; somit können sie von extern nicht überwacht werden. rungsketten lassen Fehlertrends rechtzeitig erkennen. Damit Software zur Zustandsüberwachung von Sensoren bietet keine bleibt dem Instandhaltungspersonal die Zeit, Maßnahmen einAlarmkette und keinen Transfer an übergeordnete Systeme. zuleiten, bevor der Prozess instabil wird. Präventive Wartung Planungsszenarien für anstehende Wartungsarbeiten und Re- wird dadurch planbar. Über die Kommunikation mit dem ERPparaturen sind daher nicht durchgängig darstellbar. System können die Vorhaltung entsprechender Ersatzteile und Voraussetzung für einen problemlosen Produktionsablauf deren Logistik zur Beschaffung parallel eingeleitet werden. ist die Prozesssicherheit und Verfügbarkeit jeder einzelnen Also gilt es bereits beim Erfassen der Daten, deren Qualität Maschine. Mit Hilfe von intelligenter Software lassen sich Ma- zu steigern und sie mit allen möglichen Informationen aus

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T E X T: Thomas Menzel, IFM GRAFIKEN: IFM

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Das System erfasst Prozesswerte sowie Energiewerte in den unterschiedlichen Bereichen und ermöglicht es damit, Energieressourcen effizient einzusetzen

dem Fertigungsprozess anzureichern. Dafür benötigt man ein intelligentes und ausgeklügeltes System von Software-Assistenten und -Agenten. Eine zentrale Einheit wie ein Condition Monitoring (CM) ist dann in der Lage, all diese Informationen in einen systematischen und intelligenten Zusammenhang zu bringen und für direkte oder spätere Aktivitäten zu nutzen. Dabei geht es vor allem um die leistungsorientierte Präventivwartung und die Planbarkeit von Ausfällen, die durch diese präventiven Wartungseinsätze erzeugt werden.

Ökologisch effiziente Produktion Es geht heute nicht mehr nur um die mengenoptimierte Ausnutzung der Anlagen, sondern auch um eine ökologisch effiziente Produktion, wie schon im Toyota-Produktionsprinzip gelebt, – also die Stückzahl der Produktion den Abnahmeerfordernissen anzupassen (Pull-Prinzip). Dabei hilft ein CM-System, das alle Daten aus der Produktion in einen ganzheitlichen Zusammenhang zu bringen kann und jederzeit über die aktuelle Situation in der Fertigung Bescheid weiß. Zentraler Punkt dabei ist eine frühzeitige Meldung zu Abweichungen und gleichzeitig fundierte Anleitungen zur Wiederherstellung und Sicherstellung der zuvor spezifizierten Produktionsrichtlinien. Dadurch werden Ausfälle und Ausfallkosten minimiert. Der OEE-Level (Overall Equipment Effectiveness) wird durch diese Maßnahmen zwangsläufig verbessert, weil die Produktivzeiten der Maschine länger stabil bleiben. Ausfallzeiten und unproduktive Maschinenstillstände sinken. Im Detail bedeutet dies, alle Werte zeitnah, so früh wie möglich und sicher zu erfassen, einer zentralen Stelle zuzuführen sowie eine geeignete Aufbereitung und Darstellung der Sachverhalte sicherzustellen.

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Die Daten werden für die jeweilige Abteilung aufbereitet; so stehen jedem Anwender die Informationen fokussiert auf seinen Bedarf zur Verfügung. Spezielle Meldungen beziehungsweise Alarmstrategien weisen auf den Sachverhalt hin und geben geeignete Schritte zur Optimierung der Situation vor. Keine Störmeldung oder Fehleranzeige an der Anlage geht verloren. Dabei geht es nicht nur um Störungen, auch Abweichungen vom klar spezifizierten Prozess und dessen Restriktionen werden permanent überprüft, grafisch dargestellt und bei Bedarf eine Alarm ausgelöst. Dabei wird nicht erst auf die konkrete Abweichung reagiert, sondern bereits ein charakteristischer Trend erkannt und signalisiert. Die Maschinenzustandsüberwachung erfolgt in der Regel über I/O-Link-Sensoren oder über Feldbus angebundene Sensoren, die via Software-Agenten Dateninformationen aufnehmen und an Analyse-Tools weiterreichen. Diese bilden die Basis für frühzeitig zu identifizierende Störfaktoren. Beispiele für die Fehlerdetektion sind Leckagen im Druckluftsystem, das Identifizieren von Lagerschäden (Unwucht), Resonanzerkennung sowie unerwartet hohe Energieverbräuche.

Konkrete Aussagen zum Energieverbrauch Die Energieverordnung EN ISO 5000 fordert die Umsetzung energieeffizienter Produktionsabläufe. Auch hierbei unterstützt das CM-System aktiv, denn Abweichungen in diesem Kontext werden frühzeitig erkannt. Die Energiewerterfassung verbunden mit der jeweiligen Produkt- oder Artikelnummer oder anderen Produktkennzeichnungen ermöglicht konkrete Aussagen über den Energieverbrauch bei der Herstellung eines > MORE@CLICK ADK13032780 Produktes zu tätigen. ☐

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Inhalt der Rubrik

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Bildquelle: Getriebebau Nord

114 Engineering braucht Effizienz und Kreativität 115 Smarte Bedienung trifft geringe Motorenvarianz Ein Smart Motor reduziert die Variantenvielfalt in der horizontalen Fördertechnik

117 Den Takt erhöhen Hochgeschwindigkeit für Mikro-Montageprozesse 119 Roboter ohne Sicherheitszaun Fürchtet euch nicht – des Roboters Zähmung 121 Hochflexibel auf kleinem Raum Komponenten und Lösungen für roboterbasierte Schweißsonderanlagen

124 Mit Zahnstangengetrieben im Takt Mehrachsportal aus dem Systembau kasten ermöglicht schlanke und positioniergenaue Lösung 126 Intelligent verdrahtet Schlank bis in die Antriebssteuerung

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ENGINEERING BRAUCHT EFFIZIENZ UND KREATIVITÄT TEXT: Dr. Thomas Bürger, Bosch Rexroth F OT O : Bosch Rexroth

www.AuD24.net/PDF/ADK13450050

Zeit ist Geld. Die Maschinenhersteller drünierte Steuerungsfunktionen Zugriff, Funktiocken auf ’s Tempo. Denn Veränderungen in nen außerhalb des SPS-Kontextes können sie den Märkten vollziehen sich heute schneller im Steuerungskern nicht in Eigenregie realials zuvor, die Dynamik ist deutlich gestiegen. sieren. Ohne diesen Umweg sind MaschinenEs gilt, Entwicklungszeiten in der Automatihersteller bei der Software-Entwicklung sierung zu verkürzen, um mithalten zu könschneller. Das unterstützt den Trend hin zu nen. Zudem ist Flexibilität gefragt, damit Abagilen Software-Entwicklungsmethoden, die läufe durch kundenspezifische Anpassungen im Vergleich zu den klassischen Vorgehensnicht ins Stocken geraten. Der Trend, mechamodellen den Prozess flexibler und schlanker nische Lösungen zunehmend durch intelligenmachen können. Ziel ist es in der Regel, die te Antriebs- und Steuerungsfunktionen zu erEntwurfsphase so kurz wie möglich zu halten setzen, weißt die Richtung. Seit Jahren geht und durch kürzere Abstimmungsintervalle Thomas Bürger, der Anteil der Mechanik zurück und rückt das schneller zu einer ausführbaren Software zu Leiter Entwicklung Software-Engineering in den Vordergrund. gelangen. Nochmals beschleunigen lässt sich Automationssysteme Richtig genutzt ist es für Maschinenbauer der das Vorgehen, wenn die Maschinenbauer bei Bosch Rexroth Schlüssel zu mehr Effizienz im gesamten Engiselbst testen können, ob sie bei der Funktionsneering-Workflow. Basis ist eine durchgängige entwicklung auf dem richtigen Weg sind. Entwicklungsumgebung, die von der Projektierung bis zur Diagnose an der laufenden Maschine alle Aufgaben abbildet. Hinzu Hochsprachen die Tür öffnen kommen abgestimmte Software-Tools und fertig definierte Funktionen, die nur noch zu parametrieren sind. Weil IT und Automatisierung zunehmend verschmelzen, Aber es genügt nicht, nur effizient zu sein. Genauso wichnimmt die Verwendung von Hochsprachen für die Programtig ist es, sich vom Wettbewerb zu unterscheiden. In der Automierung von Maschinenfunktionen sowie von Smart Devices matisierung, die sich durch eine hohe Hardware-Standardisiein Automationslösungen zu. Diese Entwicklung wird sich rung auszeichnet, bleibt dazu meist nur der Weg über die Softfortsetzen, insbesondere da zukünftige Software-Entwickler ware. Was bedeutet das für das Engineering? als digital natives eine viel höhere Affinität zur Hochsprachen und Smart Devices mitbringen werden. MaschinenherOffenheit bringt neue Ideen steller müssen sich frei zwischen beiden Welten bewegen können, um zum Beispiel über Smart Devices auf HochspraSteuerungshersteller müssen umdenken und durch Offenheit chen-basierte Steuerungsfunktionen zuzugreifen. Das setzt Maschinenherstellern mehr Freiheiten und Flexibilität einräuentsprechend offene Schnittstellen an der Steuerung voraus. men. Die Verwendung von Standards für Kommunikation und Haben Maschinenhersteller die freie Wahl von ProgramSchnittstellen wie IEC 63-3, PLCopen oder OPC UA ist unermiersprache, Entwicklungsumgebung und Geräteplattform, lässlich, um Nutzen und Investitionssicherheit für Anwender zu sind der Kreativität keine Grenzen gesetzt. erhöhen. Konsequente Offenheit lässt sich noch weiter führen. Auch in Zukunft wird das Software-Engineering vor alMaschinenbauer wollen sich verstärkt durch individuelle lem auf Effizienzsteigerung abzielen. Gleichzeitig schlägt es Software- und Maschinenkonzepte vom Wettbewerb unteraber die Brücke zwischen IT und Automatisierung und wird scheiden. Dafür ist es notwendig, dass sie auf Wunsch selbst tun so zur Innovations-Plattformen, auf der Maschinenhersteller können, was bislang die Domäne der Steuerungshersteller war: innovative Software-Ideen selbst realisieren können. Zeit ist Know-how und neue Ideen in der Software abzubilden. ÜbliGeld, aber auch Kreativität zahlt sich aus. ☐ cherweise haben Maschinenhersteller über die SPS nur auf defi> MORE@CLICK ADK13450050

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SMARTE BEDIENUNG TRIFFT GERINGE MOTORENVARIANZ In einer immer komplexer werdenden Welt liegt die Kunst darin, Entwicklungen so auszurichten, dass das Produkt in der Anwendung so einfach wie möglich wird. Gelungen ist dies mit einem Motor, der die Einfachheit eines Netzmotors mit den technischen Vorteilen einer elektronischen Antriebssteuerung kombiniert. www.AuD24.net/PDF/ADK13112770

Für vergleichsweise einfache Antriebslösungen sind Rollen-, Ketten- und Gurtförderer Klassiker im horizontalen Materialfluss. Die Motoren sind in der Regel fest mit dem Netz verbunden, die Abtriebsmomente und -drehzahlen werden über entsprechende Getriebearten und -übersetzungen realisiert. Die Steuerung erfolgt mit Schützen oder Startern, die wiederum von einer Steuerung geschaltet werden. Das Ganze ist etabliert und arbeitet mit hoher Verfügbarkeit. Aufgrund steigender Ansprüche an die Energieeffizienz und schärferer internationaler Normen, sind Motoren in den vergangenen Jahren verstärkt ins Rampenlicht der Entwicklung getreten. Das mehr an Kupfer in den Wicklungen für IE2 oder IE3 hat die sparsameren Motoren größer und teurer gemacht. Die Kombination mit Frequenzumrichtern zur bedarfsgerechten Dreh-zahlsteuerung bringt zwar ebenfalls bessere IE-Einstufungen mit sich. Bedeutet in einer Fülle von Anwendungen des Materialflusses aber eine Überdimensionierung.

Silizium statt Kupfer

nung spürbar. Dem Lenze Smart Motor löst eine Herausforderungen: Die neuen Antriebe bringen Standardisierung und hohe Energieeffizienz in Gleichklang. Der Kern der Innovation liegt vornehmlich in der im Klemmenkasten der Drehstrommotoren integrierten Intelligenz. Die Elektronik ist in der Lage, die hohen Anlaufmomente in der Fördertechnik durch eine vierfache Überlastfähigkeit des Nennmoments zu bewältigen. Dieser Effekt führt dazu, dass die Förderstrecke trotz schneller Beschleunigungsvorgänge im Dauerbetrieb nicht überdimensioniert ist. Dieser Zusammenhang bringt Vorteile mit sich: Weil dieses Verhalten kleinere Auslegungen ermöglicht, sind kompaktere Motoren mit weniger Leistung auswählbar. Die niedrigere Nennleistung bringt weiter den Vorteil mit sich, dass die Motoren im konstanten Fahrbetrieb dichter an ihrem optimalen Betriebspunkt sind und deshalb mit weniger Verlusten drehen – unterstützt von einer zusätzlichen Energiesparfunktion. Lenze hat bei der Konstruktion darauf geachtet, dass die Baugrößenvorteile kleinerer Motoren nicht von einem überdimensionierten Klemmenkasten geschmälert werden. Folglich fällt auch das Umrüsten bestehender Anlagen leicht, weil keine konstruktiven Hemmnisse zu erwarten sind.

Nicht minder spannend ist die Frage: Wie lässt sich durch geschicktes Varianten- und Bauteilemanagement die Masse unterschiedlicher Antriebsachsen in der Intralogistik in den Ein Motor mit vielen Möglichkeiten Griff bekommen? Die hohen Anlaufmomente mit anschließend vergleichsweise niedrigen Dauermomenten verlangen in Wie eingangs skizziert, setzen die Hersteller von Materialder Fördertechnik nach Antrieben ohne große Überdimensio- flusstechnik einerseits Antriebe ein, die optimal für die jeweinierung. Was zu viel ist, wird spätestens bei der Stromrech- lige Aufgabe konzipiert sind. Andererseits dürfen sie die Stan-

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T E X T: Thorben Steinmann, Lenze FOTOS: Lenze

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Der Lenze Smart Motor kombiniert die Einfachheit eines Netzmo-

Maschinen- und Anlagenbauer aus dem Bereich horizontaler För-

tors mit den technischen Vorteilen einer elektronischen Antriebs-

dertechnik profitieren von einer reduzierten Variantenvielfalt der

steuerung

Antriebe und flexiblen Einsatzmöglichkeiten

dardisierung nicht aus dem Blick verlieren. Die Praxis zeigt allerdings eine kaum noch zu überschauende Zahl an fertig konfigurierten Getriebemotoren, die sich im Grunde nur durch unterschiedliche Drehzahlen unterscheiden. Diese Varianz sorgt für mehr Arbeit bei Engineering, Dokumentation sowie Bevorratung. Das sind nur vier Bereiche innerhalb der Wertschöpfungskette, die sich optimieren lassen. Ein Hersteller hat errechnet, dass mit dem Lenze Smart Motor Varianten an Motoren um 60 bis 80 Prozent reduzierbar sind. Der ausschlaggebende Grund dafür: Die Drehzahl des Motors ist direkt vor Ort einstellbar. Mit einer Variante können Drehzahlen von 500 bis 2600 Umdrehungen in der Minute bei konstantem Drehmoment abgedeckt werden.

oder direkt in der Anlage die gewünschten Drehzahlen und Rampen eingestellt werden. Das Ganze funktioniert berührungslos, ohne das Gerät erst aufschrauben zu müssen. Die Motoren bieten ferner zwei digitale Eingänge und einen Ausgang. Sie machen es möglich, dass eine Steuerung den Motoren im laufenden Betrieb zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten sowie Start- und Stoppbefehle geben kann. Darüber hinaus lassen sich ein Softstart sowie der Drehrichtungswechsel sehr einfach realisieren. Weil Start- und Bremsrampen individuell einstellbar sind, gibt es keine unkontrollierten Drehmomentsprünge, die die Anlagenmechanik belasten oder das Fördergut aus dem Gleichgewicht bringen. Auch beim Verschleiß gibt es Vorteile: Die Motoren integrieren die Funktion von Schützen auf elektronische Weise. Parametrierung per NFC Diese Alternative schafft Platz im Schaltschrank und vermeidet einen Verschleiß mechanischer Schaltkontakte. Ebenfalls Weiterhin werden die Smart Motoren sowohl berührungs- integriert ist ein Motorvollschutz, so dass beispielsweise die los und ohne Adressierung als auch spannungslos eingestellt. Motortemperatur nicht mehr extern überwacht werden muss. Lenze nutzt für das Parametrieren die NFC-Technik – die so genannte Near Field Communication, die in Smartphones im- Ein Motor für viele Aufgaben mer mehr eingesetzt wird. In Verbindung mit einer Smartphone-App können die Motoren daher für ihre Aufgabe vorbereiEinfache Bestellungen mit wenigen Motortypen, keine Vertet werden, ohne dass Spannung angelegt sein muss. wechslungsgefahr bei der Montage und einfache InbetriebnahEin Nebeneffekt dieser App: Weil die Programme für den me: Mit dem Lenze Smart Motor lassen sich eine Vielzahl an Telefonbetrieb in sich kompakt gehalten sind, ist das Inbetrieb- Aufgaben in der horizontalen Fördertechnik ohne aufwändiges nahmewerkzeug so einfach wie nur möglich zu machen. Mit Variantenmanagement erledigen. ☐ > MORE@CLICK ADK13112770 dieser App können nach dem Auspacken auf der Werkbank

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DEN TAKT ERHÖHEN Die Mikromontage in der Massenproduktion stellt im Maschinenbau eine besondere Herausforderung an Sorgfalt und Präzision dar. Dabei ist eine hohe Taktgeschwindigkeit die Basis für Produktivitätssteigerung. Um den Takt weiter zu erhöhen, muss das Gewicht der Anlage minimiert sowie die einwandfreie Synchronisation der Abläufe sichergestellt werden. www.AuD24.net/PDF/ADK13114780

Mikroautomatisierungsprozesse in der Massenproduktion umzusetzen, erfordert eingehende Kenntnis der Abläufe in der Fertigung kleinster, komplexer Produkte. Größte Präzision im Umgang mit Kleinstteilen ist essenziell. Mit einer maximalen Geschwindigkeit lässt sich zudem in der Massenproduktion eine wirtschaftlich optimale Produktivitätssteigerung erzielen. Das Verbessern der Taktzahl ist dabei unmittelbar mit der Massenreduktion einer Anlage verbunden. Nur eine Anlage mit wenig Masse lässt Höchstgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Qualität zu. Das bedeutet: Um die Taktung der Produktionsabläufe zu steigern und auf höchstem Niveau zu halten, muss jede einzelne Mechanikkomponente und insbesondere die zu bewegenden Teile – kurz die gesamte Anlage – unter der Prämisse Minimalgewicht konzipiert sein. Dabei müssen alle in der Anlage verbauten Automatisierungskomponenten reibungslos miteinander kommunizieren, um höchste Präzision gewährleisten zu können.

In solchen Rundlauftischen werden für unterschiedliche Automatisierungsaufgaben jeweils spezifische Komponenten eingesetzt: beispielweise eine SPS für den gesamten Maschinenablauf, ein Motion Controller für die Bewegungssteuerung und Roboter für das Teile-Handling. In der Regel stammen alle Komponenten von unterschiedlichen Herstellern und müssen über Ethernet oder verschiedene Ein- und Ausgänge miteinander verbunden werden, um die Abläufe zu synchronisieren. Das heißt aber auch, je mehr unterschiedliche Systeme zum Einsatz kommen, desto höher ist der Kommunikationsaufwand, desto eingeschränkter ist die Datenübertragung und desto langsamer ist die Synchronisation. Automatisierungsplattformen hingegen ermöglichen eine reibungslose und sofortige Datenübertragung. Das Anlagenkonzept von PInS basiert beispielsweise auf der Electric iQ Platform von Mitsubishi: Roboter, Steuerungs-, Servo-Motion- und Monitoring-Komponenten bauen einheitlich auf dieser Plattform auf. Die Produkte sind aufeinander abgestimmt. Durch die unmittelbare Kommunikation verfügt somit Kernfaktoren: Masse und Kommunikation eine SPS automatisch über alle Informationen der Motion-CPU und umgekehrt. Die Automatisierungsplattform ermöglicht Für die Mikromontage in der Massenproduktion kommen also eine schnelle Synchronisation der Arbeitsvorgänge und indexierende, also in einer Produktionslinie integrierte trägt damit maßgeblich zu einer hohen Taktung bei. Rundtakttische zum Einsatz. Zum Beispiel hat die MaschinenAlle CPUs des Rundlauftisches sind auf den Baugruppenbausparte der Royal Philips Electronics, Philips Innovation träger der iQ Platform montiert und kommunizieren über den Services (PInS), Sparte Industrialization, einen kompakten, in- Rückwandbus unmittelbar miteinander. Die SPS-CPU ist das dexierenden Direct-Drive-Rundtakttisch für das Handling von Kernstück der Plattform und erlaubt einen schnellen DatenzuKleinstteilen in der Massenproduktion entwickelt, bei dem die griff. Durch die Synchronisation in Echtzeit generiert die Memaximale Geschwindigkeit eines solchen Rundlauftisches von chanik mehr Leistung und vor allem mehr Geschwindigkeit als 00 auf bis zu 80 Takte pro Minute erhöht wurde. Wobei die bei einer Vernetzung der Komponenten über offenes Ethernet. Entwickler besonderen Wert auf Präzision legten. Auf diese Weise lässt sich die Taktung maximieren.

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T E X T: Jörg Springsguth, Mitsubishi Electric Europe FOTOS: Mitsubishi Electric Europe

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Alle CPUs sind auf den Baugruppenträger der iQ Platform montiert und kommunizieren über den Rückwandbus miteinander

Die Maschine ist komplett auf einem Motion-System aufgebaut. Zwei digitale AC-Servoverstärker sorgen dafür, dass die Trägerplatte in der Mitte des Tisches rundläuft und schließen den Kreislauf des Ein- und Aussetzens der Produkte. Dabei halten sie die Geschwindigkeit synchron. So kann die Anlage stufenlos hoch- und heruntergefahren werden, je nach geplantem Produktionsvolumen zum Beispiel von 80 auf 60 Takte. Das Motion-System synchronisiert die Abläufe automatisch, so dass ein Nachjustieren nicht nötig ist. Automatisierungsplattformen kommen auch der aktuellen Forderung der Maschinenbauer nach einem möglichst hohen Integrationsgrad der Automation von Anlagen nach. Durch die Datenübertragung über eine einzige Plattform lassen sich die Dauer der Kommunikationszyklen und die Totzeiten der Übertragung auf ein Minimum reduzieren. Zusätzlich lässt sich während der Programmerstellung Zeit einsparen, indem alle unterschiedlichen Komponenten auf einer Plattform integriert sind.

Neben der gesteigerten Produktivität trägt die Gewichtsreduzierung der Anlage auch zu einem niedrigeren Energieverbrauch bei, denn für die Bewegung kleinerer Massen ist weniger Energie nötig. Ursprünglich war die für einen solchen Rundtakttisch erforderliche Leistung mit 22 kW/h berechnet. Durch den Einbau von gewichtsreduzierten Automatisierungselementen mit einer höherwertigeren Technik konnte diese Verbrauchsprognose auf 5,5 kW/h reduziert werden.

Erhöhte Taktung

Das beschriebene Anlagenkonzept für die Mikromontage in der Massenfertigung ermöglicht je nach Anforderung eine Geschwindigkeit von 00 auf bis zu 80 Takte pro Minute. Die erhöhte Taktung wiederum ist Voraussetzung für eine Produktivitätssteigerung. Realisiert wird diese optimierte Geschwindigkeit durch die Massenreduktion, eine kompakte Bauweise und der Synchronisation über eine einheitliche AutomatisieFlexibles Mikromontagekonzept rungsplattform. Für die nötige Massenreduktion sind aufeinander abgeDas Anlagenkonzept von PInS ist auf unterschiedliche Pro- stimmte kompakte Automatisierungskomponenten nötig. zessschritte wie Fügeaufgaben, Umformen, Beschichten oder Gleichzeitig kann mittels einer reibungslosen DatenübertraMessvorgänge in der Mikromontage anwendbar. Es richtet sich gung über eine einheitliche Automatisierungsplattform Präan produzierende Unternehmen, die Teile in großer Stückzahl zision und Qualität in der Aufgabenausführung sichergestellt herstellen, kontrollieren und messen müssen, zum Beispiel in werden. Aufgrund des geringeren Gewichts der Anlage ergeder Lebensmittel- und Verpackungsindustrie, der pharmazeu- ben sich Energieeinsparungen von bis zu 75 Prozent. Das tischen Industrie, im Automobilsektor oder in der Feinmecha- Konzept wird mit einem Direct-Drive-Rundlauftisch umgenik wie der Medizintechnik. Der Rundtakttisch ist auch bei setzt, der flexibel auf die unterschiedlichen Aufgaben anhoher Geschwindigkeit in der Lage, bruchempfindliche Teile passbar ist. ☐ > MORE@CLICK ADK13114780 wie Glasröhrchen zu handhaben.

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ROBOTER OHNE SICHERHEITSZAUN Immer häufiger werden Industrieroboter in der automatisierten Fertigung eingesetzt. Bislang mussten sie allerdings aus Sicherheitsgründen in Zellen isoliert werden. Mit zertifizierten Funktionsbausteinen ist die Robotersicherheit soweit erhöht worden, dass Mensch und Roboter nun Hand in Hand zusammenarbeiten können. www.AuD24.net/PDF/ADK13121130

Neben Maschinen übernehmen zunehmend auch Industrieroboter Tätigkeiten in der Fertigung. Am weitest verbreitet sind Knickarmroboter mit sechs elektromechanisch angetriebenen Bewegungsachsen. Industrieroboter jedoch so sicher zu machen, dass sie ohne trennende Schutzeinrichtungen mit Menschen Hand in Hand arbeiten können, das ist das Ziel von B&R. Geregelt werden die sicherheitstechnischen Anforderungen an Industrieroboter beziehungsweise Robotersysteme in Kollaboration mit menschlicher Arbeitskraft in den Normen EN ISO 028 Teil  und Teil 2. Sie legen unter anderem fest, bis zu welchem Maß der menschliche Körper belastet werden darf. Diese definierten Höchstgrenzen gewährleisten, dass Menschen, die mit Robotern zusammenarbeiten, nicht ernsthaft gefährdet werden. Richtwerte, die Folgen von Kollisionen harmlos halten, sind: Eine sichere Kraftbegrenzung auf maximal 50 N, eine sicher auf maximal 250 mm/s reduzierte Geschwindigkeit und selbsttätiges Anhalten bei Annäherung.

auf den gesamten Roboter und damit auch auf den Werkzeugarbeitspunkt (TCP: Tool Center Point). Als ersten Baustein einer erweiterten Robotersicherheit schuf B&R 20 die Funktion SLS (Safely Limited Speed) am TCP als SafeRobotics-Bibliothek mit TÜV-zertifizierten Parameter- und Funktionsbausteinen für die sichere Programmierumgebung SafeDesigner. Mit diesen Funktionsbausteinen werden sicherheitsgerichtete Steuerungsprogramme in der Sicherheitssteuerung SafeLogic entwickelt. Diese ermitteln durch Transformation der sicheren Informationen über Status, Position und Geschwindigkeit der einzelnen Achsen die tatsächliche Geschwindigkeit am Werkzeugarbeitspunkt und vergleichen sie mit den sicheren Vorgabewerten.

Beschreibung der Kinematik

In der ersten Version der SafeRobotics-Funktionen bediente sich das Überwachungs-Softwaremodul eines KineZertifizierte Sicherheit matik-Beschreibungsbausteins. Dieser ist für alle gängigen Robotertypen frei konfigurierbar. Allerdings muss hier die resulHinter den Verfahrwegen von Werkzeugen oder Greifern, tierende Sicherheitsapplikation für jeden Robotertyp separat mit denen Industrieroboter ihre Arbeit verrichten, stehen zertifiziert werden. komplexe Achsbewegungsmuster der vielgelenkigen MaschiUm Kunden diesen Aufwand abzunehmen, hat B&R eine nen. Wichtig ist, dass sich die sichere Überwachung der Ge- effiziente Lösung entwickelt und verwendet nun einen Satz schwindigkeit nicht nur auf einzelne Achsen bezieht, sondern homogener Parameter zur Kinematikbeschreibung. Dieser ist,

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T E X T: Gernot Bachler, B&R FOTOS: B&R

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Ein zertifizierter Funktionsbaustein ermöglicht die Überwachung

Mit der verallgemeinerten Kinematikbeschreibung über nachlad-

des Werkzeugarbeitspunktes – die normierten Parameter werden

bare Tabellen kann jede beliebige serielle Kinematik mit bis zu elf

aus einer Tabelle mit den tatsächlichen Werten nachgeladen

Dreh- und Schubachsen beschrieben werden

unabhängig von den tatsächlich hinterlegten Werten, allgemein für jede erdenkliche Kinematik mit bis zu elf Dreh- oder Schubachsen gültig. Dass die Programmierung für die Sicherheitssteuerung nicht erneut zertifiziert werden muss, ist nur ein Vorteil der Lösung. Darüber hinaus können mittels der Parameter für die Transformation auch Mischkonfigurationen beschrieben werden. Dabei bewegt sich der Roboter zusätzlich auf einer linearen Portalachse oder auf einem Rundtisch. Mittels der Parameter werden auch Mechaniken beherrschbar, bei denen unterschiedliche Achsen mechanisch miteinander verkoppelt sind. Dreht sich zum Beispiel Achse 4, so ändert Achse 5 gleichzeitig ihren Winkel. Teil der erweiterten Möglichkeiten von SafeRobotics ist ein weiterer Funktionsblock, der die zusätzlichen Freiheitsgrade leichter handhabbar macht. Er prüft die hinterlegten Parameter auf Plausibilität. So wird die Funktion Safely Limited Speed am Tool Center Point zum einfach anwendbaren SicherheitsBaukasten – speziell wenn Anwender auf vorinstallierte Parametersätze handelsüblicher Robotertypen zurückgreifen, die von den Roboterherstellern bereitgestellt werden.

matikherstellers verwendet wird oder eine Einbindung in allgemeine Steuerungssysteme besteht. Möglich macht dies das offene und busunabhängige Sicherheitsprotokoll OpenSafety. Einzige Voraussetzung ist lediglich die Bereitstellung sicherheitsgerichteter Positionsdaten und die Möglichkeit der Antriebe, sichere Reaktionen zu verarbeiten. Aufgrund der integrierten Sicherheitsfunktionen und der erhöhten Reaktionsfähigkeit sind dafür Antriebskomponenten wie Acoposmulti mit SafeMC geeignet. Damit ausgestattete Antriebe weisen eine typische Fehleraufdeckungs- und Reaktionszeit von 7 ms auf. Das entspricht etwa einem Zehntel dessen, was mit RelaisSicherheitsschaltungen erzielbar ist und verkürzt den Anhalteweg um den Faktor 00.

Sicher zusammenarbeiten

Anwender von SafeRobotics benötigen kein Wissen über die Berechnung von Bahnkurven oder -geschwindigkeiten. Die Berechnung übernehmen eingebaute Transformationsmechanismen. Dadurch werden Anwender optimal unterstützt und können sich auf ihre Kernaufgaben konzentrieren. Freie Wahl der Ansteuerung Seit der Erfindung des elektromechanisch angetriebenen Sechsachs-Knickarmroboters vor gut 40 Jahren war es noch Bei der Art der Ansteuerung hat der Anwender freie nie so leicht, Mensch und Maschine sicher zusammenarbei> MORE@CLICK ADK13121130 Wahl, unabhängig davon ob die Robotersteuerung des Kine- ten zu lassen. ☐

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HOCHFLEXIBEL AUF KLEINEM RAUM Zwei Trends bestimmen aktuell das roboterbasierte Schweißen: integrierte Multi-RobotLösungen mit kooperierenden Robotern und der Einsatz einer siebten Achse. Das Ergebnis sind Anlagenlayouts mit höherer Roboterdichte – hochflexible und kompakt. www.AuD24.net/PDF/ADK13110710

Die zunehmend anspruchsvolle Marktsituation verlangt eine höhere Roboterdichte in der Produktion. Das gilt in besonderem Maße für Schweiß-Anwendungen, wie sie etwa das Bild in der Automobil- und Zulieferindustrie prägen. Grundsätzlich geht es darum, immer mehr Arbeitsinhalte mit möglichst begrenztem Flächenbedarf zu realisieren, um energieeffizient und wirtschaftlich zu produzieren. Dazu muss die Anzahl an Robotern pro Flächeneinheit deutlich erhöht werden. Insbesondere beim Punktschweißen wird dieser Trend noch verstärkt durch das so genannte Downsizing. Das bedeutet: Roboter und Punktschweißzangen werden mit immer weniger Gewicht konstruiert und benötigen entsprechend weniger Energie. Mit Standard-Schweißrobotern sind solche Anforderungen nur noch schwer zu erfüllen. Der Platzbedarf klassischer Sechsachser ist aufgrund ihrer eingeschränkten Bewegungsfreiheit für solche Produktionskonzepte in vielen Fällen zu hoch. Für aktuelle Schweiß-Lösungen bieten sich damit zwei Wege: Entweder werden bestehende Robotertypen innovativ eingesetzt, etwa in Form von integrierten Multi-Robot-Systemen. Oder man setzt auf neue Kinematik mit reduziertem Flächenbedarf bei gleichzeitig hoher Bewegungsfreiheit.

Erster Trend: Multi-Robot-Systeme In Multi-Robot-Systemen kooperieren bis zu acht Roboter beziehungsweise 72 Achsen synchron über eine gemeinsame

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Steuerung. Da jeder Roboter dabei die Positionen der anderen kennt, ist ein Crash ausgeschlossen. Insbesondere für komplexe Schweißanlagen eröffnet ein solcher Verbund neue Potenziale, zum Beispiel sind damit Lösungen zum vorrichtungslosen Schweißen möglich. Bei diesem Jigless genannten Verfahren ist keinerlei Vorrichtung zum Einspannen notwendig. Vielmehr übernehmen Roboter die Aufgabe der Vorrichtung: In einer Beispiel-Anwendung arbeiten insgesamt fünf Roboter synchron: Zwei halten das zu schweißende Teil; darauf abgestimmt übernehmen zwei Bahn- und ein Punktschweißroboter das eigentliche Verfahren. Die technische Voraussetzung für diesen komplexen Vorgang bildet eine Synchronsteuerung. Das Ergebnis dieser Multi-Robot-Lösung besteht in einem flexiblen, vollsynchronen Schweißprozess auf engstem Arbeitsraum. Ein weiterer Vorteil sind kürzere Zykluszeiten, weil der Einspannprozess entfällt. Zudem lassen sich Schweiß- und Handlingsprozesse in einem einzigen Schritt ausführen. Nicht zuletzt können die Handling-Roboter flexibel auch für andere Aufgaben und Anwendungen eingesetzt werden.

Vollautomatisches Schweißen von Kranauslegern Ein Beispiel aus der Praxis ist die vollautomatische Roboterschweißanlage bei einem Baumaschinenhersteller in Österreich. Die Aufgabe der Anlage ist, diverse Kranausleger mit einer Länge von 3 bis 2,5 m und einer Breite von 0,9 bis 3 m

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T E X T: Marion Reisert, Yaskawa Europe FOTOS: Yaskawa

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Jigless: Vorrichtungsloses Schweißen mit kooperierenden Robo-

Eine vollautomatische Roboterschweißanlage im Einsatz bei

tern ermöglicht einen flexiblen Schweißprozess

einem Baumaschinenhersteller

vollautomatisch herzustellen. Dabei muss die Roboterzelle hochflexibel sein, denn es werden insgesamt über 50 Teilevarianten produziert. Umgesetzt wurde diese Aufgabenstellung mit zwei identischen Roboterschweißzellen. In jeder Zelle der riesigen Anlage arbeiten jeweils vier Roboter auf Zehntelmillimeter genau zusammen: Zwei Sechsachser des Typs Motoman ES65 und Motoman ES200RN übernehmen die anspruchsvollen Handhabungsaufgaben zum Bereitstellen der benötigten Diagonalrohre; zwei Motoman-Schweißroboter EA900 sorgen für das Heften und spätere Ausschweißen der Diagonalrohre. Die Schnittstelle zwischen Schweißstation und Bereit-

stellung bedient ein weiterer Roboter, der über eine Verfahrachse längs der Anlage die beiden Bereiche verbindet. Der Prozess mit ausgeklügelter Schweißfolge, der den Verzug an den Bauteilen weitgehend verhindert, fordert von den kooperierenden Robotern maximale Performance und Zuverlässigkeit.

Zweiter Trend: Siebenachsroboter Bei aller Leistungsfähigkeit von intelligent eingesetzten Sechsachsern setzen sich zunehmend auch Schweiß- und

LESETIPP

Sie möchten sich an der nächsten Jahresausgabe des A&D-Kompendiums mit einem Fachbeitrag beteiligen? Rufen Sie uns an: Tel.+49.(0)89.500 383-21! Wir freuen uns auf Ihren Beitragsvorschlag und senden Ihnen gerne die Call-for-PapersFormulare zu!

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Die Roboterzelle muss hochflexibel sein, denn es werden darin

Siebenachsige Roboter eigenen sich gut zum Schweißen (links)

insgesamt über 50 Varianten produziert

und zum Punktschweißen (rechts)

Punktschweißroboter mit sieben Achsen durch. Gegenüber herkömmlichen Industrierobotern verfügen diese Typen über eine enorme Bewegungsfreiheit. Die Idee und die Entwicklung neuer, bisher nicht existierender Kinematik ging vom japanischen Automatisierungsmarkt sowie von der Automobilindustrie aus. Das dahinter stehende Technikkonzept orientiert sich an der physischen Gestalt des Menschen. Das Ergebnis sind kompakte und besonders bewegliche Roboterarme. Die technische Voraussetzung dafür bieten neu entwickelte hochflexible und ultraleichte Antriebseinheiten, in denen Motor, Getriebe, Bremse und Absolut-Encoder zu einer Einheit verschmolzen sind. siebenachsige Roboter erschließen damit Einsatzbereiche für die Automation, die mit den bisherigen, konventionellen Mehrachssyste-men nicht zu realisieren wären. Zum Beispiel ermöglicht der siebenachsige Punktschweißroboter Motoman VS50 Arbeiten in kleinstem Raum, nahes Arbeiten am Werkstück, Umfahren von Störkonturen sowie einen Positionswechsel synchron zur Bewegung der Punktzange. Der Blick auf den Arbeitsbereich des Siebenachsers zeigt, warum diese im Branchen-Jargon auch als Snake (Schlange) bezeichnet werden: Beweglich wie eine Schlange fährt der Roboter bestimmte Positionen im Raum an, die mit konventioneller Kinematik nicht zu erreichen ist. Möglich macht es die charakteristische Konstruktion des siebenachsigen Einarmroboters. Der siebenachsige Hochgeschwindigkeits-Schweißroboter Motoman VA400 eignet sich für das Schweißen von großen und schwierigen Werkstücken. Zudem können Bauteile mit mehreren, schwer zugänglichen Seiten einfacher bearbeitet werden. Beispiele sind: Fahrzeugachsen, Abgasanlagen, Sitze,

Querträger oder Blechteile mit komplizierten Bauteilkonturen. Ausgestattet ist der Siebenachser mit einem integrierten Brenner-Schlauchpaket durch den Oberarm und die Kopfachsen. In Vorrichtungen und an Bauteilen ist er besser zugänglich, da er geringere Störkonturen aufweist.

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Vorteile bei komplexen Werkstückgeometrien Aufgrund des minimalen Platzbedarfs – ein Resultat der siebensachsigen Konstruktion – lassen sich neue Strategien beim Planen und Realisieren von Karosserie-Rohbaulinien umsetzen. Dabei geht es nicht nur um eine höhere Roboterdichte auf engem Raum, was zu einer Flächenreduktion mit Kostenvorteilen sowie verbesserter Energieeffizienz führt. Auch die Arbeitsinhalte innerhalb der Produktionszellen lassen sich optimieren. Eine höhere Anzahl an Robotern innerhalb einer Zelle erlaubt die Integration zusätzlicher Arbeitsschritte. Vormals zwei Stationen können zu einer zusammengefasst werden. Damit lassen sich Karosseriebaulinien verkürzen und in Folge auch Transportwege und -zeiten.

Komplexe Schweißanlagen Beim Realisieren komplexer Schweißanlagen bieten integrierte Multi-Robot-Lösungen und Siebenachskinematik zeitgemäße Antworten auf aktuelle Marktforderungen nach Effizienz und Flexibilität. Die Voraussetzung dafür sind leistungsfähige Steuerungen sowie hochflexible und ultraleichte Antriebseinheiten sowie neuartige Kinematik. ☐ > MORE@CLICK ADK13110710

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MIT ZAHNSTANGENGETRIEBEN IM TAKT Arbeitsschritte in bestehenden Produktionsanlagen zu erweitern und zu automatisieren, stellt aufgrund vorgegebener Bauräume, Taktzeiten und Positionen oftmals eine besondere Herausforderung dar. Ein Mehrachsportal auf Basis eines Systembaukastens zahnradgetriebener Komponenten zeigt, dass kombinierte Funktionen eine schlanke und positioniergenaue Lösung T E X T: Michael Siener, DesignWerk

FOTOS: Leantechnik

www.AuD24.net/PDF/ADK13025060

Ein süddeutscher Maschinentechnik-Produzent benötigte eine Kombination aus Palettierer und Zuführeinrichtung zur Entnahme und Bestückung des Fließbandes einer Produktionsanlage mit technischen Rohteilen. Nach der Weiterverarbeitung sollten die Fertigteile an gleicher Stelle vom Laufband entnommen, zurückgesetzt sowie anschließend palettiert werden. Diese Aufgabe löste Leantechnik, Anbieter eines Baukastensystems von Zahnstangengetriebe für die Linear- und Automatisierungstechnik, mit einer maßgeschneiderten Portalanlage.

duktionsprozess jedem Rohteil ein Fertigteil, welches dem Band entnommen und in das leere Nest im Blister zurückgesetzt wird. Rohteile werden so im Blister sukzessive durch Fertigteile ersetzt. Bei einer Taktzeit von höchstens zwölf Sekunden für Entnahme, Zuführung und Zurücksetzen eines Rohteils, galt es eine Pufferzeit für das Stapeln und Entnehmen der Blister zu erzielen. Entsprechend wurde der Zyklus mit acht Sekunden geplant. In der so erhaltenen Pufferzeit greift der Palettierer einen mit Fertigteilen gefüllten Blister, platziert diesen auf der Der Takt als Maß aller Planungen rechten Palette und greift anschließend von der linken Palette ein Rohteil-Blister zur Positionierung für die Einzelentnahme. Zwei Palettenstellplätze sowie eine dazwischen liegende „Wir planten von Anfang an eine Zuführlösung mit DreiEntnahmeposition an der Bearbeitungsstation waren bei den achs-Greiferarm, weil ein solcher Arm beliebige Bewegungen vorgegebenen Taktzeiten wichtige Fixpunkte der Konzeption. im Raum ermöglicht und durch den Einsatz von Drehachsen Die zu verarbeitenden Rohteile werden in Blistern auf einer lin- das Ansteuern jeder beliebigen Position erlaubt. Durch die ken Palette vorgehalten, während die rechte Palette später die Kombination mit einem Zweiachspalettierer konnten wir die mit Fertigteilen gefüllten Blister aufnimmt. Die Palettenwagen geforderten Taktzeiten realisieren“, erklärt Reinhard Janzen, werden jeweils in einem Käfig positioniert, so dass eine präzise, Geschäftsführer von Leantechnik. gleichbleibende Position innerhalb des Portals gewährleistet ist. Sobald die rechte Palette komplett beladen ist, werden beide Kombinierte Funktionen Stellplätze von Hand geleert und bestückt. Für das Entnehmen und Zuführen der Rohteile hat das UnBasis der Anlage bilden die Komponenten der Serie lifgo 5 ternehmen aus Oberhausen zunächst das Greifen des Rohteil- in den Varianten lifgo linear und lifgo doppel. Um die notwenBlisters sowie dessen exakte Positionierung zur Einzelentnah- dige Positioniergenauigkeit zu gewährleisten, erfolgt der Anme geplant. In dieser Entnahmeposition werden Schritt für trieb der Komponenten mittels Servoantrieben mit AbsolutSchritt Rohteile gegriffen und auf dem Fließband der Bearbei- wertgebern. tungsstation platziert. Im Anschluss an die Bearbeitung kehren Die erste Funktionseinheit dient der Entnahme sowie dem die Teile auf dem Band als Fertigteil zurück. So folgt im Pro- Platzieren und Stapeln der Blister. Für diesen Zweck wurde ein

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Blister entnehmen, platzieren und stapeln: Hierfür wurde ein Zweiachspalettierer mit Greifereinheit entwickelt, der auf zwei

Zweiachspalettierer mit Greifereinheit entwickelt, der auf zwei Doppelgetrieben basiert. Diese Getriebe sind mit je zwei Zahnstangen ausgestattet, welche sich – angetrieben durch ein Ritzel – jeweils in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Die Zahnstangenenden nehmen dabei individuelle Entnahmehaken auf, so dass die Doppelgetriebe zum Greifermodul werden. Für die horizontalen und vertikalen Fahrwege der Anlage kommen Lifgo-Linearmodule zum Einsatz. Der horizontale Ausleger verfährt auf zwei nebeneinander montierten Zahnstangen an der Unterseite des Portals. Dabei erfolgt der Antrieb über ein Linearmodul auf der hinteren Zahnstange, während zwei Führungswagen auf der vorderen Zahnstange der Stabilisierung dienen. Das am Ende des horizontalen Auslegers montierte Linearmodul erledigt den notwendigen Hub mittels einer am vertikalen Greiferarm verlaufenden Zahnstange. Die zweite Funktionseinheit dient der Entnahme, der Zuführung und dem Zurücksetzen der Teile und wurde durch einen Dreiachs-Greiferarm mit pneumatischem Greifer realisiert. Zwei implementierte Drehachsen gewährleisten die variablen Positionierbewegungen. Wie beim Zweiachssystem wird der Greifer horizontal (X-Achse) über ein Linearmodul entlang der zwei Zahnstangen an der Portalunterseite bewegt, wobei hier ebenfalls ein Führungswagenduo auf der zweiten Zahnstange der Systemstabilisierung dient. Zusätzlich kann der Ausleger auf der dritten Achse (Y-Achse) über dem Laufband verfahren werden. Dies geschieht wie beim Zweiachssystem, auf zwei nebeneinander angebrachten Zahnstangen. Zur Aufnahme dieses Auslegers wurden an den

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Unterseiten der Führungswagen der X-Achse per Distanzstück zwei weitere Führungswagen montiert, welche im Zusammenspiel mit einem Linearmodul für das Verfahren des Auslegers auf der Y-Achse verantwortlich sind.

Biegesteif durch Stahlbau „Die notwendige Positioniergenauigkeit erfordert durch die Kombination von hohen Geschwindigkeiten mit auftretenden Querkräften ein Höchstmaß an Biegesteifigkeit. Unser Team hat dafür eine clevere und effektive mechanische Lösung zur Neutralisierung der Querkräfte erarbeitet“, erklärt Janzen. Durch je zwei führende Zahnstangen wurde die Biegesteifigkeit der Achsen bereits erhöht und auftretende Querkräfte neutralisiert. Um die präzise und schwingungsfreie Positionierung zu gewährleisten, wurde die vertikale Zahnstange beim Dreiachssystem kürzer als der Stahlträger gewählt. Diese Maßnahme erhöht die Biegesteifigkeit zusätzlich und erlaubt eine Anpassung an unterschiedlichste Querkräfte.

Präzises Mehrachsportal Mit den kreativ kombinierten mechanischen Funktionseinheiten ist das Mehrachsportal selbst bei hohen Geschwindigkeiten präzise. Die robuste und dennoch schlanke Gesamtkonstruktion fügt sich in die Gesamtanlage ein und verspricht Langlebigkeit, da die möglichen Leistungswerte der eingesetzten Komponenten nicht ausgeschöpft wurden. ☐ > MORE@CLICK ADK13025060

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Doppelgetrieben basiert

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INTELLIGENT VERDRAHTET Im Maschinen- und Schaltschrankbau geht es vermehrt um schlanke und effiziente Prozesse. Arbeitsabläufe, die nicht direkt zur Wertschöpfung beitragen, sollen eliminiert und Optimierungspotenziale ausgeschöpft werden. Möglich ist das mit der Lean-SolutionStrategie, die neuerdings auch die Antriebstechnik mit einschließt. T E X T: Guido Kerzmann, Eaton

FOTOS: Eaton

www.AuD24.net/PDF/ADK13111570

Betreiber von Anlagen schauen bei der Anschaffung von Systemen und Komponenten für ihre Maschinenparks nicht mehr nur auf die Anschaffungskosten und die Verfügbarkeit. Auch Betriebskostenoptimierung und verbesserte Energieeffizienz spielen eine immer wichtigere Rolle. Maschinenbauer sind gefordert, Lösungen zu entwickeln, die möglichst schlank, intelligent und robust sind. Hier setzen sie verstärkt auf dezentrale Automatisierungskonzepte. Dennoch ist vielfach die Verdrahtung im Schaltschrank und von dort in die Peripherie noch sehr aufwändig und fehleranfällig; meist sind Kommunikation und Stromversorgung weitestgehend voneinander getrennt. In dieser Hinsicht besteht Optimierungspotenzial und -bedarf.

Connectivity, Automation, Power Mit Lean Solution hat Eaton sich zum Ziel gesetzt, diese Problematik anzugehen und die Lean-Methodik auf das Engineering und die Automatisierungsprozesse zu übertragen. Dabei geht es darum, die Arbeitsabläufe im Maschinen- und Schaltschrankbau zu optimieren. Die Lean-Solution-Strategie umfasst hierfür die Themen: Lean Connectivity, Lean Automation und Lean Power. Sie basiert im Wesentlichen auf Eatons SmartWire-DT-Technologie. Sie ersetzt die Einzelverdrahtung von Schaltgeräten, Sensoren

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und Aktoren mit der zentralen Steuerung. Alle Komponenten werden nun über ein grünes Kabel mit Strom versorgt und sind gleichzeitig kommunikationsfähig, da SmartWire-DT auch die Datenkommunikation übernimmt. Damit gelingt es, den Aufwand für Verdrahtung, Test und Inbetriebnahme in vielen Fällen um bis zu 85 Prozent zu reduzieren. Die Vorteile des Konzepts machen sich zudem bei der vereinfachten Planung und Projektierung sowie der unkomplizierten Fehlersuche bemerkbar. Alle diese Aspekte lassen sich unter dem Begriff Lean Connectivity zusammenfassen. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, direkten Zugang zu Daten zu schaffen, auf die zuvor keine Zugriffsmöglichkeit bestand. Wenn sich zum Beispiel in einer Maschine ein Lagerschaden abzeichnet, nimmt diese plötzlich mehr Strom auf. Bisher haben Betreiber solch ein Problem erst beim Auslösen eines Schutzschalters bemerkt. Heute stehen ihnen über SmartWire-DT detaillierte Informationen auch bezüglich des Stromverbrauchs einzelner Verbraucher oder auch der thermischen Auslastung von Motoren zur Verfügung, die sich in der Steuerung auswerten lassen. So besteht die Möglichkeit, frühzeitig entsprechende Maßnahmen einzuleiten und die Anlagenverfügbarkeit und Sicherheit zu verbessern. In Kombination mit Eatons HMI/PLCs, bei der eine singuläre Einheit alle Steuerungs-, Visualisierungs- und Datenma-

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Die Lean-Solution-Strategie umfasst die Themen Lean Connecti-

Alle Komponenten werden über ein grünes Kabel mit Strom ver-

vity, Lean Automation und Lean Power und basiert im Wesentli-

sorgt und sind gleichzeitig kommunikationsfähig, da SmartWire-

chen auf der SmartWire-DT-Technologie

DT auch die Datenkommunikation übernimmt

nagementaufgaben übernimmt, entfallen gemäß dem LeanAutomation-Gedanken mitunter ganze Geräteebenen wie I/OBaugruppen und folglich entsprechende Anschaffungs- und Wartungskosten. Über Gateways (Profinet, Profibus-DP, CANopen, Ethernet IP, Modbus) lässt sich das System alternativ auch mit Steuerungen anderer Hersteller verknüpfen. Das Lean-Power-Konzept zielt auf den Einsatz energieeffizienter Komponenten und die Standardisierung der Steuerstromverdrahtung ab. Zudem geht es darum, die Energieeffizienz einer Maschine oder Anlage mit Hilfe der durch SmartWire-DT verbesserten Datentransparenz zu erhöhen. Von der Steuerung bis zum Sensor/Aktor liegen die Strom- und Energieverbräuche vor, die sich damit leicht analysieren und gezielt optimieren lassen.

dem Maschinenbau und auch der Förder- und Gebäudetechnik, wo es vielfach um den Antrieb von Pumpen, Lüftern, Förderbändern, Kränen, Wickelmaschinen, Kompressoren oder Aufzügen geht, eine einfach zu installierende und energieeffiziente Lösung zur Verfügung – für einen Leistungsbereich von bis zu 250 kW. Zum Anbinden der Frequenzumrichter an SmartWire-DT wird ein Funktionselement auf das Gerät aufgesteckt – die konventionelle Steuerstromverdrahtung entfällt. Über diese Schnittstelle sind die Frequenzumrichter zentral parametrierbar. Nun kann der Anwender direkt Steuerbefehle über das Netzwerk an die Geräte senden sowie Diagnosedaten auslesen. Die Gerätesteuerung ist entweder über ein 8 Bit breites Basisprofil oder über ein dem Profidrive-Profil vergleichbares Steuerprofil möglich. Die Mechanismen zum Lesen und Frequenzumrichter integrieren Schreiben der Geräteparameter nutzen den im Profidrive-Profil für die Antriebe beschriebenen Parameterkanal. Dieser bieAnlagenbetreiber und Maschinenbauer profitieren insbe- tet einen einheitlichen Parameterzugriff auf Frequenzumrichsondere, wenn sie Lean Solution vom Schaltschrank bis an die ter und auch auf Softstarter wie den DS7 von Eaton. Maschine in ihre Systeme integrieren. Dies schließt auch die Ein Diagnosesystem erlaubt das differenzierte Erkennen Antriebstechnik mit ein. Nicht nur Motorstarter, Motorstarter- und Melden von Fehlern sowie das Auslesen des Fehlerspeikombinationen, Leistungsschalter und Softstarter, sondern chers. Mit den intelligenten Frequenzumrichtern sind Betreiauch Frequenzumrichter lassen sich direkt in SmartWire-DT ber in der Lage, ihre Maschinen und Anlagen stets lastorieneinbinden. Mit Frequenzumrichtern wie dem PowerXL steht tiert und optimiert zu steuern, so dass sie die Energieeffizienz

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Lean-Solution-Lösung für Motor Control Centre: Intelligente Motor-Control-Center-Einschübe für das Schaltanlagensystem xEnergy, die an SmartWire-DT angebunden werden können

ihrer Maschinen steigern und die Betriebskosten senken können. Alternativ zum Einbau im Schaltschrank stehen die Frequenzumrichter nun in Schutzart IP66 zur Verfügung und erlauben somit den Einsatz auch direkt neben dem Motor oder an der Maschine. Damit sind sie vielseitig anwendbar und können auch in rauen Industrieumgebungen nachgerüstet werden.

Vorausschauende Wartung Für den Fall, dass Motor Control Centre (MCC) zum Einsatz kommen, gibt es auch eine Lösung: Intelligente MotorControl-Center(iMCC)-Einschübe für das Schaltanlagensystem xEnergy, die an SmartWire-DT angebunden werden können. Hier eröffnen sich ebenfalls umfangreiche Möglichkeiten für Diagnosefunktionen, die eine Fehleranalyse erleichtern. Das Auswechseln der Einschübe bei laufendem Betrieb gekoppelt mit der Möglichkeit der vorausschauenden Wartung dank der dezentralen Intelligenz ermöglicht es Betreibern, die Verfügbarkeit ihrer Maschinen und Anlagen zu erhöhen. Dadurch, dass SmartWire-DT die komplette Steuerverdrahtung innerhalb der Einschübe sowie die Verdrahtung zur übergeordneten

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Steuerung ersetzt, reduziert sich auch hier der Verdrahtungsaufwand, was wiederum mit Kosteneinsparungen einhergeht.

Schlankes Automatisierungssystem Die Lean-Solution-Strategie basierend auf SmartWire-DT ist heute ein erprobtes und bewährtes Konzept, das stetig ausgebaut wird und zunehmend Akzeptanz am Markt findet. Denn kommunikationsfähige Schaltgeräte- und Antriebslösungen mit dezentraler Intelligenz unterstützen Anlagenbetreiber dabei, ihre Prozesse zu vereinfachen, ihre Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen, Kosten zu sparen und energieeffizienter zu werden. Lean Solution bietet die Möglichkeit, ein durchgängiges schlankes Automatisierungssystem zu realisieren, das vom Schaltschrank bis an die Maschine reicht. Dabei sollen die Steuerungen in Zukunft nicht nur über SmartWire-DT mit elektrischen Komponenten wie Schaltgeräten, Frequenzumrichtern, Befehls- und Meldegeräten, Signalsäulen sowie Sensoren, sondern auch mit hydraulischen Komponenten wie Ventilen kommunizieren. Ziel von Eaton ist es, hier in Kürze die Welt der Hydraulik mit der Elektro- und Automatisierungstechnik direkt zu verknüpfen. ☐ > MORE@CLICK ADK13111570

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Inhalt der Rubrik

ST EUERN & VER NE TZEN

STEUERN & VERNETZEN

Bild-Sponsor: Hilscher

132 Automatisierung als Enabler für Industrie 4.0 133 Sicherheit einfach programmieren Effiziente Programmierung komplexer Sicherheitsfunktionen 136 Einfache Safety-Anwendungen sicher ansteuern Integration sicherer Ein- und Ausgänge in Automatisierungsgeräte gemäß Profisafe-Standard

140 Quer und sicher kommunizieren Sichere Kopplung von Maschinen und Anlagen mit unterschiedlichen Steuerungen

152 Embedded Secure Boot Wie vertrauenswürdig kann GNU/Linux sein?

143 Integrierte Sicherheitstechnik Die Vorteile eingebetteter Sicherheitstechnik in Standardlösungen

156 Nur ein Kabel zum Kommunizieren Gemeinsame Netzwerkinfrastruktur für Ethernet/IP und Sercos III

146 Busintegrierte Sicherheit Skalierbare Sicherheitssteuerung auch für Kleinanwendungen

159 Redundanz gegen Netzwerkprobleme Welches Redundanzverfahren ist in welcher Applikation das richtige?

148 Qualitätsmerkmal Wartungsfreiheit Gesamtbetriebskosten mit den richtigen technischen Parametern minimieren

162 Hochverfügbares und sicheres WLAN Parallel Redundancy Protocol als Timing Combiner für hochverfügbares WLAN 1 2 9

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P R O M OT I O N

AUTOMATION HAUTNAH In der industriellen Kommunikationstechnik setzt Hilscher seit mehr als 20 Jahren Maßstäbe. Dabei sind Produkte, Technologien und Service nicht nur weltweit führend, sondern können sich im wahrsten Sinne des Wortes auch sehen lassen. TEXT: Hilscher BILDER: Dominik Gierke

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P R O M OT I O N

STEUERN & VERNETZEN

Automatisierung verständlich machen

ST EUERN & VE RN E TZEN

Einheitliche Netzwerke sind in Industrieanlagen nicht immer zu finden. Für die Datenübergabe über Protokollgrenzen hinweg ist daher ein „Übersetzer“ wie der Protokollumsetzer netTAP notwendig. Er ermöglicht die einfache und effiziente Konvertierung von zwei Protokollen.

Kommunikations-Standard Mit den cifX-Karten für die PC-basierte Automatisierung bietet Hilscher Lösungen für alle PC-Schnittstellen und Bauformen an. Mit der neuen Generation der cifX-Karten werden neben der traditionellen Feldbustechnik auch alle etablierten Real-Time-Ethernet-Systeme unterstützt. w w w. A u D 2 4 . n e t

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STEUERN & VERNETZEN

AUTOMATISIERUNG ALS ENABLER FÜR INDUSTRIE 4.0 TEXT: Peter Mischitz, Mitsubishi Electric F OT O : Mitsubishi Electric

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Die Dimension von Industrie 4.0 lässt sich tensicherheit. Um festzulegen, wer wann mit an einem einfachen Beispiel veranschauliwem welche Daten austauschen darf, sind die chen: Mit einem Grafikprogramm haben Sie Spezifikation und Standardisierung geeignedas Layout eines Fotobuchs erstellt und die ter flexibler Konzepte und Werkzeuge nötig. Daten gespeichert. Im Internet besuchen Sie Gleichzeitig wird den Systemen gegenüber ein entsprechendes Portal und laden die Dafahrlässigem Verhalten zunehmend Toleranz ten hoch. Mit den Parametern Preis und Lieabverlangt. ferzeit grenzen sie den Auftrag ein. Fertig. Ein ERP-Programm analysiert nun die Daten und Die Produktion im Wandel ermittelt mögliche Produzenten. Die ausgewählte Firma erhält den Auftrag und eine diFür reibungslose Prozessabläufe ist wichgitale Offsetdruckmaschine empfängt die Datig, dass Änderungen der KommunikationsPeter Mischitz, ten und druckt das Fotobuch. Versandfertig teilnehmer und Dateninhalte schnell überManager OEM Program Europa verpackt und etikettiert, wird es an die Logisnommen werden. Dazu muss der Kommunibei Mitsubishi Electric tik weitergeleitet. Jetzt fehlen nur noch Rechkationsaufbau automatisch erfolgen und nach nungsstellung und Auslieferung. So einfach Abschluss der Aufgabe wieder beendet werkann die Zukunft sein. Doch eine wichtige Frage muss geklärt den. Den Produktionsanlagen müssen entsprechende Angawerden: Wie lassen sich die personenbezogenen Daten gegen ben zu Konfiguration und Parametrierung, Tools oder WerkMissbrauch schützen, wenn mehrere Firmen die Produktionszeug vorliegen. Die Steuerung wird als aktive Netzwerkkomschritte durchführen? Die Dimensionen der Kommunikation, ponente in der Lage sein, sich nach Bedarf mit den anderen Datenmenge und Datensicherheit explodieren förmlich, wenn Systemen zu verbinden und die benötigten konsistenten Daes um komplexe Produkte mit vielen Zulieferern geht. ten zusammenzustellen. Damit Anlagen zunehmend intelligenter werden können, Lokale und überregionale Vernetzung ist der massive Einsatz von Sensoren notwendig. Um die Zykluszeiten möglichst gering zu halten, ist eine optimale InteDie Industrie 4.0 ermöglicht sowohl die lokale als auch gration der Sensorschnittstellen in den Steuerungen erforüberregionale Anlagenvernetzung mit wechselnden Teilnehderlich. Außerdem werden RFID-Systeme zur Realisierung mern. Produkte, zum Beispiel zur M2M-Kommunikation, sueiner schlanken Intralogistik und bei der Datenkonsistenz chen selbständig die geeignete Maschine oder Produktionslinie. eine Schlüsselrolle übernehmen. Auch die Anlagenqualität Folglich müssen die Anlagen wesentlich flexibler und mit einer und -robustheit lässt sich durch Vision-Systeme erheblich höheren Fehlertoleranz konstruiert werden. Dabei müssen sie verbessern. Um die Anlagenverfügbarkeit zu gewährleisten, sich automatisch auf neue Produkte einstellen und sofort in gesind geeignete Standards für intelligente Sensoren nötig. wünschter Qualität fertigen. Um minimale Stillstand- und UmDie Anforderungen an die Steuerungstechnik der Zurüstzeiten zu erreichen, ist es entscheidend, dass Informationen kunft sind hoch. Zur Umsetzung von Industrie 4.0 sind eine in kürzester Zeit verfügbar sind. Die Darstellung der Produktigute Evolutionsstrategie und die richtigen Migrationsschritte onsabläufe kann unter anderem auf PC, Laptop, Tablet oder der Steuerungshersteller gefragt. – Wie viel IT-FunktionaliSmartphone mit unterschiedlichen Ausprägungen für Bedientät passt in eine Steuerung und wie stellt man die Kompatibiund Wartungspersonal oder Management erfolgen. lität sicher? Diese und weitere Fragen stellen sich AutomatiWelche Konsequenzen haben diese Prognosen für Automasierungsanbietern. Ihnen steht eine spannende Zeit bevor! tisierungsgeräte? Eine der größten Herausforderungen ist die Klar ist: Ohne Maschinensteuerungen bewegt sich nichts. ☐ grenzenlose Kommunikation bei absoluter Netzwerk- und Da> MORE@CLICK ADK13450080

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STEUERN & VERNETZEN

SICHERHEIT EINFACH PROGRAMMIEREN Programmierbare Sicherheitsgeräte für Anlagen oder Maschinen liegen im Trend. Umso wichtiger ist es, deren Programmierung so einfach wie möglich und dennoch normenkonform zu gestalten. www.AuD24.net/PDF/ADK13285030

Die zunehmende Komplexität von Anlagen und Maschinen und somit der zu realisierenden Sicherheitsfunktionen ist mittels Relaistechnik schwer abbildbar. Mit programmierbaren Sicherheitsgeräten hingegen lassen sich mehrere Sicherheitsfunktionen auf engstem Raum realisieren. Damit nehmen sie eine stärker werdende Rolle bei der Risikominderung von Maschinen und Anlagen ein. Dieser Trend spiegelt sich auch in der Norm EN ISO 3849- wider, welche im Gegensatz zu ihrer Vorgängerversion, der EN 954-, das Thema programmierbare elektronische Systeme mit Sicherheitsfunktion weitreichend behandelt. Um Anwender von sicherheitsgerichteten Programmierumgebungen bestmöglich zu unterstützen, werden im Folgenden drei Methoden vorgestellt: ▶ Die Analyse von sicheren Signalpfaden im Programmeditor ▶ Der grafische Projektvergleich für die Unterstützung eines Konfigurations- und Änderungsmanagements ▶ Der Einsatz von Strukturiertem Text (ST) für Sicherheitsanwendungen konform zu Sektornormen

Analyse sicherer Signalpfade

cheren Signalen ebenso Standardsignale. Beim kombinierten Einsatz von sicheren Signalen und Standardsignalen ist bei der Programmierung darauf zu achten, dass die Standardsignale keinen Einfluss auf die Funktionalität der Sicherheitsfunktion haben. Konkret bedeutet dies, dass die sicherheitsgerichtete Abschaltung einer Maschine nicht von einem Standardsignal beeinflusst werden darf. Ein Standardsignal darf ein sicheres Signal nicht überbrücken und somit die sicherheitsrelevante Abschaltung verhindern. Plausibilitätsprüfungen zum Einhalten sicherheitsgerichteter Programmierregeln werden in dem sicheren Programmiersystem Safeprog von KW-Software schon beim Kompilieren durchgeführt. Hersteller wie Baumüller, B&R, Kuka Roboter, Phoenix Contact und viele weitere setzen schon seit Jahren auf das Programmiersystem für die Programmierung ihrer Sicherheitssteuerungen. Die Programmierregeln werden seit der Version 3.00 nun schon bereits beim Editieren der Programmlogik angewendet. Das Analyseergebnis wird unmittelbar im grafischen Programmeditor in Form von sicheren Signalpfaden dargestellt. Das heißt, sichere Signalpfade sind grafisch hervorgehoben. Damit können Anwender Programmierfehler durch eine visuelle Rückmeldung unmittelbar erkennen.

Bei der Programmierung einer Sicherheitsanwendung wird strikt zwischen sicheren Signalen und Standardsignalen unter- Grafischer Projektvergleich schieden. Die sicheren Signale dienen als Eingänge zur Abarbeitung in der Sicherheitslogik, das Ergebnis daraus dient zum Im Lebenszyklus einer Anlage beziehungsweise Maschine sicheren Ansteuern von Aktoren wie etwa sicherer Ventile und seiner Sicherheitsfunktionen spielt das Konfigurationsoder Antriebe. Sicherheitssteuerungen verarbeiten neben si- management eine zentrale Rolle. Hierfür enthält Safeprog 3.00

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STEUERN & VERNE TZEN

T E X T: Tobias Frank, KW-Software GRAFIKEN: KW-Software

STEUERN & VERNETZEN

Grafischer Projektvergleich, der den Unterschied eines Programmarbeitsblattes zwischen zwei Projektständen darstellt. Geänderte Objekte sind blau, neue Objekte grün und gelöschte Objekte sind rot markiert

einen grafischen Projektvergleich, der unterschiedliche Versionsstände eines Sicherheitsprogramms miteinander vergleicht. Die Unterschiede werden dazu visuell aufbereitet dargestellt. Der Projektvergleich beinhaltet den Vergleich der Projektstruktur, Variablendeklarationen, Parameterdefinition und vor allem der Programmquellen der Funktionsbausteinsprache und des Kontaktplans. Beim Vergleich der Programmquellen werden folgende Unterschiede erkannt: ▶ neue Objekte, ▶ gelöschte Objekte, ▶ geänderte Objekte, ▶ verschobene Objekte. Der Vergleichsmechanismus agiert direkt auf den Programmquellen (PLCopen XML) und benötigt kein gültiges Kompilat. Somit lassen sich auch Projekte miteinander vergleichen, die aufgrund von Programmierfehlern nicht übersetzbar sind oder sich mitten in der Entwicklung befinden.

Strukturierter Text Der Entwicklungsprozess zum Realisieren von Sicherheitsfunktionen mittels programmierbarer Sicherheitssteuerungen ist dadurch geprägt, möglichst in allen Phasen Fehler zu vermeiden. Die Programmierung der Sicherheitsanwendung erfolgt deshalb in Programmiersprachen mit geringer Komplexi-

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tät und eingeschränktem Funktionsumfang. Der Fachbegriff für diese Art der Programmiersprache lautet Limited Variability Language (LVL). Typische Vertreter einer LVL sind Kontaktplan und Funktionsbausteinsprache. Textuelle Programmiersprachen wie Anweisungsliste oder C gelten als Full Variability Language (FVL). Eine FVL ist eine Programmiersprache mit vollem Funktionsumfang. Einschlägige Sektornormen wie ISO 3849, IEC 6206 oder IEC 65 schreiben den Einsatz einer LVL vor. Einfache binäre Verknüpfungen lassen sich sehr leicht mit grafischen Programmiersprachen realisieren. Die zunehmende Komplexität von Sicherheitsfunktionen speziell bei Motion Control oder der Prozesstechnik zeigt jedoch, dass grafische Programmierung nicht immer die beste Wahl ist. Insbesondere bei numerischen Berechnungen ist die Schreibweise höherer Programmiersprachen wie Strukturiertem Text (ST) weitaus intuitiver und greifbarer als bei grafischen Programmiersprachen. Für den Einsatz von Strukturiertem Text in der Sicherheitstechnik wurde der in Safeprog 3.00 unterstützte Sprach- und Funktionsumfang reduziert. Das führt dazu, dass ST als LVL gemäß einschlägiger Sektornormen gilt. Die Einschränkungen im Sprach und Funktionsumfang richten sich dabei nach den Vorgaben der PLCopen – Technical Committee 5 – Safety Software Technical Specification. Der Anwender kann komplexe Sicherheitsfunktionen auf Basis von ST implementieren und

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Diese Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus einer einfachen Sicherheitsapplikation, bestehend aus einem Not-Halt-Gerät und einer Schutztürüberwachung. Beide Sicherheitsfunktionen sind

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zweikanalig ausgeführt

hält sich gleichzeitig im Geltungsbereich einschlägiger Sektornormen auf. Eine syntaktische als auch semantische Analyse während des Editierens gewährleistet, dass Programmierfehler unmittelbar erkannt und dargestellt werden. Die Codeerzeugung basiert auf zwei divers redundanten Compilern. Beide Compiler erzeugen einen nativen und somit hoch performanten Laufzeitcode für das sichere Laufzeitsystem Safeos. Es werden dieselben Regeln für die Codeanalyse angewendet, wie bei den grafischen Programmiersprachen. Durch die Analyse des Daten- und Kontrollflusses wird der Anwender auf eine potenziell fehleranfällige Programmierung aufmerksam gemacht.

Sicher über alle Lebensphasen Zur effizienten Programmierung komplexer Sicherheitsanwendungen bietet Safeprog 3.00 neue leistungsstarke Funktionen. Die Analyse sicherer Signalpfade hilft dem Anwender, bereits beim Editieren potenzielle Fehler zu vermeiden. Strukturierter Text führt insbesondere bei numerischen Berechnungen zu einem verständlichen und wartbaren Programm. Der grafische Projektvergleich unterstützt den Anwender darin, über alle Lebensphasen einer Sicherheitsanwendung hinweg Modifikationen am Sicherheitsprogramm nachvollziehen zu können. ☐

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EINFACHE SAFETY-ANWENDUNGEN SICHER ANSTEUERN Parallele Sicherheitsnetzwerke mit diskreter Verkabelung und zusätzlichen Safety-Controllern werden aus den Produktionshallen verschwinden. Zukünftig wird es nur noch ein einziges Netzwerk für sichere und nicht sichere Signale geben. T E X T: Michael Volz, HMS Industrial Networks

FOTOS: HMS Industrial Networks, PNO

Immer mehr Geräte werden mit dem Profisafe-Standard ausgerüstet wie die Profibus Nutzerorganisation ermittelt hat, siehe Kasten. Dieser Trend in Richtung integrierter Sicherheitstechnik, stellt Gerätehersteller jedoch vor Herausforderungen. Die Entwicklungskosten einer eigenen integrierten Safety-Lösung erreichen schnell die Eine-Million-Euro-Marke. Insbesondere bei Geräten, bei denen Safety eine untergeordnete Rolle spielt und wenig sichere Signale erforderlich sind, ist die Hürde hoch, eine integrierte Lösung zu realisieren. Typische Beispiele sind Geräte aus den Bereichen Schweißen, Kleben, Schrauben, Bedienterminals mit Not-Aus-Taster, Schutzgittersteuerungen, Türschloss-Controller, Lasersteuerungen und Mikroantriebe. Hersteller solcher Geräte können nun mit dem AnybusSafety-Modul von HMS Industrial Networks sichere I/O-Signale über Profinet ansteuern. Die standardisierte Lösung zur Integration sicherer Ein- und Ausgänge gemäß Profisafe-Standard erfüllt die Sicherheitsanforderungsstufe SIL3 und den Performance Level PLe und ist zudem vom TÜV Rheinland vorzertifiziert.

Not-Aus-Taster eines Bedienterminals

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Kommandos und/oder eine numerische Tastatur sowie der Bildschirm für die Darstellung von Texten und Grafiken. Diese Kernelemente benötigen keinerlei sichere Signale. Da es sich bei den Terminals aber um zentrale Bedieneinheiten in der Anlage handelt, hat es sich eingebürgert, dass jedes Bedienterminal auch einen Not-Aus-Taster hat. Mit dem Not-Aus-Taster kommt die funktionale Sicherheit ins Spiel. Heutzutage haben die Not-Aus-Taster typischerweise einen diskret ausgeführten sicheren Signaleingang, der separat über einen Safety-Controller angesteuert wird. Ziel der integrierten Lösung ist es, die bisher separat verkabelten sicheren Signale über dasselbe Netzwerk zu übertragen, über das auch schon die nicht-sicheren Prozessdaten und Steuerkommandos übertragen werden. Für den Anlagenbetreiber bedeutet dies Einsparungen bei der Verkabelung, mehr Flexibilität und die Konzentration aller Steuerfunktionen der Anlage über ein Netzwerk und eine Steuerung. Für den Hersteller von Bedienterminals bedeutet es dagegen mehr Aufwand, höhere Kosten und die Notwendigkeit, sich mit dem sehr komplexen Thema integrierte Sicherheitstechnik auseinanderzusetzen.

Profisafe-Signale über Profinet austauschen

Eine relativ einfache Safety-Anwendung ist zum Beispiel der Not-Aus-Taster eines Bedienterminals. Zentrale BestandFür den Not-Aus-Taster eines Bedienterminals wird nur teile des Bedienterminals sind die Tasten für Start- und Stopp- ein einziges sicheres Eingangssignal benötigt, das im Falle ei-

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Das Anybus-Safety-Modul unterstützt zunächst Profisafe

nes Not-Aus über das Profinet-Netzwerk an die übergeordnete SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) übertragen werden muss. Da es sich beim Not-Aus-Signal um ein sicheres Signal handelt, muss außerdem auch der Profisafe-Standard erfüllt sein. In der SPS wird das sichere Signal weiterverarbeitet und

dort entscheidet sich auch, ob und wenn ja, welche weiteren Geräte ebenfalls in einen sicheren Zustand gebracht werden müssen. Im Bedienterminal wird das Anybus-Safety-Modul zusammen mit dem Profinet-Kommunikationsmodul aus der Pro-

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INTEGRIERTE SICHERHEITSTECHNIK LIEGT IM TREND Laut Informationen der Profibus Nutzerorganisation konnte mit den 600 000 im Jahr 2012 in den Markt gebrachten ProfisafeKnoten der vorangegangene Jahreswert um 50 Prozent gesteigert werden. Damit hat die Gesamtzahl der Profisafe-Knoten den Wert von 2,15 Millionen erreicht. Heute ist bereits jedes zehnte neue Profibus- oder Profinet-Gerät mit Profisafe ausgerüstet. Dieser Trend ist insbesondere in der Automobilindustrie zu beobachten: In zukünftigen Fertigungslinien sollen alle Steuerungsfunktionen wie Prozessdatenaustausch, Energiemanagement und auch Safety-Signale über ein- und dasselbe Netzwerk – Profinet – ausgetauscht werden. Bei der Eigenentwicklung einer integrierten Safety-Lösung erreichen die Entwicklungskosten schnell die Eine-Million-EuroMarke. Eine Investition, die Hersteller von einfachen Safety-Anwendungen oftmals scheuen. Entwicklung der Profisafe-Knoten laut Profibus Nutzerorganisation (PNO)

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Das Anybus-Safety-Modul eignet sich für einfache Safety-Anwendungen wie zum Beispiel Notaus-Taster in Bedienterminals

duktfamilie Anybus CompactCom von HMS eingesetzt. Das Safety-Modul kommuniziert mit dem Kommunikationsmodul nach dem Black-Channel-Prinzip. Im Fall von Profinet übernimmt das Kommunikationsmodul die Aufgabe eines Profinet I/O Device. Das Anybus-Safety-Modul realisiert den ProfisafeLayer und stellt dem Gerätehersteller einige sichere zweikanalig ausgeführte und direkt anschließbare I/O-Signale zum Ansteuern der geräteinternen Sicherheitsfunktionen zur Verfügung. Da für den Not-Aus-Taster des Bedienterminals nur ein einziges sicheres Eingangs-Signal benötigt wird, erfüllt das Anybus-Safety-Modul alle Anforderungen hinsichtlich der integrierten Sicherheitstechnik.

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Sicherheits-Modul für Automatisierungsgeräte Das neue Anybus-Safety-Modul von HMS Industrial Networks ist als standardisierte und kostengünstige Lösung für integrierte Sicherheitstechnik in Automatisierungsgeräten ausgerichtet. Anstatt ein Menge an Zeit und Geld in eine individuelle Lösung zu investieren, können Gerätehersteller mit dem Embedded-Anybus-Safety-Modul bis zu 80 Prozent Entwicklungskosten sparen und sich auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren. Außerdem wird der Zertifizierungsprozess mit dem Modul für die Hersteller einfacher: Da das Anybus-Sicherheitsmodul vom TÜV Rheinland vorzertifiziert ist, muss der Gerätehersteller nicht die gesamte SafetyLösung zertifizieren, sondern nur, wie er das Sicherheitsmodul in seinem Gerät – zum Beispiel einem Bedienterminal – einsetzt. Für die Gerätezertifizierung beim TÜV ist also der Nachweis ausreichend, wie der Gerätehersteller die Vorschriften der vom TÜV vorgegebenen Implementierungsrichtlinien umgesetzt hat. Das Anybus-Safety-Modul erleichtert Geräteherstellern die Realisierung busgesteuerter sicherer I/O-Signale. Es unterstützt im ersten Schritt Profisafe über Profinet und ist voraussichtlich Ende 203 in Serie verfügbar. Funktionskompatible Varianten für CIP Safety, openSafety, Functional Safety over Ethercat (FSoE) und Safety over Sercos sind zukünftig geplant. ☐ > MORE@CLICK ADK13114380

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QUER UND SICHER KOMMUNIZIEREN In der Fabrik, wie auch in der Prozessautomatisierung, geht der Trend hin zu immer komplexeren und kommunikationstechnisch verzweigteren Anwendungen. Ebenso ist es im Maschinenbau: Auch hier ist Modularisierung für viele Anbieter mittlerweile zur Pflicht geworden. Vor diesem Hintergrund rückt eine effiziente und steuerungsunabhängige Kopplung mehrerer sicherer Netze zunehmend in den Fokus. T E X T: Thomas Rönitzsch, Bihl+Wiedemann FOTOS: Bihl+Wiedemann

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Warum müssen verschiedene Maschinen und Anlagen(teile) überhaupt sichere Signale austauschen? Hier nur zwei Beispiele: Muss etwa ein Roboter abgeschaltet werden, dann sollte natürlich auch das entsprechende Förderband stehen bleiben. Oder wird ein Not-Halt-Taster gedrückt, müssen natürlich auch benachbarte Anlagenteile und Maschinen ausgeschaltet werden, die sich im Sichtbereich befinden.

Varianten der sicheren Kopplung Für die sicherheitstechnische Kopplung von Maschinen und Anlagen gibt es unterschiedliche Varianten. Eine erste Variante ist der Austausch sicherer Signale zwischen unterschiedlichen Anlagenteilen in konventioneller Verdrahtung über potenzialfreie Kontakte. Diese Art der Kopplung über potenzialfreie Kontakte von Koppelmodulen und Relais ist Stand der Technik. Allerdings geht hier der Kostenvorteil in der Verdrahtung eines digitalen Systems teilweise verloren. Ein Stück weit reduzieren lässt sich die aufwändige Verdrahtung bei dieser Lösung, wenn man die sicheren Ein- und Ausgänge für die Kopplung an einem Übergabepunkt abgesetzt montiert und über AS-Interface (kurz AS-i, Actuator-SensorInterface, deutsch: Aktor-Sensor-Schnittstelle) ansteuert und

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nur noch das kurze Stück am Übergabepunkt konventionell verdrahtet. Eine zweite Möglichkeit der sicheren Kopplung mit Hilfe konventioneller Verdrahtung besteht darin, elektronische Einund Ausgänge über AS-Interface zu verwenden. In diesem Fall können sichere elektronische Ausgänge direkt mit sicheren elektronischen Eingängen verbunden werden. Wenn die äußeren Rahmenbedingungen gegeben sind – Massepunkte auf gleichem Potenzial, geringe räumliche Abstände – stellt diese Lösung eine kostengünstige Alternative zur erstgenannten Variante dar. Beide Varianten machen allerdings nur dann Sinn, wenn nur wenige sichere Signale miteinander gekoppelt werden sollen. Ohne konventionelle Verdrahtung funktioniert die sichere Kopplung über einen AS-i-Koppelkreis. Diese Lösung bietet sich dann an, wenn mehr als 62 sichere Signale – die Summe, die ein AS-i-Doppelmaster dirigieren kann – verarbeitet werden sollen. Auf diese Art können über den Koppelkreis zwar bis zu 3 Gateways sichere Signale austauschen, allerdings muss hierfür ein extra AS-i-Kreis verlegt werden. Allen oben aufgeführten Varianten zur sicheren Kopplung von Maschinen ist damit eins gemeinsam: sie sind mit gewissen Einschränkungen verbunden: bei der Kopplung über po-

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tenzialfreie Kontakte sind es die relativ aufwändige konventionelle Verdrahtung und der Verlust zusätzlicher Statusinformationen, beim AS-i-Koppelkreis die Tatsache, dass je Gateway ein AS-i-Kreis für die sichere Kopplung verloren geht. Eine ebenso einfache wie innovative Antwort auf die Frage, wie mehrere sichere Netzwerke in immer komplexeren und verzweigteren Anlagen möglichst effizient miteinander gekoppelt werden können – und zwar selbst dann, wenn sie im Standardbereich auch noch mit unterschiedlichen Steuerungen arbeiten – liefert Bihl+Wiedemann mit der sicheren Querkommunikation über Ethernet in der neuen Gateway-Generation mit integriertem Sicherheitsmonitor.

Koppeln über die sichere Querkommunikation Über die sichere Querkommunikation können bis zu 3 der neuen Gateways über Ethernet miteinander gekoppelt werden, ohne dass an irgend einer Stelle Leistung verloren geht und, ohne dass zusätzliche Hardware-Komponenten – abgesehen von Standard-Switches und der Ethernet-Leitung zwischen den Gateways – notwendig sind. Es ist dabei unerheblich, ob es sich um Gateways mit gleichen oder unterschiedlichen Feldbusschnittstellen handelt. Da im Vergleich zur sicheren Kopp-

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lung über einen Koppelkreis bei der sicheren Querkommunikation keine AS-i-Adressen verloren gehen und somit in jedem Gateway der komplette Adressumfang zur Verfügung steht, können fast 2.000 Slaves quer durch alle angeschlossenen AS-iNetze auf direktem Weg miteinander kommunizieren – völlig unabhängig vom Gesamtkonzept der Anlage. Sie haben unmittelbaren Zugriff auf die Eingangs- und Ausgangsdaten aller beteiligten Maschinen und Anlagen(teile). Die Geräte tauschen nach dem Prinzip Jeder hört jeden alle sicheren Signale – bis zu 3 Bits pro Gateway – permanent miteinander aus und stellen sie dem jeweiligen Programm zur Verfügung. So kann jedes Modul in den miteinander vernetzten Kreisen direkt auf neue Informationen reagieren – und das ohne Einsatz einer fehlersicheren Steuerung. Realisiert wird die sichere Querkommunikation über ein einfaches Standard-Ethernet-Netzwerk – entweder über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle des Gateways oder direkt über die Feldbusschnittstelle. Die Feldbusschnittstelle kann dann benutzt werden, wenn als Feldbus ohnehin schon ein industrielles Ethernet-Derivat wie Ethernet/IP oder Profinet verwendet wird. Eine Entscheidung für die Ethernet-Diagnoseschnittstelle, die bisher schon die Fernwartung via Webserver ermöglichte, empfiehlt sich zum einen dann, wenn Gateways mit

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Sichere Querkommunikation in einer Anlage mit unterschiedlichen Steuerungen

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Sichere Querkommunikation mit den AS-i Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor zu unterschiedlichen Feldbussen (im Bild Profibus-Gateway)

unterschiedlichen Feldbusschnittstellen im Einsatz sind. Das ist etwa der Fall, wenn Anwender und Maschinenbauer gezwungen sind, Maschinen und Anlagen(teile) im Standardbereich mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen auszustatten. Oder dann, wenn eine große Anlage nicht auf einmal, sondern in Etappen auf eine neue Steuerungstechnik umgestellt werden soll. Zum anderen lässt sich über die Diagnoseschnittstelle auch ein vom Firmennetzwerk völlig unabhängiges Netz aufbauen. Das ist vor allem dann wichtig, wenn Büro- und Fertigungskommunikation unabhängig voneinander gehalten werden sollen oder wenn es Probleme mit den IP-Adressbereichen gibt.

Hier werden die Gruppen- und Geräteadressen vergeben und die sicheren Programme der einzelnen Gateways verwaltet. Auch die Information über die IP-Adressen der beteiligten Geräte werden in der Projektstruktur mit abgelegt. Die Diagnose der sicheren Querkommunikation kann auf verschiedene Arten erfolgen: ▶ über das Gerätedisplay, wo die Geräteadresse des fehlenden Teilnehmers angezeigt wird, ▶ über die Konfigurationssoftware, wo die entsprechenden Bits des fehlenden Teilnehmers grau dargestellt werden und ein Popup-Fenster mit einem Hinweis erscheint, ▶ über das speziell für die sichere Querkommunikation konzipierte Diagnosefenster in der Asimon 3 G2-SoftwaDas Multicast-Verfahren re, das den Zustand der Kommunikation zwischen den einzelnen Teilnehmern grafisch in unterschiedlichen FarDamit jedes Gerät gleichzeitig die Daten der Sender hören, ben anzeigt. sofort verarbeiten und darauf reagieren kann, basiert die Datenübertragung bei der sicheren Querkommunikation auf dem Antwort auf immer komplexere Anlagen Multicast-Verfahren. So können unterschiedliche Anlagenmodule mit verschiedenen Feldbussystemen zusammengeführt Mit der sicheren Querkommunikation in den neuen werden. Wichtig ist hier, dass der verwendete Switch Broad- Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor hat casts verarbeiten und weiterleiten kann. Organisatorisch wer- Bihl+Wiedemann eine einfache und effiziente Lösung für den alle Gateways, die miteinander kommunizieren sollen, in die Kopplung von Maschinen und weit verzweigten einer Gruppe zusammengefasst (Gruppenadresse  bis 5). Je- Anlagen(teilen) mit vielen sicheren Slaves entwickelt. Realides Gerät dieser Gruppe erhält eine eindeutige Geräteadresse siert über ein einfaches Standard-Ethernet-Netzwerk und (Geräteadresse  bis 3). Bei der Parametrierung wird ein Gate- ausgestattet mit leicht zu handhabender Diagnose hat der way zum Manager der Gruppe ernannt. Dieser kontrolliert, ob Anwender damit auch komplexe modulare Anlagenstruktualle beteiligten Geräte im Netzwerk vorhanden sind. ren sicher im Griff – selbst dann, wenn diese im StandardbeDie komplette Konfiguration der sicheren Querkommuni- reich mit unterschiedlichen Steuerungen arbeiten. ☐ > MORE@CLICK ADK13119130 kation erfolgt über die Konfigurationssoftware Asimon 3 G2.

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INTEGRIERTE SICHERHEITSTECHNIK Derzeit bemühen sich Hersteller von Steuerungstechnik darum, integrierte Produkte für Standard- und Sicherheitssteuerungen anzubieten. Dass dies kein Hype ist, zeigen Vorteile, die sich durch eingebettete Sicherheitstechnik in Standardautomatisierungslösungen ergeben. T E X T: Roland Wagner, 3S-Smart Software Solutions FOTOS/GRAFIKEN: Berghof/3S-Smart Software Solutions

Mehr Platz im Schaltschrank Jede Maschine oder Anlage verfügt über einen Software-Applikationsteil für die Betriebsfunktionen. Die Risikoanalyse dieser Maschine oder Anlage bestimmt die Notwendigkeit von Sicherheitsfunktionen und nötige Safety Integrity Levels SIL2 oder SIL3 nach IEC 6508 beziehungsweise Performance Levels PLd oder PLe nach EN 3849 und Kategorien 2, 3 oder 4. Je nach Einstufung kann der Integrationsgrad der Sicherheits-Software im Automatisierungs-Tool andere Dimensionen annehmen. Die Applikationsentwicklung von SIL2-Sicherheitsfunktionen kann mit denselben Editoren erfolgen, wie sie auch für die Betriebsfunktionen eingesetzt werden. So kann der Anwender mit dem Codesys-Development-System nach IEC 63-3 beides innerhalb einer Gesamtapplikation programmieren. Dazu

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stehen ihm die Standardeditoren FUP (Funktionsplan), KOP (Kontaktplan) und ST (Strukturierter Text) zur Verfügung, deren Eignung vom TÜV zertifiziert wurde. Dabei kann der Anwender auch auf zertifizierte Funktionsbibliotheken zugreifen. Erweitert wird das Tool nur um eine weitere Plug-In-Komponente, die sich nahtlos in das bestehende Setup installieren lässt. Natürlich muss die Steuerung selbst für SIL2 beziehungsweise PLd zertifiziert und mit dem geeigneten Laufzeitsystem ausgestattet sein.

Standardisierte Funktionsbausteine Erfordert die Risikoanalyse die Abdeckung von Sicherheitsfunktionen nach SIL3, so werden geeignete Safety-Editoren eingesetzt – zum Beispiel als Funktionsblockdiagramm –, die sich wie die gewohnten Standardeditoren verwenden lassen. Zur erleichterten Zertifizierung des SIL3-Programms ist der Funktionsumfang des Editors reduziert. Standardisierte Funktionsbausteine nach PLCopen für typische Sicherheitseinrichtungen wie zum Beispiel Not-Aus-Taster, Zweihandbedienung, Schutztür und so weiter erlauben eine einfache Einarbeitung und Umsetzung der Anwendung. Das Einfrieren von Applikationen (Pinning) garantiert das Weiterverwenden der zertifizierten Safety-Applikation bei Änderungen der Konfiguration oder des Standardprojekts ohne erneute Abnahme. Neben diesen Sicherheitsfunktionen werden die Betriebsfunktionen innerhalb desselben Codesys-Projekts erstellt und für den gegenseitigen Datenaustausch konfiguriert. Auch wenn

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Für Automatisierer ist es vergleichsweise einfach, eine Abnahme ihrer Maschinen und Anlagen zum Beispiel im Sinne der Maschinenrichtlinie zu erreichen, wenn sie bereits nach Sicherheitsnormen zertifizierte Steuerungssysteme einsetzen. Die Software Tools für kompakte Sicherheitssteuerungen sind dabei problemlos anzuwenden. Es sind jedoch spezielle Werkzeuge der Software, die vom Anwender installiert, gelernt und gewartet werden müssen. Was liegt also näher, als den IEC-63-3-Komfort der Oberfläche für sicherheitsrelevante Verschaltungen zu fordern? So wie man ihn zur Projektierung der Betriebsfunktionen gewohnt ist und schätzt? Mit integrierten Tools für SafetyAnwendungen gehen die Hersteller genau diesen Weg.

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Gegenüberstellung: Architektur eines Steuerungssystem nachNach SIL 3 zertifizierter FUP-Editor vollständig integriert im

träglich erweitert um Sicherheitsfunktionen versus Architektur mit

Codesys-Development-System

Integrated Safety

dabei zwei physikalische Steuerungen programmiert werden, reduziert sich der gesamte Projektierungsaufwand aufgrund der Integration beider Aufgaben innerhalb eines Projekts. Die SafetyApplikation abstrahiert dabei den Gerätebaum der I/O-Konfiguration der Standardsteuerung und betrachtet ihn erst einmal nur logisch. Dadurch kann eine zertifizierte Safety-Applikation ohne Änderung, ohne Download und damit ohne erneute Abnahme für unterschiedliche Betriebsfunktionen und I/O-Konfigurationen verwendet werden: Ersetzt der Anwender zum Beispiel physikalischen Ein- oder Ausgänge durch solche eines anderen Typs oder Herstellers oder ändert er die Standardapplikation, so bleibt davon die Safety-Applikation unberührt. Der Gesamtaufwand für Abnahme und Inbetriebnahme wird dadurch reduziert.

Für SIL3-Anwendungen ist es möglich, den Platzverbrauch im Schaltschrank zu reduzieren, indem die Sicherheitssteuerung als Kindmodul einer bestehenden Standardsteuerung realisiert wird. Das bedeutet: ▶ Die Safety-Steuerung wird zum Beispiel an den Erweiterungsbus oder Feldbus der Hauptsteuerung gesteckt. Der Anwendervorteil: eine Verdrahtung der Sicherheitssteuerung zur Stromversorgung und zum Datenaustausch entfällt. Das heißt, es ist keine zusätzliche Hardware in Form von I/O-Kanälen und deren Verdrahtung erforderlich. ▶ Die sicheren Feldbusklemmen werden von der Standardsteuerung verwaltet, ihre Daten werden über sichere Protokollschicht mit der Safety-Steuerung ausgetauscht. Der Vorteil: Es gibt nur einen Feldbus für beide Funktionen.

Mehr Platz im Schaltschrank Wenn Sicherheitsfunktionen innerhalb einer Maschine oder Anlage in Software realisiert werden, wird üblicherweise eine zusätzliche Sicherheitssteuerung eingesetzt. Das bedeutet, dass für Sicherheits- und Betriebsfunktionen mindestens zwei Steuerungen im Schaltschrank platziert werden müssen. Durch eine getrennte Safety-Steuerung wird auch ein getrenntes Safety-Feldbussystems mit dazugehöriger Verdrahtung notwendig. Wenn die Hauptsteuerung nach SIL2 zertifiziert ist, können für SIL2-Anwendungen beide Funktionen in diesem Gerät umgesetzt werden – ohne zusätzliche Steuerung beziehungsweise Feldbus. Es wird kein zusätzlicher Platz im Schaltschrank verbraucht. Betriebs- und Sicherheitsfunktionen greifen auf die identische Datenbasis zu und können Daten einfach austauschen.

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Durch die Integration der Betriebs- und Sicherheitsfunktionen in einem Projekt reduziert sich der Gesamtaufwand.

Integration erweitert Feldbus-Technologien Durch die Integration in Standardsteuerungen sind Feldbustechniken bereits vorhanden, die für Sicherheitssysteme weitergenutzt werden können: Profibus/Profinet oder Ethercat werden durch eine zusätzliche zertifizierte Feldbusschicht zu Profisafe und Ethercat FSoE (Fail-Safe-over-Ethercat). Für den Hersteller von integrierten Sicherheitssteuerungen bedeutet das zunächst einmal einen reduzierten Aufwand bei der Implementierung: Für Profibus/Profinet genügt ein Hilscher netX-Chip mit integriertem Protokollstack, für Ethercat ein handelsüblicher Ethernet-Chip, wie zum Beispiel Intel Pro000/Gi-

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gabit oder Realtek 869. Für Codesys ist ein Master-Protokollstack in Form einer portierbaren Bibliothek verfügbar. Mit den integrierten Konfiguratoren ist in Codesys alles vorhanden, um die Standard-Feldbusanbindung zu realisieren. Erweitert der Gerätehersteller diese Implementierung um die SIL3-zertifizierte Profisafe-Master- beziehungsweise FSoE-Master-Schicht auf seiner Sicherheitssteuerung, so ist der Feldbusaspekt für eine spätere Zertifizierung des Geräts vollständig abgedeckt. Für SIL2-Systeme ist die Vorgehensweise vergleichbar: Hier bietet sich aufgrund der Verbreitung im Markt für typische SIL2-Applikationen jedoch an, CANopen oder CANopenSafety zu verwenden, die in Codesys ebenfalls mit eigenem Protokollstack und Konfigurator unterstützt werden. Anwender profitieren von der einheitlichen Projektierung der Feldbusanbindung sowie den eingebundenen I/O-Informationen auf Basis von Standardkonfigurationsdateien in den Formaten GSD/GSDML, Ethercat-XML beziehungsweise EDS.

Anbindung mit Safety-Klemme Mit dem beschriebenen System lässt sich eine SIL3-Anwendung auch mit einer dezentralen Safety-Klemme projektieren, wie der Beckhoff EL6900 am Ethercat-Feldbus. Fallbeispiel: Eine mit Codesys programmierbare StandardSPS mit implementierter Codesys-Ethercat-Master-Unterstützung steuert eine Maschine. Aufgrund der Risikoanalyse sind Maßnahmen zu treffen, um diese Maschine gemäß IEC 6508 nach SIL3 abzunehmen. Dazu soll eine kompakte Safety-Steuerung zum Einsatz kommen, wie die Ethercat-Safety-Klemme EL6900. Statt dieses Gerät mit proprietärer Software zu projek-

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tieren, setzt der Anwender auf die in Codesys integrierte Lösung. Das heißt, er parametriert das Ethercat-Netzwerk mit dem im Programmiersystem integrierten Konfigurator und fügt dazu die Safety-Klemme als Kindmodul der Hauptsteuerung sowie SafetyI/O-Module ein. Mit dem zertifizierten FUP-Editor erstellt er die Safety-Applikation und lädt sie über die FSoE-Schicht auf die EL6900. Diese arbeitet die Safety-Applikation ab. An welcher Stelle die Klemme oder die Safety-I/O-Module im Ethercat-Netzwerk untergebracht werden, spielt keine Rolle, die Safety-Erweiterung in der Feldbusanbindung macht es möglich. Somit hat der Anwender eine kostengünstige Möglichkeit, um Sicherheits- und Betriebsfunktionen in einer Oberfläche zu projektieren und die Daten in der Hauptsteuerung auszuwerten. Auch wenn die Lösung zunächst nur für die beschriebene Ethercat-Klemme verfügbar ist, kann der Ansatz auf vergleichbare FSoE- oder auch Profisafe-Systeme übertragen werden.

Realität in der Automatisierung Der Trend zu integrierten Safety-Lösungen in verbreiteten Automatisierungslösungen lässt sich leicht nachvollziehen. Gerätehersteller und Anwender profitieren insbesondere durch Einsparungen bei Projektierung und Verdrahtung. Mit dem Codesys-Development-System nach IEC 63-3 haben Gerätehersteller und Anwender dabei ein System zur Hand, das passende Safety-Produkte für unterschiedliche Einsatzfälle integriert. Integrated Safety ist damit kein Hype, sondern Realität in einer zunehmenden Zahl von Automatisierungsanwendungen. ☐ > MORE@CLICK ADK133116350

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Dezentrale Safety-Steuerung im Ethercat-Netzwerk mit FSoE

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BUSINTEGRIERTE SICHERHEIT Die Vorzüge integrierter Sicherheitslösungen bleiben kleinen Anwendungen häufig vorenthalten, aus Kostengründen werden sie oft hartverdrahtet. Die Folge sind mangelnde Skalierbarkeit und Systembrüche hin zu großen Applikationen. Eine einfache Softwarelösung soll Abhilfe schaffen. T E X T: Peter Kemptner, freier Journalist im Auftrag von B&R GRAFIKEN: B&R

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Von den Vorzügen busintegrierter Sicherheitstechnik sind Entwickler moderner Maschinen seit langem überzeugt. Sie schätzen die Möglichkeit zur virtuellen Verdrahtung ebenso wie den reduzierten Verkabelungsaufwand, der nebenbei den Aufbau modularer Maschinen und Anlagen erleichtert. Zudem ermöglicht der offene Ethernet-Standard Powerlink B&R-Sicherheitslösungen mit erweiterten Sicherheitsfunktionen für Antriebe und kurze Reaktionszeiten. Sichere Signale werden mittels OpenSafety, dem einzigen busunabhängigen Sicherheitsprotokoll, übertragen. Besonders in größeren und komplexeren Maschinen wird zunehmend integrierte Sicherheitstechnik implementiert. Dennoch gibt es viele Anwendungen, wo sich diese Technik trotz anerkannter Vorteile bisher nicht durchgesetzt hat. Das liegt laut Franz Kaufleitner, Produktmanager für Integrated Safety Technology bei B&R, daran, dass speziell bei kleinen Anwendungen oft nur die reinen Anschaffungspreise der Hardware gerechnet werden. Eine eigene Sicherheitssteuerung würde den Rahmen sprengen. Damit sich das ändert, hat B&R eine Lösung entwickelt mit der es die Vorteile einer busbasierenden, integrierten Sicherheits-SPS (speicherprogrammierbaren Steuerung) zu einem Preis anbieten kann, der konkurrenzfähig zur herkömmlichen, separaten Relaistechnik ist. Für die Anwender ergeben sich daraus zwei Vorzüge: eine einheitliche Herangehensweise im Engineering und eine einheitliche Diagnose, die die Verfügbarkeit der Maschine erhöht.

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Sicherheitsaufgaben auf Hardware verteilt Die Lösung ist simple und spart mit einer reinen Softwareimplementierung die sicherheitsgerichtete Steuerung ein, denn die sicherheitsgerichteten Funktionen der Sicherheitssteuerung SafeLogic werden im Netzwerk auf ohnehin vorhandene Hardwarekomponenten verteilt. Die B&R-Experten unterteilten dazu die sicherheitstechnische Gesamtaufgabe in drei Pakete: ▶ Das Abarbeiten der Sicherheitsapplikation: Diese Aufgabe konnte auf ein sicheres Eingangsmodul der X20-SafeIOSerie ausgelagert werden. In diesem sicheren Hardwareelement ist ein Zwei-Prozessor-System mit ARM-Prozessorkernen installiert. ▶ Das sichere Management der Konfigurationsparameter: In der SafeLogic sind diese Parameter zentral gespeichert. Im Fall eines Gerätetauschs müssen die Parameter auf SIL3zertifizierte Weise an die neue Hardware übertragen werden. Diese Aufgabe wurde an eine Gruppe sicherer Tasks mit gegenseitiger Überwachung innerhalb der StandardSPS ausgelagert. ▶ Quittierung sicherheitstechnischer Aktionen und Ereignisse: Diese wurden auf Fernbedienungsservices abgebildet, die nur auf Operator-Panels funktionieren. Mithilfe von Schaltelementen in Form von Tastern und Anzeigeelementen wurde die Quittierung sicher gestaltet. Damit bereitete

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Bei SafeLogic-X sind die Funktionen der Hardware-Sicherheits-

Die Eingangsmodule der X20-SafeIO-Serie arbeiten die Sicher-

steuerung aufgeteilt auf die Standard-SPS, sichere Eingangsmo-

heitsapplikation ab – in einem sicheren Hardware-Element ist ein

dule und die Visualisierung

Zwei-Prozessor-System mit ARM-Prozessorkernen installiert

der Ersatz der auf jeder SafeLogic-Sicherheitssteuerung vorhandenen Bedienoberfläche keine Mühe.

Kompatibilität für Kleinanwendungen

Die Anwendungen sind skalierbar und können je nach Größe der Anlage auch unterschiedlich konfiguriert werden. So kann ein Zuwachs an sicheren Ein- und Ausgängen mit unveränderter Programmierung ohne Neuzertifizierung auf einer SafeLogic-Sicherheitssteuerung abgedeckt werden. Auch die Konfiguration der sicherheitstechnischen Ausstattung über verschiedene Maschinenoptionen auf einem Visualisierungsterminal ist in SafeLogic-X unverändert gegeben. Damit können Instandhaltungs- oder Inbetriebnahmetechniker vorgesehene Änderungen ohne den Einsatz externer sicherheitsgerichtete Programmiergeräte vornehmen.

Die Lösung SafeLogic-X bietet dem Anwender alle Vorteile einer integrierten Safety-Lösung: sichere digitale I/Os, sichere analoge I/Os, sichere Temperatureingänge, sichere Antriebstechnik, integrierte Diagnose, sichere Linienintegration, sichere Maschinenoptionen. Programmiert wird SafeLogic-X ebenso wie die hardwarebasierte Ausführung in dem sicheren Editor SafeDesigner des Automation-Studios. Das hat den Vorteil, wenn SafeLogic-X aufgrund der Anlagengröße zu klein wird, Unabhängig von der Steuerungsplattform kann der Anwender auf die Sicherheitssteuerung umsteigen. Die bisherige Programmierung kann dabei übernommen werDie Ausführung der reinen Softwarelösung für sicherheitsden, das spart Zeit und Kosten. gerichtete Anwendungen ist mit allen Produkten von B&R lauffähig, auf denen das Echtzeit-Betriebssystem Automation Runtime läuft. Das umfasst die gesamte Palette von Automation PCs IM NETZ VERTEILT und Panel PCs ebenso wie die Power Panels und die modularen Als einziger, offener Sicherheitsstandard bietet OpenSafety mehr Steuerungssysteme der X20-Serie. „Es ist uns gelungen, eine Löals nur SIL3-qualifizierte Kommunikationsdienste. Die spezifisung zu schaffen, die durch ihre Skalierbarkeit eine bisher klafzierten Konfigurations- und Parametrierungsservices sorgen dafende Lücke schließt und Systembrüche innerhalb verschiedefür, dass Parameter und Konfigurationsdaten sicher im Netzwerk ner Produkte vermeidet“, sagt Kaufleitner. Nun könnten die verteilt und überwacht werden. Erst diese innovativen FunktioVorteile der integrierten Sicherheitstechnik auch mit dieser Lönen ermöglichten die Architektur von SafeLogic-X, der Sichersung auch in Kleinanwendungen genutzt werden, so Kaufleitner heitslösung von B&R. > MORE@CLICK ADK13329910 weiter. ☐

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QUALITÄTSMERKMAL WARTUNGSFREIHEIT Wartungskosten können eingesparte Anschaffungskosten deutlich übersteigen und so die Total Cost of Ownership nach oben treiben. Wartungsfreiheit ist deshalb ein wichtiges Stellglied für optimierte Gesamtbetriebskosten. Bei industriellen Computersystemen wie etwa Panel-PCs sollte dafür auf einige technische Parameter geachtet werden. T E X T: Max Scholz, Kontron FOTOS: Kontron

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Wer seine Kosten senken kann, hat im globalen Wettbewerb entscheidende Wettbewerbsvorteile. Bei der Auswahl passender Automatisierungstechnik treten daher neben den Anschaffungskosten zunehmend auch laufende Kosten in den Vordergrund, um zu einer Gesamtkostenbetrachtung zu kommen. Rechenmodelle um Total Cost of Ownership (TCO) oder Life Cycle Costs (LCC) zu bestimmen, gibt es viele. Sogar der VMDA und der VDI haben eigene Modelle zum Ermitteln dieser Kosten entwickelt. Aber ganz gleich welches dieser Modelle angewendet wird, um die Kosten für Automatisierungskomponenten wie IndustriePCs oder Panel-PCs zu bestimmen, sind es neben den Anschaffungs- und Entsorgungskosten im Wesentlichen die Wartungskosten, die hohen Einfluss auf die Gesamtbetriebskosten haben. So kann eine Wartungsstunde mehr pro Betriebsjahr schnell zu einer TCO-Steigerung von mehr als zehn Prozent führen. Fällt zudem ein industrielles Computersystem ungeplant aus, kann das zu Produktionsausfall durch Maschinenstillstand und den damit verbunden Kosten führen. Diese können dabei um ein Vielfaches höher liegen, als die Anschaffungskosten eines Panel-PCs. Zudem ist die Wartungsfreiheit des Industrie-PCs auch ein Qualitätsmerkmal. Anbieter können sich mit diesem Qualitätsattribut positiv vom Wettbewerb abgrenzen – bei niedrigerer TCO für den Kunden.

res, durchschnittliche Betriebszeit zwischen zwei Ausfällen) des Gesamtsystems von rund 44 000 Stunden für einen fehlerlosen 24/7-Dauerbetrieb über fünf Jahre und der damit einhergehenden sorgfältigen und qualitativ hochwertigen Komponentenauswahl sollten Panel-PCs vor allem lüfterlos sein. Denn Lüfter sind die fehleranfälligsten Komponenten eines Computers. Um die Belastung durch Wärme an den einzelnen Bauelementen zu reduzieren und damit die Lebensdauer der Komponenten und des Systems zu verbessern, werden Systeme ohne Lüfter thermisch optimiert. So ist es beispielsweise sinnvoll, alle energieintensiven Bauteile (sogenannte Hot-Spots) immer an die Rückwand eines Panel-PCs zu verlegen. Die Rückwand wird somit als Heatspreader und Heatsink genutzt. Das Display sowie das Gesamtsystem heizen sich damit selbst bei hoher Performance nicht mehr so stark auf wie bei alternativen Konstruktionen. Die Lebensdauer steigt und die TCO/LCC sinken. Panel PCs sollen zudem frontseitig komplett geschlossenen und beispielsweise IP65 geschützt sein, da Verschmutzungen die Lebensdauer senken können. Effizient erzielt werden kann dieser IP65-Schutz mit einer geschlossenen Glasoberfläche über die gesamte Systemfront wie bei Panel-PCs mit projiziert-kapazitivem Touchscreen. Es ist lediglich nur noch eine passende Rundumdichtung erforderlich, um die hohe frontseitige Schutzart zu erzielen. Alternativen mit mechanischen Tastern oder TastatuBeachtenswerte technische Parameter ren und zusätzlichen Frontplattenausschnitten lassen sich im Gegensatz zu geschlossenen Glasoberflächen aufwändiger und Was sind jedoch die relevantesten technischen Parameter, kostenintensiver schützen und nutzen sich zudem schneller ab. auf die Anwender und Entwicklungsingenieure heute achten Entscheidend sind aber auch Systemeigenschaften, die von sollten? Neben einer hohen MTBF (Mean Time Between Failu- außen nicht unmittelbar erkennbar sind: Dank technischem

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In Bezug auf projiziert-kapazitiven Multitouch ist es vor allem die Robustheit der Panel-PC-Glasoberfläche, die zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten beiträgt

Wartungseinsätze für Knopfzelllen Für die Energieversorgung der Echtzeituhr werden derzeit in den meisten Computersystemen noch immer Knopfbatterien eingesetzt. Auch wenn sie eine vergleichsweise lange Betriebsdauer aufweisen, bevor sie entleert sind, ist ihre Lebensdauer dennoch auf rund zwei bis drei Jahre begrenzt. Somit sind beim Einsatz von Knopfbatterien innerhalb der Lebensdauer eines Systems von etwa fünf Jahren ein bis zwei Wartungseinsätze fest einzuplanen, die in der Regel nicht in wenigen Minuten abgeschlossen sind. Da sich die Knopfzellen auf der Hauptplatine befinden, muss das Computersystem nämlich geöffnet werden. Zumeist ist es hierzu aufwändig aus dem Maschinengehäuse auszubauen. Danach wird das Systemgehäuse geöffnet, um die Batterie zu wechseln. Eine Wartungsstunde ist so schnell vergangen. Fällt die Produktion wegen dieser Wartungsarbeiten aus, entstehen noch höhere Kosten. Diesen Aufwand kann sich ein Unternehmen sparen mit einer im Vergleich zu den Wartungskosten geringeren Investition in hochwertige Doppelschichtkondensatoren, so genannte Goldcaps. Diese sind verschleißfrei und übernehmen die Funktion der Knopfbatterie, die die Echtzeituhr weiter speist, auch wenn das Computersystem stromlos ist. Damit können die oben genannten zwei Wartungsstunden ersatzlos gestrichen werden – mehr kostet das System dafür aber nicht.

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Die richtigen Schnittstellen Durch das Implementieren von robusten mSATA-Modulen (Mini Serial Advanced Technology Attachment) und SSDs (Solid-State-Drive) können zudem weitere Service-Zeiten eingespart werden. Der für Softwareupdates derzeit noch oft notwendige physikalische Aus- und Einbau von CompactFlash-Karten kann so nämlich entfallen. Hierfür bieten fast alle Panel-PCs eine LAN-Schnittstelle. Optional sollten aber auch Vernetzung über drahtlose Schnittstellen wie WLAN- und Mobilfunk angeboten werden. Für eine drahtlose Signalübermittlung werden immer auch Antennen benötigt. Sind diese im Frontpanel integriert, so ist nicht nur eine ideale Sende- und Empfangsleistung gewährleistet, sondern sie sind im Vergleich zu externen Antennen auch bestmöglich gegen Beschädigungen geschützt. Wird die M2MSchnittstelle darüber hinaus für ein vorausschauendes Condition-Monitoring des Systems genutzt, können Instandsetzungsarbeiten besser geplant und Just-in-Time durchgeführt werden, also bevor ein System ausfällt. Effiziente Lösungen dazu hat Kontron in seinen Industrieservern implementiert. Projektspezifisch lassen sie sich auch in Panel-PCs integrieren. Ein Condition-Monitoring-System überwacht die Zustandsdaten von Board und Systemparametern und optional auch Zustandsdaten von weiterer Peripherie und liefert die Daten entweder direkt in Form von benutzerdefinierten Textnachrichten (Mail und/oder SMS) an die Service-Techniker oder signalisiert Zustände optisch und akustisch direkt vor Ort. Attraktiv sind dabei Lösungen, die nicht auf ACPI-basier-

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Fortschritt rücken heute insbesondere die Art der Energieversorgung der Echtzeituhr im Computersystems sowie die Art und Verwendung der Speichermedien in den Vordergrund.

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Wenn Wartung, dann schnell: Der Panel-PC Micro Client 3 wird einfach rückseitig aufgeklappt

ten (Advanced Configuration and Power Interface) Monitoring-Werkzeugen basieren, sondern mit ihrer eigenen API (Application Programming Interface) direkt auf die Sensoren und Hardwaredaten zugreifen. Dadurch ist das Condition-Monitoring-System unabhängig von Software- und Treiber-Updates von Drittanbietern und ist damit diesbezüglich wartungsfrei und zuverlässig.

Stillstandphasen verkürzen Ganz ohne Wartung geht es zudem nicht immer. Der gerne verwandte Begriff Wartungsfreiheit hat also auch seine Grenzen. Der Ausfall einer Komponente kann mitunter sogar dazu führen,

dass die gesamte Produktion lahmleglegt wird. Dann ist es selbst beim Einsatz eines wartungsfreien Systems wichtig, dass der Techniker schnell den Servicefall abschließen kann. Die Berücksichtigung der Reparatur bereits bei der Konstruktion kann deshalb helfen, unwirtschaftliche Stillstandphasen zu verkürzen, die Zuverlässigkeit zu erhöhen und Kosten zu minimieren. So kann zum Beispiel der Panel-PC Micro Client 3 von Kontron rückseitig geöffnet werden, so dass sich Komponenten schnell einbauen oder auswechseln lassen. Dies macht ihn für eventuelle Nachrüstungs- und Erweiterungsarbeiten servicefreundlich. Der große Vorteilsbringer ist aber weiterhin das Vermeiden von Wartungsaufwand durch geeignetes Engineering. ☐ > MORE@CLICK ADK13284640

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A&D durchdringt die Welt der Automation und steigert Effizienz und Qualität – für signifikanten Vorsprung auf dem Weg zur nachhaltigen Industriegesellschaft.

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EMBEDDED SECURE-BOOT Sicherheit und Systemintegrität spielen in Embedded-Systemen eine immer gewichtigere Rolle. Dabei erstrecken sich die Sicherheitsaspekte über die gesamte Systemarchitektur. Ein hohes Sicherheitsniveau kann mit dem offenen Betriebssystem GNU/Linux erreicht werden. Was dabei beachtet werden sollte, wird im Folgenden dargestellt. T E X T: Holger Dengler, Linutronix

FOTOS: Linutronix

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Die Anforderungen an Embedded-Systeme wie etwa Steuerungen steigen seit einigen Jahren nicht nur in Bezug auf Funktionalität. Das Thema Sicherheit und Systemintegrität drängt sich unaufhaltsam ins Bewusstsein einer immer breiteren Öffentlichkeit. Betrachtet man das Gesamtkonzept eines Steuerungssystems, so fällt ins Auge, dass sich Sicherheitsaspekte über die gesamte Systemarchitektur erstrecken. Die jeweiligen Systembereiche wie zum Beispiel Netzwerk, Laufzeitumgebung und das Dateisystem stellen unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf Sicherheit an das Systemkonzept. Für diese Anforderungen bietet das offene Betriebssystem GNU/Linux eine Vielzahl an Funktionen, die – eine korrekte Umsetzung vorausgesetzt – in den jeweiligen Bereichen für einen Anstieg des Sicherheitsniveaus führen. Einen erheblichen Teil von Basissicherheitsfunktionen setzen wir erfreulicherweise mittlerweile als Standard für ein Betriebssystem im Embedded-Umfeld voraus. Heute muss keiner mehr von den Vorteilen des Multi-User-Konzepts und der darauf basierende Zugriffssteuerung auf Dateisystemressourcen überzeugt werden. Über solche Basis-Sicherheits-Features hinaus bietet der Linux-Kernel jedoch auch Funktionalitäten um die Systemintegrität sicherzustellen. So bietet die Integrity Measurement Architecture (IMA) im Linux-Kernel die Möglichkeit, die Integrität des Laufzeitsystems und seiner Ressourcen festzustellen,

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diese zu beurteilen und gegebenenfalls auf Integritätsverletzungen zu reagieren. Ein weiterer wichtiger Baustein zur Steigerung der Systemintegrität ist die Signaturüberprüfung beim Laden von KernelModulen, die der Linux-Kernel seit der Version 3.7 anbietet. Dem Systemintegrator ist damit die Möglichkeit in die Hand gegeben, das Laden nicht autorisierter (da von ihm nicht signierter) Kernel-Module komplett zu unterbinden. Selbst wenn bei einem Angriff auf das System der Angreifer Administratorrechte erlangt, kann dieses Feature das Laden von kompromittierten Kernel-Modulen verhindern. Doch wie schützt man sich gegen eine mehrstufige Attacke, bei der im ersten Schritt der Boot-Kernel im Flash-Speicher durch einen kompromittierten Kernel ohne die oben genannten Sicherheitsfunktionen ersetzt wird und im zweiten Schritt dann nach einem Neustart das restliche System? Im Folgenden soll ein Konzept zum Laden eines integren Kernels skizziert werden, das die Eigenschaft besitzt, eine unautorisierte Manipulation des Linux-Kernels von einem autorisierten Update zu unterscheiden.

Boot-Vorgang ohne Integritätsprüfung Der Boot-Vorgang gliedert sich im Wesentlichen in drei Schritte, die – unabhängig vom verwendeten Bootloader – durchlaufen werden müssen.

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Der Boot-Vorgang ohne Integritätsprüfung

▶ Im ersten Schritt werden die CPU und ihre Peripherie

Vor unerlaubten Modifikationen schützen

▶ Im zweiten Schritt wird der Kernel aus einem Massen-

Der Schutz des Linux-Kernels soll nun im Folgenden beleuchtet werden. Ziel ist es, den Kernel vor unerlaubten Modifikationen zu schützen und gleichzeitig zu gewährleisten, dass er trotzdem durch autorisierte Prozesse und Personen weiterhin aktualisiert werden kann. Seit der Veröffentlichung von Auguste Kerckhoff ‘s Grundsatz der modernen Kryptographie im Jahr 983 ist bekannt, dass in einem System die Sicherheit nicht durch die Verwendung eines geheimen Verfahrens gewährleistet werden sollte, sondern durch die Verwendung sicherer, offener Verfahren in Kombination mit sicheren Schlüsseln. Das hier skizzierte Konzept setzt daher nicht auf Security by Obscurity, sondern auf die Verwendung standardisierter kryptographischer Verfahren. Es empfiehlt sich darüber hinaus, bei der Implementierung auf Open Source Software zurückzugreifen, weil sich damit unter anderem die Möglichkeit einer Implementierungsüberprüfung eröffnet. Zum Einsatz kommen in diesem Konzept mittels asymetrischer, kryptographischer Verfahren erstellte Signaturen und Zertifikate. Mit letzteren lassen sich so genannte Vertrauensketten realisieren. Eine solche Vertrauenskette wird während des Boot-Vorgangs aufgebaut. Der Bootloader erhält ein Wurzelzertifikat (das Systemzertifikat), welches aus einem Schlüsselpaar (Sys-

initialisiert.

speicher, zum Beispiel NAND-Flash, in den Arbeitsspeicher geladen. ▶ Im dritten Schritt wird der Kernel zur Ausführung gebracht.

Die bisher erwähnten Sicherheits- und Integritätsfunktionen - wie das Laden ausschließlich signierter Kernel-Module sowie das Sicherstellen der Dateiintegrität - greifen erst ab dem dritten Schritt und schützen das Dateisystem im NANDFlash gegen Manipulation. Der ebenfalls dort liegende LinuxKernel sowie der Bootloader (IPL) im Boot-ROM/NOR sind nicht geschützt. Das hier vorgestellte Konzept geht davon aus, dass der minimale Bootloader sehr selten aktualisiert werden muss. Wird das Konzept mit einem Boot-ROM umgesetzt, ist der Schutz durch die Wahl eines Read-Only-Memory implizit gegeben. Wird ein NOR verwendet, kann der schreibende Zugriffsschutz mit einfacher Hardware realisiert werden, etwa mit einem Schlüsselschalter im Write-Enable-Signal des NOR-Bausteins. Eine Modifikation des Bootloaders über einen Remote-Zugang kann damit ausgeschlossen werden. Im Weiteren wird daher davon ausgegangen, dass der Inhalt des Boot-ROM beziehungsweise des NOR sakrosankt ist, ihm also vertraut werden kann.

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geschieht in drei Schritten

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Beim Boot-Vorgang mit Integritätsprüfung kommen zwei Schritte hinzu: jeweils das Laden und Prüfen von Zertifikat und Signatur

Kpriv und SysKpub) des Hardware-Herstellers generiert wird. Der Systemintegrator, der für die Bereitstellung des LinuxKernels und des dazu passenden Dateisystems verantwortlich zeichnet, erstellt mit einem eigenen Schlüsselpaar (WorkKpriv und WorkKpub) ein eigenes Zertifikat (das Arbeitszertifikat), welches vom Hardware-Hersteller signiert wird. Wird nun vom Linux-Kernel eine Signatur mittels des Schlüssels WorkKpriv erzeugt, so kann die Integrität dieses Linux-Kernels mit Hilfe des Arbeitszertifikats validiert werden. Die Vertrauenskette gliedert sich somit in zwei Schritte: ▶ Das Arbeitszertifikat ist mit Hilfe des Systemszertifikats auf seine Vertrauenswürdigkeit überprüfbar. ▶ Die Integrität des Linux-Kernels kann mittels des (vertrauenswürdigen) Arbeitszertifikats verifiziert werden.

Boot-Vorgang mit Integritätsprüfung Diese beiden Schritte lassen sich nun in den Boot-Vorgang integrieren. Sie fügen sie sich vor der Ausführung des Linux Kernels ein. Schritt  und Schritt 2 bleiben also unverändert, erst wird die CPU initialisiert und der Linux-Kernel aus dem NAND-Flash geladen. Schritt 3 kommt neu hinzu. Hier wird das Arbeitszertifikat geladen und mittels des Systemzertifikats überprüft. Ist die Überprüfung erfolgreich, dann ist sichergestellt, dass dem Arbeitszertifikat für den weiteren Boot-Vorgang vertraut werden kann. In Schritt 4 wird die Signatur des Linux-Kernels (welcher sich seit Schritt 2 bereits im Speicher befindet) geladen und mit Hilfe des Arbeitszertifikats überprüft. Nach einer erfolgreichen Verifikation der Signatur ist sichergestellt, dass der Linux-Kernel, so wie er vom Systemhersteller bereitgestellt und signiert wurde, im RAM liegt. Das Ausführen des eben verifi-

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zierten Linux-Kernels in Schritt 5 schließt den Boot-Vorgang ab. Konnten alle Überprüfungen in Schritt 3 und 4 erfolgreich abgeschlossen werden, so ist die Integrität des Systems lückenlos nachgewiesen. Wurde eine Verletzung der Integrität festgestellt, kann der Boot-Vorgang abgebrochen werden. Ein manipuliertes System ist in jedem Fall von einem integren unterscheidbar. Zu der Integritätüberprüfung des Linux-Kernels bietet dieses Konzept jedoch noch weitere Vorteile. Durch das Auslesen und Prüfen des System- als auch der Arbeitszertifikate kann eine Post-Mortem-Analyse Hinweise auf eine Manipulation und deren Urheber geben. Hardware-Hersteller und Systemintegrator haben die Möglichkeit, in einem Garantie- oder Gewährleistungsfall eine nicht autorisierte Modifikation des Systems nachweisen zu können. Ein weiteres Merkmal dieses Konzepts ist, dass auf ausgelieferten Systemen nur öffentliche Schlüssel gespeichert sind. Es besteht zu keiner Zeit die Notwendigkeit, einen geheimen Schlüssel auf dem System abzulegen. Die öffentlichen Schlüssel können ausschließlich dazu genutzt werden, die Integrität zu überprüfen. Mit ihnen lassen sich weder weitere Zertifikate erzeugen noch Linux-Kernel signieren.

Grenzen des Konzepts Die Ausführung zeigt, dass die Systemsicherheit deutlich erhöht werden kann, der Schutz jedoch auch sein Grenzen hat. So setzt dieses Konzept zwingend voraus, dass ein sakrosankter Bereich im System existiert, dem vertraut werden kann, um dort den Bootloader und das Systemzertifikat abzulegen. Ohne zusätzliche Hardware kann ein solcher Bereich nur gegen Ma-

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stellten Konzept nicht nur ein hohes Maß an Sicherheit gegen Manipulationen erreicht werden kann, es ist auch an die unterschiedlichsten Anforderungen und Bedürfnisse anpassbar. Alle notwendigen Schritte wie das Erzeugen von Schlüsselpaaren, Zertifikaten und Signaturen des Linux-Kernels lassen sich in bestehende Prozessabläufe nahtlos integrieren. Das Konzept kommt durchgehend ohne Geheimniskrämerei Konzept ohne Geheimniskrämerei aus. Kein einziger Teilschritt des Konzepts unterliegt einer Geheimhaltung, durch reines Reverse Engineering geht keiDas Konzept zeichnet sich unter anderem auch dadurch ne Gefährdung des Integritätsschutzes aus. Es besteht also aus, dass sich spezielle Hardware zum Erhöhen des System- eine echte, funktionierende Alternative zu Security by schutzes nahtlos in den Ablauf des Konzepts integrieren lässt. Obscurity. ☐ > MORE@CLICK ADK13111970 Zusammenfassend wird deutlich, dass mit dem hier vorgeSTE UERN & VE RNE TZEN

nipulationen durch Fernzugriffe gewährleistet werden. Besteht darüber hinaus die Notwendigkeit, das System auch gegen Angreifer mit physikalischem Zugang zu schützen, so ist der Einsatz spezieller Hardware wie zum Beispiel eines Trusted Platform Modules (TPM) unausweichlich, um das Systemzertifikat vor Modifikationen zu schützen.

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NUR EIN KABEL ZUM KOMMUNIZIEREN Die Diversifizierung in der Automatisierungstechnik hat die Maschinenintegration zu einer komplexen und kostenintensiven Aufgabe gemacht. Für Sercos gibt es nun eine Lösung, die den Betrieb von Ethernet/IP-, TCP/IP- und Sercos-Geräten über ein einziges Ethernet-Kabel erlaubt. T E X T: Peter Lutz, Sercos International

FOTOS: Sercos International

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Um neue Maschinenkonzepte umzusetzen, verwenden immer mehr Hersteller Industrial-Ethernet-Lösungen. Doch auch wenn die technischen Vorteile auf der Hand liegen, machen sie funktionierende Systeme auf Basis der traditionellen Feldbusse nicht automatisch obsolet. Dass es eine ganze Reihe konkurrierender Kommunikationsprotokolle gibt, die allesamt Ethernet-Technik im Maschinenbau nutzen wollen, erschwert einen Wechsel zusätzlich. Anwender und Entwickler müssen daher das Für und Wider genau abwägen: Wie viele Anbieter unterstützen eine Lösung? Wie präzise sind die Standards normiert? Deckt eine Lösung alle Anwendungsfelder ab oder ist sie für einen Bereich optimiert? Wie stark können einzelne Anbieter die künftige Entwicklung beeinflussen?

Zwei Welten vereinen Ethernet/IP und Sercos – auf den ersten Blick prallen hier zwei Welten aufeinander. Denn Ethernet/IP basiert hauptsächlich auf Standard-Ethernet-Hardware. Dadurch ist es flexibel genug, um vielfältige Anwendungen in der Fabrik- und Prozessautomatisierung abzudecken. Abstriche müssen hier jedoch bei anspruchsvollen Automatisierungsaufgaben gemacht werden, insbesondere bei zeitkritischen und schnellen Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau.

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Sercos war dagegen von Anfang an so konzipiert, dass die Bandbreite von Fast-Ethernet effizient genutzt wird und die Echtzeitkommunikation auch unter harten Bedingungen zu 00 Prozent gewährleistet wird. Dazu ist der Einsatz spezieller Ethernet-Controller erforderlich. Um die Echtzeit-Charakteristik des Sercos-Protokolls nicht zu beeinträchtigen, wird ein SercosIII-Kommunikationszyklus mit Hilfe einer Zeitsteuerung in zwei Zeitschlitze (Kanäle) unterteilt. Im Echtzeit-Kanal werden die von Sercos III spezifizierten Sammeltelegramme als Broadcast übertragen und während des Durchlaufs durch die SercosIII-Geräte bearbeitet. Im UC-Kanal (Unified Communication Channel) können dagegen beliebige andere Ethernet-Telegramme übertragen werden. Die Kommunikationszyklen und die Aufteilung der Bandbreite von 00 Mbit/s in Echtzeit- und UC-Kanal lassen sich an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen. Die Effizienz der Sercos-Telegramme sorgt dafür, dass nur ein Teil der Bandbreite für den Echtdatenaustausch genutzt wird. Beispielsweise benötigt Sercos bei einer Anwendung mit 64 Antrieben rund 400 Mikrosekunden eines Zwei-Millisekunden-Zyklus. Damit stehen ,6 Millisekunden für die Übertragung anderer Protokolle zur Verfügung. Da der UC-Kanal direkt auf der EthernetSchicht aufsetzt, können beliebige Ethernet-Teilnehmer ohne

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Übertragung von Sercos-, Ethernet/IP- und TCP/IP-Protokollen über ein Kabel mit Hilfe eines

Zusatzhardware an das Netzwerk angebunden werden. Ein Tunneln der Protokolle ist nicht erforderlich. Auch bevor eine SercosIII-Kommunikation durch den Master initiiert wurde, können die Netzwerkteilnehmer bereits Daten über TCP/IP, Ethernet/IP und das von Sercos spezifizierte S/IP-Protokoll Daten austauschen. Da die gemeinsame Nutzung des Kabels keine negativen Auswirkungen auf das Echtzeitverhalten der verschiedenen Protokolle hat, bleiben sie auch in einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur voll funktionsfähig. Die bestehenden Sercos- und Ethernet/IP-Spezifikationen müssen diesbezüglich nicht abgeändert werden, da die entsprechenden Kommunikationsmechanismen bereits integrierter Bestandteil des SercosÜbertragungsverfahrens sind. Lediglich einige einfache Installationsregeln sind beim Aufbau der Netzwerkinfrastruktur zu befolgen.

Ist keine Redundanz erforderlich, werden die Geräte in einer Linientopologie geschaltet. Erkennt das letzte Sercos-Gerät ein Sercos-fremdes Gerät an seinem zweiten Ethernet-Port, leitet es nur die nicht-sercos Telegramme weiter, die für andere Geräte bestimmt sind. In umgekehrter Richtung leitet das Gerät eingehende Telegramme über den ersten Ethernet-Port an den Dual Stack Master weiter und nutzt dabei den UC-Kanal. Standard-Ethernet-Telegramme, die in der für den Echtzeitkanal reservierten Zeit eingehen, werden vorgehalten und anschließend weitergeleitet. Wenn die Anwendung einen Sercos-Ring für eine redundante Datenübertragung von Echtzeitdaten benötigt und somit kein freier Sercos-Port zur Verfügung steht, muss ein IPSwitch in den Ring integriert werden. Er hat die Aufgabe, die Ethernet/IP-Pakete in den Sercos-Ring ein- und auszukoppeln. Die Ethernet/IP-Geräte können in verschiedenen Topologietypen angeordnet werden: Stern- und Linientopologie, sowie Gemischte Netzwerkinfrastruktur steuern DLR (Device Level Ring). Da ein Dual-Master-System bislang nicht als kommerzielZum Steuern einer gemischten Sercos- und Ethernet/IP- les Produkt verfügbar ist, wurde ein Machbarkeitsnachweis Netzwerkinfrastruktur sind ein Sercos-Master und ein Ether- erbracht. Dabei wurde ein separates Ethernet/IP-Scannermonet/IP-Scanner erforderlich. Diese Funktionen können auch in dul mit dem ungenutzten Ethernet-Port des Sercos-Masters einem einzigen Gerät kombiniert werden – im so genannten verbunden. Sowohl eine Basiskonfiguration mit drei SercosDual Stack Master. Antrieben und sieben Ethernet/IP-Geräten sowie eine erwei-

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Zeitmultiplex-Verfahrens

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Kombination von SercosIII- und Ethernet/IP-Geräten am Beispiel

Kombination von SercosIII- und Ethernet/IP-Geräten am Beispiel

einer Linientopologie

einer Ringtopologie

terte Installation mit 64 Sercos-Antrieben wurden getestet. Dabei wurden die Performance und die Verlässlichkeit der Verbindungen zu Ethernet/IP unter Beweis gestellt. Die gemeinsame Infrastruktur komplementiert das SercosLösungsportfolio, indem neben dem umfassenden SercosIIIProduktspektrum nun auch zusätzlich Ethernet/IP-Geräte beliebiger Hersteller eingesetzt werden können. Mit diesem Konzept wird die Anzahl an Kommunikations-Schnittstellen und damit der Hardware-Aufwand in Maschinen- und Anlagen reduziert. Die durchgängige Vernetzung erhöht die Wirtschaftlichkeit im Engineering und im Betrieb der Anlagen.

Effiziente Kommunikation in der Produktion Mit Sercos III deckt eine Lösung den kompletten Kommunikationsbedarf in der Produktion ab. Sei es vertikale Integration mit den Bürosystemen oder die synchrone Steuerung von Mehrachssystemen, der Datentransfer zwischen dezentralen Steuerungen oder die Übermittlung sicherheitsrelevanter Informationen. Darüber hinaus können nun auch Ethernet/IPGeräte in eine gemeinsame und einheitliche Netzwerkinfrastruktur eingebunden werden. Sercos erledigt alle Aufgaben mit einem einzigen Standard und über ein einziges Kabel. Das fördert die nötige Effizienz, die eine wirtschaftliche Entwicklung moderner Maschinen und Anlagen verlangt. Wer wirtschaftlich und einfach entwickeln möchte, kann sich mit Sercos auf eine Lösung und ein Kabel für alle Einsatzzwecke beschränken, ohne Einbußen in punkto Flexibilität und Sicherheit hinnehmen zu müssen. ☐ > MORE@CLICK ADK13119530

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REDUNDANZ GEGEN NETZWERKPROBLEME Zuverlässige Datenkommunikation wird immer wichtiger. Um Ausfälle zu verhindern, ermöglichen gezielt eingebaute Netzwerkredundanzmechanismen im Fehlerfall den Datentransport. Die Anforderungen an die Rekonfigurationszeit variieren dabei von wenigen Sekunden bis hin zum absolut unterbrechungsfreien Übergang. www.AuD24.net/PDF/ADK13153430

Der Austausch von Daten lässt unsere Kommunikationsnetzwerke sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich immer weiter anschwellen. Immer größere Datenmengen müssen in immer kürzerer Zeit übertragen werden. Fällt ein entsprechendes, kommerziell genutztes Netzwerk durch eine fehlerhafte Komponente aus, ist dies ein untragbarer Zustand. Viel wertvolle Arbeits- und Produktionszeit geht verloren und muss durch Büro- und Fabrikangestellte in Überstunden nachgeholt werden. Sollen Netzwerkunterbrechungen in Datennetzwerken vermieden werden, heißt es, sich zu überlegen: wie auf den Ausfall einer aktiven Netzwerkkomponente oder einer einfachen passiven Verbindungsleitung reagiert werden soll; wie schnell eine Rekonfiguration des Netzwerks für die Applikation oder den dahinter liegenden Prozess notwendig ist. Speziell für die Rekonfiguration von Datennetzwerken haben sich einige Verfahren etabliert: ▶ RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol, nach IEEE 802.D) ▶ MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol, nach IEEE 802.Q) ▶ MRP (Media Redundancy Protocol, nach IEC 62439) ▶ MRPD (Media Redundancy for planned duplication, nach IEC 658-0) ▶ PRP (Parallel Redundancy Protocol, nach IEC 62439-3) ▶ HSR (High-availability Seamless Redundancy Protocol, nach IEC 62439-3)

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Rapid Spanning Tree Protocol Das vorwiegend aus dem Bürobereich bekannte RSTP-Protokoll überwacht das Netzwerk nach redundanten/parallelen Verbindungen zwischen zwei aktiven Netzwerkkomponenten. Diese parallelen Verbindungen bilden Schleifen im Netzwerk und würden zu kreisenden Telegrammen und somit zu einer Netzwerküberlastung führen. Aus diesem Grund wird eine der beiden Verbindungen zwischen den aktiven Netzwerkkomponenten deaktiviert. Tritt nun ein Fehler in der aktiven Strecke auf, kann die passive Strecke schnell wieder aktiviert werden und die Datenkommunikation läuft nach kurzer Unterbrechung weiter. Die Unterbrechungszeit in von RSTP überwachten Netzwerken liegt bei wenigen Sekunden und ist abhängig von der Größe und Komplexität des Netzwerks.

Multiple Spanning Tree Protocol Um große Büronetzwerke besser zu strukturieren und Ressourcen besser einsetzen zu können, wird hier zur Rekonfiguration in Fehlersituationen das Multiple Spanning Tree Protocol eingesetzt. Hier werden einzelne RSTP-Strukturen in einem VLAN (virtuelles LAN) zusammengefasst. Somit wirkt sich die Neukonfiguration der Verbindungswege im Netzwerk nur auf einen Teilbereich aus. Benachbarte Teilnetzwerke bleiben von der Umkonfiguration unbeeinflusst.

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T E X T: Michael Kasper, Siemens Industry Sector FOTOS: Siemens

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In vielen Branchen im Industriebereich ist die Netzwerkverfügbarkeit eine der wichtigsten Anforderung

Media Redundancy Protocol Speziell im Industriebereich kann eine Netzwerk- und somit eine Kommunikationsunterbrechung von einigen Sekunden zur Vernichtung der gesamten Produktions-Charge führen. Für Kommunikationsnetzwerke in Industrieapplikationen sind deshalb Rekonfigurationsverfahren gefordert, die eine geringere Rekonfigurationszeit im Fehlerfall haben. Eines der am häufigsten eingesetzten Protokolle ist das Media Redundancy Protocol, das im Profinet-Standard spezifiziert ist. Bei diesem Verfahren wird die in der Industrie sehr gebräuchliche Linienstruktur zu einer Ringstruktur geschlossen. Ein als Ringmanager konfigurierter Ringteilnehmer überwacht die Linienenden mit Testtelegrammen, die er an beiden Linienenden (Ringports) in die Linie sendet. Bleiben an einem Ende die Testtelegramme aus, erkennt der Redundanzmanager, dass die Linie in zwei Teilsegmente zerfallen ist und verbindet beide Linienenden (Ringports). Das Verbinden der Ringports geschieht bei 50 Teilnehmern in einem Ring innerhalb von maximal 200 Millisekunden. Diese kurze Rekonfigurationszeit wird nicht als Netzwerkunterbrechung wahrgenommen und der Prozess kann ungestört weiter laufen.

Media Redundancy for planned duplication Ein zweites bei Profinet spezifiziertes Redundanzverfahren ist das Protokoll Media Redundancy for planned duplication.

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Hierzu werden aktive Netzwerkkomponenten mit spezieller HWUnterstützung benötigt (ERTEC-ASIC). Die Mechanismen dieses speziellen Switch-ASIC ermöglichen es, in einer Ringstruktur Telegramme in beide Richtungen des Rings zu senden. Bei einer Unterbrechung der Ringstruktur ist somit gewährleistet, dass eines der beiden Telegramme am Empfänger ankommt. Dieses Verfahren wird speziell bei taktsynchronen Applikationen angewendet, bei denen mehrere Antriebe synchronisiert werden müssen. Um diese schnelle Telegrammübertragung zu erreichen, arbeitet der ASIC im Cut-Through-Modus. Für die Verwendung dieses Modus wird eine Projektierung der Kommunikationswege im Netzwerk notwendig, da der Switch nur so die Weiterleitinformation für die einzelnen Telegramme erhalten kann. Da die Telegramme in zwei Richtungen gesendet werden, müssen auch zwei Wege geplant werden. Wird nun im Fehlerfall ein Weg unterbrochen, gibt es immer einen zweiten Weg zum Ziel und somit im Fehlerfall keine Rekonfigurationszeit des Netzwerkes. Dieses Verfahren wird speziell bei Zeitungsdruckmaschinen oder Applikationen mit mehreren synchronen Antrieben eingesetzt.

Parallel Redundancy Protocol Da für immer mehr Applikationen eine Rekonfigurationszeit durch Netzwerkprobleme nicht mehr akzeptabel ist, haben sich zwei neue Redundanzverfahren entwickelt, die in der internationalen Norm IEC 62439-3 standardisiert sind.

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Die aktiven Netzwerkkomponenten Scalance X-200/X-300/X-400 und XR-500 bieten für jede Applikation

Hierzu zählt das Parallel Redundancy Protocol. Bei diesem Protokoll werden ebenfalls die Telegramme gedoppelt, jedoch über parallele, nicht verbundene Netzwerkstrukturen übertragen. Somit ist sichergestellt, dass eines der beiden Telegramme auf alle Fälle beim Empfänger ankommt. Im Fehlerfall gibt es keine Rekonfigurationszeit, da immer beide Übertragungswege genutzt werden und nicht erst ein passiver Übertragungsweg zugeschaltet werden muss. Haben beide Netzwerke die gleiche Struktur, so gibt es auf den unterschiedlichen Wegen auch keine Laufzeitunterschiede der beiden Telegramme. Vorteil dieses Verfahrens ist der Einsatz von Standard-Netzwerkkomponenten. Eine Projektierung wie bei MRPD ist ebenfalls nicht erforderlich. Die Doppelung der Telegramme kann sowohl vom Endgerät über zwei Netzwerkschnittstellen mit entsprechender PRP-Funktion, als auch mittels eines Vorschaltgerätes realisiert werden. Dieses Redundanzverfahren wird speziell für Kontrollzentren im Bereich der Energieverteilung in Kraftwerken und prozesstechnischen Anlagen eingesetzt.

Weg an. Eine Projektierung ist nicht erforderlich. Die Verdoppelung der Telegramme wird von den angeschlossenen Ringteilnehmern oder durch Vorschaltgeräte realisiert. Bei beiden muss die Funktion zur Verdoppelung der Telegramme integriert sein. Dieses Verfahren wird insbesondere in kleineren Netzstrukturen eingesetzt, wo die Anforderung nach einem kostengünstigen Netzwerk mit stoßfreiem RingRekonfigurationsverfahren gestellt wird. Einsatzgebiete sind hier speziell die Prozess- und Fertigungsindustrie sowie Energieschaltanlagen.

Wahl des richtigen Verfahrens

All diese Verfahren haben die Aufgabe, auftretende Netzwerkfehler so schnell wie möglich zu überbrücken und die Kommunikation zwischen den Netzwerkteilnehmern zu gewährleisten. Je nach Applikation, für die das Netzwerk genutzt werden soll, muss aber abgewogen werden, welches Rekonfigurationsverfahren zum Einsatz kommen soll: Sind Rekonfigurationszeiten von wenigen Sekunden oder MilliseHigh-availability Seamless Redundancy Protocol kunden tolerabel, oder darf es auf keinem Fall zum Verlust von Telegrammen kommen, da sonst teure Fertigungsgüter Auch dieses Verfahren ist im internationalen Standard vernichtet würden. Je nach Anforderung der Applikation IEC 62439-3 beschrieben. Basis dieses Verfahrens ist eine bietet Simatic Net von Siemens mit seinen aktiven Netzwerkringförmige Netzwerkstruktur. Auch hier werden Telegram- komponenten aus der Produktfamilie Scalance für jede Anme der Endgeräte in zwei Richtungen des Rings gesendet. wendung das passende Rekonfigurationsverfahren und hilft Bei einer Unterbrechung auf einem der Wege kommt das somit, teure Fertigungsausfälle durch Netzwerkprobleme zu > MORE@CLICK ADK13153430 zweite Telegramm ohne Unterbrechung über den zweiten vermeiden. ☐

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ST EUERN & VER NE TZEN

das richtige Redundanzverfahren

STEUERN & VERNETZEN

HOCHVERFÜGBARES UND SICHERES WLAN Sicherheitsgerichtete Steuerungen können mit herkömmlichem WLAN nicht sicher betrieben werden. Ein neues Redundanzprotokoll macht das drahtlose Netzwerk nun auch in der industriellen Automatisierung möglich. T E X T: Markus Rentschler & Ralf Kaptur, Hirschmann FOTOS: Hirschmann

www.AuD24.net/PDF/ADK101307200

Die Gründe für das rasche Verbreiten drahtloser Netzwerke in der industriellen Automatisierung liegen sowohl in den günstigen Kosten und den flexiblen Einsatzmöglichkeiten, als auch in der schnellen und unkomplizierten Inbetriebsetzung. Dies wiederum ist nicht zuletzt ein Ergebnis der weltweiten WLAN- beziehungsweise WiFi-Standardisierung. Bedingt durch die Technik können jedoch bestimmte Applikationen wie sicherheitsgerichtete Steuerungen mit herkömmlichem WLAN nach IEEE 802. nicht mit der nötigen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit betrieben werden. Diese Einschränkungen haben bislang verhindert, dass sich Standard-WLAN für derartige Safety- und generell für Echtzeit-Anwendungen im industriellen Umfeld durchsetzen konnte. Es wäre daher wünschenswert, WiFi-Netze mit dem noch fehlenden Quantum an Verfügbarkeit und Übertragungssicherheit nachzurüsten. Obwohl sequentiell und parallel redundante Übertragungsprinzipien bereits fester Bestandteil aller kanaloptimierten Kodierungen sind – dies gilt insbesondere für WiFi gemäß IEEE 802.n – kann dieses Ziel dennoch mit einer zusätzlich eingeführten weiteren Redundanzinstanz erreicht werden.

chen, wird ein sehr schneller Redundanz- oder Reparaturmechanismus benötigt. Klassische Redundanzprotokolle wie Rapid Spanning Tree (RSTP) oder Ringredundanzprotokolle wie MRP und selbst FastMRP können die erforderliche Umschaltgeschwindigkeit nicht zur Verfügung stellen. Auch die Forderung nach Zero Paket Loss wird von diesen Lösungen nicht erfüllt. Um noch fehlertoleranter zu werden, muss eine redundante Übertragung bereits gestartet worden sein, bevor der Fehlerfall überhaupt detektiert wurde. Das heißt, man muss jedes Paket von vorneherein zweimal, das heißt auf unterschiedlichen Wegen, von A nach B schicken. Genau das ist der Ansatz eines neuen Redundanzprotokolls, welches 200 bis 202 im Rahmen der IEC 62439-3 standardisiert wurde.

Das Parallel Redundancy Protocol

Das Parallel Redundancy Protocol (PRP) nutzt zwei beliebige parallele Ethernet-Infrastrukturen. In der RedBox genannten PRP-Instanz werden alle ausgehenden Pakete verdoppelt und mit der gleichen Ziel- und Quelladresse über zwei physikalische Ports verschickt. Auf der anderen Seite muss Redundanzmechanismus ist nötig eine zweite RedBox dafür sorgen, dass nur das zuerst eingehende Paket weitergeleitet und das zweite gelöscht wird. Um Um WLAN für die angesprochene Gruppe extrem zeitkri- dies zu ermöglichen, enthält jedes PRP-Paket zwischen Nutztischer Anwendungen ausfallsicherer und verfügbarer zu ma- daten und Checksumme einen 6 Byte langen so genannten

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Die grafische Darstellung eines typischen Freifeldtesttages (24 h)

Die Übertragungsstrecke im Freifeldversuch mit Merkmalen, die

verdeutlicht die Verbesserung des Antwortzeitverhaltens und die

einem WLAN-Serviceingenieur den Angstschweiß auf die Stirn

Vermeidung von Paketverlusten (Zero Paket Loss)

treiben

PRP-Trailer mit entsprechenden Sequenznummern. Die PRPFunktion kann wahlweise in einer dedizierten Infrastrukturkomponente (RedBox) oder direkt in jedem angeschlossenen Endgerät implementiert werden. Ein großer Vorteil besteht darin, dass die PRP-Pakete innerhalb der zwei Transfernetze wie jedes Standardpaket behandelt werden können. Die Netzwerkkomponenten innerhalb der redundanten Ethernet-Infrastrukturen müssen PRP also weder unterstützen noch irgendwie interpretieren. Ursprünglich wurde PRP mit dem Ziel entwickelt, eine Zero Paket Loss-Redundanz für kabelgebundene Netzwerke zu ermöglichen. PRP kann jedoch auch als sogenannte Splitterund Combiner-Funktion für zwei parallel redundante FunkÜbertragungskanäle eingesetzt werden. Mit Hilfe verschiedener Testszenarien, sowohl im Labor, als auch im typischen Praxisumfeld, wurde nachgewiesen, dass sich dadurch eine deutliche Verbesserung der Verfügbarkeit und der Fehlertoleranz des Gesamtübertragungskanals erreichen lässt.

zen (Jitter) und Übertragungsfehler und schaltet eine Maschine im Zweifel einfach ab (Fail-Safe). Die Testergebnisse zeigten erheblich weniger Fail-SafeReaktionen des PRP-Systems gegenüber den Einzelkanälen: Abhängig von der gewählten Steuerungszykluszeit wurden in einem Zeitraum von einer Woche gar keine oder nur sehr wenige Sicherheitsabschaltungen detektiert, während mit nur einem einzelnen Kanal bis zu hundert pro Stunde zu verzeichnen waren. Ein ähnliches Bild ergab die Analyse der Safety-ResponseZeiten des Systems: Mit nur einem WLAN-Kanal lagen die maximalen Abweichungen vom Durschnitt bei über 00 Prozent, während sie über die PRP-Strecke gemessen weniger als sieben Prozent betrugen. Dieser Wert liegt im Bereich einer zum Vergleich gemessenen kabelgebundenen Ethernet-Verbindung.

Das Protokoll im Test In einem ersten Schritt wurde das Verhalten einer drahtlosen sogenannten Black-Channel-Architektur im Zusammenwirken mit einem Safety-Protokoll unter Laborbedingungen untersucht. Ein solches für die kabelgebundene Übertragung ausgelegtes Safety-Protokoll reagiert besonders sensibel auf Laufzeitvarian-

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TIMING COMBINER Da die Verwendung von PRP als bidirektionaler Splitter- und Combiner-Funktion in einem diversitär redundanten Funkübertragungssystem vor allem das für industrielle Applikationen besonders wichtige Zeitverhalten verbessert, wurde von Hirschmann für diesen Anwendungsfall der Begriff Timing Combiner geprägt. Die Optimierung des Timings resultiert aus der Eigenschaft des PRP Protokolls, das jeweils zuerst empfangene der beiden redundanten Pakete sofort weiterzuleiten.

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ST EUERN & VER NE TZEN

STEUERN & VERNETZEN

STEUERN & VERNETZEN

Bei der Black-Channel-Architektur werden in der RedBox genannten PRP-Instanz alle ausgehenden Pakete verdoppelt und mit der gleichen Ziel- und Quelladresse über zwei physikalische Ports verschickt

Härtetest mit 80-Meter-Funkstrecke Zum Bestätigen der positiven Ergebnisse unter praxisnahen Umgebungsbedingungen ergab sich im zweiten Schritt dankenswerterweise die Möglichkeit eines realistischen Langzeit-Freifeldversuchs. Eine zirka 80 m lange Funkstrecke auf einem Maschinentestgelände wies alle Merkmale auf, die einem WLAN- Serviceingenieur den Angstschweiß auf die Stirn treiben: ein vorhandenes WLAN-Unternehmensnetzwerk, Personal mit Mobiltelefonen sowie auf Bluetooth basierende Freisprecheinrichtungen und Maschinensteuerungen mit maximaler Sendeleistung. Zudem wurden in der unmittelbaren Funkzone Mobilkräne bewegt, die eine direkte Funkausbreitung verhinderten und für massive Reflexionen sorgten.

ROUNDTRIP-ZEITEN DES SAFETY HEARTBEAT IM LABORVERSUCH SafetyNET p Connection

Jitter of Heartbeat Response

SHB Roundtrip Time*

Deviation*

Min [ms]

Max [ms]

Ø [ms]

Min [%]

Max [%]

Sigma [%]

WLAN A

1.50

247.28

3.49

-7.04

101.42

2.00

WLAN B

1.51

247.62

3.47

-31.72

100.35

1.18

PRP

1.61

20.32

2.83

-6.52

6.82

0.17

802.3

0.50

19.13

1.79

-6.46

6.42

0.14

*Zykluszeit 30ms, Beobachtungszeitraum 20 Stunden

164

Bei diesem Test wurden im Gegensatz zu den Labortests bewusst nicht nur zwei unterschiedliche Kanäle verwendet, sondern zwei komplett diversitäre Frequenzbänder: 2,4 GHz und 5 GHz (IEEE 802.n). Als Testapplikation diente in diesem Fall ein zyklischer ICMP-Echo-Request (ICMP, Internet Control Message Protocol). Gemessen wurden jeweils die PingAntwortzeit über die einzelnen Funkstrecken und die kombinierte PRP-Verbindung. Obwohl die einzelnen 802.n-Links trotz der extrem ungünstigen Randbedingungen auf den ersten Blick gut funktionierten, gingen in beiden Frequenzbändern einzelne Pakete verloren beziehungsweise wurden länger als 50 ms verzögert. Die diversitäre PRP-Verbindung hingegen wies keinerlei Paketverluste auf. Fast noch wichtiger ist die Tatsache, dass auch das Ping-Timing deutlich stabilisiert wurde.

Hochverfügbare WLAN-Netze Abschließend kann festgestellt werden, dass es mit Hilfe der nahtlosen, verzögerungsfreien Parallelredundanz mittels PRP möglich ist, die Verfügbarkeit und Übertragungssicherheit von WLAN-Netzen um ein bis zwei Größenordnungen zu verbessern. Damit wird standardisiertes WLAN nun geeignet, auch sehr zeitkritische Anwendungen wie Safety-Steuerungen zu unterstützen. ☐ > MORE@CLICK ADKAD13107200

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Inhalt der Rubrik

M ES SE N & E RK E NNE N

MESSEN & ERKENNEN

Bild-Sponsor: IDS

168 Offene Strategien für die Zukunft des Messens und Testens 169 Automatisierte Prüflinie RFID-Schreibleseköpfe und -transponder sorgen für einen effizienten Testablauf und eine eindeutige Zuordnung

172 Waren intelligent kennzeichnen Effizienter Warenfluss mit kombinierter Barcode- und RFID-Systemlösung 175 Drehgeber für die Schwerindustrie Magnetgebertechnik mit erweiterter Flexibilität

178 Farben richtig darstellen Farbkalibrierung von Industriekameras 181 Schätze heben Mit hochwertigen Eingangsdaten zu zuverlässiger IBV-Software

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MESSEN & ERKENNEN

P R O M OT I O N

AUTOMATION HAUTNAH Egal ob USB 2.0, USB 3.0 oder Gigabit-Ethernet: Die robusten und leistungsstarken Industriekameras von IDS vereinen einfache Handhabung, hohe Lebensdauer und langfristige Verfügbarkeit. TEXT: Bettina Ronit Hörmann, IDS B I L D E R : IDS

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www.AuD24.net/PDF/ADK13449330

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P R O M OT I O N

MESSEN & ERKENNEN

USB 3.0 Einplatinenkameras Die platz- und kostensparende Komponente für alle Projekte in der Automatisierung bietet einfache Integration und umfassende Konnektivität dank vielfältiger I/Os.

Gerüstet für extreme Umgebungen

M E SSE N & E R K EN NE N

Gigabit-Ethernet Kameras in Schutzart IP65/67 verfügen als Einkabellösungen über Power-overEthernet und M12-Rundsteckverbinder.

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MESSEN & ERKENNEN

OFFENE STRATEGIEN FÜR DIE ZUKUNFT DES MESSENS UND TESTENS TEXT: Rahman Jamal, National Instruments

F OT O : National Instruments

www.AuD24.net/PDF/ADK13540120

Der aktuelle Wandel bei mobilen Endgeauf dem Gebiet des automatisierten Testens räten bietet einen Einblick in einen wichtigen konnten sie kein starkes Ökosystem entwiTrend im Bereich Messen und Testen: die ckeln. Ihre vielen Optionen – unterschiedliLeistung eines software-zentrierten Ökosysche Formfaktoren, Kommunikationsbusse, tems. Mobiltelefone waren zunächst nur auf Software – haben verhindert, dass sie über Anrufe und oder Textnachrichten ausgelegt, führende Hersteller ausreichend verbreitet die Funktionalität wurde vom Hersteller festwurden. Erfolg oder Misserfolg, das hängt gelegt. Sobald die Software auf den Geräten vor allem davon ab, ob sich ein software-zenfür den Nutzer geöffnet wurde, folgten schnell triertes Ökosystem etablieren kann. weitere Funktionen – vom MP3-Player über Zu einem ähnlichen Ergebnis kommen integrierte Kameras bis hin zu E-Mail-Clidie Industrieanalysten von Frost & Sullivan. ents. Dieser Wandel führte nicht nur zu einer Jessy Cavazos, Industry Director, Test & Rahman Jamal offenen Software-Umgebung, er übte größeMeasurement, stellt fest: „In der VergangenTechnology Director, ren Einfluss aus: Apple und später auch heit war ein Testsystem nur so wertvoll wie National Instruments Europe Google schufen robuste Ökosysteme zu ihren die dafür investierte Zeit und das aufgewenProdukten und förderten Entwicklergemeindete Geld.“ Mit der Zeit würden Testsysteme schaften für sogenannte Apps, die die Geräte noch nützlicher von der gesamten Gemeinschaft aus Drittanbietern, Integramachten. Diesen Schritt hätten auch die Telefonanbieter selbst toren, Beratern und den Standards profitieren, die das Ökomachen können, doch in diesem Fall waren es die IT-Firmen, system der zugrundeliegenden Software unterstützen. Dies die entsprechend vorangingen. sei ein wesentliches Element, um die Anforderungen an den Ähnliche Prinzipien lassen sich für die Mess- und TestTest von Geräten der nächsten Generation zu erfüllen. branche herleiten. So wie bei mobilen Endgeräten eine offene Dass es sich hier nicht nur um ein theoretisches DenkSoftware-Umgebung die Voraussetzung für Entwicklergemeinmodell handelt, zeigt zum Beispiel die Tatsache, dass viele schaften war, die eine gigantische Vielfalt an Applikationen Ingenieure das Ökosystem der Entwicklungsumgebung Labgeschaffen haben, wird auch die Mess- und Prüftechnik von view stetig erweitern. Die so entwickelten Bibliotheken, IPs, offenen Software-Plattformen profitieren. Mithilfe so genannZusatzpakete, Beispielprojekte oder vorkompilierten Codes ter COTS-Technologie (Commercial-off-the-Shelf) werden sind über Labview Tools Network frei zugänglich. MittlerEntwickler die Anwendbarkeit der Hardware auf gänzlich neue weile haben mehr als zwei Millionen Nutzer diese ErweiteGebiete ausweiten. So lassen sich die immer komplexer werrungen heruntergeladen. denden Anforderungen an das Messen und Testen von ProIn den kommenden Jahren werden software-zentrierte dukten der kommenden Generation leichter erfüllen. Ökosysteme also auch in der Industrie einen größeren EinDas Software-Ökosysteme ein Schlüssel zum Erfolg sind, fluss haben. Da Software-Hersteller ihre Ökosysteme besser haben die vielen Gegenbeispiele der Vergangenheit gezeigt. nutzen und Kommerzialisierungsmodelle von Drittanbietern Realisierbare offene Plattformen mussten hart kämpfen, weil einsetzen, wird das Szenario, das sich für mobile Geräte ersie eben nicht über ein software-zentriertes Ökosystem verfügöffnet, einen Wandel in der Mess- und Testindustrie zur Folten. xTCA-konforme Plattformen zum Beispiel haben zwar in ge haben. ☐ der Telekommunikationsinfrastruktur Anklang gefunden, aber > MORE@CLICK ADK13450120

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MESSEN & ERKENNEN

AUTOMATISIERTE PRÜFLINIE Durch die Automatisierung seiner Abläufe konnte ein Hersteller von Motoren für Jalousien den gesamten Produktionsprozess bis hin zur Prüfstrecke effizienter gestalten. Dazu beigetragen hat auch ein RFID-System in der Prüflinie, mit dem eine eindeutige Zuordnung der Objekte möglich ist. FOTOS: Contrinex

www.AuD24.net/PDF/ADK13107720

Die Zeiten, in denen Rollläden, Jalousien oder Markisen noch mühsam per Hand hochgezogen oder ausgefahren werden mussten, sind lange vorbei. Wer kann, versieht sie mit einem elektrischen Motor, der die Arbeit auf Knopfdruck erledigt. Ein Hersteller von elektrischen Antrieben und Steuerungen für Rollläden, Sonnenschutzanlagen und Tore ist zum Beispiel Elero mit Sitz in Beuren bei Stuttgart. Die dort produzierten Motoren werden vor der Auslieferung an den Kunden auf speziellen Prüfstrecken auf ihre einwandfreie Funktion hin getestet. Dabei erfolgt der Check wie auch die gesamte Montage der Antriebe automatisch.

RFID-System für die Prüflinie In der Prüflinie für Jalousieantriebe nehmen Werkzeugträger die Motoren auf und durchlaufen mit ihnen eine festgelegte Teststrecke. An der ersten Prüfstelle werden nacheinander Drehmoment, Strom, Spannung und Geräuschpegel gecheckt. An der zweiten Station werden der Endschalter und die Einstellung der Sechskantwelle geprüft. Am Schluss, der dritten Prüfstation, wird der Sitz der Welle getestet. Im Zuge der Automatisierung stattete Elero diese Prüflinie mit einem RFID-System aus. Diese Technologie ermöglicht die Identifikation von Objekten mit Hilfe elektronischer Etiketten wie Datenträger oder Tags. Jeder Werkzeugträger wurde mit einem solchen les- und beschreibbaren RFID-Etikett versehen und jede Prüfstation mit einem entsprechenden Schreiblesekopf.

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Der RFID-Tag auf dem Werkzeugträger wird irreversibel mit der jeweiligen Werkzeugträgernummer beschrieben. Das stellt sicher, dass kein Träger mit gleicher Nummer existiert. Als zweiten Informationsblock enthält der Datenträger die jeweilige Auftragsnummer und als dritten Block die Prüfungsauswertung. Letztere setzt sich aus den Testergebnissen jeder einzelnen Prüfstation zusammen. Diese werden an den einzelnen Stationen auf dem RFID-Datenträger gespeichert. Die Steuerung meldet das Prüfergebnis an die Etikettieranlage. Hier werden die geprüften Baugruppen mit einem Etikett versehen, das über das Prüfergebnis Auskunft gibt. Einwandfreie Antriebe gelangen von dort in die Auslieferung. Fehlerhafte Motoren gehen zum Überprüfen und zur Reparatur zurück ins Werk. Bevor ein neuer Prüfzyklus beginnt, werden die Nutzdaten mit Ausnahme der Werkzeugträgernummer auf den Werkzeugträger-RFIDs gelöscht und neu vergeben. Die Transponder können so umlaufend genutzt werden. Die Bestückung der Werkzeugträger und die Entnahme der geprüften Motore erfolgt manuell – alles andere automatisch.

Schreibleseköpfe und Transponder Die von Elero verwendete RFID-Technik stammt von Contrinex und wird über den elektrotechnischen Großhandel Emil Löffelhardt vertrieben. Als Dienstleiser plant, projektiert und liefert das Familienunternehmen die gesamte elektrotechnische Produktpalette. Die im beschriebenen Projekt verwendeten Schreibleseköpfe vom Typ RLS-303-020 mit Durchmesser

169

M E SSE N & E RK ENNE N

T E X T: Norbert Matthes, Contrinex

MESSEN & ERKENNEN

Der Werkzeugträger fährt über den Schreiblesekopf zur Prüfung

HF-RFID-System: Am Auswertegerät lassen sich bis zu 253

der Daten

Schreibleseköpfe auf einer RS485-Busleitung anschließen

M30 besitzen einen Schreibleseabstand von maximal 60 mm. Ihr Gehäuse (IP67) ist aus Metall, die aktive Fläche aus PBTP (Polybutylenterephthalat). Eine LED-Anzeige gibt Auskunft über den jeweiligen Modus des Schreibleseköpfe. Als Datenträger setzt Elero den Transponder RTP-030-020 ein. Es handelt sich bei diesem Typ um einen passiven Datenträger für 3,56 MHz nach ISO/IEC 5693. Er besteht aus einem PBTP-Gehäuse in Scheibenform mit einem Befestigungsloch für eine Fixierschraube. Der EEProm-Speicher hat eine Gesamtkapazität von 2048 Bit, die in 64 Blöcke zu je 32 Bit (4 Byte) organisiert sind. Der frei nutzbare Speicher des Tags umfasst 40 Blöcke. Dabei lassen sich einzelne Speicherbereiche durch ein Passwort beziehungsweise durch Schutzbits sperren. Diese Möglichkeit nutzt Elero beispielsweise, um die Werkzeugträgernummer zu fixieren. Der Speicher der ConIdent-Datenträger (Tags) besteht aus folgenden Bereichen: ▶ einem Bereich Laser-ROM, der die eindeutige ROM-Nummer (64bit-Unique-ID) des Datenträgers enthält, bei der Chip-Herstellung beschrieben wird und „nur-lesbar“ ist – Transponder-Typ und Herstellercode sind integrale Bestandteile der UID, ▶ dem User-Speicher, ▶ einem Konfigurationsbereich, der aus den unteren 24 Speicher-Blöcken besteht und die UID, die EPC-Speicher (Electronic Product Codes), Sicherheitselemente, die Zugriffsbedingungen zum Schreiben sowie spezielle Informationen

wie AFI (Application Family Identifier) und DSFID (Data Storage Format IDentifier) enthält und ▶ einem Passwortbereich.

170

Ein Master kann alles bedienen Das RFID-System von Contrinex verfügt über ein EthercatInterface, das die Echtzeit-Ethernet-Technologie der verwendeten Steuerung unterstützt. Elero steuert die PC-basierte Steuerung über TwinCat PLC an. Auch der Schreiblesezugriff auf verschiedene Schreibleseköpfe wurde von Elero in TwinCat programmiert. Dabei entwickelten die Antriebsspezialisten die gesamte erforderliche Software in Eigenregie. Doch das Ethercat-Interface ist nicht der einzige Punkt, in dem sich das RFIDSystem von vergleichbaren Produkten abhebt. Es ist einfach aufgebaut: Es gibt nur einen Master, der einmal geschrieben, alle Schreibleseköpfe bedienen kann. Die Schreibleseköpfe werden dabei mittels Y-Steckern verbunden. Über die Hardware lassen sich in solch einer Schleife bis zu 0 Schreibleseköpfe verbinden, über die Software sogar 253. Zudem können die RFID-Komponenten mit der Contrinex-Software ConID HF an herkömmlichen PCs getestet werden. Seit September 20 sind die RFIDs bei Elero im Einsatz – das System läuft seitdem stabil und zeigt gute Eigenschaften bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). ☐ > MORE@CLICK ADK13107720

A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

DESIGN ALS AUSDRUCK

10.2010

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VORSPRUNG AUTOMATION

A&D – AUTOMATION & DRIVES I JULI 2011 I 13. JAHRGANG I WWW.AuD24.NET

3/2010

VORSPRUNG AUTOMATION

A&D – AUTOMATION & DRIVES I OKTOBER 2010 I 12. JAHRGANG I WWW.AuD24.NET

A&D − AUTOMATION & DRIVES I JULI 2010 I 12. JAHRGANG I WWW.AuD24.NET

AUTOMATION & DRIVES I MÄRZ 2010 I 12. JAHRGANG I WWW.AuD24.NET

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GEBÄUDETECHNIK Effizienz und Intelligenz gefordert S. 16 MENSCHEN Chip-Entwickler mit Herz und Seele S. 54 KABELFÜHRUNG Sensible Kabel richtig schützen ab S. 123

MARKTREPORT Windmarkt droht Sturm von Osten S. 16 DREHGEBER Wellenreiter, Schutzengel und Zaubertrank ab S. 58 SCHIENENVERKEHR Höchste Eisenbahn für Automatisierung ab S. 75

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HANNOVER MESSE Die Pläne des neuen Projektleiters S. 20 ETHERNET Mehrsprachig gegen das Erbe der Feldbusse S. 64 FABRIK 21 Mit Robotik die Produktion im Griff ab S. 113

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DISTRIBUTION Automatisierungstechnik ist Programm S. 26 EMBEDDED Neue Chips für leistungsstarke Anwendungen S. 44 FABRIK 21 Diese Trends bewegen die Intralogistik ab S. 65

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MARKTREPORT Die Elektromobilität geht in Großserie S. 14 GEHÄUSETECHNIK Kunststoff als Outdoor-Alternative zu Stahl S. 54 MOBILE AUTOMATION Verlässlich verbunden auf der Schiene ab S. 63

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S. 92

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GEGEN OBERSCHWINGUNGEN

TITELBILD-SPON SOR: SIGMATEK

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DER SCHALTGERÄTE

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Spurensuche RFID als Schlüssel für die Produktion S. 12 Bildverarbeitung Welche Möglichkeiten eröffnet 3D-Vision? Fabrik 21 Mit grünem Engagement in die Zukunft S. 59

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4.2012

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WAREN INTELLIGENT KENNZEICHNEN Ein Automobilzulieferer setzt im europäischen Zentrallager zur Packstückkennzeichnung, -identifikation und Warenflusssteuerung im KFZ-Teile-Service auf eine Barcode-RFIDHybridlösung. Die Pilotapplikation mit hohem Automatisierungsgrad stellt nunmehr schnelle Logistikprozesse und eine transparente Rückverfolgbarkeit sicher. T E X T: Karsten Jung, ICS International FOTOS: ICS International

www.AuD24.net/PDF/ADK13330310

Für einen Dienstleister der Automotive-Branche hat ICS International in einem Pilotprojekt einen effizienten Warenfluss realisiert. Dieser wurde dazu in einem europäischen Zentrallager vom Warenausgang bis zum Versand mittels Barcodesowie RFID-Kennzeichnung automatisiert. Der Anwender kommissioniert und versendet aus dem Zentrallager täglich zirka 0 000 Pakete unterschiedlicher Größen und Gewichte weltweit. Vor der Piloteinführung wurde der Prozess ausschließlich per Barcode-Identifikation durchgeführt. Dies gestaltete sich aufgrund folgender zentraler Aspekte jedoch ineffizient: ▶ Da die Kommissionierer stets händisch per Barcode-Scanner die einzelnen Packstücke an der Endkontrolle verifizieren und anschließend den weiteren Förderweg zum richtigen Palettenstellplatz manuell festlegen mussten, hat der Vorgang aufsummiert zu viele Personal- und Zeitressourcen gebunden. ▶ Für fertig gepackte Paletten fehlte die Inhaltsverifikation. ▶ Die Ursachen für Fehlkommissionierungen und damit Fehlauslieferungen konnten im Barcode-Prozess nicht offengelegt beziehungsweise zurückverfolgt werden.

sollte nach der Paketendkontrolle der weitere Förderweg automatisch vollzogen sowie in Echtzeit dokumentiert werden. Zudem sollten sich Inhalt und Zielort fertig gepackter Paletten vor dem Abtransport per Pulkerfassung in einem einzigen Arbeitsschritt bestätigen lassen.

Systemlösung mit zwei Etikettieranlagen

Die von ICS in die Linie implementierte Systemlösung umfasst zwei redundant geschaltete Etikettieranlagen vom Typ ICS EA72. Diese erhalten fortlaufend über die Fördertechnik versandfertige Kartonagen mit Barcode-Packstücknummer aus dem Warenausgang. Jeder Packstücknummer sind eine bestimmte Kartongröße und ein fest definiertes Gewicht zugewiesen, die in der Paketendkontrolle verifiziert werden. Im Wechsel erzeugen beide Etikettierstationen mit je zwei Druckwerken über TCP/IP für jedes Packstück einen BarcodeVersandaufkleber und ein Smart-Label. Der Versandaufkleber beinhaltet die Empfängerdaten aus dem Lagerverwaltungssystem und wird von der Etikettieranlage automatisch auf die Kartonoberseite verspendet. Die primäre Anforderung an die neue Systemlösung beDie Applizierung des Smart-Labels, bestehend aus einem stand darin, die Daten aus dem übergeordneten Lagerverwal- RFID-Tag und einem (redundanten) Barcode auf dem Patungssystem, das Inhalt und Zielort zu kommissionierender piermedium, erfolgt per Stirnseitenetikettierung. Barcode Packstücke bereithält, mit den Daten des Prozessrechners für und Tag des Smart-Label enthalten die Informationen zum die Packstückkennzeichnung zu synchronisieren. Dadurch Zielort der Fördertechnik, sprich den zugewiesenen Palet-

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MESSEN & ERKENNEN

Die Etikettieranlage ICS EA712 lässt sich nach dem Plug&Play-Prinzip in die Linie integrieren und wird auf Wunsch mit Schutzgehäuse ausgeliefert

Eine letzte Prüfung Nachdem ein Packstück die ICS EA72 durchlaufen hat, wird es im weiteren Prozess über die Fördertechnik einer Fix-Scanner-Station für die letzte Prüfung der Packstücknummer – einer Fix-Scanner-Einheit zur Identifikation des Versandaufklebers sowie einer RFID-Station –zugeführt. Die so erfassten Informationen werden abschließend automatisch mit den Daten des

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tenstellplatz. Die Stirnseitenetikettierung wurde für das Smart-Label gewählt, um Beschädigungen im Versandprozess weitestgehend auszuschließen, was bei Kopfseitenverspendung durch Stapelprozesse leicht passieren könnte. Die exakte Etikettierposition von Versandaufkleber und RFID-Label für die verschiedenen Kartongrößen, die in beliebiger Reihenfolge der Etikettieranlage zugeführt werden, ist per Sensorik (Längen-, Breiten-, Höhenmessung) automatisch definiert, so dass der Warenfluss ohne Unterbrechung läuft. Bei der Konzeptionierung der Etikettieranlagen wurde zudem darauf geachtet, die vorhandenen ZPL-II-Datensätze (Druckersprache des Herstellers Zebra) der Barcode-Packstücknummern ohne Einschränkungen zu verarbeiten. Daher kommen Pax-Druckwerke von Zebra in den zwei Etikettieranlagen zum Einsatz. Beide Etikettierer werden über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesteuert, um die Synchronisation von Versandlabel und RFID-Label zu gewährleisten und stellen damit logisch eine Einheit dar. Die Taktzeit für die Etikettierung von Versand- und RFID- Label beträgt je nach Größe des Packstückes vier bis sechs Sekunden.

MESSEN & ERKENNEN

Packstücke unterschiedlicher Größen und Gewichte lassen sich

Die Druckdatensteuerung für die Etikettieranlage ICS EA712 er-

mit Barcode- und RFID-Systemen sicher identifizieren, kenn-

folgt auf einer übersichtlichen und intuitiv bedienbaren Windows-

zeichnen und im weiteren Förderweg rückverfolgen.

Oberfläche, die den Kennzeichnungsprozess protokolliert

Prozessrechners der Etikettieranlagen verglichen. Diese Kontrollfunktion übt die SPS des Fördersystems aus. Zur Protokollierung und Rückverfolgbarkeit beschreibt die RFID-Einheit das Tag zusätzlich in Echtzeit mit der Uhrzeit des jeweiligen Packstückdurchlaufs. Nach erfolgreicher Bestätigung führt die Fördertechnik das Packstück zum reservierten Palettenstellplatz. Hier werden die versandfertigen Paletten vor dem Abtransport per RFID-Pulkerfassung verifiziert. Durch den automatischen, systemtechnischen Abgleich der Protokolle Palettenzuführung und Palettenpulkerfassung sind Fehlauslieferungen faktisch ausgeschlossen. Nach der erfolgreichen Pilotumsetzung plant der Anwender, die Barcode- und RFID-Systemlösung auch in anderen Verteilzentren in Europa auszurollen.

Zumeist rechnet sich die Investition bereits binnen 2 bis 24 Monaten. Ob durch RFID- oder Barcodesysteme oder einen Mix beider Techniken das bestmögliche Input-Output-Verhältnis erreicht werden kann, ist für jeden Anwendungsfall genau zu analysieren. Aufgrund der großen Stückkostenunterschiede zwischen Barcode-Etikett und Smart-Label gibt ICS der Barcode-Kennzeichnung und -identifikation in aktuellen Projekten vielfach noch alleinigen Vorrang. Wenngleich vollständige Substitutionseffekte nicht zu erwarten sind, wird sich das Verhältnis in den nächsten Jahren zugunsten der RFID-Technologie verschieben. Denn Warenbewegungen werden stetig mehr und mehr gebündelt. Mittels RFID-Pulkerfassung lassen sich Paletten, Container und Behälter sekundenschnell verifizieren. Weiterhin Sicher kennzeichnen und identifizieren schließt die RFID-Kennzeichnung Medienbrüche aus, da schlichtweg kein optischer Kontakt mehr zwischen ErfassungsDer beschriebene Anwendungsfall zeigt, dass sichere Wa- system und Identifikationsmedium notwendig ist. Zudem werrenkennzeichnung und -identifikation unabdingbar sind, den die Dokumentationspflichten für Warenbewegungen in um schnelle sowie transparente Warenbewegungen sicherzu- den Unternehmen stetig verschärft. Der RFID-Anwender kann stellen. Anwender, die ihre Prozesse per RFID- oder Barcode- diesen Vorgaben mit dem RFID-Tag, dass sich im laufenden lösungen automatisieren, verringern dabei im Regelfall den Materialfluss mit weiteren (Echtzeit-)Daten beschreiben lässt, > MORE@CLICK ADK13330310 Personaleinsatz zum Preis erhöhter Betriebsmittelkosten. adäquat Rechnung tragen. ☐

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DREHGEBER FÜR DIE SCHWERINDUSTRIE Optische Drehgeber zeichnen sich durch hohe Signalgenauigkeit aus. Ihre Lebensdauer ist in der Schwerindustrie trotz aufwändiger Schutzgehäuse jedoch eingeschränkt. Drehgeber mit magnetischem Messprinzip sind hingegen unempfindlich gegenüber Schock, Vibration und Schmutz und benötigen weniger Platz. FOTOS: Johannes Hübner Gießen

In Anwendungen der Schwerindustrie wie in Stahl- und Walzwerken, im Bergbau oder in der Kran- und Hafentechnik sind Drehgeber unwirtlichen Bedingungen ausgesetzt. Schmutz und extreme Temperaturschwankungen, Vibrationen und Stöße herrschen in diesen Umgebungen vor und stellen hohe Anforderungen an die technischen Geräte. Daher müssen sie so beschaffen sein, dass sie diesen unwirtlichen Einflüssen standhalten. Drehgeber sind Sensoren für Drehwinkel und erfassen Winkeländerungen an rotierenden Wellen. Nach Art der Ausgangssignale wird unterschieden in Inkrementalgeber zum Ermitteln der Drehzahl beziehungsweise Drehrichtung und in Absolutwertgeber zum Bestimmen der absoluten Position. Grundsätzlich gibt es zwei Technologien für Drehgeber: Das am häufigsten genutzte Messprinzip ist die optische oder photoelektrische Abtastung. Ergänzend dazu hat in den vergangenen Jahren die Magnetgeber-Technologie an Bedeutung gewonnen. Beide Prinzipien haben ihre Vor- und Nachteile, wohingegen Drehgeber mit magnetischem Messprinzip gerade beim Einsatz in der Schwerindustrie insgesamt besser abschneiden.

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Die Größe der Welle entscheidet Beim photoelektrischen Messprinzip wird ein durch eine Lichtquelle, meist durch eine Infrarot-Leuchtdiode, erzeugter Lichtstrahl durch einen Kondensor (Optik), ein Strichgitter (Maßverkörperung) sowie eine Blende (Abtastplatte) auf ein photo-optisches Bauelement, meist eine Photodiode, geleitet. Durch die Rotation der mit Schlitzen versehenen Scheibe wird der Lichtstrahl zwischen LED und Sensor periodisch moduliert, wobei der Sensor ein sinusförmiges elektrisches Signal erzeugt. Geeignet ist dieses Verfahren eher für kleinere Wellendurchmesser. Magnetdrehgeber sind dagegen bei Wellen mit größeren Durchmessern im Einsatz. Bei der magnetischen Abtastung besteht die Maßverkörperung aus einem hartmagnetischen Träger (Polrad) mit aufgeprägter magnetischer Teilung (NordSüd-Pole), die durch eine spezielle Bandage vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann. Der separate Abtastkopf beinhaltet die notwendige Sensorik und Elektronik.

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T E X T: Thomas Brandenburger, Johannes Hübner Gießen

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Beim photoelektrischen Messprinzip wird ein Lichtstrahl durch

Bei der magnetischen Abtastung besteht die Maßverkörperung

einen Kondensor, ein Strichgitter sowie eine Blende auf ein

aus einem Polrad mit aufgeprägter magnetischer Teilung, die

photo-optisches Bauelement geleitet

durch eine Bandage (3) vor Umwelteinflüssen geschützt wird

Sensorik der Magnetdrehgeber

mit einer Million Impulsen pro Umdrehung zum Einsatz. Kleinste Drehzahl-Änderungen lassen sich so schnellstmöglich erkennen und führen die Abschaltung des Gerätes herbei. Das optische Messprinzip ist allerdings grundsätzlich empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie Schock- und Vibrationsbelastungen, Schmutz, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit. Durch spezielle Gehäusekonstruktionen können diese Nachteile zwar kompensiert werden. Was aber zu Einschränkungen bei den Anbaumöglichkeiten führt. Optimal ist es, wenn ein freies Wellenende zum Geberanbau zur Verfügung steht. Das Wellenende wird entweder zum Anbau mittels Kupplung (Vollwellengeräte) oder für den Einsatz eines Hohlwellengerätes genutzt, das direkt auf der Welle oder einer passenden Adapterwelle sitzt. Für diese Anbauvarianten sind ausreichende Platzverhältnisse notwendig. Eine Alternative sind hier Drehgeber mit magnetischem Messprinzip. Durch ihre Unempfindlichkeit gegenüber Schock- und Vibrationsbelastungen sowie Schmutz, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit können Magnetgeber insbesondere in der Schwerindustrie dort eingesetzt werden, wo die Lebensdauer der optischen Drehgeber trotz aufwändiger Schutzgehäuse eingeschränkt ist. Eine spezielle Bandage schützt die magnetische Teilung, die auf der drehenden Welle des Polrads befestigt ist. Die Elektronik ist im Abtastkopf mit hoher Schutzart integriert und kann bei Bedarf

Je nach Messaufgabe und Geberausführung werden in Magnetdrehgebern unterschiedliche Sensoren eingesetzt. AMR-Sensoren beispielsweise reagieren auf Änderungen der Magnetfeld-Richtung. Verursacht wird dies durch kleine Änderungen des elektrischen Widerstandes eines stromdurchflossenen Leiters unter dem Einfluss eines Magnetfeldes – den so genannten anisotropen magnetoresistiven Effekt (AMR-Effekt). GMR-Sensoren (GMR = giant magnetoresistive) reagieren ebenfalls auf die Änderung der Magnetfeld-Richtung, wobei die Widerstandsänderung des elektrischen Leiters bei über 50 Prozent liegt. Als weitere Sensoren werden Hall-Sensoren verwendet, die auf Änderungen der Magnetfeld-Stärke reagieren. Für GMR- wie auch für Hall-Sensoren liegen die Anwendungsfelder vorwiegend in der Automobil- und Automatisierungstechnik.

Drehgeber für raue Umwelteinflüsse Drehgeber mit optischem Messprinzip werden seit Jahrzehnten in einer Vielzahl von Geräten und Automatisierungsanwendungen erfolgreich eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe Signalgenauigkeit und hohe Auflösungen aus. Beispielsweise kommen inkrementale Drehgeber an Schaufelradbaggern bei der Steinerkennung in der Kohleförderung

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Die beiden Messprinzipien der Drehgeber im Vergleich

komplett vergossen werden. Durch den macht diese Variante für Nachrüstungen zweiteiligen Systemaufbau mit Polrad und und Modernisierungen interessant. Abtastkopf können Magnetgeber ohne aufwändiges Schutzgehäuse sowie ohne zusätz- Drehgeber für hohe Anforderungen liche Kugellager eingesetzt werden. Drehgeber mit optischer Abtastung gelMehr Freiheiten mit ten als vielfach bewährte Technologie, die geteiltem Polrad sich durch eine höhere Auflösung und eine höhere Signalgenauigkeit auszeichnet als die Da bei Magnetgebersystemen auf Schutz- Magnetgebertechnologie. Doch gerade in gehäuse und Kugellager verzichtet werden Schwerindustrie-Anwendungen gibt es Bekann, erhöhen sich auch die Freiheitsgrade dingungen wie beengte Platzverhältnisse hinsichtlich der Konstruktion des Gebers. oder unwirtliche Umgebungseinflüsse, die So gibt es eine Vielzahl an individuellen an die Geber hohe Anforderungen stellen. Bauformen, die auf die Anwendungen der Drehgeber mit magnetischem Messprinzip Kunden abgestimmt sind. Magnetgebersys- können diesen Ansprüchen gerecht werden: teme mit geteiltem Polrad bieten allerdings Magnetgeber beanspruchen für den Einbau noch mehr Möglichkeiten bei der Konstruk- weniger Platz, besonders Systeme mit geteiltion wie Standardsysteme mit ungeteiltem tem Polrad bieten bei der Konstruktion eine Polrad. Eine zum Patent angemeldete Lö- hohe Flexibilität. Magnetgeber halten zusung mit geteiltem Polrad hat das Unterneh- dem Belastungen durch Schock, Vibratiomen Johannes Hübner aus Gießen entwi- nen, Schmutz, Temperaturwechsel und ckelt. Da bei diesen Magnetdrehgebern die Feuchtigkeit ohne aufwändige SchutzgehäuPolradhälften aus radialer Richtung direkt se und Kugellager stand: Das Ergebnis ist am Einbauort montiert werden können, ist eine verschleißfreie Lösung mit hoher > MORE@CLICK ADK13113170 kein freies Wellenende notwendig. Das Lebensdauer. ☐

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FARBEN RICHTIG DARSTELLEN Was genau ist Farbe und wie kann man sie objektiv beschreiben? Warum sollte man eine Kamera farbkalibrieren? Der folgende Artikel beantwortet nicht nur diese Fragen, sondern beschreibt detailliert, wie eine Farbkalibrierung bei Kameras durchgeführt werden kann, damit diese in Anwendungen realistische Bilder liefern. T E X T: Dr. Christoph Czeranowsky, Basler

FOTOS: Basler

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Farben spielen in zahlreichen Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung eine wichtige Rolle. Hohe Farbgenauigkeit ist dabei eine unverzichtbare Voraussetzung. In der Druckbildkontrolle beispielsweise prüfen komplexe kamerabasierte Inspektionssysteme Label oder Verpackungen – dank HighTech heute ein vollautomatisierter Prozess. Eine besondere Bedeutung hat Farbe bei Nahrungsmittelverpackungen: Lebensmittel sollen knackig und frisch erscheinen, um den Kaufanreiz für Kunden zu erhöhen. Für Farbkontrollsysteme ist daher eine optimierte, standardisierte Farbdarstellung wichtig, damit verschiedene Geräte und Anlagen bei gleichen Farbangaben gleich gute Ergebnisse liefern. In der Druckindustrie zum Beispiel muss eine überregionale Zeitung in jeder Region farblich einheitlich aussehen und zwar unabhängig davon, in welcher Druckmaschine an welchem Standort die einzelnen Teilauflagen gedruckt wurden. Dabei erfolgt die Druckbildprüfung am Monitor durch das menschliche Auge. Die Farbe am Monitor muss also so wirklichkeitsgetreu wie möglich sein, damit es zu keinen Fehlentscheidungen kommt.

sche Wellen mit Wellenlängen zwischen 380 nm und 780 nm. Im Auge regen diese Wellen Rezeptoren mit drei unterschiedlichen Farbempfindlichkeiten an, deren Signale das Gehirn zu einem Farbeindruck verarbeitet. Um diese subjektiven Farbeindrücke auf eine technisch nutzbare Weise beschreiben zu können, hat die Internationale Beleuchtungsorganisation (CIE = Commission Internationale d’Éclairage) 93 den sogenannten Yxy-Farbraum definiert. Darin sind alle Farben beschrieben, die das menschliche Auge erkennen kann. Grafisch veranschaulicht wird der Yxy-Farbraum durch die schuhsohlenförmige Normfarbtafel des CIEFarbsystems.

Verschiedene Farbräume

Für unterschiedliche technische Anwendungen gibt es jeweils typische alternative Farbbeschreibungen und Verfahren. Ihr Darstellungsvermögen lässt sich durch verschiedene Teilbereiche im Yxy-Farbraum veranschaulichen, so zum Beispiel für Fernseh-Farbverfahren wie NTSC (National TeWas ist Farbe? levision Systems Committee), PAL (Phase-Alternation-LineVerfahren) oder SECAM (Système en Couleur à Mémoire), Da die Farbwahrnehmung durch das Gehirn und das für das subtraktive Farbmodell CMYK (Cyan, Magenta, Yelmenschliche Auge erzeugt wird, ist sie stets subjektiv. Rein low, Key) aus dem Farbdruck, für Wide Gamut RGB (Rot, physikalisch entstehen Farbeindrücke durch elektromagneti- Grün, Blau) und Adobe RGB für professionelle Farbrepro-

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Unterschiedliche Farbräume in der Normfarbtafel des CIE-Farbsystems: Das orange Dreieck stellt den sRGBFarbraum dar

System (Hue, Saturation, Value – Farbton, Sättigung, Dunkelstufe). Jedes Einzelne dieser Systeme ist für unterschiedliche Aspekte des farbigen Bildes optimiert. So eignet sich der RGBFarbraum besonders für gängige Aufnahme- und Anzeigegeräte. Möchte man hingegen die Parameter Helligkeit, Sättigung und Farbkontrast getrennt betrachten, ist das HSV-System aussagekräftiger.

Vorteile einer farbkalibrierten Kamera

Mit einer kalibrierten Kamera entsprechen die Farben auf dem sRGB-Monitor weitgehend den Farben, wie sie in der Verschiedene Farbsysteme Wirklichkeit erscheinen. Man kann sie exakt messen, in normierten Farbwerten weitergeben und mit Sollwerten vergleiEin Farbraum lässt sich durch verschiedene Farbsysteme chen. Nur so sind originalgetreue Farbaufnahmen mit korrekt beschreiben. Ein Farbsystem bezeichnet eine bestimmte Dar- wiedergegebenen Farben möglich – ein Muss zum Beispiel in stellungsweise jeder Farbe innerhalb des Farbraums. Alle der Druckindustrie. Farbsysteme haben trotz ihrer Unterschiedlichkeiten eines Um den Farbeindruck der realen Situation für jeden Ort im gemeinsam: sie brauchen mindestens drei Werte, um eine Bild durch drei Farbwerte reproduzieren zu können, verwenFarbe zu beschreiben. Im sRGB-System sind dies die drei det eine Farbkamera mehrere Pixel mit jeweils unterschiedliFarbwerte Rot, Grün und Blau, im YMC-System Yellow, Ma- chen Farbfiltern. Die spektrale Empfindlichkeit dieser Farbfilgenta und Cyan. Andere Systeme wiederum beschreiben eine ter stimmt nie genau mit der des Auges überein. Da zusätzlich Farbe durch zwei Werte und der dritte Wert beschreibt die unterschiedlichste Beleuchtungssituationen auftreten, ist für Helligkeit, so zum Beispiel das Yxy-System, das YUV-System eine realistische Farbwiedergabe eine umfangreiche Korrektur (Luminanz Y und Chrominanz U und V), oder auch das HSV- der Farbwerte unumgänglich.

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duktion oder sRGB (standard RGB) für CRT-Monitore (Cathode Ray Tube, deutsch: Kathodenstrahlröhrenbildschirm) und das Internet. Die darstellbaren Farbräume all dieser Verfahren können im Yxy-Farbraum als Teilbereiche eingezeichnet und verglichen werden. In der industriellen Bildverarbeitung kommt speziell dem sRGB-Farbraum eine besondere Bedeutung zu. 996 von HP und Microsoft eingeführt, ist er der wichtigste Standard-Farbraum, der auf fast jedem Monitor und Drucker und in jedem Betriebssystem, Browser und jeder Software und Internetseite angewendet werden kann.

MESSEN & ERKENNEN

Farbkalibrierung: Weißabgleich, Gammakorrektur, Matrix-Kor-

Mithilfe der Matrix-Korrektur lassen sich die Farbfehler ∆E noch

rektur und Korrektur mit dem Sechs-Achsen-Operator

einmal reduzieren

Farbkalibrierung in vier Schritten

▶ 3. Schritt – Matrix-Korrektur: Der Name dieser Korrektur

Eine leistungsfähige Farbkalibrierung erfolgt bei Basler Kameras in vier Schritten: Weißabgleich, Gammakorrektur, Matrix-Korrektur und Korrektur mit dem Sechs-AchsenOperator. Als Grundlage dient dabei der Greta Macbeth ColorChecker, ein Standard-Tool für die Farbkalibrierung. Seine 8 farbigen und sechs grauen Quadrate werden im Zuge der Kalibrierung möglichst unverfälscht erfasst mit dem Ziel, dass die Kamera die Farben genauso erfasst wie das menschliche Auge. ▶ . Schritt – Der Weißabgleich: Beim Weißabgleich wird die Verstärkung der drei Farbkanäle (Color Gains) so an die Beleuchtung angepasst, dass die grauen Quadrate in der unteren Zeile tatsächlich grau sind (R=G=B) und keinen Farbstich mehr enthalten. ▶ 2. Schritt – Gammakorrektur: Nun wird die Helligkeit der Felder an die Wahrnehmung der Augen angepasst. Das Auge nimmt Helligkeitsunterschiede im Gegensatz zu einem Kamerasensor nicht linear wahr. Stattdessen werden Unterschiede in dunklen Bereichen hervorgehoben und in hellen Bereichen abgeschwächt. Das beeinflusst auch die Farbwahrnehmung massiv. Durch die Gammakorrektur wird die Kameraempfindlichkeit an die des Auges angepasst. Ohne eine korrekte Gammakorrektur ist eine realistische Farbdarstellung nicht möglich, weil die Farbsättigung sonst von der Helligkeit abhängig wäre.

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bezieht sich auf die rechnerische Umsetzung der Operation, in der die Eingangswerte durch eine so genannte Matrix-Multiplikation in die korrigierten Werte überführt werden. Die Matrix-Korrektur versucht die spektrale Empfindlichkeit des Sensors an die Empfindlichkeit der Rezeptoren des Auges anzupassen. Da dies auf Basis von nur sechs freien Parametern erfolgt, ist das Ergebnis noch verbesserungsfähig und wird deshalb anschließend vom ▶ 4. Schritt verfeinert – Korrektur durch den Sechs-AchsenOperator: Im Gegensatz zur Matrix-Korrektur lässt sich dieser Operator intuitiv einstellen und somit dem persönlichen Farbempfinden des Nutzers anpassen.

Qualität der Farbdarstellung Wie kann man nun als Nutzer die Qualität der Farbdarstellung erkennen? Wie gut eine Kamera die Farben wiedergibt, lässt sich anhand des Farbfehlers ΔE beurteilen. ΔE ist ein Maß für den vom Menschen wahrgenommenen Farbunterschied zweier Farben. Ein Unterschied von ΔE5 erscheint als eine andere Farbe. Ohne Farbkorrektur liegen Industriekameras bei einem ΔE von 0 bis 20. Mit einer Farbkalibrierung wie hier beschrieben erzielen Basler Kameras Ergebnisse von ΔE 3 bis 4, was zum Beispiel den Standards der > MORE@CLICK ADK13111110 Druckindustrie entspricht. ☐

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SCHÄTZE HEBEN Erfahrene Bildverarbeiter wissen es: Erfolg, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit einer Bildverarbeitungslösung hängen von der Bildgewinnung ab. Was hier vernachlässigt wird, lässt sich später im Signalweg nur aufwändig oder gar nicht kompensieren. Denn BildverarbeitungsSoftware kann nur zuverlässig arbeiten, wenn die Eingangsdaten hochwertig sind. www.AuD24.net/PDF/ADK13113570

Viele Bildverarbeitungsanlagen werden suboptimal ausgelegt und betrieben. Mit mehr Hintergrundwissen sowie geeigneteren Komponenten und Anordnungen könnten diese bessere technische Parameter erreichen. Zahlreiche Versäumnisse geschehen bereits im Bereich der Bildgewinnung, noch bevor die eigentliche Verarbeitung der Bilder greifen kann. Übersteigerte Software-Gläubigkeit täuscht hier falsche Tatsachen vor. Nämlich, dass alle durch schlechte Bilder verursachten Probleme durch Mausklicks gelöst werden könnten. Bei aller Leistungsfähigkeit moderner Bildverarbeitungs-Software ist der Einfluss der Bildgewinnung im Vorfeld der eigentlichen Bilddatenverarbeitung weiterhin groß. Für die Prüfanlagen entscheidet die Bildgewinnung wesentlich über: ▶ die generelle Lösbarkeit der Bildverarbeitungsaufgabe, ▶ die Zuverlässigkeit, ▶ die Leistungsfähigkeit, ▶ das Systemdesign, ▶ die Entwicklungszeit (gesteigerter Aufwand durch schlechte Bilder), ▶ den Preis.

Die Bildgewinnung ist ein komplexer Prozess entlang der Signalkette der Bildverarbeitung, bei der das schwächste Glied die Leistungsfähigkeit der gesamten Anlage bestimmt. Die Abstimmung der Systemkomponenten ist damit eine wichtige Aufgabe des Engineering. Was am „front-end“ der Bildverarbeitung versäumt wird, lässt sich später nicht oder nur mit Aufwand kompensieren. Daher muss vorweg geklärt sein: Wie hat ein für die Verarbeitungs-Software aussagekräftiges Bild auszusehen?

Bemerkenswerte Effekte entlang der Signalkette

Werden zur Beleuchtung des Prüfobjekts Auflichtbeleuchtungen angewendet, so nimmt die Beleuchtungsstärke E auf dem Prüfobjekt mit dem Quadrat der Entfernung d ab – photometrisches Entfernungsgesetz: E ~ /d². Das bedeutet, dass eine Verdopplung des Abstandes der Beleuchtung eine Viertelung der Helligkeit auf dem Prüfobjekt hervorruft. Die daraus zu ziehende Schlussfolgerung ist, die Beleuchtung möglichst nahe am Prüfobjekt zu installieren. Jedoch spielt nicht nur die Entfernung der Beleuchtung Daher lohnt es sich, probate Hilfsmittel anzuwenden, um die eine Rolle, sondern auch deren Intensitätsprofil. Es wird für Bildgewinnung zu verbessern. Der Beitrag zeigt kleine nachden- eine Auflichtbeleuchtung durch die Beleuchtungsstärke-Indikenswerte Tipps, durch die erstaunliche Erkenntnisse und Ver- katrix charakterisiert. Im Durchlicht ist es die Leuchtdichtebesserungen bei der Bildgewinnung erlangt werden können. Indikatrix.

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M E SSE N & E RK ENNE N

T E X T: Ingmar Jahr, Vision Academy FOTOS: Vision Academy

MESSEN & ERKENNEN

Die Signalkette der Bildverarbeitung

▶ Tipp: Vergleichen Sie die Indikatrix verschiedener Be- ten. So können sich unmerklich Effekte aus Beleuchtung und

leuchtungen. Sie erhalten Auskunft über die absolute Hel- Optik miteinander vermischen. ligkeit sowie über die Verteilung und können schon bei der ▶ Tipp: Bewegen Sie die vermeintlich inhomogene BeleuchAuswahl daraus schließen, wie homogen oder gezielt untung in Bezug zur Kamera. Bleiben die Ränder verhältnisgleich Ihr Prüfobjekt beleuchtet wird. Die Indikatrix gibt mäßig zur Bildmitte dunkel, liegt die Ursache bei der naIhnen für Flächenbeleuchtungen zusätzlich neben der abtürlichen Vignettierung des Objektivs. Korrigieren Sie die soluten Helligkeit eine Maßzahl für die Qualität / HomogeInhomogenität durch ein entsprechendes Beleuchtungsnität der leuchtenden Fläche. profil oder durch Shading-Korrektur per Software.

Nicht immer muss die Ursache für eine inhomogene Ausleuchtung des Bildes bei der Beleuchtung liegen. Der Abfall der Beleuchtungsstärke folgt bei Objektiven von der Bildmitte her kommend zum Bildrand einer cos4-Abhängigkeit vom Bildwinkel. Dieser Abbildungsfehler der „natürlichen Vignettierung“ tritt besonders bei weitwinkligen/kurzbrennweitigen Objektiven auf sowie bei Bildsensoren, die mit der „lens-onchip“-Technologie, also mit Mikrolinsen auf den Pixeln, arbeiHÄUFIGE UND NICHT SPEZIFIZIERTE EIGENSCHAFTEN VON PRÜFOBJEKTEN Eigenschaften

optische

mechanische

chemische

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Auswirkung auf Bildgewinnung Teilefarbe

Beleuchtungsfarbe, Kontrast, Erkennbarkeit

Reflexion, Streuung, Transmission, Absorption

Wechselwirkung mit Beleuchtung, BV-Parameter, Erkennbarkeit

Muster

Erkennbarkeit Oberfläche

Kantenform

Erkennbarkeit Kanten, geometrische Größe (Wechselwirkung mit Beleuchtung durch Reflexion)

Oberfläche (Geometrie, Rauheit, Bearbeitungsspuren, Finish)

Wechselwirkung mit Beleuchtung (Richtungsabhängigkeit, Mikroschatten, …)

Korrosion (Rost, Oxid)

Farbe, Glanz

Beschichtung (Ölfilm, Schneidemulsion, Wachs)

geometrische Größe, Glanz

Auflicht-Hellfeld-Beleuchtungen werden gern mit Einspiegelungen/Strahlteilern realisiert. Diese Anordnungen sind jedoch wahre „Lichtfresser“. Prinzipbedingt reduzieren sie durch halbdurchlässige / halbreflektierende Spiegel sowie wegen des Lichtweges „hin und zurück“ die Intensität der Lichtquelle um mehr als 75 Prozent. ▶ Tipp: Nutzen Sie für die Auflicht-Hellfeld-Beleuchtung die lichtstärkere Anordnung mit geneigter Kamera und geneigter Beleuchtung unter Ausnutzung des Reflexionsgesetzes. Die Wirkung ist für flache Teile beinahe gleich (perspektivische Betrachtung). Bei Teilen mit tiefen Bohrungen kann der Schrägeinblick zur Begrenzung werden. Zu beachten ist, dass für beide Anordnungen das photometrische Entfernungsgesetz gilt und damit das Gebot, die Beleuchtung möglichst dicht am Prüfobjekt zu platzieren. Für viele Bildverarbeitungsaufgaben sind LED-Beleuchtungen die erste Wahl. Um ihre Helligkeit lange zu erhalten und ihre Lebensdauer zu maximieren gilt es einige BetriebsHinweise zu beachten: ▶ Betreiben Sie LED-Beleuchtungen nicht an den Grenzen ihrer Betriebsparameter – 50 Prozent Helligkeitseinstellung macht langzeitstabil.

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Bei Weitwinkelobjektiven kann der Helligkeitsverlust extreme Werte annehmen

▶ Kalte LEDs sind heller. ▶ Sorgen Sie bei Dauerbetrieb für Wärmeabfuhr und

Kühlung – Kunststoffgehäuse sind hierfür ungeeignet.

▶ Beachten Sie den Anfangs-Helligkeitsabfall beim Ein-

schalten durch die Erwärmung von LED und Elektronik.

▶ Schalten, Pulsen, Blitzen von LED-Beleuchtungen ist

schadlos, sie erwärmen weniger, sind damit heller und leben länger – /0 Einschaltzeit → 0-fache Lebensdauer. ▶ Bei Dauerbetrieb die Gehäusetemperatur möglichst niedrig halten: Verringerung der Gehäusetemperatur um 0 Kelvin → doppelte Lebensdauer.

fiziert, kennt, oder beeinflussen kann, die aber wesentlich für die optische Erkennbarkeit sind. Sie sind die häufigste Ursache der Fehlfunktion von Bildverarbeitungssystemen. ▶ Tipp: Bringen Sie die Spannbreite schwankender Eigenschaften des Prüfobjektes in Erfahrung. Ermitteln Sie die Grenzwerte und machen Sie sie zu Grenzparametern, bei denen die Bildverarbeitung noch funktioniert.

Spätestens bei der Präsentation der Prüfobjekte vor der Kamera spielt die Mechanik als Beteiligte an der Bildverarbeitung eine wesentliche Rolle. Ob entozentrisches oder telezentrisches Objektiv – bei messender Bildverarbeitung bereitet die Die größten Unwägbarkeiten in Bildverarbeitungs-Prüfanla- Verkippung der Prüfobjekte Probleme. Durch sie wird nur die gen bringen die Prüfobjekte mit sich. Außer den Eigenschaften Projektion und nicht die wahre Größe der Teile sichtbar: die per Bildverarbeitung geprüft werden sollen, treten Schwan- ▶ Auftreten Fehler 2. Ordnung bei flachen Teilen: Kippwinkel ‰ , so bleibt in der dem Abbildungmaßstab ß’ berechnen: ZR = f * |ß‘| Mitte (kissenförmige Verzeichnung) oder an beiden äuße▶ Tipp: Als Erfahrungswert sollte die Zwischenringlänge ren Enden (tonnenförmige Verzeichnung) noch ein heller nicht größer als zehn Prozent der Brennweite f betragen, da Bereich, währen die anderen Bereiche schon dunkel sind. durch das Einfügen des Zwischenrings sich Abbildungsfehler vergrößern. Nutzen Sie bei großen Abbildungsmaß- Kosten, Zeit und Entwicklungsaufwand sparen stäben besser Makro-Objektive. Sie sind für diesen Zweck berechnet und korrigiert worden. Die Bildgewinnung ist für die zuverlässige, schnelle und leistungsfähige Gestaltung von Bildverarbeitungslösungen Weiterhin beeinflusst das Einfügen von Zwischenringen eine wahre Schatzgrube. Die Kenntnis und Optimierung diedie Helligkeit im Bild. Das photometrische Entfernungsgesetz ser Materie spart Kosten, Zeit und Entwicklungsaufwand. Weiwirkt dieses Mal auf der Seite der Kamera: Je länger der Zwi- terbildung und Wissenserwerb helfen Zusammenhänge zu schenring, desto dunkler das Bild. Um die Abdunklung zu verstehen, sie anzuwenden und diese Schätze zu heben. ☐ kompensieren, kann zum Beispiel die Belichtungszeit verlän> MORE@CLICK ADK13113570 kleinen Kippwinkeln auf; sie sind umso größer, je größer die Tiefe des Teils ist und sie verursachen unsymmetrische Kantenbilder ▶ Tipp: Bei der Konstruktion von Anlagen mit messender Bildverarbeitung besonderes Augenmerk auf die Mechanik der Zuführung und Halterung der Prüfobjekte legen sowie auf die Justiermöglichkeiten für Beleuchtung, Optik und Kamera. Sie bilden die Voraussetzung dafür, alle beteiligten Baugruppen achsparallel beziehungsweise rechtwinklig auszurichten.

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Inhalt der Rubrik

VERSORGEN & VERBINDEN

Bildquelle: Dehn + Söhne

193 Steuerleitungen für abrupte Bewegungen Zuverlässige Verbindungstechnik für Robotikapplikationen

187 Kühlgeräte mit garantierter Leistung Leistung von Kühlgeräten zertifizieren lassen

195 Immer verfügbar Redundant aufgebaute Stromversorgungskonzepte

190 Kühlen in extremen Umgebungen Vortex Cooler – Eine andere Art von Kühlung

198 Für neue Aufgaben gerüstet Moderne Anwendungen in der Nahrungsmittelproduktion stellen zusätzliche Anforderungen an Steckverbinder

201 Kontaktlose Übertragungssysteme Kontaktlose Verbindung überwindet mechanische Beschränkungen in der Produktion

V ER SO RG EN & V ER B IND E N

186 Immer wieder neu erfinden Rundstecker haben sich in der Industrie unentbehrlich gemacht

204 Daten verkabeln mit Smart Grid Leistungsfähige Lösungen für die dezentrale Energieversorgung

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IMMER WIEDER NEU ERFINDEN TEXT: Lars Brickenkamp

GRAFIKE N : Phoenix Contact

www.AuD24.net/PDF/ADK13450160

Ob in elektrischen Antrieben, bei Infrazent kleiner sind. Mit der Funktionserweitestrukturprojekten oder in der Gebäudetechrung des M2-Steckverbinders und mit nik: Rundsteckverbinder – von M5 bis M58 – kompakten M7-Steckverbindern ist nun eine sind in nahezu allen Industriebereichen im lückenlose Versorgung für jeden Motor mögEinsatz und haben sich dort unentbehrlich lich. gemacht. Reichte es früher meist aus, wenn Auch leichte Konfektionierbarkeit und die Steckverbinder robust waren, kommen Montage der Isolierkörper sind wichtige Erheute permanent neue Anforderungen hinwartungen beim Anwender. Die Isolierkörper zu. müssen von hinten montierbar sein und von Ein großer Vorteil liegt in den standardivorne wieder gelöst werden können. Zudem sierten Abmessungen der Gerätestecker. Das darf der Steckverbinder nicht aus zu vielen ermöglicht einen eindeutigen Gehäuseaufbau Einzelteilen bestehen und sollte wie ein BauLars Brickenkamp, - unabhängig von der zu übertragenden Sigkasten aufgebaut sein. Der Bestellvorgang Senior Vice President Device nalart. Die Kabelseite kann in vielen untermuss schließlich für den Anwender selbsterConnectors, Phoenix Contact schiedlichen Anschlusstechniken ausgeführt klärend sein. Einen zusätzlichen Vorteil biewerden. Das wiederum ermöglicht dem Anten umspritzte Steckverbinder, die vor allem wender, von der industriellen Massenverarin der Antriebstechnik zum Einsatz kommen. beitung bis hin zu feldkonfektionierten Produkten sein ProDurch hochwertige und umweltbeständige Materialien ist so dukt auszuwählen. Die Einbaubuchsen können zudem autoauch der langjährige Outdoor-Einsatz kein Problem. matisiert auf der Leiterplatte bestückt werden. Wichtig ist aber vor allem: Der Anwender erhält ein ausBesonders erfolgreich ist der M2-Steckverbinder, dessen gereiftes Qualitätsprodukt. Er benötigt keine Crimp-Zange Anwendungsgebiete in den Leistungsbereich hinein erweitert und keine Verarbeitungswerkzeuge. Er kann keine Fehler wurden. In welchen Märkten dieser Leistungssteckverbinder machen. noch zum Einsatz kommen wird, lässt sich heute nur schwer Um den neuen Anforderungen und Anwendungsmögabschätzen. Mit einem M2-Power-Steckverbinder bis 63 V lichkeiten als Steckverbinderhersteller gerecht zu werden, kann man kleinere Motoren, Feldverteilerboxen, feldbusgemuss ohne wenn und aber auf Innovationen gesetzt werden. steuerte I/O-Boxen, Netzgeräte und Ventilapplikationen erAls Grundlage dient dabei oft der enge Kundenkontakt, denn schließen. Der Leistungsstecker bis 630 V wird vor allem in in vielen Projekten werden neue Lösungen erarbeitet, die Servomotoren, Wechselrichtern, Motorschaltern und Motordann in vorhandene Standardlösungen mit einfließen. So startern Verwendung finden. Für Motoren waren M23- und werden ganz unterschiedliche Informationen aus den ProM40-Steckverbinder lange Zeit der Standard. Auch hier geht jekten für Neu- oder Weiterentwicklungen existierender der Trend in Richtung Miniaturisierung und kompakter BauStandardprodukte genutzt. ☐ form, zum Beispiel zu M7-Steckverbindern, die rund 5 Pro> MORE@CLICK ADK13450160

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KÜHLGERÄTE MIT GARANTIERTER LEISTUNG Bei Kühlgeräten unterscheiden sich die Angaben zur Leistung auf Typenschildern oft deutlich von den realen Leistungen. Um definierte Leistung zu garantieren, hat jetzt erstmalig ein Hersteller seine Geräte vom TÜV prüfen lassen. FOTOS: Rittal

www.AuD24.net/PDF/ADK13108270

Kühlgerät ist nicht gleich Kühlgerät, denn bei der Kühlleistung und der Energieeffizienz zeigen sich in der Praxis oft deutliche Unterschiede. Zum Beurteilen von Kühlgeräten ist die Kühlleistung eine erste wichtige Bezugsgröße. Dabei ist die genaue Definition der Arbeitspunkte im Verhältnis zur Kühlleistung zu beachten. Zum Beispiel besagt eine Kühlleistung von 2000 W (L35 L35), dass diese bei einem Betriebspunkt von 35 °C im Schrankinnenbereich und einer Umgebungstemperatur von 35 °C erreicht wird. Gemessen wird dabei jeweils am Verdampfer- beziehungsweise Verflüssigereintritt. Steigt die Außentemperatur auf 50 °C, so sinkt die Gesamtkühlleistung des Beispiels bei gleichbleibender Innentemperatur unter sonst gleichen Bedingungen auf 650 W – dies entspricht dem Arbeitspunkt L35 L50. Anhand der angegebenen Kühlleistung trifft der Planer oder Anwender eine Vorauswahl des Kühlgeräts, das der installierten Verlustleistung im Schrank entspricht. Für die endgültige Auswahl des Kühlgeräts müssen die Umgebungsbedingungen wie Schrankauswahl, Aufstellungsart und maximale Außentemperatur mit in die Planung einfließen. Beim Berechnen helfen kann hierbei etwa das Klimaberechnungsprogram RiTherm oder für eine schnelle Vorauswahl auch die RiTherm App.

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Kennzahl für Energieeffizienz In den vergangenen Jahren ist die Energieeffizienz auch bei Kühlgeräten immer stärker betrachet worden. Daher ist eine weitere wichtige Kennzahl zum Beurteilen der Geräte der EER (Energy Efficiency Ratio). Die Effizienz der Kühlgeräte, angegeben in der Leistungskennzahl EER, errechnet sich aus dem Quotienten von Kühlleistung zur eingesetzten elektrischen Leistung. Mit dieser Angabe bestimmt der Hersteller, wie wirtschaftlich das Kühlgerät arbeitet. Je höher der Wert ist, desto besser ist die Effizienz. Bei dem vorgenannten Beispiel – ein energieeffizientes Kühlgerät aus der Serie Rittal TopTherm – liegt der EER bei 2,40. Werte anderer Kühlgeräte derselben Leistungsklasse liegen teilweise bei einem EER von ,5 bis ,9. Ein niedriger EER bedeutet höhere Betriebskosten wie im folgenden Beispiel dargelegt: Ein Kühlgerät mit 2000 W wird in einem 7Tage/3Schicht-System betrieben. Anhand der Grafik auf Seite 89, ist die Kostenentwicklung über eine Lebenslaufzeit des Gerätes von fünf Jahren zu erkennen. Die Kosten beinhalten die einmalige Aufwendung für die Anschaffung addiert mit den darauffolgenden jährlichen Ener-

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T E X T: Verena Schneider & Hans-Robert Koch, Rittal

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Kälteleistung und Energieeffizienz des TopTherm-Programms

Das Logo auf den Kühlgeräten gibt dem Anwender die Sicherheit,

wurden vom TÜV Nord als unabhängigen Prüfer geprüft

dass die angegebene Kälteleistung auch erreicht wird

giekosten. Zum Vergleich ist das vorgenannte 2000W-TopTherm-Kühlgerät mit einem EER von 2,4 ins Verhältnis zu einem 2000W-Kühlgerät eines anderen Herstellers mit einem EER von ,5 gesetzt worden. Wie in der Grafik ersichtlich, übersteigen die Gesamtkosten des Fremdgerätes mit schlechterem EER, bedingt durch die hohen Energiekosten, bereits im ersten Betriebsjahr die Kosten des vergleichbaren Kühlgerätes mit höherem EER. Die gesamte Laufzeit eines Kühlgerätes betrachtet, sind die Kosten für den Betrieb um ein vielfaches höher als die eigentlichen Anschaffungskosten. Deshalb ist es wichtig, dass der durch die

Bauart und die verwendete Technologie bestimmte EER nicht nur einen hohen Wert hat, sondern auch während des Betriebs einen konstant hohen Wert beibehält. Verschmutzte Lamellen im Wärmetauscher senken beispielsweise die Effizienz deutlich. Eine regelmäßige Wartung, gemäß den Vorgaben des Herstellers, ist also für die Energieeffizienz des Gerätes wichtig. Nanobeschichtete Kühllamellen, die in den TopTherm-Kühlgeräten vom Rittal zum Einsatz kommen, helfen die Verschmutzung der Geräte zu reduzieren, den Energieverbrauch konstant niedrig zu halten und gleichzeitig den Wartungsaufwand für das Gerät zu senken.

ZERTIFIZIERTE LEISTUNG Rittal hat als erster Hersteller weltweit die Leistung seiner TopTherm-Kühlgeräte durch den TÜV Nord zertifizieren lassen. Damit will das Unternehmen seinen Kunden eine definierte Leistung garantieren. Denn: „Bei der Umsetzung einer möglichst effizienten Kühllösungen sind unsere Kunden darauf angewiesen, dass die Angaben zur Kühlleistung und Energieeffizienz eines Kühlgeräts exakt stimmen“, sagt Steffen Wagner, Leiter Produktmanagement Schaltschrank-Klimatisierung bei Rittal. Dahinter steckt, dass Prüfungen sowohl im Rittal-eigenen Labor wie auch in externen Prüflaboren ergaben, dass Geräte von Marktbegleitern die angegebene Kühlleistung im tatsächlichen Betrieb teilweise deutlich unterschreiten.

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Vom unabhängigen Prüfer geprüft Um die Leistung seiner Kühlgeräte garantieren zu können, hat Rittal den TÜV Nord mit der Prüfung der Geräte beauftragt. Sämtliche Messungen wurden gemäß der aktuellen Norm in der Prüfstelle für Kälte-, Klima- und Lüftungstechnik des TÜV Nord in Essen durchgeführt. Die Prüfbedingungen, bei denen die Kühlleistung und die Energieeffizienz bestimmt werden, sind klar definiert. In einem sogenannten Kalorimeter-Prüfverfahren müssen die Messungen bei konstanter Temperatur von 35 °C – sowohl im Inneren des Schaltschranks als auch in der Umgebung – durchgeführt werden. Die relative Luftfeuchtigkeit im Schaltschrank ist bei konstant 40 Prozent zu halten. In der DIN EN 45-2 ist außerdem festgelegt, dass

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Energiekosten machen sich bemerkbar: Die Gesamtkosten des Kühlgerätes mit schlechterem EER übersteigen bereits im ersten Betriebsjahr die Kosten des vergleichbaren Kühlgerätes mit höheren EER

Kühlleistung und Energieeffizienz garantieren Bei den Prüfungen des TÜV Nord konnten alle Kühlgeräte der TopTherm-Serie die angegebenen Leistungsdaten errei-

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chen. Teilweise lag die Kühlleistung um bis zu zehn Prozent über dem vom Hersteller angegebenen Wert. Auch die Energieeffizienz der Geräte hat der TÜV Nord zertifiziert. Damit dürfen nun alle TopTherm-Kühlgeräte das Prüfzeichen tragen. Durch das Anbringen des Prüfzeichens verpflichtet sich Rittal gleichzeitig, regelmäßige Produktkontrollen durchführen zu lassen. Weiterhin verpflichtet das Prüfzeichen dazu, alle leistungsrelevanten Änderungen an den Geräten zu melden und gegebenenfalls prüfen zu lassen. Damit hat der Kunde die Sicherheit, dass er tatsächlich die Kühlleistung und Energieeffizienz zur Verfügung hat, die der Hersteller auf den TypenschilSOS-Kinderdorf_87x55_Traeumen_4c__ 09.08.13 11:30 Seite 1 > MORE@CLICK dern angibt. ☐ ADK13108270

VE R SO RG EN & VE R BI NDE N

die angegebene Kühlleistung um maximal acht Prozent von der gemessenen Kühlleistung abweichen darf. Der Schaltschrank ist während der Messung mit dem montierten Kühlgerät in einer Klimakammer, deren Temperatur auf den vorgegebenen Wert geregelt wird. Eine Heizung und ein Ultraschallverdampfer im Inneren des Schaltschranks regeln Temperatur und Luftfeuchte auf die vorgegebenen Werte, während das Kühlgerät unter Volllast läuft. Wenn man die Leistungen misst, während die Regelung Luftfeuchte und Temperatur konstant hält, lässt sich die Kühlleistung bestimmen. Das anfallende Kondensat läuft über einen Schlauch nach außen ab, wo eine Waage die Kondensatmenge misst. Mit Hilfe einer exakten Zeitmessung kann ein Prüfer daraus den Kondensatmassenstrom ermitteln. Auf diese Weise lässt sich zusätzlich die latente Kühlleistung separat bestimmen. Diesen Wert von der Gesamtkühlleistung abgezogen, ergibt die sensible Kühlleistung. Neben der Kühlleistung sowie dem latenten und dem sensiblen Anteil der Kühlleistung wurde auch die elektrisch Leistungsaufnahme des Kühlgeräts bestimmt, um daraus den EER zu berechnen.

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KÜHLEN IN EXTREMEN UMGEBUNGEN Das Kühlen von Schränken und Gehäusen in extrem rauen Umgebungen und bei hohen Temperaturen stößt mit herkömmlichen Verfahren wie Filterlüftern oder Kühlgeräten an Grenzen. Für solche Umgebungen und auch in Ex-geschützten Bereichen sind andere Kühllösungen gefragt. T E X T: Adam Pawlowski, Pentair-Schroff

FOTOS: Pentair-Schroff, Universität Siegen

www.AuD24.net/PDF/ADK13109100

Konventionelle Kühlgeräte können für den Betrieb in rauer Umgebung bis zu einem gewissen Kontaminierungsgrad und durch aufwändige technologische Maßnahmen so konzipiert werden, dass die Funktionalität gewährleistet wird. Doch bei Umgebungstemperaturen über 60 °C gibt es kaum seriennahe Lösungen, um die Luft im Inneren von Schränken und Gehäusen unter diese Temperatur zu kühlen. Für Ex-geschützte Bereiche sind Kühlgeräte und andere Kühllösungen mit sich bewegenden Teilen, wie zum Beispiel Ventilatoren, ungeeignet oder nicht zugelassen. Pentair hat nun ein seit den 930er Jahren bekanntes physikalisches Prinzip für die Schrank- und Gehäusekühlung in besonders rauen Umgebungen in einem Standardprodukt verwirklicht.

wird in eine sehr schnelle Rotation (circa  000 000 min-) versetzt. Durch die hohen Fliehkräfte entsteht eine Art thermischer Separationseffekt, wodurch zwei energetisch unterschiedliche Luftstromschichten entstehen: eine äußerer warme und eine innerer kalte Luftschicht. Durch die besondere Geometrie im Inneren der Vorrichtung strömen der warme Luftstrom auf der einen Seite und der kalte Luftstrom auf der anderen Seite des Rohrs aus. Die Temperatur des kalten Luftstroms kann je nach Druckdifferenz und Rohrgeometrie bis zu –50 °C betragen. Dieser so erzeugte kalte Luftstrom kann sowohl zur Kühlung von kleineren bis mittleren Gehäusen als auch zur punktuellen Kühlung im Maschinenbau verwendet werden.

Das Prinzip der Wirbelrohrkühlung

Vom physikalischen Prinzip zum Produkt

Die Idee der Vortex-Kühlung, auch Wirbelrohrkühlung genannt, ist bereits seit vielen Jahren bekannt. Es ist eine rohrförmige Vorrichtung ohne bewegliche Teile, mit der sich Gas, also auch Luft, in einen kalten und einen heißen Luftstrom aufteilen lässt. Die Luft wird unter hohem Druck, meist über sieben bar, tangential in ein Rohr eingeblasen. Durch die Druckdifferenz und das tangentiale Einblasen entspannt sich die Luft und

Wichtigste Voraussetzung für den Einsatz des nach dem beschriebenen Prinzip arbeitenden Vortex Coolers ist das Vorhandensein von Druckluft. Diese muss gefiltert werden, so dass Wasser, Schmutz oder auch Öl, welche in der Druckluft vorhanden sein können, nicht in den Schrank oder das Gehäuse gelangt. Der Vortex Cooler wird in vertikaler Position auf einer ebenen horizontalen Gehäuseoberfläche installiert. Der

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Zum Kühlen eines Gehäuses wird der Vortex Cooler in vertikaler Position auf einer ebenen horizontalen Gehäuseoberfläche installiert

Raumkühlung von kleinen bis mittelgroßen Gehäusen. Auch wenn ein Kühlgerät aufgrund seiner Größe nicht angebaut werden kann, ist der Vortex Cooler eine passende Lösung. Die Schränke und Gehäuse müssen mit Entlüftungsschlitzen ausgestattet sein, damit der durch die einströmende Kaltluft erzeugte Überdruck wieder abgebaut werden kann. Genau dieser Überdruck verhindert aber auch, dass Schmutz durch die Lüftungsschlitze in das Gehäuse eindringt. Bei besonderen IP-Anforderungen müssen diese Schlitze durch Für kleine und mittlere spezielle Klappen verschließbar sein. Gehäusegrößen Die Kühlungslösung nach dem Wie man aus den angegebenen Kühl- Vortex-Prinzip kann auch als Hybridleistungen sehen kann eignet sich diese Kühllösung in Kombination mit eiKühlungsart nicht unbedingt für große nem Wärmetauscher oder einem Schaltschränke, sondern eher für kleine- Kühlgerät eingesetzt werden. Ist zum re Schränke zur punktuellen Kühlung Beispiel kein Wasseranschluss für eiLuft-Wasser-Wärmetauscher von Komponenten oder zur Gesamt- nen

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VE R SO RG E N & VE R BI ND EN

Thermostat für die Regulierung des Drucks und damit der Temperatur der kalten Luft ist innerhalb des Gehäuses positioniert. Damit wird sichergestellt, dass das Gehäuse den Vorgaben der Industriestandards Nema Type 4, 4X oder Type 2 entspricht. Da diese Kühlungsvorrichtung keine bewegten Teile hat, ist sie wartungsarm. Bei Bedarf muss lediglich der Filter für die Druckluft gewechselt werden. Mit dem Vortex Cooler können Kühlleistungen von 00 bis 750 W erreicht werden.

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Geschwindigkeiten und Temperaturverlauf im Wirbelrohr

vorhanden, kann das Wasser durch den Vortex Cooler wieder herunter gekühlt werden. Genauso ist der Einsatz in einem Kühlgerät möglich. Hier wird die warme Seite des Kühlgerätes nicht durch die Umgebungstemperatur, sondern durch den Vortex Cooler gekühlt. Ein Kostenvergleich der Investitions- und Betriebskosten der Vortex-Lösung mit herkömmlichen Kühllösungen ergibt, dass die Gesamtkosten bezogen auf Euro pro Watt schon nach kurzer Zeit vergleichbar und danach für die Vortex-Lösung geringer sind.

Kühlen in rauer Umgebung Eine Kühllösung mit dem Vortex-Prinzip bietet für bestimmte Einsatzbereiche entscheidende Vorteile. Wenn die Umgebungstemperaturen über 60 °C liegen, die Umgebung sehr schmutzig ist und Gehäuse in ex-geschützten Bereichen gekühlt werden müssen, sind herkömmliche Kühllösungen nicht mehr praktikabel. Die mit herkömmlichen Lösungen vergleichbaren Kosten machen Vortex Cooler zu einer guten > MORE@CLICK ADK13109100 Alternative. ☐

LESETIPP

Wo können alle Fachbeiträge aus dem A&D-Kompendium als pdf-Dokument kostenfrei herunter geladen werden? www.AuD24.net – Das Wissensportal für industrielle Automation bietet alle Beiträge des aktuellen A&D-Kompendiums sowie alle Artikel der A&D-Fachmedien zum kostenlosen Download an.

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STEUERLEITUNGEN FÜR ABRUPTE BEWEGUNGEN Modernste Sensoren und hochauflösenden Bildverarbeitungssysteme machen Industrieroboter immer mehr zu einem vielseitigen Automatisierungswerkzeug. Um selbst unter extremen Einsatzbedingungen eine sichere Datenkommunikation zu gewährleisten, muss die Verbindungstechnik jedoch harten Anforderungen standhalten. www.AuD24.net/PDF/ADK13109510

Häufig werden für Robotik-Applikationen Kabel-Steuerleitungen verwendet, die aus einem verklebten Kabelkern bestehen. Diese Leitungen sind aber in der Regel nicht flexibel genug, um den schnellen und mitunter abrupten Bewegungen der Roboter zu folgen. Auch hinsichtlich Beständigkeit gegen Schweißfunken oder Schmierstoffe und diverse Chemikalien lassen sie einiges zu wünschen übrig. Mittlerweile gibt es jedoch verschiedene Lösungen, die Torsion und anderen mechanischen Belastungen entgegenwirken. So verwenden einige Hersteller Glasfasern als Füllmaterial, um die einzelnen Litzen zu entlasten, andere wiederum Kunststofffasern. Jedoch darf bei diesen Maßnahmen der Aspekt der Konfektionierung nicht außer Acht gelassen werden. Denn was nützt die beste Zugentlastung, wenn sich die Steuerleitung kaum noch richtig konfektionieren oder verarbeiten lässt? Außerdem erschweren die deutlich höheren Herstellungskosten einen wirtschaftlichen Einsatz. Um eine kosteneffiziente und doch qualitativ hochwertige Steuerleitung anbieten zu können, die den harten Gegebenheiten der Applikationen lange standhalten, hat Belden eine neue vierpolige Steuerleitung (STL 500) entwickelt. Diese Leitung hat einen Aramidkern, der für eine hohe Torsionsbeständigkeit von ±720° bei über fünf Millionen Biegezyklen je Meter sorgt und neben der optimalen Zugentlastung trotzdem eine einfache und schnelle Konfektionierung gewährleistet. In Kombination mit M8- und M2-Steckverbindern aus dem Lumberg Automation-Produktprogramm von Belden ist so ein

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Portfolio entstanden, das sich in nahezu allen Robotik-Applikationen einsetzen lässt – von Schweiß- und Lackierstraßen in der Automobilindustrie über Bestückungsautomaten in der Elektronikfertigung bis hin zum Materialhandling und der Verpackung.

Negativer Ausdehnungskoeffizient Aramidfasern, die erstmals in einer Steuerleitung verwendet werden, haben einen negativen Ausdehnungskoeffizienten. Mit anderen Worten: Wird die Ummantelung erwärmt, ziehen sich die Fasern zwar in der Länge zusammen, dehnen sich in der Breite jedoch aus. Dadurch verklebt der Mantel nicht mit den Adern. Beim Abkühlen entsteht so ein freier Raum, in dem sie sich bewegen können. Bei Torsion wirkt das wie eine Zugentlastung und verleiht so der Leitung die erforderliche Festigkeit. Aramidfasern sind zudem extrem hitzebeständig, das heißt sie überstehen Temperaturen von über 350 °C. Zusammen mit einem Mantel aus halogenfreiem Polyurethan (PUR) weist die Steuerleitung deshalb eine hohe Beständigkeit gegen Schweißfunken auf. Ferner macht der spezielle PUR-Mantel sie resistent gegen Öl und Chemikalien sowie Hitze und Kälte. Der Durchmesser der Steuerleitung, die eine Betriebsspannung bis zu 500 V hat, beträgt 5, mm. Die vier Leiter sind aus verzinntem Kupfer und haben jeweils einen Querschnitt von 42 x 0, mm.

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T E X T: Christoph Widmann, Belden FOTO: Belden

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Vierpolige Steuerleitung mit Aramidkern, die den harten Gegebenheiten von RobitikApplikationen lange standhalten

Um möglichst vielen Einbausituationen gerecht zu werden, gibt es die Steuerleitung mit umspritzten M8- und M2-Steckverbindern wie auch als Meterware. Bei den konfektionierten Ausführungen, die gerade oder gewinkelte Steckverbinder mit und ohne Beschaltung haben, kann auf einseitig umspritzte Varianten zurückgegriffen werden sowie auf beidseitig umspritzte in den Kombinationen M8/M8 und M2/M2.

Die richtige Konfektionierung Die M8- und M2-Steckverbinder mit angespritzen Kabel, die die Schutzart IP67 erfüllen, haben unter anderem einen selbstsichernden Schraubverschluss, gerollte Federkontakte und eine so genannte Huckepack-Schaltung, die die Funktionalität selbst bei Beschädigung der LED-Anzeige sicherstellt. Da die Verbindung zwischen den Kontakten der Steckverbinder und den Adern der Steuerleitung auf beiden Seiten komplett mit einem isolierenden Kunststoff umschlossen ist, wird eine sichere Kontaktierung sowie eine hervorragende Zugentlastung gewährleistet. Eingedrückte Pins oder sporadisch auftretende Kurzschlüsse durch Vibration gehören damit der Vergangenheit an. Auch in punkto Zug oder Stauchung garantiert die Umspritzung eine dichte und belastbare Verbindung. Wenn die Installation der Verdrahtung aufgrund unklarer oder sich häufig verändernder Bedingungen nur schwer zu planen ist, bieten die einseitig umspritzten Steuerleitungen zu-

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sammen mit konfektionierbaren Steckverbindern eine Alternative, sprich mehr Flexibilität. Denn dadurch kann sozusagen in letzter Sekunde über die Konfiguration – etwa Kabellänge oder Pinbelegung – entschieden werden. Dazu steht ein breites Sortiment an geraden und gewinkelten M8- und M2- Steckverbindern mit Schraubklemm-, Löt- oder Federzugklemmtechnik parat, darunter auch gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützte IP67-Ausführungen. Und wenn noch größere Flexibilität erforderlich ist, gibt es die Steuerleitung auch als Meterware.

Umfassendes Produktprogramm Das neue Robotik-Produktprogramm kann in nahezu allen Applikationen eingesetzt werden, bei denen Industrieroboter verdrahtet werden müssen. Denn die Steuerleitungen halten millionenfachen Biegezyklen mit hoher Torsionsbeanspruchung ebenso stand wie Schweißfunken, Öl und Chemikalien oder extremen Temperaturen. Dadurch lassen sich Ausfallzeiten auf ein Minimum reduzieren und somit die Produktivität nachhaltig steigern. Dass dies nicht bloß graue Theorie ist, haben Pilotprojekte in der Automobilindustrie gezeigt. Um künftig auch den Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden, wird das Robotik-Produktprogramm um eine fünfpolige Leitung sowie um geschirmte Profinet-Datenleitungen erweitert. ☐ > MORE@CLICK ADK13109510

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IMMER VERFÜGBAR In jeder industriellen Branche ist eine hohe Verfügbarkeit der Maschinen und Anlagen eine Voraussetzung für den Unternehmenserfolg. Nur durchgängig versorgte SchaltschrankKomponenten steigern die Wirtschaftlichkeit der Applikation. Daher setzen Anwender auf redundante Stromversorgungs-Konzepte, die mit Redundanzmodulen kombiniert werden.

Stromversorgungen werden überall dort redundant verbaut, wo Stillstandzeiten unbedingt zu vermeiden sind. Für einen Verbraucher mit 20 A Nennstrom bedeutet dies beispielsweise, dass zwei Stromversorgungen mit je 20 A ausgangsseitig parallel geschaltet sind. Kommt es bei einem der Netzteile zu einem internen Defekt oder zum Ausfall der primärseitigen Netzspannungsversorgung, übernimmt das zweite Gerät automatisch die Belieferung der Last. Dazu müssen die Stromversorgungen so dimensioniert sein, dass der gesamte Strombedarf der angebundenen Verbraucher in allen Betriebszuständen von einem Netzteil abgedeckt werden kann.

Berücksichtigung aller möglichen Fehlerquellen Um die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls auf ein Minimum zu reduzieren, gilt es sämtliche möglichen Fehlerquellen zu berücksichtigen. Nachfolgend sind deshalb potenzielle Ursachen für Störungen in einem redundanten Stromversorgungs-Aufbau beschrieben sowie entsprechende Lösungen aufgeführt: () Fehler in einer Phase der primärseitigen Spannungsversorgung: Die parallel angeschlossenen Netzteile werden an un-

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www.AuD24.net/PDF/ADK13120730

terschiedlichen Phasen betrieben. Auf diese Weise hat die Störung oder der Ausfall einer Phase keinen Einfluss auf die Belieferung der Last. (2) Kurzschluss oder Kabelbruch in der zuführenden Leitung zur Stromversorgung oder (3) Ausfall eines Netzteils: Beide Fehlerursachen beeinträchtigen die Versorgung der Last nicht. Eine Redundanz liegt vor, weil die zweite Stromversorgung die gesamte Last weiter beliefern kann, sofern das andere Gerät keine Ausgangsspannung mehr zur Verfügung stellt. (4) Kurzschluss zwischen Stromversorgung und Redundanzmodul: In diesem Fall reicht der parallele Betrieb von zwei Netzteilen nicht aus. Es ist vielmehr eine Diode oder ein Redundanzmodul notwendig, das die beiden Stromversorgungen voneinander entkoppelt. Das zweite Netzteil beliefert so weiterhin die Last und speist nicht in den Kurzschluss. Ohne Entkopplung würde die Last nicht mehr versorgt, da der Strom der redundanten Stromversorgung in den Kurzschluss fließt. (5) Kabelbruch zwischen dem Netzteil und dem Redundanzmodul: Indem die Eingangsspannung am Redundanzmodul überwacht wird, fällt ein Fehler in der Verdrahtung sofort auf. Nachdem er behoben worden ist, arbeiten die Stromversorgungen wieder redundant.

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T E X T: Anja Moldehn, Phoenix Contact Electronics GRAFIKEN: Phoenix Contact Electronics

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Redundante Stromversorgungskonzepte lassen sich häufig mit Redundanzmodulen kombinieren

(6) Interner Defekt im Redundanzmodul: Eine Selbstüberwachung meldet interne Fehler, so dass das schadhafte Gerät umgehend ausgetauscht werden kann. (7) Kabelbruch zwischen dem Redundanzmodul und der Last: Um die Verfügbarkeit der angebundenen Last zu erhöhen, sollte auch die Verdrahtung bis zum Verbraucher redundant ausgeführt sein. Bieten alle Module zwei Plus-Ausgangsklemmen, ist eine einfache und schnelle Installation sichergestellt. (8) Zu hoher Laststrom – entweder durch eine fehlerhafte Last oder die nachträgliche Ergänzung durch weitere Verbraucher: In diesem Fall schaffen die Überwachung des Laststroms und das Verschicken einer Warnmeldung, sobald ein eingestellter Wert überschritten ist, Abhilfe.

Überwachung des Laststroms

ten Netzteilen mit je 5 A Nennstrom versorgt. Nun koppelt der Anwender eine weitere Last mit 3 A an. Aufgrund ihrer Leistungsreserve liefert die Stromversorgung problemlos 8 A, ohne dass ein Spannungseinbruch zu verzeichnen ist. Allerdings liegt keine Redundanz mehr vor. Fällt jetzt eines der beiden Netzteile aus, kann das zweite Gerät die 8 A nicht zur Verfügung stellen, denn dafür reicht seine Leistungsreserve nicht aus. Vor diesem Hintergrund erweist sich die Kontrolle des Laststroms als wichtig. Denn nur dann bemerkt der Anlagenbetreiber sofort, wenn keine Redundanz mehr vorhanden ist. Das Produktportfolio von Phoenix Contact für Redundanzmodule umfasst daher Oring-Geräte mit einer Funktion, die den Anwender bei Überlast informiert. Dies geschieht erst nach vier Minuten Verzögerungszeit, damit hohe Ströme, die zum Beispiel durch das Anlaufen von Motoren entstehen, nicht als dauerhafte Überlast gemeldet werden.

Das folgende Beispiel verdeutlicht den Vorteil, der sich aus der Kombination von Laststrom-Überwachung und Warnmel- Verdopplung der Lebensdauer dung ergibt. Schließt der Anwender bei einer Anlagenerweiterung zusätzliche Lasten an eine redundante Stromversorgung Durch Unsymmetrien – also die ungleichmäßige Einstelan, kann dies zum Verlust der Redundanz führen. Eine Steue- lung der Ausgangsspannungen – speist oftmals lediglich ein rung, die 5 A benötigt, wird beispielsweise von zwei redundan- Netzteil die Last, während das andere Gerät im Leerlauf arbei-

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Überwachung der Redundanz über den Laststrom

Durchgängige Redundanzüberwachung erhöht die Verfügbarkeit

tet. Dies führt zu einer thermischen Belastung der speisenden Stromversorgung und somit zu einer schnelleren Alterung. Werden Netzteile jeweils nur mit dem halben Nennstrom betrieben, sinkt ihre Temperatur um rund 0 °C und die Lebensdauer erhöht sich beträchtlich. Die von Phoenix Contact entwickelte und in die Oring-Module integrierte Auto Current Balancing Technology (ACB) verdoppelt die Lebensdauer des Stromversorgungssstems, indem beide Netzteile gleichmäßig ausgelastet werden. Zu diesem Zweck arbeiten die Module mit Mosfets statt der herkömmlichen Schottky- oder Silizium-Dioden. Die Mosfets regeln Eingangsspannungs-Differenzen bis zu 300 mV aus. Der Laststrom teilt sich automatisch symmetrisch auf. Zudem lässt sich im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen bis zu 70 Prozent Energie einsparen. Die geringe Verlustleistung sorgt darüber hinaus dafür, dass alle Schaltschrankkomponenten kühler bleiben. Oring-Module überwachen als einzige Geräte die gesamte redundante Lösung von den Ausgangsspannungen der Stromversorgungen über die Verdrahtung und die Entkopplungsstrecke bis zum Laststrom. Die potenzialfreien Signalkontakte Redundancy OK und ACB OK als auch die LED-Anzeigen dienen der Kontrolle

der einwandfreien Funktion der Geräte. Die Auslastung der Stromversorgungen wird mittels Bargraph signalisiert. So lässt sich auf einen Blick erkennen, welche Eingangsspannung höher ist respektive welche Stromversorgung stärker belastet wird. Der Anwender kann verschiedene Zustände ablesen und auf diese Weise Probleme feststellen und beheben. Ein rotes Blinken zeigt beispielsweise an, dass die Netzteilspannung an einem Eingang um mehr als 300 mV höher ist als am anderen Eingang. Handelt es sich um ein dauerhaftes rotes Leuchten, ist ein Mosfet in diesem Pfad defekt. Anzeige und Darstellung entsprechen dabei der Namur-Empfehlung.

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In sensiblen Applikationen sorgt ein redundanter Aufbau der Automatisierungslösung für hohe Verfügbarkeit. In diesem Zusammenhang sind auch entsprechende Stromversorgungs-Konzepte zu empfehlen, wobei je nach Anwendung zwischen Lösungen ohne Entkopplung sowie inklusive Entkopplung über eine Diode oder ein Mosfet abzuwägen sind. ☐ > MORE@CLICK ADK13120730

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Redundante Stromversorgung

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FÜR NEUE AUFGABEN GERÜSTET In der Lebensmittelindustrie werden immer häufiger Signale oder Daten aus unmittelbarer Nähe des Produktionsprozesses übertragen. Herkömmliche Steckverbinder sind für den Spritzbereich mit seinen erhöhten Anforderungen jedoch nicht ausgelegt. Mit konstruktiven Veränderungen und neuen Materialien ist der Einsatz nun möglich, auch weltweit. T E X T: Fabian Seymer, Belden FOTOS: Belden

www.AuD24.net/PDF/ADK13109910

Die Produktion von Nahrungsmitteln und Getränken gehört weltweit zu den am stärksten wachsenden Industriebereichen. Infolgedessen entwickeln sich auch die Anforderungen an die entsprechenden Produktionsmittel rasant weiter, was wiederum unmittelbaren Einfluss auf den Maschinen- und Anlagenbau sowie die Automatisierungstechnik für diesen Bereich hat. So müssen auch bei passiven Komponenten wie Steckverbindern andere Wege beschritten werden, um die erhöhten Anforderungen neuer Anwendungen, zu erfüllen. Eine dieser neuen Anwendungen ist die Signal-/Datenübermittlung in unmittelbarer Nähe des Produktionsprozesses. Dieser Trend bedeutet für passive Komponenten, dass sie eine höhere Beständigkeit gegenüber mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen aufweisen müssen, da dort unter anderem die Hygiene eine extrem wichtige Rolle spielt. Mit anderen Worten: Steckverbinder, die bislang ausschließlich im so genannten Trockenbereich ohne direkten Kontakt zu den Produkten eingesetzt wurden, sollen nun auch im deutlich anspruchsvolleren Spritzbereich verbaut werden. Hier können Nahrungsmittel an die Steckverbinder spritzen oder an ihnen entlang fließen, jedoch ohne in den Produktionsprozess zurück zu gelangen. Selbstredend, dass sich dort Verschmutzungen aller Art nicht festsetzen oder dauerhaft verbleiben dürfen beziehungsweise das sie leicht entfernbar sein müssen. Aus diesem Grund wird im Spritzbereich permanent mit Hoch-

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druckgeräten und aggressiven chemischen Substanzen innerhalb eines Temperaturspektrums, das sich von -40 °C bis hin zu über 00 °C erstrecken kann, gereinigt. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass Steckverbinder ebenso wie andere passive Komponenten für den Spritzbereich auch weltweit eingesetzt werden können. Also stellen etwa die innerhalb der USA geltenden Vorschriften von Underwriters Laboratories (UL) eine zusätzliche Herausforderung dar, vor allem die in der neuen Richtlinie 2238 enthaltenen Vorgaben hinsichtlich der RTI- (Relative Temperature Index), HAI(High-current Arc Ignition) sowie weiterer Werte.

Einsatz im Spritzbereich In der Konsequenz stehen die Hersteller industriegerechter Steckverbindungstechnik vor großen Entwicklungsaufgaben. Denn angesichts der Ausdehnung des Einsatzes dieser Technik in den Spritzbereich lebensmittelverarbeitender Anlagen sind neben konstruktiven Veränderungen auch neue Materialien erforderlich, insbesondere bei den Kunststoffen der umspritzten Anschluss- und Verbindungsleitungen. Die Konstruktion der in der industriellen Automatisierung etablierten M8-/M2Steckverbinder weist nach wie vor eine Vielzahl von Spalten und Öffnungen auf, beispielsweise am Knickschutz. Dies ist jedoch vor dem Hintergrund der höheren hygienischen Anfor-

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Passive Komponenten wie Steckverbinder müssen in der Lebensmittelindustrie eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen aufweisen

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Des Weiteren bietet PUR keine nennenswerte Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Unter dem Strich sind also beide derzeit standardmäßig eingesetzten Materialien nicht für den Einsatz im Spritzbereich tauglich.

Polypropylen für hohe Anforderungen Inzwischen hat sich jedoch Polypropylen (PP) – bei entsprechenden Modifikationen – als Material erwiesen, das die gestiegenen Anforderungen an die Steckverbindungstechnik in der Produktion von Nahrungsmitteln erfüllt. Denn dieser Kunststoff zeichnet sich nicht nur durch eine hohe mechanische und thermischen Belastbarkeit aus, sondern auch durch eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber allen im Markt üblichen basischen, sauren oder oxidativen chemischen Reinigern, was auch durch Untersuchungen unabhängiger Zertifizierungseinrichtungen wie Ecolab bestätigt worden ist. Bezüglich der mechanischen Resistenz ermöglicht PP bei M8-/M2-Steckverbindern sowohl eine hervorragende Langzeitdichtheit (IP67, IP68) als auch die Reinigung mit Hochdruck (IP69K), bei der sie mit einem Druck bis zu 00bar extremen Belastungen ausgesetzt sind. Darüber hinaus widerstehen Steckverbinder aus diesem Material Temperaturen von –40 bis +05 °C und können daher auch nach der neuen UL-

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derungen im Spritzbereich nicht akzeptabel, weshalb neue Lösungen gefunden werden müssen. Das gilt auch für M8-/M2-Verbindungsleitungen. Denn sie bestehen bisher vornehmlich aus PVC (Polyvinylchlorid) und PUR (Polyurethan). Die Eigenschaften dieser beiden Materialien unterscheiden sich erheblich. Verbindungsleitungen auf PVC-Basis werden aufgrund ihrer geringeren Kosten am häufigsten eingesetzt. Aus technischer Sicht spricht dafür auch deren vergleichsweise hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Diese reicht jedoch nicht für Reiniger und besonders aggressive Chemikalien aus, weshalb für solche Applikationen immer häufiger PVC-freies Material verlangt wird. Darüber hinaus werden Verbindungsleitungen aus diesem Kunststoff bei niedrigen Temperaturen sehr spröde, so dass sie unter diesen Umgebungsbedingungen nicht verwendet werden können. Trotz der genannten Nachteile werden M8-/M2-Verbindungsleitungen aus PVC wegen fehlender Alternativen nach wie vor für Anwendungen in der Nahrungsmittelindustrie bevorzugt eingesetzt. Im Gegensatz zu PVC bleiben Verbindungsleitungen aus PUR auch bei niedrigen Temperaturen flexibel, weshalb sie häufig für Schleppkettenapplikationen benutzt werden. Allerdings ist ihre Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen eingeschränkt und somit eine UL-Zulassung für solche ausgeschlossen.

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Angesichts der Ausdehnung des Einsatzes der Steckverbindungstechnik in den Spritzbereich lebensmittelverarbeitender Anlagen sind neben konstruktiven Veränderungen auch neue Materialien erforderlich

der Nahrungsmittelindustrie anzuschließen, und zwar – auch aufgrund der UL-Zulassung – weltweit. Ferner können mit dieser Steckverbindungstechnik neben den Produktionsprozessen in der Nahrungsmittelindustrie auch die Anforderungen anderer Branchen erfüllt werden, wie etwa der pharmazeutischen und chemischen Industrie oder der Verpackungsindustrie. Verbindungstechnik aus Polypropylen Abschließend bleibt festzuhalten, dass sich aufgrund der neuen Erkenntnisse über den Einsatz von PP im Spritzbereich Alles in allem bieten aus PP gefertigte Steckverbinder, zahl- der Nahrungsmittelproduktion Möglichkeiten eröffnen, inreiche Vorteile für das beschriebene Einsatzszenario. Die dustriegerechte Steckverbindungstechnik zukünftig auch in Mehrkosten, die durch dieses Material entstehen, werden der Produktkontaktzone einzusetzen. Dies hängt jedoch davon durch die hohe Funktionssicherheit über einen langen Zeit- ab, inwieweit sich die Eigenschaften von PP durch entspreraum und der damit einhergehenden höheren Verfügbarkeit chende Modifikation mit den zusätzlichen Regularien der der Maschinen und Anlagen zumindest aufgewogen. Darüber EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) hinaus ermöglicht Verbindungstechnik aus PP Sensoren und und der FDA (U.S. Food and Drug Administration) in Ein> MORE@CLICK ADK13109910 Aktuatoren direkt im Spritzbereich von Produktionsprozessen klang bringen lassen. ☐ Richtlinie 2238 für Temperaturen bis +90 °C zertifiziert werden. Bisher war dies üblicherweise lediglich bis 50 °C über so genannte generische Werte, also ohne eigentliche Prüfung seitens UL, möglich. Somit kann auch in den USA ein Einsatz im Spritzbereich der Nahrungsmittelproduktion sichergestellt werden.

LESETIPP

Sie suchen nach bestimmten Autoren? Das Autorenverzeichnis gibt einen alphabetischen Überblick über alle in dieser Ausgabe vertretenen Autoren und Co-Autoren!

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KONTAKTLOSE ÜBERTRAGUNGSSYSTEME Herkömmliche Verbindungslösungen können aufgrund mechanischer Beschränkungen nicht alle Produktionsanforderungen erfüllen. Kontaktlose Übertragungssysteme überwinden diese Beschränkungen und übertragen ebenso zuverlässig Energie, Daten und Signale wie herkömmliche Steckverbinder. www.AuD24.net/PDF/ADK13119930

Dezentrale Prozesse in der Produktion, ein hoher Automatisierungsgrad und raue Industrieumgebungen stellen hohe Ansprüche an kritische Steckverbindungen. Sie sollen jederzeit und unter noch so harten Bedingungen im Industriealltag sicher, konstant und zuverlässig Daten und Strom übertragen. Herkömmliche Steckverbindungen stoßen hier oft an ihre Grenzen aufgrund mechanischer Einschränkungen. Durch die fest verankerte Verbindung mit einem Kabel lassen sich beispielsweise in der Robotik nur eingeschränkte Bewegungen realisieren, eine volle Rotation um 360° ist nicht möglich. Zudem werden die Verbindungen durch konstante Vibration, verursacht etwa durch Motoren, stark beansprucht. Dadurch besteht das Risiko, dass Steckverbinder gelöst oder beschädigt werden, was zu Auszeiten für Maschinen und Produktionsstillstand führt. Eine Lösung für diese Herausforderungen bieten kontaktlose Übertragungssysteme wie die Plattform Ariso. Mit diesem System lassen sich kontaktlose Verbindungen für unterschiedliche Anwendungen realisieren. Aufgrund verschiedener Technologien, die in dem Übertragungssystem vereint sind, kann die smarte Lösung zugleich Energie, Daten und Signale übertragen.

breiten und im Empfänger-Teil wieder elektrischen Strom erzeugen. Auf diese Weise brauchen Sender und Empfänger nicht mechanisch gekoppelt zu sein, denn das Magnetfeld überwindet kurze Distanzen von mehreren Millimetern. Auch durch nichtleitende Materialien realisiert das System die Energieübertragung. Dadurch überbrückt das System nichtmetallische Stoffe wie Fette, Reinigungsmittel, Wasser, Öle, Plastik, Gas, Schmutz und Staub oder dünne Wände. Der Empfänger kann weitere Elemente mit Energie versorgen wie zum Beispiel Sensoren, Mikroprozessoren, Ventile oder Kameras. Diese können gleichzeitig Daten liefern, die zurück an den Sender-Teil übertragen werden. Für die Datenübertragung nutzt das kontaktlose System einen 2,4GHz-RFChip in Kombination mit Nahfeldantennen.

Rotationen um 360° möglich

Die kontaktlose Übertragung ermöglicht völlig neuartige Produktdesigns, die aufgrund der Kabelbeschränkungen früher nicht möglich waren. Anlagen und Anwendungen müssen nicht mehr um die Steckverbindungen herum konstruiert werden. So sind bei Roboterarmen oder Schwenkeinheiten beiInduktive Kopplung spielsweise unbeschränkte Rotationen auch um 360° möglich statt der heute üblichen 270° – ohne dass der Arm wieder in Die kontaktlose Übertragung basiert auf induktiver Kopp- seine Ausgangsposition zurückfahren muss. Produktionsprolung. Der Sender-Teil des Kontaktsystems erzeugt aus dem zesse laufen dadurch schneller und fließender ab. Zudem entelektrischen Strom ein Magnetfeld. Dieses kann sich in Luft, fällt jeglicher mechanische Verschleiß, da sich die beiden KonFlüssigkeiten sowie in weiteren nicht-metallischen Stoffen aus- taktstellen nicht berühren.

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T E X T: Dirk-Jan Riezebos, TE Connectivity FOTOS: TE Connectivity

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Mithilfe induktiver Kopplung überträgt das kontaktlose Verbindungssystem Energie über einen kleinen Luftspalt hinweg sowie durch Wasser, Fette, Öl, Staub oder weitere nicht-leitende Materialien

Vor allem in rauen Umgebungen bietet sich die kontaktlose Verbindungslösung an. Vibrationen haben keinerlei Einfluss mehr auf die Funktionalität: Der kontaktlose Energiefluss ist ständig gewährleistet und kann nicht abreißen. Selbst wechselnde Winkelstellungen zwischen Sender und Empfänger bei der Energieübertragung sind möglich. Weitere interessante Einsatzgebiete für die kontaktlose Verbindung sind alle Anwendungen, in denen besondere Hygienevorschriften gelten wie etwa in der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie. Regelmäßig müssen hier sämtliche Geräte gereinigt werden, was bei herkömmlichen Steckverbindern schwierig ist. Sie ziehen Staub und Schmutz an, können aber nicht mit Wasser gereinigt werden beziehungsweise müssen danach erst getrocknet werden. Demnach ist einerseits die Ver-

schmutzungsgefahr groß, das Reinigungsverfahren andererseits lang und aufwändig und mit Stillstandzeiten in der Produktion verbunden. Werden jedoch kontaktlose Übertragungssysteme eingesetzt, lässt sich der Reinigungsprozess vereinfachen, da bei kontaktloser Energieübertragung bestimmte Geräteteile gar nicht mehr in Berührung mit Nahrungsmitteln kommen.

Schutzmechanismus sorgt für Sicherheit Für die Sicherheit des kontaktlosen Übertragungssystems sorgt unter anderem ein Schutzmechanismus. Geraten metallische Gegenstände zwischen Sender und Empfänger, greift dieser Schutzmechanismus und stoppt sofort jede Energieübertragung. Dadurch ist das Überhitzen von Maschinenteilen und

nextlevel for industry

Die beiden Koppler des kontaktlosen Übertragungssystems

Bei Spritzgussverfahren werden durch unzählige Bewegungen

müssen nicht in einem Maschinenteil stecken

verkabelte Steckverbindungssysteme stark beansprucht

dadurch bedingte Störungen ausgeschlossen. Kontaktlose Verbindungen erzeugen zudem keine Reibung. Funken bleiben aus, so dass das System insbesondere überall dort eingesetzt werden kann, wo der Umgang mit explosiven Stoffen an der Tagesordnung ist – etwa auf Ölbohr-Plattformen, bei der Arbeit mit leicht entzündlichen Gasen oder in der Lebensmittelindustrie. Dies erhöht sowohl die Produktionssicherheit, bedeutet aber auch einen erheblichen Schutz für die Menschen, die in diesen Umgebungen arbeiten.

duktionsprozesse völlig neu zu definieren. Viele mechanische Grenzen, die bisher durch herkömmliche Steckverbindungen gegeben waren, lassen sich überwinden. Roboter beispielsweise werden in naher Zukunft neue Designmöglichkeiten erfahren. Sie werden größere Bewegungsfreiheit haben, einfacher zu installieren und zu warten sein und auch unter rauen Bedingungen sicherer funktionieren, so dass sich die Produktivität verbessert. Immer geringere Auszeiten reduzieren Kosten für die Wartung der Anlagen und damit auch die Produktionskosten. Noch stehen wir am Anfang Mechanische Grenzen überwinden dieser Entwicklung. Die kontaktlose Verbindung wird uns Möglichkeiten eröffnen, die wir heute noch gar nicht vorherZusammenfassend lässt sich sagen, dass kontaktlose Ver- sehen können. Doch der erste vielversprechende Schritt ist > MORE@CLICK ADK13119930 bindungslösungen das Potenzial besitzen, Arbeits- und Pro- getan. ☐

Erleben Sie die nächste Stufe der Wertschöpfung. Im weltweit einzigartigen Unternehmensverbund von Eplan, Rittal und Kiesling demonstrieren wir Ihnen eindeutige Nutzenpotenziale – vom Engineering über Systemlösungen bis hin zum Steuerungsbau. Optimal aufeinander abgestimmte Systemlösungen �� Reduktion der Komplexität von Workflows �� Automatisierung von Prozessen ��

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DATEN VERKABELN IM SMART GRID Leistungsfähige Kupfer- und Lichtwellenleiter-Lösungen werden für eine dezentrale Energieversorgung immer wichtiger. Das gilt besonders für den Ausbau der Kommunikationsnetze im Smart Grid sowie zur Steuerung der Stromerzeugung und Speicherung sowohl in der Industrie wie auch beim Endverbraucher. Entsprechende Voraussetzungen schafft das Protokoll nach der Norm IEC 61850. T E X T: Sebastian Güse, Phoenix Contact FOTOS: Phoenix Contact

www.AuD24.net/PDF/ADK13120330

Aufgrund begrenzter Ressourcen und dem Wunsch nach sauberer Energie entwickelt sich der Markt zurzeit hin zur dezentralen Stromerzeugung. Dabei spielen erneuerbare Energien eine zentrale Rolle – Photovoltaik, Solarthermie, Windkraft, Wasserkraft und Biogas. Doch nicht alle diese Energiequellen stehen stetig zur Verfügung. Aspekte wie Lastenregelung, Spannungshaltung im Verteilernetz und die Aufrechterhaltung der Netzmobilität sind daher sehr komplex. Das alles zu managen erfordert ein Kommunikationsnetz, das die Interaktion aller Akteure von Energieerzeugern, -speichern, Netz-Management bis hin zu den Verbrauchern ermöglicht. Die Kommunikation wird normativ über die IEC 6850 geregelt.

Basis für Kommunikationsarchitektur Diese internationale Norm bildet die Basis für eine Kommunikationsarchitektur zwischen den Schutz- und Feldgeräten der Stationsautomatisierung. Die Norm kommt in der Leittechnik in elektrischen Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik zum Einsatz. Die Umwandlung des Energiesystems hat zur Folge, dass in den kommenden Jahren intelligente Zähler großflächig eingesetzt werden. Die so genannten Smart Meter ermöglichen eine Fernauslesung des Energieverbrauchs für das Energie-Management, so dass für Angebot und Nachfrage die Bedarfsund Preisentwicklung berücksichtigt werden kann. Dies funktioniert allerdings nur mit Echtzeitkommunikation. Es besteht also sowohl eine Schnittstelle zwischen Energieerzeugung,

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-speicherung und Smart Meter, als auch zwischen dem Smart Meter und den Verbrauchern im Gebäude. Ein Ausbau der Gebäudeautomatisierung wird hier ebenso erforderlich.

Zuverlässige Kommunikation In der Energietechnik liegt eine intelligente Netzwerkkommunikation nach IEC 6850 im Trend – auch im Hinblick auf die Energiewende. Sie ist gleichzeitig ein wichtiger Faktor für ein Energiesystem auf Basis erneuerbarer Energien sowie für die Datenkommunikation in Echtzeit, deren Bedeutung weiter steigen wird. Denn elektromagnetische Störungen können die Kommunikation von Ethernet-Netzen beeinflussen: Zum Beispiel können durch Blitzeinschläge induktive Lastwechsel oder elektrostatische Entladungen auftreten. Um diesem entgegenzuwirken, definiert die IEC-6850-3 Typentests in rauen Umgebungen, die die eingesetzten Komponenten überstehen müssen. Ethernet-Kommunikationsnetze nach IEC-6850-3 müssen also robust und verfügbar sein – auch bei langen Distanzen mit hohen Übertragungsgeschwindigkeiten. Außerdem existieren hierfür standardisierte Stecker- und Kabelverbindungen mit den Übertragungsmedien Glasfaser- und Kupferkabel: Glasfasernetze sind unempfindlich gegen elektrische und magnetische Störungen und größere Entfernungen lassen sich kostengünstiger realisieren. Kupferverbindungen sind zwar derzeit noch preiswerter, für diese Verbindungen müssen aber zusätzliche Schutzmaßnahmen erfolgen: zum Beispiel ein

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Schirm- und Erdungskonzept sowie ein Schutz vor Überspan- Einsatz, weitere wie der SC-RJ sind auch denkbar. Dabei muss nung und Blitzeinschlägen. differenziert werden, ob der Steckverbinder in einem geschützten Bereich (IP20) oder in rauer Umgebung (IP65/67) genutzt

Netzwerk aus Kupferoder Lichtwellenleiter

Ein Ethernet-Netzwerk kann also mit Kupfer, mit Lichtwellenleitern oder mit einem Mix aus beiden errichtet werden. Basierend auf Industrial Ethernet können viele Anforderungen der intelligenten Stromnetze auch in diesem Rahmen definiert werden: ▶ Die Leitungen arbeiten in einem großen Temperaturbereich unter nahezu allen klimatischen Bedingungen. ▶ Darüber hinaus erfüllen sie hohe mechanische Anforderungen wie etwa bestimmte Biegeradien, eine hohe UV-Beständigkeit, einen Nagetierschutz und ▶ haben je nach Region eine Zulassung nach UL oder vergleichbaren Prüflaboren. ▶ Kupferleitungen müssen zudem mit einem hohen Schirmkonzept ausgestattet sein. Auf Seiten der Steckverbinder gibt es unterschiedliche Ansätze: Als Steckgesicht für die Lichtwellenleiter kommen meist die Steckverbinder LC-duplex, ST (BFOC) oder SC-duplex zum

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Einige LWL-Steckverbinder eignen sich für den Einsatz im Smart

Zu den Steckverbindern aus Kupfer, die sich im Smart Grid ein-

Grid: zum Beispiel LC-duplex in IP20, M12 Optic in IP65/67 und

setzen lassen, zählen RJ45 Push-Pull in IP65/67, M12 x-codiert in

die Variante 6 in IP65/67 (von l. nach r.)

IP65/67 und RJ45 Quickon Cat6A in IP20 (von l. nach r.)

SOS-Kinderdorf_87x114_Traeumen_4c__ 09.08.13 11:49 Seite 1

werden soll. Die Steckgesichter für die intelligenten Stromnetze sind identisch mit denen für Industrial Ethernet – doch die Verpackung ist robuster und schützt die Verbindung. Derzeit verwendete Steckersysteme stammen meist aus der Zeit vor dem Smart Grid. Doch weil die Anlagenverfügbarkeit ein wesentlicher Aspekt ist, werden Redundanz, Robustheit und geringe Wartungszeiten immer wichtiger. Bislang ist Redundanz jedoch nicht gegeben, da innerhalb von Leitwarten noch Stern-Topologien zum Einsatz kommen. Die aus den Ethernet-Netzen bekannten Ring-Topologien können an dieser Stelle die Ausfallsicherheit erhöhen. Hohe Schutzklassen ermöglichen den Einsatz auch bei widrigen Bedingungen, seien es mechanische Schwingungen, Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen. Geringe Wartungszeiten sind möglich, wenn durch Direktstecktechnik defekte Leitungen mittels Patchkabel vor Ort direkt ausgetauscht werden. Jetzt online spenden od er Pate werden unter:

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Wir sind Familie!

Ausblick Der Ausbau von Kommunikationsnetzen für eine sichere Energieversorgung ist mit Kupfer ebenso möglich wie mit Lichtwellenleitern. Die hohen Umweltanforderungen lassen sich entsprechend der Erfahrungen aus dem industriellen Umfeld umsetzen. ☐ > MORE@CLICK ADK13120330

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Inhalt der Rubrik

VERZEICHNISSE

Bildquelle: demarco-media / iStock

208 Autorenverzeichnis

211 Inserentenverzeichnis

213 Stichwortverzeichnis

207

VE R ZE IC HN ISE

210 Redaktionsbeirat und Ehrenmitglieder

VERZEICHNISSE

AUTORENVERZEICHNIS

Autorenverzeichnis B

G

K

Dr. Gernot Bachler . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Technical Manager, B&R

Rainer Glatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Geschäftsführer, VDMA

Ralf Kaptur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Produktmanager, Hirschmann Automation & Control

Thomas Brandenburger . . . . . . . . . . . 175 Ressortleiter Technik, Johannes Hübner

Sebastian Güse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Produktmarketing Pluscon Data, Phoenix Contact

Michael Kasper . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Produktmanager, Siemens

Lars Brickenkamp . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Senior Vice President Device Connectors, Phoenix Contact Thomas Bürger . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Leiter Entwicklung Automationssysteme, Bosch Rexroth

H Prof. Ernst Habiger . . . . . . . . . . 71, 79, 83, Fachbereich für Automatisierungstechnik, TU Dresden Uwe Harder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Leiter Consulting, Eplan

C Dr. Christoph Czeranowsky . . . . . . . . . 178 Systementwickler, Basler

D Holger Dengler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Security-Specialist, Linutronix

F Dr.-Ing. Ursula Frank . . . . . . . . . . . . . . . 91 Projektmanagement R&D-Kooperationen, Beckhoff Dr. Tobias Frank . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Manager Safety Software, KW-Software

Dieter Hess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Geschäftsführer, 3S-Smart Software Solutions

J Ingmar Jahr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Schulungsleiter, Vision Academy

Rahman Jamal . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Technology Director, National Instruments

Karsten Jung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Leiter Kennzeichnungssysteme, ICS

Markus Kempf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Produktmanager - S7-1200, Siemens

Peter Kemptner . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 freier Journalist aus Salzburg, Österreich

Guido Kerzmann . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Leiter Produktlinie Drives, Eaton

Prof. Dr. Jürgen Kletti . . . . . . . . . . . . . . 96 Geschäftsführer, MPDV Mikrolap

Ralf Klößinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Produktmanager - HMI Panel, Siemens

Hans-Robert Koch . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Leiter Fachpresse, Unternehmenskommunikation, Rittal

L Andreas Lemke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Projektleiter der Arbeitsgruppe Sensorsysteme im Bereich Graphische Ingenieursysteme, GFaI Peter Lutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Managing Director, Sercos

208

A & D - K o m p e n d i u m 2 0 13 / 2 0 14

M Norbert Matthes . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Produktmanager, Contrinex

Thomas Menzel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Manager, IFM

Peter Mischitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Manager OEM Programm Europa, Mitsubishi Electric Anja Moldehn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Produktmarketing, Phoenix Contact

P Dr. Adam Pawlowski . . . . . . . . . . . . . . 190 Principal Engineer Thermal Management, Pentair Equipment Protection Schroff Dr. Matthias Pleßow . . . . . . . . . . . . . . . 66 stellvertretender Bereichsleiter des Fachbereichs Graphische Ingenieursysteme, GFaI Pedro Reboredo. . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Projekt Ethernet Konvergenz, Bosch Rexroth

Marion Reisert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Marketingreferentin Robotics Division, Yaskawa

Markus Rentschler . . . . . . . . . . . . . . . 162 Abteilungsleitung, Hirschmann Automation & Control

Thorsten Steck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Hochschule Mannheim

Dirk-Jan Riezebos . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Advanced Development, TE Connectivity

Thorben Steinmann . . . . . . . . . . . . . . . 115 Produktmanager, Lenze

Thomas Rönitzsch . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Leiter Unternehmenskommunikation, Bihl + Wiedemann

Dr. Rainer Stetter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Geschäftsführer, ITQ

S Verena Schneider . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Produktmanagement Climate Control, Rittal

Dr. Thomas Störtkuhl . . . . . . . . . . . . . . . 99 Produktmanager Industrial IT Security, TÜV Süd Dr. Kai Strübbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Leiter Embedded Systems, TÜV Süd

Max Scholz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Produktmanager, Kontron

T Prof. Dr. Günter Schröder . . . . . . . . . . . 62 Lehrstuhl für elektrische Maschinen, Antriebe und Steuerungen, Universität Siegen Prof. Dr. Matthias Seitz . . . . . . . . . . . . . 63 Hochschule Mannheim

Fabian Seymer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Junior Productmanager, Belden - Lumberg

Dirk Thomschke . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Competence Center, Phytron-Elektronik

V Michael Volz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Geschäftsführer, HMS

W Michael Siener . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Geschäftsführer, designWerk für Leantechnik Jörg Springsguth. . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Vertriebsingenieur, Mitsubishi Electric

w w w. A u D 2 4 . n e t

VERZEICHNISSE

Roland Wagner . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Head of Product Marketing , 3S-Smart Software Solutions Christoph Widmann . . . . . . . . . . . . . . . 193 Junior Productmanager, Belden - Lumberg

209

VERZEICHNISSE

AUTORENVERZEICHNIS

VERZEICHNISSE

R E D A K T I O N S B E I R AT / E H R E N M I T G L I E D E R

Redaktionsbeirat Dr. Thomas Bürger Leiter Entwicklungsbereich Automationssysteme Bosch Rexroth

Dieter Hess Geschäftsführer 3S-Smart Software Solutions

Peter Mischitz Manager OEM Programm Europa Mitsubishi Electric

Heinz Egger Geschäftsführer Linutronix

Dr. Reinhard Hüppe Geschäftsführer ZVEI

Martin Rostan Leiter Technologiemarketing Beckhoff

Dr. Helmut Figalist Head of Technology and Innovation, Strategy Department Siemens

Martin Kandziora Leiter Marketingkommunikation Rittal

Prof. Dr. Günter Schröder Lehrstuhl für elektrische Maschinen, Antriebe und Steuerungen Universität Siegen

Prof. Dr. Ernst Habiger Fachbereich Automatisierungstechnik TU Dresden Andreas Heckel Bereichsleiter Steuerungssysteme Pilz

Dr. Peter Klein Hauptabteilungsleiter Produktmanagement Positionssensorik IFM

Dr. Josef Wiesing Geschäftsführer LTI Drives

Hans-Jürgen Koch Leitung Business Unit Control Systems Phoenix Contact

Ehrenmitglieder Prof. Dr. Günther Brandenburg ehem. Institut für Mechatronik TU München

210

Dr. Hans-Peter Lerch ehem. Bosch Rexroth

Arnold Zankl ehem. Siemens A&D

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INSERENTENVERZEICHNIS

VERZEICHNISSE

Inserentenverzeichnis A

H

ABB ..............................................................................12

Heitec ...........................................................................24

Adept Technology ...........................................................13

Hilscher ...............................................................129, 130

Automation24 ................................................................15

B

Johannes Hübner ...........................................................25 Hy-Line .........................................................................26

Moxa ....................................................................39, 135

N National Instruments ......................................................40

I Icotek ..........................................................................191

P

Balluff ...........................................................................16

ICS International ............................................................27

P.E. Schall .....................................................................42

Baumüller......................................................................17

IDS ............................................................... 28, 165, 166

Pepperl+Fuchs ..............................................................41

Franz Binder ..........................................................18, 205

Inducoder Messtechnik ..................................................29

Phoenix Contact .........................................43, Lesezeichen

K

R

Keba .............................................................................30

Red Lion........................................................................44

Klar Automation .............................................................31

Renesas ................................................................45, 139

Koco Motion ..................................................................32

Renishaw ......................................................................46

Kontron .........................................................................33

Rittal ...................................................................202, 203

C Copa-Data .....................................................................19

D Danfoss.........................................................................20 Distrelec Schuricht .........................................................10

Rockwell Automation ................................................47, 65 Rutronik ........................................................................48

L Leine & Linde ................................................................34

E

Lenze ............................................................................35

S

LTi Drives ......................................................................36

Safety Network ..............................................................50 SEW ..............................................................................51

Electrotherm ................................................................177

Sigmatek .......................................................................53

Eplan Software & Service .............................................101

M

Ernst & Engbring ............................................................21

Mesago Messe Frankfurt ................................................49

Steute Schaltgeräte ........................................................54

Euchner ........................................................................22

Micro-Epsilon ..............................................................173

SVS-Vistek ....................................................................55

Exor ......................................................................23, 216

Mitsubishi Electric ..........................................................37

Syslogic ........................................................................56

w w w. A u D 2 4 . n e t

Softing ..........................................................................52

211

V ER ZE IC H NISSE

Althen ...........................................................................14

Moog ............................................................................38

VERZEICHNISSE

INSERENTENVERZEICHNIS

T

V

W

TQ Group ......................................................................57

Vipa ..........................................................................2, 59

Wieland Electric .............................................................60

Turck.....................................................................58, 214

IMPRESSUM Herausgeber Kilian Müller Redaktion Chefredakteur: Mathis Bayerdörfer (verantwortlich, -21); Redaktion: Juliane Witten (-80), Simone Käfer (-63); [email protected] Anzeigen Anzeigenleiterin: Caroline Häfner (verantwortlich, -53); Media Sales: Doreen Haugk (-27); Anzeigenpreisliste: vom 01.01.2013 Teamassistenz Jessica Schuster (-16) Disposition Veronika Nader (-32), [email protected] Marketing & Vertrieb Anja Müller Herstellung Veronika Blank Verlag publish-industry Verlag GmbH Nymphenburger Straße 86 80636 München, Germany Tel. +49.(0)89.50 03 83-0 Fax +49.(0)89.50 03 83-10 [email protected] www.publish-industry.net Geschäftsführung Kilian Müller, Frank Wiegand Leser- & Aboservice Tel. +49.(0)61 23.92 38-25 0 Fax +49.(0)61 23.92 38-2 44 [email protected]

212

Abonnement Das Abonnement enthält die regelmäßige Lieferung der A&D (derzeit 10 Ausgaben pro Jahr inkl. redaktioneller Sonderhefte und Messe-Taschenbücher) sowie als Gratiszugabe das jährliche, als Sondernummer erscheinende A&D-Kompendium. Jährlicher Abonnementpreis Ein JAHRES-ABONNEMENT der A&D ist zum Bezugspreis von 57,60 € inkl. Porto/Versand innerhalb Deutschland und MwSt. erhältlich (Porto Ausland: EU-Zone zzgl. 11,25 € pro Jahr, Europa außerhalb EU zzgl. 33,75 € pro Jahr, restliche Welt zzgl. 67,50 € pro Jahr). Jede Nachlieferung wird zzgl. Versandspesen und MwSt. zusätzlich berechnet. Im Falle höherer Gewalt erlischt jeder Anspruch auf Nachlieferung oder Rückerstattung des Bezugsgeldes. Studentenabonnements sowie Firmenabonnements für Unternehmen, die A&D für mehrere Mitarbeiter bestellen möchten, werden angeboten. Fragen und Bestellungen richten Sie bitte an: [email protected]

So erreichen Sie uns: Bei Fragen an die Redaktion Tel. +49.(0)89.50 03 83-63, [email protected] Internet www.AuD24.net Facebook www.facebook.de/AuD24.net

Einzelbezugspreis Das A&D-Kompendium kann beim Verlag als Einzelexemplar zum Preis von EUR 39,90 inkl. Versand in Deutschland und inkl. MwSt. bestellt werden. Bestellungen richten Sie bitte an: [email protected] ISSN-Nummer 1618-2898 Postvertriebskennzeichen 49309 Gestaltung & Layout Layoutstudio D. Haberlandt, Beethovenstraße 2a, 85435 Erding Druck Firmengruppe APPL, sellier-druck GmbH, Angerstraße 54, 85354 Freising, Germany Gerichtsstand München Nachdruck Alle Verlags- und Nutzungsrechte liegen beim Verlag. Verlag und Redaktion haften nicht für unverlangt eingesandte Manuskripte, Fotos und Illustrationen. Nachdruck, Vervielfältigung und OnlineStellung redaktioneller Beiträge nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlags.

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STICHWORTVERZEICHNIS

VERZEICHNISSE

Stichwortverzeichnis

B Barcode ......................................................................172 Bausteinbibliothek ..........................................................63 Betriebssystem ............................................................152 Bildgewinnung .............................................................181 Boot-Vorgang ..............................................................152 Busintegrierte Sicherheitstechnik ..................................146

C Condition Monitoring ....................................................111 Cyber-Physische-Systeme CPS ......................... 93, 96, 168

D Digitale Zerti�kate ..........................................................99 Direct-Drive-Rundtakttisch............................................117 Drehgeber ...................................................................175 Drehstrommotor ..........................................................115 Durchlichtbeleuchtung..................................................181

E Ef�ziente Produktion.....................................................111 Embedded ...................................................................152 Energieef�zienz............................................................187 Energiewerterfassung...................................................111 Engineering ................................. 102, 103, 106, 114, 168 Ethernet/IP ..................................................................156 Etikettieranlage ............................................................172

w w w. A u D 2 4 . n e t

F

L

Fail-Safe-Reaktionen ....................................................162 Frequenzumrichter ...............................................115, 126 Funktionale Sicherheit ..................................................136

Lean-Solution-Strategie ................................................126 Linearmodul ................................................................124 Linux-Kernel ................................................................152

G

M

Gehäusekühlung ..........................................................190 GNU/Linux ...................................................................152 Gra�scher Projektvergleich ...........................................133

Magnetfeld ..................................................................201 MES ..............................................................................96 Methodenwechsel ........................................................103 Mikro-Automatisierungsprozesse ..................................117 Mikro-Montage ............................................................117 Motoren ................................................................69, 115 Multi-Robot-Lösung .....................................................121

H Hochverfügbares WLAN ................................................162 Horizontale Fördertechnik .............................................115 HSR ............................................................................159

I IBV ......................................................................178, 181 Induktive Kopplung.......................................................201 Industrie 4.0 .............62, 90, 91, 93, 96, 99, 102, 132, 168 Industrial-IT-Security ......................................................99 Industrielle Computersysteme .......................................148 Integrated Safety..........................................................143 Integrierte Sicherheitstechnik ................................136, 146 Intensitätspro�l ............................................................181 In-Vakuum-Technik ........................................................69 IT-Welt ........................................................................106

K Kabel .......................................................... 156, 186, 193 Kinematikbeschreibung ................................................119 Kommunikation ............................................................156 Kon�guration ...............................................................103 Kontaktlose Übertragungssysteme ................................201 Klimatechnik ........................................................187, 190

N Netzwerktechnik .......................................... 156, 159, 162 Nutzungshürde ............................................................108

O Offene Standards .........................................................106 OPC UA .......................................................................106 Open Core Engineering ................................................106

P Parallel Redundancy Protocol ................................159, 162 Photoelektrische Abtastung ..........................................175 Polrad .........................................................................175 Portalanlage ................................................................124 Präventive Wartung ......................................................111 Produktentstehungsprozess ..........................................103 Pro�net, -safe ..............................................................136 Programmierbare Sicherheitsgeräte ..............................133 Projektierung ...............................................................103 Prozessdaten ...............................................................111 Punktschweißen ..........................................................121

213

V ER ZE IC H NISSE

A Anlagenverfügbarkeit ...................................................108 Antriebe ..............................................................115, 126 Apps ...................................................................106, 108 AS-Interface ................................................................140 Au�ichtbeleuchtung .....................................................181 Authenti�zierung ............................................................99

VERZEICHNISSE

STICHWORTVERZEICHNIS

R Redundanz ..........................................................162, 195 Rekon�guration............................................................159 RFID ....................................................................169, 172 Robotik................................................ 119, 121, 124, 193

S Safety ................................. 133, 136, 140, 143, 146, 162 Schaltschranktechnik ...........................................187, 190 Schweißen ..................................................................121 Security .........................................................................99 Sensorik ................................................................66, 111 Sercos ........................................................................156 Sicherheit .......................99, 119, 133, 136, 140, 143, 146 Simulation .....................................................................63 Smart Motor ................................................................115 Smart Label .................................................................172 Smartphone.........................................................108, 115

PRÄZISE ERFASSEN

Smart Sensor.................................................................66 Softwaretest ..................................................................63 SPS ..............................................................................63 Standard-Ethernet-Netzwerk.........................................140 Standardisierung............................................................66 Steckverbinder..................................... 156, 186, 198, 201 Stromversorgung .........................................................195 Synchronisation ...........................................................117 System-Integrität .........................................................152

V Vakuummotoren ............................................................69 Variantenmanagement .................................................115 Vernetzung ..................................................................126 Verfügbarkeit ...............................................................195 Vernetzung ..........................................................106, 204

W T Taktgeschwindigkeit .....................................................117 TCO ............................................................................148 Test.......................................................................63, 169 Torsionsbeanspruchung................................................193 Transponder ................................................................169

Ü Übertragunssicherheit ..................................................162

SICHER VERBINDEN

PERFEKT ÜBERTRAGEN

Waren�uss ..................................................................172 Wartung ......................................................................111 Wartungsfreiheit ..........................................................148 Wirbelrohrkühlung........................................................190

Z Zahnradgetriebene Komponenten .................................124 Zahnstangengetriebe ...................................................124 Zerti�zierte Sicherheit...................................................119

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» 20 Jahre – das sind zwei Jahre nach der gesetzlichen Volljährigkeit. publish-industry ist aber viel früher – schon kurz nach der Geburts-

stunde 1993 – erwachsen und ernst genommen worden. Schon mit der Gründung schlug publish-industry den Weg der kompetenten sowie zugleich unterhaltenden Art der Wissensvermittlung ein,

begleitet von verlegerischem Mut und Nähe zum Kunden, selbstverständlich unter Nutzung aller Kanäle.

publish- industry ist ein transmediales Verlagshaus und zugleich ein

engagiertes Mitglied in der verlegerischen Gemeinschaft, dem VDZ. Gratulation an Kilian Müller und sein Team!

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