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Schneller zum Ziel S. 40

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Beim Aufstehn erfolgt gleich mal ein Blick auf die Smartwatch, um seine Schlaf-analyse zu sehen. Im Bad geht es weiter: Die intelligente Waage misst nicht nur Ge-wicht, Fettanteil, Herzfrequenz und Pulswellengeschwindigkeit, sondern überträgt die Daten gleich in die Cloud. Das drahtlose Bludruckmessgerät sendet natürlich auch die Messwerte automatisch hoch in die Wolke, so kann bei Bedarf der Arzt auf ein lückenloses Messprotokoll zurückgreifen. Den Tag über hält man dann nicht nur den Puls auf der Smartwatch im Blick, sondern schaut auch regelmäßig auf die schon zurückgelegte Strecke, eine bestimmte Schrittanzahl sollte schon erreicht wer-den. Und schnell vibriert die Uhr auch, wenn man zulange gesessen hat. Außerdem kommt ein Rüttler alle zwei Stunden, auf den empfohlenen Flüssigkeitsbedarf pro Tag zu achten. Und was wäre das abendliche Joggen, ohne zu wissen, wie gerade der Puls ist und welches Tempo anliegt, und überhaupt, wie lange man noch laufen muss. Ich muss doch wissen, werde ich schneller und rast der Puls nicht mehr in astronomische Höhen.

Maschinen in der Produktion werden auch idealerweise komplett überwacht für mehr Effizienz, und Predictive Maintenance sorgt für weniger Stillstand bei der Ma-schine. Macht mein Monitoring mich auch leistungsfähiger und hält mich die vor-ausschauende Wartung mit Bewegungs- und Trinkerinnerungen gesund und länger am Leben? Zumindest fühle ich mich fitter, weil mich die Messdaten anspornen, mehr auf die Gesundheit zu achten. In der Fertigung sollte auf jeden Fall Wert auf eine möglichst komplette Überwachung wichtiger Maschinen gelegt werden. Denn hier lässt sich durch die Analyse der Daten garantiert mehr aus der Produktion holen – bei inzwischen überschaubaren Aufwand und Kosten.

In diesem Sinne wünsche ich Ihnen viel Freude beim Lesen unseres Magazins und erkenntnisreiche Momente.

Komplett- überwachung!

Christian Vilsbeck, Chefredakteur A&D

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A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

Auftakt

Smart Factory

12 TITELTHEMA

Partner für AutomatisierungRobotikprojekte schnell umsetzen

14 TITELINTERVIEW

"Das Miteinander zählt" Christoph Zöller, Mitsubishi Electric, über Partnerschaft

16 FACHKRÄFTE GEWINNEN DURCH OFFENHEIT

Aktiv gegen den MangelMehr Offenheit auf der Personal-suche nach Fachkräften

19 DIGITALE PLANUNG FÜR ANLAGENLAYOUT

Planen wie die ProfisDigitales Fabrikplanungstool bündelt alle wichtigen Funktionali-täten

22 GANZHEITLICHE SIMULATION

Digitale FertigungsplanungPlattform für die digitale Ferti-gungsplanung

30 AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

Laserschneiden in PerfektionBediensystem für Laserschneide-maschinen

33 PANEL-PC MIT MULTI-TOUCH

Elegant und robustMulti-Touch-Bedienung am Industrie PC

Industrielle Softwarelösungen

Steuerungstechnik

6 BILDREPORTAGE

Automation hautnahKleinservomotoren mit integrierter Spindel

8 BRANCHENGEFLÜSTER

Ohr am MarktAktuelle Meldungen

10 A&D LIEST VOR

Sprache für den interdiszipli-nären AustauschDas Grafcet-Workbook als kompaktes Lehrbuch

Antreiben & Bewegen

24 VERPACKUNGSMASCHINEN

Flexibel in Folie packenAnspruchsvolle Positionierein-heiten für anspruchsvollen Spagat

26 SERVO-ANTRIEBE

Baukasten für AntriebeModularität und neue Wickeltech-nik für Kompaktheit

Industrielle Kommunikation

29 NEUER STANDARD FREIGEGEBEN

Safety über IO-LinkUmsetzung der IO-Link-Safety Spezifikation

Sensorik & Messtechnik

34 DETLEF DEUIL VON SICK IM INTERVIEW

"Community für Sensoren"Individuelle Funktionalität der Sensoren durch AppSpace

36 SICHERER WERKZEUGWECHSEL

Garantierte IdentifikationRFID-System sichert die Qualität der Produkte

6 22 29

36

2612

4 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

I NHALT

Sichere Automation

40 CLOUD-LÖSUNG

Einfache CE-ZertifizierungMaschinensicherheit ist nicht nur für Hersteller ein aktuelles Thema

43 LICHTGITTER UND LICHTVORHÄNGE

Schmal, robust, sicherNeue berührungslose Schutz-einrichtungen

A&D SPEZIAL: HAFEN, SCHIFF & OFFSHORE

61 SENSOREN FÜR MARINE KRANTECHNIK

Schiffskran ahoi!Zuverlässigkeit trotz extremer Umgebung

64 HOHE RECHENLEISTUNG IM SCHIFF

Ölverschmutzung detektierenErkennungssysteme für den Umweltschutz

Rubriken

3 Editorial42 Firmenverzeichnis42 Impressum

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Verbindungs- & Schaltschranktechnik

44 STECKVERBINDER FÜR LICHTWELLENLEITER

Sicher unter TageRobuste Stecker für neue Anwen-dungen

48 GEHÄUSE FÜR STECKVERBINDER

Schutz für harte UmgebungenHohe Anforderungen an Steckver-binder der Industrie

50 STECKVERBINDER IM WANDEL

Globaler Denken beim SteckenAktuellen Megatrends der Verbindungstechnik begegnen

53 PLATZSPAREN IM SCHALTSCHRANK

SteuerstromverteilungKeine Fehlverdrahtungen durch Verbesserung bei Stromzufuhr

Stromversorgung & Energieeffizienz

54 WARNMELDESYSTEM

Fehlersuche verbessertHochverfügbaren Netzbetrieb sicherstellen

58 OFFLINE-MONITORING

Stillstand in IsolationshaftAntriebe im abgeschalteten Zustand überwachen

40 54

61

A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

I NHALT

AUTOMATION HAUTNAHKleinservomotoren mit integrierter Spindel sind für hochdynamische Positionierachsen eben-so die perfekte Lösung wie für Montagesituationen mit geringem Bauraum. In Verbindung mit

Servoreglern können damit vollständige Kleinservoachsen konfiguriert werden.

TEXT: Carolin Ank, Wittenstein Cyber Motor B ILDER: Wittenstein Cyber Motor

AUFTA KT

6 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

Bei der Serie Cyber Dynamic Line

von Wittenstein Cyber Motor ist der

Gewindetrieb vollständig in das

Aktuatorgehäuse integriert – Servo-

motor, Spindeltrieb, Linearführung und

Gebersystem bilden eine geschlossene,

hoch integrierte und einbaufertige

Einheit. Besonderer Wert wurde auf ein

industrietaugliches Design gelegt. Der

komplette Antrieb ist in einem robusten

Edelstahlgehäuse in Schutzart IP54

untergebracht und kann in jeder belie-

bigen Einbaulage eingesetzt werden.

Die Spindel selbst ist wartungsfrei und

verdrehgesichert in einem geschlosse-

nen Schubrohr ausgeführt. Der Spindel-

trieb in Verbindung mit der verstärkten

Lagerung ermöglicht die Kraftwirkung

sowohl in Zug- als auch in Druckrich-

tung. Als Gebersystem ist für alle vier

Baugrößen ein Singleturn-Absolutwert-

geber verfügbar.

Die Kleinservomotoren mit integrierter

Spindel eignen sich beispielsweise

für den Einsatz zum Positionieren,

Zustellen, Fügen, Biegen, Greifen oder

Dosieren in der Umform- und der Hand-

habungstechnik, der Halbleiterindustrie,

in Verpackungsmaschinen oder der

Montageautomation. In der speziellen

Volledelstahlausführung mit Schutzart

IP 65 eröffnen sich dem integrierten

Linearaktuator auch in Anlagen der

Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie

interessante Einsatzmöglichkeiten.

AUFTAKT

7A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

In Zeiten von wachsendem Protek­tionismus hat China die Chance, durch Abbau von Handels­hemmnissen ein deutli­ches Zeichen für Freihan­del zu setzen. Anlässlich des Besuch des chinesi­schen Ministerpräsiden­ten Li Keqiang am 1. und 2. Juni in Brüssel forder­te der VDMA daher den baldigen Abschluss des Investitionsabkommens zwischen China und der EU. „Derzeit profitieren chinesische Investoren vom offenen Zugang in Europa, ohne dass europä­ischen Unternehmen in China die gleichen Chan­cen eingeräumt werden“, sagte Thilo Brodtmann, Hauptgeschäftsführer des VDMA. Deshalb soll China europä­ischen Unternehmen breitere Marktzu­gangsrechte einräumen und die Negativ­liste von Sektoren aufheben, in denen

der Zugang für Investitionen aus dem Ausland beschränkt sind. Gleichzeitig

spricht sich der VDMA aber grundsätz­lich gegen eine Abschottung Europas vor chinesischen Investoren aus. Auslän­dische Investitionen seien gut für den Standort Europa. Das gelte auch für In­vestitionen aus China.

OHR AM MARKT

Der VDMA macht deutlich, dass China seine marktverzer-

renden Maßnahmen beenden solle.

VDMA fordert offenen Marktzugang

Google trennt sich von Robotersparte

STRATEGISCHE PARTNERSCHAFTHyundai Heavy Industries (HHI) und B&R wollen künftig eng zusammenarbeiten, um eine integrierte Automatisierungsplattform für die unterschiedlichen Tätigkeitsfelder von HHI zu schaffen. Vor allem Kunden aus der Öl-, Gas-, Schiffsbau- und Wasseraufberei-tungsindustrie sollen von den skalierbaren Steuerungslösungen profitieren. Kooperieren wollen die beiden Unternehmen auch beim Vertrieb, Service und in der Entwicklung.

WECHSEL IN DER CHEFETAGEAndy Teich, bisheriger CEO und Präsident von Flir Systems, geht nach 33 Jahren in den Ru-hestand. Mit Wirkung zum 19. Juni 2017 tritt James J. Cannon die Nachfolge an. Er war zuvor Präsident des Geschäftsbereichs Indus-trial & Automotive Repair.

90 JAHRE GETRIEBEMOTORENBauer Gear Motor blickt auf neun erfolg-reiche Jahrzehnte zurück. Die Unterneh-mensgeschichte begann 1927, als Wilhelm Bauer eine kleine Elektromotorenfabrik in Esslingen am Neckar übernahm. Seine Idee, einen schnelllaufenden Elektromotor mit einem Getriebe zu koppeln, stellte die Wei-chen für den künftigen Erfolg.

Alphabet hat seine Roboterschmiede Boston Dynamics an den japanischen Konzern Softbank veräußert. Googles Mutterkonzern rechnet nicht mit ver­marktbaren Produkten in naher Zukunft und trennte sich deshalb für kolportierte 100 Million US­Dollar von den Entwick­lern. Für Softbank ist der Erwerb von Boston Dynamics Teil der Strategie, ver­stärkt in Zukunftstechnologien zu inves­tieren. Dazu gehörte bereits der Kauf des Chip­Herstellers ARM letzten Sommer.

Der zweibeinige Roboter Atlas läuft künftig

unter japanischer Flagge umher.

Quell

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10 MILLIONEN FÜR GROSSPROJEKTEYaskawa investiert verstärkt in Europa. Der japanische Konzern kündigt zwei weitere Großprojekte mit einem Volumen von über 10 Millionen Euro an, um seine Standorte in Frankreich und Schweden auszubauen. Ge-plant ist der Bau von neuen Verwaltungsge-bäuden und einer weiteren Fabrikhalle.

NEUES GESICHT IM VORSTANDAuf der Delegiertenversammlung des ZVEI am 18. Mai 2017 wählten die Mitglieder den Weidmüller-Vorstandssprecher Jörg Tim-mermann neu in den Vorstand des Verbandes. Der bisherige ZVEI-Präsident Michael Ziese-mer wurde in seinem Amt bestätigt.

Aktuelles aus der Automatisierungswelt

AUFTA KT

8 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

Industrie 4.0 treibt die Vernetzung industrieller Kontrollsysteme mit den Netzwerken von Unternehmen und de-ren externen Partnern voran. Hierzu hat Kaspersky Lab kürzlich eine weltweite Studie unter den Verantwortlichen für Cybersicherheit im ICS-Bereich durch-geführt. Die Befragung zeigt: Mehr als die Hälfte (54 Prozent) der teilneh-menden Industrieunternehmen hatte mindestens einen Sicherheitsvorfall in

den vergangenen zwölf Monaten zu be-klagen. Dabei gingen 83 Prozent der Befragten davon aus, dass ihre Systeme gut geschützt seien. Mit 53 Prozent sind Viren und Malware die häufigsten Ur-sachen, gefolgt von zielgerichteten An-griffen und Mitarbeiterfehlern. Größtes Problem laut Studie ist, dass es vielen Unternehmen an interner und externer IT-Sicherheitsexpertise fehle, um den Gefahren angemessen zu begegnen.

Grünes Licht für Kontron-FusionDie Verschmelzung von Kontron mit

S&T Deutschland kann stattfinden. Bei der Kontron-Hauptversammlung hat ei-ne breite Mehrheit für das Vorhaben der Geschäftsführung gestimmt. Gemein-sam wollen die beiden Unternehmen ih-re Stellung in den Bereichen Embedded Module, Boards, Systeme und Internet der Dinge weiter ausbauen. Über die Softwarekompetenz der S&T-Gruppe

hat Kontron zudem die Möglichkeit, das Produktportfolio mit Softwarelösun-gen und -dienstleistungen zu erweitern. Kontron-Vorstandsvorsitzender Hannes Niederhauser setzt sich schon jetzt ho-he Ziele: „Zusammen können und wol-len Kontron und S&T Technologie- und Marktführer werden. Ziel ist es, bereits ab 2018 die 1-Milliarde-Euro Marke bei den Umsätzen zu knacken.“

Die Produktion synchronisierenMit dem Projekt SynErgie will das

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die deutsche In-dustrie besser auf die Energiewende einstellen. Ziel ist es, energieintensive Produktionsprozesse – etwa aus der Au-tomobilindustrie oder dem Maschinen- und Anlagenbau – mit dem schwanken-den Angebot an erneuerbarer Energie zu synchronisieren. Im Fokus steht die Ent-wicklung von Flexibilisierungsmaßnah-men, Arbeitszeitmodellen und eine Ver-

besserung des Demand-Side-Manage-ment. Die Ergebnisse sollen anschlie-ßend unter realen Bedingungen in der „energieflexiblen Region Augsburg“ ge-testet und evaluiert werden. Das BMBF fördert das auf ein Jahrzehnt angelegte Großprojekt zunächst mit 30 Millionen Euro für die ersten drei Jahre. Insgesamt beteiligen sich mehr als 80 Forschungs-einrichtungen, Industrieunternehmen und gesellschaftliche Organisationen an dem Vorhaben.

Das Projekt SynErgie soll die deutsche

Industrie auf die Energiewende einstellen.

Quell

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abay

Mehr als die Hälfte der Industrieunterneh-

men beklagen Sicherheitsvorfälle.

Viren, Hacker, Fehler: IT-Systeme unter Beschuss

Quell

e: Pix

abay

Eine breite Mehrheit stimmte für die Ver-

schmelzung mit S&T Deutschland.

Quell

e: Pix

abay

AUFTAKT

9A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

A&D liest vor

Das Grafcet-Workbook behandelt die Beschreibungssprache Grafcet DIN EN 60848 und stellt ihre wichtigsten Elemente vor. Übungsaufgaben und zwei Softwaretools runden das kompakte Lehrbuch ab.

Sinn und Zweck der Grafcet DIN EN 60848 ist es, einen Maschinenablauf mittels eines Diagramms zu beschrei-ben, damit sich Fachleute disziplinüber-greifend austauschen können. In zehn Lernphasen stellt das Buch die wich-tigsten Elemente der in Europa gültigen Norm vor. Die Autoren behandeln zent-rale Themen wie Schritte, Transitionen, Schrittablaufkette, kontinuierlich wir-kende Aktionen, speichernd wirkende Aktionen, Makroschritt, einschließen-der Schritt, Alternativ- und Parallelver-zweigung sowie zwangsgesteuerte Be-fehle. Zum Abschluss gibt es noch zehn Übungsaufgaben mit virtuellen Anlagen. Zum Lieferumfang gehören außerdem zwei Softwareprodukte ohne Laufzeit-

beschränkung: Grafcet-Studio Starter und PLC-Lab-Runtime. Mit ersterer kann der Leser die Übungsaufgaben zeichnen und auf dem PC simulieren. Für alle Fragestellungen wird eine vir-tuelle 2D-Anlage über PLC-Lab-Run-time bereitgestellt. Somit lassen sich die Aufgaben praxisnah simulieren und der Leser kann leichter überprüfen, ob der gezeichnete Grafcet korrekt ist.

Johannes Hofer / Torsten Weiß / Mat-thias Habermann: Grafcet-Workbook inkl. Grafcet-Studio und PLC-Lab RT. Grafcet zeichnen, simulieren und an vir-tuellen Anlagen testen, MHJ-Software, 2017, 124 Seiten, 39,00 Euro, ISBN 978-3-9816720-7-7

TEXT: A&D B ILD: MHJ-Software

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A&D | A u s g abe 7+8 .2017

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Modulare Automationslösungen für Mi-niwellenlöten, Laserlöten, Induktionslö-ten, Kolbenlöten, Thermodenlöten so-wie Hub-Tauch-Löten für Leiterplatten sind die Spezialitäten von Eutec. In den meisten Fällen helfen die Entwickler und Ingenieure ihren Kunden auch, deren Prozesse zu beschleunigen und zu opti-mieren, anstatt lediglich eine Maschine nach Spezifikation zu bauen. Dabei be-stehen Parallelen zum Geschäftsmodell von Mitsubishi Electric; auch hier ist es Ziel, nicht einfach nur Komponenten zu liefern, sondern gemeinsam Lösungen zu erarbeiten und Technologiepartner-schaften aufzubauen und zu fördern.

Roboter fördert Flexibilität

Im Jahr 2008 investierte der Geschäfts-führer Matthias Fehrenbach, Sohn des Firmengründers, in einen gebrauchten 6-achsigen Industrieroboter von Mitsu-bishi Electric. Mit der Idee, den Roboter kopfüber an die Decke einer kompak-ten Automatisierungszelle zu montie-ren, konnte die Stellfläche der Maschine deutlich reduziert werden. Laut Fehren-bach sind inzwischen rund 40  Prozent der bestellten Maschinen mit einem Roboter bestückt. „Durch die Robotik erreichen die Vorteile der Automatisie-rung auch die Kleinserienfertigung und hochkomplizierte Handlinganwendun-gen", ergänzt der Geschäftsführer.

Roboter sorgen in Automationszellen für Schnelligkeit, Präzision, geringen Platzbedarf und hohe Flexibilität. Deshalb setzt der Lötanlagenbauer Eutect zunehmend auf leichte 6-Achs-Roboter von Mitsubishi Electric. Vor allem der partnerschaftliche Ansatz bei Robotikprojekten gab den Ausschlag für Mitsubishi Electric.

Mit nur 32 Mitarbeitern hat sich Eu-tect durch sein fundiertes Fach-wissen in der Branche eta-bliert und unterstützt vor allem Großunterneh-men der deutschen Fertigungsindus-trie. Die enge Zusammenar-beit beginnt mit der Bera-tung und dem Prototypenbau und setzt sich fort in der Off-line-Simulation und Visualisierung sowie der Program-mierung mit Mitsubishi Electrics Softwarewerkzeugen Melfa Works und RT ToolBox2. Außer-dem verfolgt Eutect einen modularen Ansatz und bietet einen entsprechen-den Baukasten an, aus dem der Kunde die Komponenten für seine individuelle Maschine selbst wählen kann.

Kompakte Lötanlage

Ein aktuelles Projekt von Eutect ist der Aufbau einer Roboterzelle mit ei-nem 6-Achsen-Knickarmroboter des Typs  RV-4FLM von Mitsubishi  Electric für den Mikromotorhersteller Faulhaber. Die Zelle mit einem aufrecht stehenden

Roboter wird nach Fertigstellung win-zige Elektromotoren verarbeiten. Der RV-4FLM sorgt mit einer Tragfähigkeit von 4  kg bei einem Reichweitenradius von 649 mm für hohe Beweglichkeit und Flexibilität bei allen Aufgaben. Zudem werden Prozesse zuverlässig mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,02  mm ausgeführt. Kabel und Druckluftleitun-gen für die Greiferbaugruppen sind im Inneren des Roboterarms verlegt, wo sie dessen Bewegungsmöglichkeiten in keinster Weise einschränken und Anla-genkomponenten schützt.

TEXT: Wolfram Zielke, Mitsubishi Electric B ILDER: Mitsubishi Electric

12 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

T ITELTH E MA

Simulation optimiert

Eutect hat mit Mit-subishi Electric zu-sammen für Faulhaber

auch eine größere Ro-boter-Lötautomation mit

zwei Melfa-Robotern in ei-ner Zelle entwickelt. Hier kam

erstmals die 3D-Roboter-Simula-tionssoftware Melfa Works zum Ein-

satz. Das Plug-in für das 3D-CAD-Pro-gramm SolidWorks unterstützt alle Mel-fa-Roboter. Darüber hinaus umfasst das System eine umfangreiche Library mit Greifern, Sensoren und anderen Kom-ponenten zur Simulation aller Prozesse im Inneren der Arbeitszelle sowie zur Analyse von Kollisionskonturen.

Mithilfe der Simulationssoftware kön-nen alternative Roboterprogramme so-lange getestet und perfektioniert wer-den, bis maximale Effizienz erreicht wird. „Ich kann dem Kunden schon vor-her zeigen, wie seine Lötzelle später aus-sehen wird. Wir können sogar die Takt-zeiten realistisch berechnen. Das sind zuverlässige Daten für den Kunden, der so im Voraus die Rentabilität ermitteln und sicher sein kann, eine gute Investi-tionsentscheidung zu treffen“, kommen-tiert Fehrenbach.

Alle Roboter der RV-F-Serie bie-ten die Schutzklasse IP67 für raue

Umgebungen. Damit ist der Roboter bei Eutect gegen die winzigen Lotpartikel geschützt, die sich im Luftraum vertei-len, wenn das flüssige Lot in der Maschi-ne Temperaturen bis zu 500 °C erreicht.

Zu den Vorteilen von Eutects Robo-ter-Lötzellen zählen auch die kompakten Stellflächen ab 1,2  m2 und das Gewicht von weit unter einer Tonne. Somit ist die gesamte Automatisierungszelle voll-kommen mobil, da sie mühelos mit dem Hubwagen manövriert werden kann. Auch der Robotercontroller von Mitsub-ishi Electric zählt mit zwei Höhenein-heiten im 19"-Rack zu den kompaktes-ten in der Branche.

Eine erfolgreiche Partnerschaft

Die Robotersparte von Mitsubishi Elec-tric ist auf kleine, leichte und flinke Prä-zisionsroboter spezialisiert, die genau zu den Anforderungen von Eutect passen. „Wir arbeiten jetzt seit fast zehn Jahren mit den Ingenieuren von Mitsubishi Electric zusammen. Dabei schätzen wir neben der Qualität der Komponenten, Controller und Software vor allem den persönlichen Zugang und den erstklassi-gen Support“, wie Fehrenbach hinzufügt. Das Angebot von Mitsubishi Electric, wie die Simulationssoftware, die Un-terstützung bei der HMI-Entwicklung, aber auch die Branchenkenntnisse und Know-how-Ressourcen nimmt Eutect gerne in Anspruch.

Die Programmierung der jüngsten Eu-tect-Roboterzellen übernahm mit Adiro ein Mitglied des Automation Network. Diesen Expertenpool gründete Mitsu-bishi Electric vor über 20 Jahren, um Be ziehungen zu Unternehmen mit ver-schiedenen Kernkompetenzen und Pro-zess-Know-how  aufzubauen. Mit den Kom petenzen des Expertenpool kann der Hersteller den Entwicklungsaufwand für Kunden minimieren und optimieren.

Lesen Sie mehr Details über die Partner-lösung unter industr.com/2293821.

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„Kunden wie Eutect sind für uns auch deshalb so wertvoll, weil sie unseren

Expertenpool durch spezielles Prozess-wissen bereichern."

Wolfram Zielke, Key Account Manager der Robotersparte von Mitsubishi Electric

13A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

T ITELTHEMA

Interview mit Christoph Zöller von Mitsubishi Electric

Für die erfolgreiche Durchführung von Automatisierungsprojekten arbeiten im Idealfall Kunde, Systemintegrator und der Roboterhersteller zusammen. Mitsubishi Electric setzt deshalb bei der Verwendung seiner Robotiklösungen auf zertifizierte Partner. Welche Netz-werke der Hersteller nutzt und wie der Kunde hiervon profitiert, erläutert Christoph Zöller, Division Manager Central Europe bei Mitsubishi Electric, im Gespräch mit A&D.

A&D: Wäre mit einer eigenen Service-Di-vision die Fülle und Vielfalt der Kunden-projekte nicht realisierbar?Zöller: Nur mit den Experten aus un-seren eigenen technischen Abteilungen wäre ein flächendeckender kompetenter Support nicht möglich. Einige Partner in unserer 1996 gegründeten deutschen Systempartnerlandschaft „Automation Network“ arbeiten seit über 30 Jahren mit uns zusammen. Deren tiefes Know-How kommt dem Kunden als auch uns zugute.

FRAGEN: Christian Vilsbeck, A&D BILDER: Mitsubishi Electric

derungsprofil und entscheidet dann, ob die Leistung intern über uns, über einen Partner oder in Kombination am besten zu realisieren ist.

Haben Sie mit rund 130 Partnern eine ideale Flächenabdeckung erreicht?Die Abdeckung heute ist gut bis sehr gut, in einigen Randgebieten des Landes wie im Osten sind wir teilweise noch auf der Suche nach kompetenten Partnern. Durch die neuen Anforderungen des

Im Bereich des Lösungsgeschäftes arbei-ten wir immer mehr auch in einer Consul-ting Rolle zum Kunden zur Erstellung neuer Maschinenkonzepte. Dabei kommt es vereinzelt zu kundenspezifischen Lö-sungen, die als Automatisierungsprojekte verstanden werden. Dies gilt besonders in Zusammenarbeit mit OEM Kunden.

Mit dem Dreigestirn Kunde-Systempart-ner-Hersteller lassen sich Projekte durch Kompetenzbündelung optimal umsetzen. Fördern Sie diese Idealkonstellation?Auf jedem Fall! Voraussetzungen für ein erfolgreiches Projekt sind ein ein-heitliches Verständnis des jeweiligen Geschäftsmodells und die Verteilung der Verantwortlichkeiten, die in diesem Dreigestirn bestehen. Stimmt dann noch das Grundverständnis und die vertragli-che Basis aller Parteien, sowie eine klare Kompetenz- und Aufgabenverteilung, steht einer erfolgreichen Umsetzung ei-nes Projektes in Rekordzeit, wie wir es mit der Firma Eutect realisieren konnten, nichts mehr im Wege.

Wo in der Projektdurchführung ist Mitsu-bishi Electric typischerweise involviert?Wie bereits erwähnt sehen unsere Kun-den und auch wir als eine unserer Stärken neben der hohen Performance unserer Produkte zusätzlich in der applikativen Beurteilung eines Projektes Vorort beim Kunden. Nachdem wir ein Projekt auf

„Unsere Melfa-Roboter können wir durch unsere Partnernetzwerke in eine ideal aufeinander abgestimmte Umgebung einbetten.“Christoph Zöller, Division Manager Central Europe bei Mitsubishi Electric

Vermitteln Sie demnach Kunden, die Mi-tsubishi Electric kontaktieren, passende Partner?Die Qualifikation der jeweiligen Applika-tionen und Projekte, sowie die optionale Partnerauswahl erfolgt über ein Mitsu-bishi Electric internes Projekt Manage-ment Team. Dies definiert das Anfor-

Marktes, wie beispielsweise das Thema der Digitalisierung, sind wir auch interes-siert, neue Partner aus diesen Bereichen für uns zu gewinnen.

Führen Sie auch Automatisierungspro-jekte direkt mit Kunden durch, ohne Partner?

„Das Miteinander zählt“

14 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

T ITELTH E MA

trolle, Safety-Maßnahmen und viele mehr mit einzubinden.

Welchen Mehrwert erhalten Endkunden beim Einsatz von Mitsubishi Electric Ro­botern gegenüber Konkurrenzlösungen?Der Mehrwert für Endkunden liegt vor allem in der Zuverlässigkeit und Quali-tät der Melfa-Roboter, um selber konti-nuierlich mit höchster Qualität fertigen zu können. Neben dem direkten Kontakt und weltweiter Verfügbarkeit von Service und Support können sich Endkunden auch auf die langjährigen Erfahrungen von Mitsubishi Electric in einer Vielzahl von Branchen und Lösungen verlassen.

Das ausführliche Interview finden Sie un-ter industr.com/2294275.

Ja, denn das ist der Vorteil, wenn man mit einem Pool von Experten zusammen arbeitet, der eine enorme Bandbreite an Spezialisten zur Verfügung stellt.

Warum soll ein Systemintegrator bei Ro­botikanwendungen eigentlich auf Mitsu­bishi Electric setzen?Mit den qualitativ hochwertigen Mel-fa-Robotern von Mitsubishi Electric kön-nen Systemintegratoren eine Vielzahl an Lösungen mit Knickarm- und Scara-Ro-botern anbieten. Die vollausgestatteten Roboter-Systeme sind neben den indus-triellen Standardanwendungen zusätz-lich als Reinraum-, Lebensmittel- und H2O2-Modelle lieferbar und erhöhen so-mit die Flexibilität der Lösungen.

Die ganzheitliche Betrachtung der Au­tomatisierung wird immer wichtiger. Ist hier für Systempartner der Mehrwert von Mitsubishi Electric, alles von einem Her­steller bekommen zu können?Die Melfa-Roboter sind natürlich sehr einfach mit unseren anderen Automa-tisierungsprodukten zu verbinden und haben darüber hinaus intelligente Funk-tionen, um eine schnelle und einfache In-betriebnahme und erweiterte Funktionen zu gewährleisten. Insbesondere liegt der Mehrwert aber auch in den entwickelten Lösungen aus dem e-F@ctory-Partner-netzwerk, um Themen rund um Simu-lation, Kameraanbindung, Versionskon-

den Weg gebracht haben, behalten wir weiterhin die Leitung und Überwachung aller notwendigen Aktivitäten, die dieses Projekt zum Erfolg führen.

Neben dem deutschen Systempartner Netzwerk "Automation Network" hat Mitsubishi Electric 2003 die global agie­rende "e­F@ctory Alliance" gegründet. Was steckt hinter dem Begriff ?e-F@ctory steht bei Mitsubishi Electric in dem Geschäftsbereich Factory Automati-on für alle Maßnahmen im Rahmen der zunehmenden digitalen Transformation von Unternehmen. Hierbei unterstützen wir unsere Kunden beratend bei der Wei-terentwicklung ihrer unternehmerischen Vorhaben im Bereich der industriellen Automatisierung und Informationstech-nologie. Die e-F@ctory Alliance ist in-tegraler Bestandteil unter dem Dach der e-F@ctory. Das global aufgestellte Part-nernetzwerk setzt sich aus Herstellern industrieller Komponenten sowie spezi-alisierten Systemintegratoren und Soft-wareunternehmen zusammen. Diese ar-beiten kundenspezifisch in individuellen Konstellationen zusammen und können so flexibel optimale Lösungen realisieren. Die e-F@ctory Alliance zählt weltweit über 300 Mitglieder.

Kann Mitsubishi Electric deshalb Kunden und Systemintegratoren stets optimal zu­sammenarbeitende Lösungen empfehlen?

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T ITELTHEMA

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Fachkräfte gewinnen durch Offenheit

AKTIV GEGEN DEN MANGEL

Ein Fachkräfteengpass besteht, wenn weniger Arbeitslose verfügbar sind als es offene Stellen gibt. Da nur etwa jede zwei-te Stelle bei der Bundesagentur für Arbeit gemeldet wird, kann bereits ab einem Verhältnis von zwei Arbeitslosen je gemelde-ter Stelle von einem Engpass gesprochen werden. Es ist aller-dings längst nicht jeder Beruf betroffen, und nicht in jeder Re-gion fehlen die gleichen Fachkräfte. Hinzu kommen saisonale oder auftragsbedingte Schwankungen. Für rund 80 Prozent der Stellen in Engpassberufen suchen Unternehmen Fachkräf-te mit einer Berufsausbildung. Meister und Techniker bezie-hungsweise Akademiker werden für je 10 Prozent aller Stellen gesucht. Zu diesem Ergebnis kommt das Institut der deutschen Wirtschaft im Rahmen seines vom Bundeswirtschaftsministe-rium geförderten „Kompetenzzentrum Fachkräftesicherung“ KOFA in seiner aktuellen Fachkräfteengpass-Studie.

Situation zugespitzt

Die Gesamtsituation hat sich in den letzten Jahren deutlich zugespitzt: Während 2012 noch etwa 4 von 10 Stellen in einem

Die Stimmen der Unternehmen, die fehlende Fachkräfte beklagen, werden immer lauter. Zwar gibt es regionale Unterschiede, doch für viele Berufe sind in ganz Deutschland geeignete Mitar-beiter schwer zu finden, beispielsweise Mechatroniker. Höchste Zeit für die Unternehmen, aktiv zu werden durch mehr Offenheit bei der Personalsuche.

sogenannten Engpassberuf lagen, war es im letzten Jahr bereits jede zweite. Diese Entwicklung spricht für sich. Bleibt ein Eng-pass in einem bestimmten Beruf über mehrere Jahre bestehen, wird von Fachkräftemangel gesprochen.

Wie die Abbildung auf Seite 18 zeigt, reicht die Anzahl passend qualifizierter Fachkräfte in vielen Berufen nicht aus, um die Nachfrage der Betriebe zu decken. Neben pflegerischen Tätigkeiten wie der Altenpflege, wo nur 26 Arbeitslose 100 ge-meldeten Stellen gegenüberstehen, fehlen den Betrieben vor allem Fachkräfte mit einem technischen Berufsprofil.

Bereits seit mehr als fünf Jahren können Stellen in den ab-gebildeten Berufen nicht mehr besetzt werden. Die Zahl, die im Diagramm hinter der Berufsbezeichnung in Klammern steht, gibt darüber hinaus an, in wie vielen Bundesländern der je-weilige Beruf Knappheiten aufweist. Mechatroniker, Automa-tisierungstechniker und Fachkräfte der elektrischen Betriebs-technik beispielsweise fehlen demnach in ganz Deutschland, Hörgeräteakustiker hingegen nur in neun Bundesländern.

TEXT: Paula Risius, Institut der deutschen Wirtschaft Köln e.V. B ILDER: Institut der deutschen Wirtschaft Köln e.V.; iStock, Boarding1Now

SMART FACTO RY

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Mehr Attraktivität bieten

Aber welche Möglichkeiten bleiben Unternehmen, die kei-ne Fachkräfte mehr finden? Unternehmen müssen sich als at-traktiver Arbeitgeber präsen-tieren, innovative Mitarbei-tergewinnung betreiben und Mitarbeiter an den Betrieb binden. Wenn deutschland-weit zu wenige Arbeitslose zur Verfügung stehen, um die offenen Stellen zu besetzen, müssen Betriebe neue We-ge gehen, um langfristig er-folgreich zu bleiben – hierzu gehört auch, den räumlichen Suchradius zu erweitern, vielleicht auch ausländische Fachkräfte in den Blick zu nehmen, und die eigene Be-legschaft durch geeignete Trainings und Fortbildungen weiterzuqualifizieren.

Viele kleine und mittlere Unternehmen haben jedoch kaum freie Kapazitäten, um sich neben dem Alltagsge-schäft auch der Personalarbeit zu widmen. Daher bietet das Kompetenzzentrum Fach-kräftesicherung auf seiner Webpräsenz unter dem Link www.kofa.de ganz konkrete Hilfestellungen zu allen As-pekten der Fachkräftesiche-rung. In vielfältigen kosten-freien Handlungsempfehlun-gen und Checklisten werden verschiedene Möglichkeiten zur Fachkräftesicherung er-klärt, und in Praxisbeispielen zeigen einzelne Betriebe, wel-che Lösungen bei ihnen gut funktionieren.

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Weg mit Einschränkungen

Ein Beispiel dafür, wie die Fachkräftesicherung gelingen kann, liegt darin, bereits durch die Stellenausschreibung mög-

SM ART FACTORY

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über 80 Prozent der sozialversicherungspflichtig Beschäftigten männlich. Berufe mit einem ausgeglicheneren Geschlechter-verhältnis leiden hingegen deutlich seltener unter Engpässen.

Frauen bereits während der Berufsorientierungsphase für technische Berufe zu begeistern und später für den Betrieb zu gewinnen stellt nur eine von vielen Chancen dar. Auch Stellen-ausschreibungen, die mit viel Vorlauf oder in einem größeren Umkreis ausgeschrieben werden, werden häufiger von Erfolg gekrönt. Ein Großteil erfolgreicher Personalarbeit beschäftigt sich aber nicht nur mit der Rekrutierung von Mitarbeitern, sondern auch damit, gute Mitarbeiter im Betrieb zu halten und weiterzubilden. Das muss nicht immer teuer sein: Viele Ansätze sind kostenfrei, und in einigen Aspekten unterstützt der Staat die Unternehmen zusätzlich finanziell. Es lohnt sich also, das Thema anzugehen und selbst aktiv zu werden – besser heute als morgen. ☐

lichst viele Personengruppen für sich zu begeistern. Je offe-ner die Ausschreibung formuliert ist, umso vielfältigere Be-werbungen wird ein Betrieb auch erhalten. Dabei kann jedes Unternehmen selbst entscheiden, welche Zielgruppe sie stär-ker in den Blick nehmen möchte – Frauen, ältere Bewerber, Menschen mit Behinderung oder Langzeitarbeitslose, die ihr Können schon längere Zeit nicht mehr unter Beweis stellen durften – es gibt viele Möglichkeiten. Frauen bewerben sich beispielsweise vermehrt auf Anzeigen, in denen neben den „hard skills“ vor allem weibliche Attribute wie etwa Kommu-nikationsgeschick betont werden und seltener auf solche mit männlich-assoziierten „soft skills“ wie zum Beispiel Durch-setzungsvermögen. Männer hingegen bewerben sich auf beide Anzeigen gleich häufig. Wer also bei Stellenanzeigen Frauen stärker in den Blick nimmt, gewinnt sie als neue Zielgruppe hinzu, ohne dabei Bewerbungen von Männern einzubüßen. In allen acht technisch geprägten Top-10-Engpassberufen sind

Top 10 Engpassberufe für Fachkräfte mit Berufsausbildung: Die Grafik zeigt die Anzahl der

Arbeitslosen je 100 gemeldeter Stellen nach Berufsgattungen. Beispielsweise kommen auf 100

gemeldete Stellen für Mechatroniker nur 30 entsprechend qualifizierte Arbeitslose.

Berufsbegleitender Masterstudiengang Elektrotechnik - Elektronische Systeme und Management (M.Eng.)

gefördert durch:

KOFA-Sonderauswertungen auf Basis der Bundesagentur für Arbeit, 2017

SMART FACTO RY

Digitale Planung für Anlagenlayout

Planen wie die Profis

Je vielfältiger die Prozesse eines Un-ternehmens sind, desto komplexer ist sein Anlagenlayout. Logistikzentren stehen für eine besonders hohe Kom-plexität. Wer wüsste das besser als Uni-

Steilvorlage oder Stolperfalle? In der Konzept- und Angebotsphase bewegen sich Unternehmen im Regelfall auf unsicherem Terrain mit ungewissem Ausgang. Das digitale Fabrikplanungstool „Factory Design“ von Autodesk bündelt alle notwendigen Funktionalitäten und hilft, mögliche

Risiken zu umschiffen.

technik? Aus 45 Jahren Branchenpraxis kennen die oberbergischen Experten für maßgeschneiderte Gesamtanlagen der innerbetrieblichen Logistik fast alle Probleme, die abseits der logistikspezi-

fischen Herausforderungen in der Kon-zept- und Angebotsphase auftreten.

Schwierig wird es immer dann, wenn die konventionellen 2D-Layoutentwürfe

TEXT: Gerhard Wulff, Cideon B ILDER: Unitechnik

I NDUSTR I ELLE SOFTWARELÖSUNGEN

19A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

Ob 2D (links) oder 3D (rechts): Mit Factory Design lassen sich alle Anforderungen an Planung und Visualisierung abbilden.

führende Schulungen von Beginn an ge-währleistet würde.

Factory Design in der Praxis

Das Factory Design Konzept bie-tet ein auf die Layoutarbeit angepasstes AutoCAD und Inventor System. Die Lösung bietet alle Funktionalitäten, die für eine schnelle und effektive Erstel-lung sowie für die 3D-Visualisierung von Layouts für Fertigungsanlagen, Fa-briken oder Logistikzentren nötig sind. So wie aktuell bei dem Projekt für ei-nen renommierten Küchenhersteller. Dessen vorhandene Logistikkapazitä-ten hatten nicht mehr ausgereicht, also wurden mehrere Millionen Euro in ein neues, 8.700 m2 großes Logistikzentrum für Palettenware und Kleinteile (zum Beispiel Schrauben, Sockelfüße oder Beschläge) investiert. Kleinteile gibt es reichlich: Jede einzelne der 600.000 jährlich gefertigten Küchen besteht aus durchschnittlich 1235 Einzelteilen. Im Rahmen des Projekts verantwortet Uni-technik die Planung und Umsetzung des automatischen Hochregallagers und des zentralen Kleinteilelagers. Das fünfgas-sige Paletten-Hochregallager (8000 Stell-

nicht für alle Projektbeteiligten intuitiv verständlich sind. Werden für ein An-gebot jedoch 2D- und 3D-Pläne geson-dert erzeugt, geschieht dies auf Kosten der Wirtschaftlichkeit. Nicht zuletzt leidet die Projektqualität häufig durch den Einsatz isolierter Insellösungen bei CAD-Systemen und durch die Verwen-dung nicht maßhaltiger Layoutbaustei-ne, die nicht wiederverwendbar sind.

Um solche und ähnliche Fallstri-cke zu umgehen, nutzt Unitechnik seit Ende 2014 das Projektierungs- und Layoutplanungstool „Factory Design“ von Autodesk für die Erstellung seiner Konzept- und Angebotslayouts. Zuvor hatte Unitechnik die Firma Cideon, ein Spezialist für Layoutkonzepte, Prozesse und Autodesk-Software, mit der Analy-se seiner aktuellen Vorgehensweise bei der Layouterstellung beauftragt. Dabei stellte Cideon entscheidendes Optimie-rungspotenzial fest. Gemeinsam mit Unitechnik definierten sie alle relevan-ten Anforderungen. Cideon lieferte auch die passenden Antworten, wie sich die Problemstellungen im Kundendialog lösen lassen würden und wie die Ak-zeptanz von Factory Design durch ziel-

plätze) und das 40 Ebenen umfassende Shuttlelager mit bis zu 1600 Ein- und Auslagerungen pro Stunde stellen nicht nur höchste Anforderungen an die Stell-platzverwaltung und an die Steuerung des Materialflusses. Auch die Präsenta-tion und Abstimmung einer derart kom-plexen Lagerstrategie ist eine handfeste Herausforderung. „Die Entscheider auf Kundenseite sind oftmals keine Tech-niker“, benennt Andreas Klee, Key-Ac-count-Manager bei Unitechnik, ein branchenbekanntes Kommunikations-problem.

Das große Ganze im Blick

Aber welche Möglichkeiten hat ein Anbieter wie Unitechnik bei der Layoutpräsentation, um sein Konzept überzeugend zu vermitteln? Konventi-onelle CAD-Zeichnungen sind hilfreich für die Abstimmung unter unmittelbar verantwortlichen Projektbearbeitern, fachfremde Beteiligte können die dort dargestellten Abläufe aber häufig nicht nachvollziehen. Früher löste Unitech-nik das Problem, indem zusätzlich zum 2D-Layout ein weiteres, vom 2D- losge-löstes 3D-Layout angefertigt wurde, um

I NDUS T R IE LLE SO F T WARELÖS UNGEN

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nungsvariante zu entwickeln. Und das von Beginn an: „Man kommt da ziem-lich zügig rein“, erläutert Dennis Heuser, „die Akzeptanz bei uns im Haus war von Anfang an groß.“ Vorhandene Daten wie Layouts, Maschinen und Fördertech-nik lassen sich direkt übernehmen. Die Bearbeitung und weitere Ausdetaillie-rung ist 1:1 ohne weitere Arbeitsschritte möglich. Dank einer großen Objektbi-bliothek gestaltet sich die Layouterstel-lung schnell und einfach. Dabei sind die Planungsobjekte sowohl in 2D als auch in 3D vorhanden und können je nach Bedarf angezeigt werden. Die Synchro-nisation der 2D- und 3D-Layouts über die zentrale Objektbibliothek ist das Herzstück von Factory Design. Nach der Auswahl eines Objekts aus der Bi-bliothek wird eine Vorschau angezeigt. Mittels Drag-and-Drop erfolgt dann die Objektplatzierung.

Hohe Wiederverwendbarkeit

Um den Layoutprozess weiter zu ver-bessern, hat Unitechnik selbst rund 100 eigene, voll parametrische Planungsob-jekte für klassische Anwendungen wie Stetigfördertechnik, Stahlbauregale und Regalbediengeräte erstellt. Aufgrund der Parametrik müssen keine Objekte neu gezeichnet werden, wodurch der Wie-derverwendungsgrad steigt und das Feh-lerpotenzial sinkt. „In Factory Design verfügen wir über einhundertprozen-tig maßhaltige Layouts, das ist ein Rie-senknackpunkt“, weiß Dennis Heuser. So lassen sich zeitnah Kollisionsprüfungen vornehmen und Störungen ausmachen.

überzeugend beim Kunden auftreten zu können. Anders beim Großprojekt für den Küchenhersteller: Dank Factory De-sign konnte Unitechnik die Geschäfts-führung des Kunden ohne Mehraufwand mit einem interaktiven, virtuellen Rund-flug durch das geplante Logistikzent-rum begeistern. Der CAD-Konstrukteur Dennis Heuser erinnert sich: „3D wirkt, der Kunde war sehr angetan! Früher waren wir auf Ausschnitte begrenzt, heute hat man das große Ganze schnell im Blick.“ Auch Andreas Klee ist beein-druckt von den neuen Möglichkeiten: „Heute verstehen Interessenten unsere präsentierten Angebote deutlich besser und schneller als in der Vergangenheit. Screenshots aus Factory Design eignen sich bestens als ‚Beilage‘ für unsere An-gebotstexte.“

Besserer Austausch mit Kunden

Das interaktive, realistische Pla-nungsszenario ist nur eines der markan-ten Features von Factory Design, die den Austausch mit potenziellen Kunden in der Konzept- und Angebotsphase ver-bessern. Dennis Heuser berichtet: „Mit Factory Design haben wir ein echtes CAD-System im Einsatz und keine ver-schiedenen, nicht miteinander interagie-renden Insellösungen.“ Die Planungs- und Analyseprogramme von Unitechnik decken von gebäudetechnischer Planung über mechanische Konstruktion und logistische Betriebsabläufe bis hin zu Datenmanagement und 3D-Modellie-rung alles ab. Dadurch kann Unitechnik effizienter arbeiten, um die beste Pla-

Das alltägliche Handling wird we-sentlich vereinfacht, indem Factory De-sign unter anderem auf der Basis des weltweit anerkannten CAD-Standard-formats DWG arbeitet. Dadurch ist ein problemloser Austausch der Layouts ge-währleistet, zum Beispiel bei der Zusam-menarbeit mit Sublieferanten. Gerade bei der Schnittstelle zu den vielen Partnern, die Unitechnik als Generalunternehmer beauftragt, sieht Dennis Heuser neuen Handlungsspielraum: „Wir können völ-lig unabhängig eigene Layouts erstel-len und selbst immer die beste Lösung wählen. Durch die einfache Erstellung der Layouts können wir direkt Schnitte erzeugen und in der Projektphase nut-zen. Die Verbindung von einem reinen 2D-Layout in der Draufsicht und einem gleichzeitig verfügbaren 3D-Layout ist ein entscheidender Vorteil.“

Geringere Bearbeitungszeiten

Optimierte Planungsergebnisse sind das eine. Aber auch in Bezug auf die Inhouse-Bearbeitungszeiten sorgt die Erfolgskombination aus Factory De-sign und dem Beratungspartner Cideon für eine Win-win-Situation, die Dennis Heuser anhand eines Praxisbeispiels er-läutert: „Früher mussten die einzelnen Module im Layout, zum Beispiel An-triebe, von Hand gezählt werden. Heute lässt sich dank der Stücklistenfunktion ein erstelltes Angebot ganz leicht absi-chern.“ Das damit einhergehende Plus an Planungs- und Investitionssicherheit wissen sowohl Unitechnik als auch deren Kunden zu schätzen. ☐

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Ganzheitliche Simulation mit einer Datenbasis

Digitale Fertigungsplanung

Die Bedeutung des Themas Industrie 4.0 nimmt laut der IDC Studie zur „Digitalen Transformation im verarbeitenden Gewerbe“ wenig überraschend weiter zu. Allerdings gaben die rund 200 befragten Führungskräfte zu, dass es erhebliche Hin-dernisse bei der Realisierung gibt. Oft stehen etablierte Struk-turen und ein mangelnder Veränderungswille einem breiten Roll-Out im Weg. Gravierender ist das Ergebnis bei der digi-talen Vernetzung: Lediglich fünf Prozent der befragten Indus-trieunternehmen besitzen derzeit eine zentrale Datenplattform.

Einheintliche Datenbasis

Die Studie zeigt auch auf, dass bereits 70 Prozent der be-fragten Unternehmen an einer einheitlichen Datenbasis arbei-ten, um den Informationsaustausch entlang der Wertschöp-

Bei der Fertigungsplanung sollten nicht nur Roboter oder Produktionszellen simuliert werden, auch Prozesse wie Logistik und Arbeitsumgebung sind einzubinden. Um Fehler und Probleme beim Produktionsanlauf zu vermeiden, muss eine gesamtheitliche Simulation und Betrachtung aller Vorgänge erfolgen. Hier hilft eine Plattform für die digitale Fertigungsplanung.

fungskette zu forcieren. Die Smart Factory im Sinne von Indus-trie 4.0 schließt auch die Fertigungsplanung ein, deren Modelle anschließend in der Fabrik genutzt werden. Bei Produkteinfüh-rungen ist daher eine solide Fertigungsplanung als Schnittstelle zwischen Entwicklung und Produktion essentiell, um Fehler und Probleme beim Produktionsanlauf zu vermeiden.

Interaktives Puzzle

Die größten Hindernisse für eine effiziente Prozessplanung sind Lücken in der Kommunikation, schlechter Informations-austausch und unterschiedliche Planversionen, die sich im Umlauf befinden. Dies führt in den meisten Fällen zu einem fehlenden Gesamtüberblick. Die Fertigungsplanung ist wie ein riesiges Puzzle, an dem viele beteiligt sind. Im Unterschied

TEXT: Andreas Barth, Dassault Systèmes B ILDER: Dassault Systèmes; iStock, PhonlamaiPhoto

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Mehr Effizienz im Ganzen

Die Effizienzgewinne durch die digitale Fertigungsplanung ziehen sich durch die gesamte Unternehmenslandschaft. Insbe-sondere optimiert sie die Zusammenarbeit zwischen Planung und Fabrik. Sind die Parameter einzelner Produktionskompo-nenten vorhanden, kann die komplette Fertigung von der Pla-nung über Werkzeuge und Ressourcen bis hin zu Fertigungs-kapazitäten und Kosten digital aufgebaut werden. Im Verbund mit der verkürzten Anlaufzeit für neue Produktionen ergibt sich insgesamt eine optimierte „Time to Market“ für neue oder verbesserte Produkte. Die hohe visuelle Transparenz und die gesamtheitliche Sicht der Prozesse macht die Produktion plan-bar und erlebbar. Durch die damit gewonnene „Production Ex-perience“ sinken Ausschuss und Stückkosten.

Dabei stellt die 3DExperience Plattform die integrative Zentrale dar, in der alles mit allem vernetzt ist. Ausgehend von einer konsistenten Datenbasis lassen sich über die integrierte Plattform durchgängige, effiziente Prozesse aufsetzen, die von der Konzeption über die Entwicklung und Fertigung bis zum Marketing, Vertrieb und Service reichen. Auf ihr laufen alle Fäden zusammen und der Anwender greift darüber mit sei-nen Rollen und Rechten auf die Anwendungen und Daten zu. Vor allem global agierende Unternehmen profitieren von einer einheitlichen Plattform, weil sie so globale Standards leichter umsetzen und verschiedene Produktionsstandorte miteinander vergleichen können. Die Darstellung in 3D bringt zudem eine universelle Kommunikationsebene, die auch komplexe Ferti-gungsprozesse schnell verständlich macht. Prozessabläufe wer-den in allen Details visualisiert, sodass unterschiedliche Spra-chen den Entwicklungs- und Produktionsprozess nicht mehr verzögern. Das gesamte Wissen ist unternehmensweit verfüg-bar und kann von allen Beteiligten stets abgerufen werden.

jedoch zum Legespiel mit Bildelementen müssen in der Pro-duktion viele Teile erst noch entwickelt und erstellt werden, bevor sich das große Ganze formt. Ausgehend von dem zu fertigenden Produkt erstellt der Prozessplaner ein Layout für das Fertigungskonzept. Der Logistiker stimmt darauf die Be-schaffungsprozesse und die Lagerwirtschaft ab, während der Zeitwirtschaftler die einzelnen Arbeitsvorgänge zu planen hat. Schließlich folgen noch Simulationsspezialisten für das En-gineering und Manufacturing sowie der Betriebsmittelbau, der die Maschinen, Geräte und Werkzeuge bereitzustellen hat. Sie alle benötigen eine gemeinsame Datenbasis, auf der Planungs-ergebnisse, Abläufe und Zusammenhänge klar ersichtlich sind.

Die 3DExperience Plattform von Dassault Systèmes bietet sich für dieses „Factory Puzzle“ als Basis an. Transparent und visuell lassen sich alle Aspekte der geplanten Fertigung einzeln oder als Gesamtbild betrachten, verändern oder neugestalten. Alles erfolgt digital, von der Verbindung aller am Produktions-prozess Beteiligten bis hin zur Erstellung und Validierung der Fertigungsprozesse. Die Programmierung und Simulation von Industrierobotern ist dabei ebenso abgedeckt wie die Program-mierung und Simulation der Verarbeitung und additiven Fer-tigung. Der Mensch steht bei allen Planungen im Mittelpunkt. Daher muss auch die Entwicklung von Produktions- und Ar-beitsumgebungen, die auf das Personal ausgerichtet sind, ein-gebunden sein. In einer digitalen Planungsumgebung können alle Beteiligten das Zusammenspiel aller Planungsinhalte, wie Fertigungsprozess, Betriebsmittel, Ergonomie und räumliche Umgebung betrachten und validieren. Von Vorteil ist, dass sich diese digitale Planungslösung in eine heterogene Unter-nehmens-IT-Landschaft einbetten lässt, unabhängig des jeweils vorhandenen PLM-, CAD-, ERP- oder MES-Systems. Die di-rekte Sichtbarkeit über den aktuellen Planungsstand für das Management führt zu schnelleren, fundierten Entscheidungen.

Ergonomische Arbeitsplatz-

gestaltung mit Menschmo-

dell und Greifräumen.

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Positioniereinheiten in Verpackungsmaschinen

FLEXIBEL IN FOLIE PACKEN

Seit den Anfängen von Sollas in den Fünfzigerjahren hat sich viel getan. In den letzten siebzig Jahren entwickelte sich das niederländische Unternehmen vom allgemeinen Maschinenbauer zum Spezialisten für Zellophan-Umhüllun-gen. Sein Spezialgebiet sind Maschinen für die Kosmetikbranche, die hochwer-tige Verpackungsboxen mit PP- und PE-Folie ummanteln. Fast 70 Prozent der Produkte, die die bekannten Kos-metikmarken in Zellophan verpacken, werden auf Sollas-Maschinen versiegelt. Dabei muss eine gleichmäßige Dichtheit und Spannung der Folie gewährleistet sein. Insbesondere bei quadratischen Schachteln ist das eine große Herausfor-derung.

Schnelle Maschinenanpassung

Doch die Anforderungen steigen: „Zunehmende Produktdiversifizierun-gen und die On-Demand-Produktion führen bei unseren Kunden zu kleineren

Die kompakten Verpackungsmaschinen von Sollas versiegeln Schachteln mit Folie. Der Wunsch zahlreicher Kunden nach immer schnelleren Umrüstungen erforderte ein neues Maschinen-konzept mit höherem Automatisierungsgrad bei gleichbleibender Aufstellfläche. Platzsparende Positioniereinheiten helfen, diesen anspruchsvollen Spagat zu ermöglichen.

Losgrößen von wenigen tausend Stück“, berichtet Dirk Verbeek, Manager Elec-trical Engineering bei Sollas. „Somit erfolgen mehrmals täglich Formatän-derungen. Dieser Trend erforderte ein neues Maschinenkonzept.“ Dank ihrer kompakten Bauweise benötigen die Ver-packungsmaschinen von Sollas eine Auf-stellfläche von nur knapp zwei Quadrat-metern. Dieser klare Platzvorteil durfte bei der automatisierten Lösung natür-lich nicht verloren gehen. Die resultie-rende Gesamtanforderung an das Auto-matisierungssystem lautete also: Nicht nur schnell, sondern auch klein. „Wir begannen 2009 mit der Entwicklung ei-ner neuen Umwicklungsmaschine, die innerhalb von zehn Minuten auf ein an-deres Format umstellbar sein sollte. Das PowerDrive-System mit seinen fertigen Softwareblöcken hatten wir dafür schon früh in Betracht gezogen“, so Verbeek. „Doch unser damaliger Auftraggeber gab verbindlich die Positioniereinheiten eines anderen Anbieters vor.“

PowerDrive kommt ins Spiel

Im Jahr 2016 entschied das Unter-nehmen, das PowerDrive-System in einer weiter optimierten Verpackungs-maschine einzusetzen. Im selben Zeit-raum hatte Lenord+Bauer gerade den GEL 6109 vorgestellt. Dieser Stellantrieb ermöglicht es Sollas, bis zu elf verschie-dene Achsen zu automatisieren. „Ba-sierend auf unserer Anfrage nach einer kompakteren Positioniereinheit hatte Lenord+Bauer eine konkrete Lösung entwickelt“, berichtet Verbeek weiter.

Der PowerDrive ist eine mecha-tronische Einheit aus einem Brus-hless-DC-Motor, einem 32-Bit-Mikro-prozessor, einer kompakten Endstufe und einem leistungsfähigen Getriebe. Außerdem ist ein magnetisch-absolu-ter Multiturngeber integriert. Er sorgt dafür, dass der Stellantrieb ohne Refe-renzfahrt sofort nach dem Einschalten einsatzbereit ist. Der PowerDrive lässt

TEXT: Kerstin Frohn, Lenord+Bauer; Jethro Brussaard, tsb-bescom B ILDER: Lenord+Bauer; iStock, horiyan

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ANTRE IBE N & BE W E GE N

tes Drehmoment, unabhängig von der Drehzahl des Motors. Das ist eine we-sentliche Weiterentwicklung im Ver-gleich zu den Schrittmotoren, die wir in der Vergangenheit eingesetzt haben“, erzählt Verbeek. Dank dieser Neuerung konnte Sollas die Positionsregelung op-timieren. Außerdem sind die neuen An-triebe schneller und leiser, was dem Be-diener der Anlage zugutekommt.

Dank all dieser Neuerungen kann die mit dem PowerDrive-System ausge-stattete FSX-Linie bis zu 120 Schachteln pro Minute versiegeln. Die Hochge-schwindigkeits-Verpackungsmaschine ummantelt Boxen aller Art und Größen. Dabei liegt die Umrüstzeit bei weniger als sieben Minuten. Das spart wertvolle Produktionszeit.

Zusätzlich lassen sich mit dem Pow-erDrive-System nun auch modulare Ma-schinenkonzepte einfacher realisieren. Dieser Punkt ist für Sollas besonders

sich in beliebigen Einbaulagen montie-ren. Eine dezentrale Kommunikations-einheit, die PowerDrive-Box, regelt das Powermanagement der Stellantriebe und bildet die Basis für die Leistungs-versorgung und Kommunikation zu den PowerDrives mit nur einem Kabel. Alle gängigen Feldbus-Schnittstellen sind verfügbar. Sie werden durch Funktions-bausteine unterstützt, was die Integra-tion in die Maschine vereinfacht. Sollas nutzt den vollen Funktionsumfang der Softwareblöcke: „Wir haben eine eigene Schnittstellensoftware zur Berechnung von Längen und Positionen entwickelt. Abgesehen von wenigen Rückfragen an Lenord+Bauer war das System selbster-klärend.“

Signifikante Zeitersparnis

Die geringe Größe des Stellantriebs war jedoch nicht das einzige Entschei-dungskriterium: „Die BLDC-Motoren des PowerDrives liefern ein konstan-

wichtig, da viele Maschinen nach indi-viduellen Kundenwünschen entwickelt werden.

Branchenübergreifender Bedarf

Bei der Neuausrüstung seiner Ma-schinen arbeitete Sollas nicht nur mit dem Oberhausener Unternehmen Lenord+Bauer, sondern auch mit des-sen niederländischem Vertriebspartner tsb-bescom zusammen. „Beide Firmen waren sehr gut darin, das Projekt aus einer Kundenperspektive zu sehen. Der Umstellungsprozess hat reibungslos funktioniert“, sagt Verbeek. Beim Ver-kaufsstart der neuen Maschinenlinie gab es indes eine handfeste Überraschung: Die schnellere Verpackungsmaschine ist offenbar nicht nur für die Kosmetik-industrie interessant! „Der erste Kun-de war ein Tabakproduzent. Wir sehen branchenübergreifend einen wachsen-den Bedarf an schnellen Maschinenum-rüstungen“, zieht Verbeek sein Fazit. ☐

Der PowerDrive GEL 6109 von Lenord+Bauer ist eine kompakte Positioniereinheit. Bei den Verpackungsmaschinen

der neuen FSX-Linie setzt Sollas auf diese mechatronische Einheit.

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ANTRE I BEN & BEWEGEN

Servo-Antriebe

Weltweit steigt der Bedarf an dyna-mischen und individuellen Antriebslö-sungen. Allerdings ist es schwer, mit ei-nem Standardprodukt den verschiedenen Kundenwünschen zu entsprechen. Und es ist erst recht eine Herausforderung, zu-sätzlich noch die unterschiedlichen tech-nologischen Anforderungen der Märkte Asien, Europa und USA gleichzeitig zu

Ein Baukasten, Millionen Antriebe

bedienen. Der Antriebstechnikhersteller Heidrive setzt daher auf ein Baukasten-system, das stetig erweitert und angepasst wird. Aus den zahlreichen Komponenten lassen sich mittlerweile viele Millionen verschiedene Antriebe konfigurieren.

Die erste Baureihe, die auf diesem modularem Konzept beruht, führte das

TEXT: Helmut Pirthauer, Heidrive BILDER: Heidrive

Immer mehr Kunden benötigen kompakte Motoren mit hohen Beschleunigungsmomenten. Um diesen Anforderungen für mehr Performance bei geringeren Abmessungen gerecht zu werden, setzt ein Antriebstechnikhersteller auf Modularität und eine neue Wickeltechnik.

Unternehmen 2009 speziell für Asien ein. Die Abmessungen von Hei Moti-on Compact (HMC) mit Flanschmaßen von 60, 80 und 130 Millimetern und die Anschlusstechnik entsprechen den asia-tischen Standards. Weitere entscheiden-de Kriterien für den fernöstlichen Markt sind die Leistungsabstufungen (200  W bis 3 kW) und der Kostenvorteil. Anstatt

ANTRE IBE N & BE W E GE N

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Beide Baureihen verwenden eine kompakt verteilte Wicklung. Die Ent-wickler erreichten das vor allem, indem sie die Wickelkopfhöhen reduzierten. Damit lassen sich sowohl niedrige als auch sehr hohe Drehzahlen mit geringen Eisenverlusten realisieren. Die Wickel-technik wie auch die Optimierung der Magnet- und Schnittgeometrie ermög-lichen eine verbesserte Regelbarkeit des Antriebs und Wirkungsgrade von bis zu 94 Prozent.

Ferner fordert der Markt zunehmend Antriebe mit hohen Beschleunigungs-werten beziehungsweise mit einem dy-namischen Verhalten. Daneben gehören Kompaktheit und Energieeffizienz der Motoren zu den zentralen Kundenwün-schen. Die Auftraggeber stammen dabei insbesondere aus den Bereichen Automa-tisierung, Robotik und dem CNC-Ma-schinenbau. Für diese Branchen und ih-re spezifischen Anforderungen stimmte Heidrive die neue Baureihe Hei Motion Dynamic (HMD) gezielt ab.

Die HMD-Motoren zeichnen sich durch ihr sehr dynamisches Verhalten und ihre Robustheit aus. Das ermöglich-ten vor allem die Materialoptimierungen am Läufer und eine Baulängenreduzie-rung. Letztere erreichte man durch eine konzentrierte Wicklung. Hierfür werden

Anschlüsse mit Steckern zu verwenden, setzt die Reihe auf kostengünstigere Ka-belanschlüsse. Zudem ist die Auswahl an Gebern begrenzt, damit in Serie hohe Stückzahlen je Fertigungslos produziert werden können.

Produktlinie für Europa

Seit 2012 bietet Heidrive die Baurei-he Hei Motion Premium (HMP) für den europäischen Markt an. Für sie werden möglichst viele Komponenten aus der be-stehenden HMC-Baureihe verwendet, um die Teilevielfalt und damit die Kosten zu reduzieren. Mit Abnahmen, wie zum Bei-spiel UL und CSA, erfüllt die HMP-Bau-reihe europäische Anforderungen. Tem-peratursensoren und gängige Steckeran-schlüsse gehören in dieser Produktlinie zum Standard. Des Weiteren können Kunden aus 17 verschiedenen Gebersys-temen auswählen. Deren Schnittstelle ist so konzipiert, dass jeder Geber am Ende der Montagestrecke an den Motor angebaut werden kann. Die nötige Teile-vielfalt sinkt damit um bis zu 75 Prozent. Durch zusätzliche Motorschnitte stehen bei der HMP-Reihe die Flanschmaße 40, 60, 80, 100, 130 und 190  Millimeter zur Verfügung. Sie decken außerdem einen Leistungsbereich von 50  W bis 15,5  kW und ein Stillstandsmoment von 0,2 bis 110 Nm ab. www.motek-messe.de

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die Kupferschichten über einzelne Zähne mithilfe einer Flyerwicklung ohne Kreu-zungen automatisch aufgetragen, was die Querschnittsfläche der Nut optimal aus-nutzt. Die Entwickler konnten mit die-ser Methode die Wickelköpfe nochmals gegenüber der bestehenden und bereits optimierten Baureihe verkürzen.

Mehr Dynamik

Die mit dieser Wicklungstechnik ein-hergehende Verschlechterung der Rast-momente wurde mittels einer FEM-Be-rechnung, die allen Schnittberechnungen zugrunde lagen, vermieden. Die Konst-rukteure konnten sie sogar durch Schrän-kung einzelner Magnetsegmente und dank der Optimierung der Polübergänge um mehr als 50 Prozent verringern.

In der Folge ergeben sich bei man-chen Baugrößen Rastmomente von we-niger als einem Prozent des Stillstandmo-ments. Zudem gelang es, die Trägheits-

momente im Läufer um bis zu 35 Prozent zu senken. Die Winkelbeschleunigung an einem Motor mit einer Leistung von 1.000 W (3,5 Nm bei 3.000 min-1) konnte von 100.000 rad s-2 auf 175.000 rad s-2 an-gehoben werden.

Darüber hinaus suchen immer mehr Unternehmen nach Antriebslösungen für 24 und 48  V. Solche Kleinspannungen waren bislang nur auf Kundenwunsch möglich und dementsprechend oftmals mit einer mehrwöchigen Lieferzeit ver-bunden. Im Rahmen seiner HMD-Bau-reihe bietet Heidrive nun auch eigene Niederspannungsmodelle an.

Durch den Anbau eines Servomoduls lassen sich die Standardmotoren zu ei-nem sehr leistungsfähigen, dezentralen Antrieb erweitern. Bis zu 750  W Nenn-leistung ist auf diese Weise realisierbar. Eine höhere Leistung ist aufgrund des da-mit verbundenen, steigenden Stromes im Dauerbetrieb nicht sinnvoll.

Das Material am Läufer der HMD-Motoren wurde im Vergleich zur

HMP-Baureihe (links) nochmals optimiert. Dadurch erhöht sich

die Dynamik des Motors.

Schlank, aber stark

Außerdem erweiterte man mit der neuen Produktlinie die Drehmomentab-stufung. Sie wurde so ergänzt, dass das gewünschte Drehmoment bei einem Bau-größensprung nun von den Motoren bei-der Baugrößen umgesetzt werden kann. Somit ist sowohl ein langer schlanker und dadurch sehr dynamischer Motor als auch ein größerer, aber sehr kurzer und dadurch kompakter Motor für ein und dasselbe Drehmoment verfügbar.

Die neuen HMD-Antriebe stellen aber keine unabhängige Baureihe dar, sondern sind eine Erweiterung des etab-lierten Hei Motion Servosystems. Sämt-liche Schnittstellen sind identisch, ledig-lich der Magnetkreis von Wicklung und Läufer wurde überarbeitet und weiter-entwickelt. Folglich lassen sich sämtliche Optionen des bestehenden Baukastens verwenden, wie zum Beispiel Geber, Bremse, Stecker oder Planetengetriebe. ☐

Die neuen Antriebe der HMD-Serie verfügen über eine geringere

Baulänge und optimiertes Material am Läufer. Die Baulängenre-

duzierung wurde durch eine konzentrierte Wicklung erreicht.

28 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

ANTRE IBE N & BE W E GE N

Neuer Standard freigegeben

SAFETY ÜBER IO-LINK

Erreicht wird die Systemunabhängig-keit durch die Umsetzung der vielen am Markt verfügbaren Safety Protokolle zu IO-Link Safety im Master. Die IO-Link Safety Devices bleiben damit weltweit einheitlich. Bedenkt man, dass es bereits heute mit den 4.000 Device-Typen we-sentlich mehr gibt als IO-Link Master, so liegen die Vorteile auf der Hand. Soll ein neuer Markt oder ein neues System für IO-Link Safety erschlossen werden, so muss nur ein entsprechender IO-Link Safety Master entwickelt werden. Alle vorhandenen IO-Link Safety Devices können unverändert verwendet werden.

Der Konfigurationsaufwand für IO-Link Safety ist gering. Die Authentifizie-rung ergibt sich aus der Zuordnung zum Master-Port und die Überwachungszeit je Device wird automatisch eingestellt. Wie bei IO-Link können Devices oh-ne den Einsatz eines Engineering Tools ausgetauscht werden. Ein ausgetauschtes Device erhält nach Wiederanlauf au-

Mit der Freigabe und Veröffentlichung der IO-Link Safety Spezifikation durch die IO-Link

Community sowie der erfolgreichen Konzept-beurteilung durch den TÜV SÜD steht der

Umsetzung in Systeme und Geräte nichts mehr im Wege. IO-Link Safety ist wie IO-Link auch

Feldbus- und System-unabhängig.

tomatisch die gespeicherten Parameter seines Vorgängers. Zudem sorgt die Au-thentifizierung dafür, dass Verwechse-lungen aber auch Manipulationen ausge-schlossen werden.

Eine große Herausforderung ist die offene und sichere Parametrierung von Safety Devices. IO-Link Safety Devices besitzen immer eine Gerätebeschreibung IODD, die die Kommunikationseigen-schaften, die Identifikation, die Parame-trierung und die Diagnose vollständig enthält. Die einschlägigen Normen ver-langen aber ein „Dedicated Safety Tool“, um Manipulationen auszuschließen. Daher gibt es eine Software-Schnittstel-le zur Integration der zu den Devices gehörenden Dedicated Tools in die IO-Link Engineering Tools. Das Device Tool Interface (DTI) ist sehr einfach gehalten und stellt somit sicher, dass die Integrati-on in die vorhandenen IO-Link Enginee-ring Tools kein Problem darstellt und auf der Device-Seite auch vorhandene

sicherheitsgerichtete Gerätesoftwaren leicht angepasst und weiterverwendet werden können.

Wichtig hierbei ist, dass das Paket aus IO-Link Safety Device, IODD und „Dedicated Tool“ unverändert weltweit in allen Systemumgebungen eingesetzt werden kann. Damit können Anwen-der auf ein großes Spektrum an Geräten zugreifen - gleich welches Automatisie-rungssystem sie verwenden oder in wel-cher Branche und Region sie tätig sind.

Auf Basis der vorliegenden Spezi-fikation können jetzt die Hersteller be-ginnen, IO-Link Safety in ihre Systeme zu integrieren. Hand in Hand werden parallel dazu die Testspezifikation und Testsysteme sowie die Zertifizierung vorbereitet. So ist zwar 2017 voraus-sichtlich noch nicht mit Produkten zu rechnen – im Anschluss wird jedoch ein zügiges Rollout weltweit, besonders in Asien und Europa, erwartet. ☐

TEXT: Barbara Weber, Profibus Nutzerorganisation B ILD: Profibus

29A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

I NDUS TR IELLE K OMMUNI KAT I ON

Bedienbarkeit von Automatisierungstechnik

Laserschneiden in Perfektion

Lasermaschinen arbeiten berührungslos mit einem exakt definierten Energieeintrag. Werkstück und Werkzeug werden dadurch nicht zusätzlich mechanisch beansprucht, Nachbe-arbeitungen können minimiert, Verformungen des Materials nahezu ausgeschlossen werden und Werkzeugrüstzeiten ent-fallen. Die eingesetzten Laserroboter schneiden schnell und präzise. Sie erreichen eine Wiederholgenauigkeit von ±50 μm. Wegen des Lasers und der Spiegelsysteme im Inneren des Ro-boters sind die Verkabelung und die Leitungen für Kühlwasser und Druckluft nach außen geführt. Der Laserroboter ist eine Sonderentwicklung der Firma Stäubli und Jenoptik.

Modularer Maschinenaufbau

Die kleinste Einheit einer Laserschneidemaschine ist eine durch ein Rolltor abgesicherte Zelle mit einem Schneidrobo-ter, dem zugehörigen Laser und Schaltschrank. Die Maschine kann um einen Rundtisch zur Bestückung von außerhalb der Zelle, einen Fahrtisch zur Erweiterung des Bearbeitungsbe-reichs und um zusätzliche Schneidroboter erweitert werden. Immer ist jedem Roboter ein eigener Schaltschrank mit dem Distributed Controller Simatic ET 200SP CPU zugeordnet. Dieser Controller ist mit seinem kompakten Aufbau für Se-rienmaschinen geeignet. Bei Maschinen mit einem einzigen Roboter übernimmt die fehlersichere Variante des Distributed Controllers auch das fehlersichere Verfahren des Rolltors und die Freigabe der Roboterachsen und des Lasers. Ein Simatic Comfort Panel in der Schaltschranktür erlaubt das Bedienen

TEXT: Annette Horneber, Siemens BILDER: Siemens

Eine Laserschneidemaschine mit zwei simultan arbeitenden Laserrobotern schneidet Kunst-stoff oder Metall. Sie wird weltweit in Ferti-gungslinien eingesetzt, vor allem in der Auto-mobilindustrie. Ihre Bedienbarkeit soll einfach, aber auch sicher sein.

A&D | A u s g abe 7+8 .201730

STEUERUNGSTECHN I K

und Beobachten vor Ort. Darauf lassen sich auch Betriebs- und Serviceanleitungen in Form von Dokumenten oder Filmen ab-speichern. Über die Direkttasten eines zusätzlichen Key Panels Simatic KP 8 können Betriebsarten gewählt und unterschied-liche Maschinenzustände zur Anzeige gebracht werden. „Die taktilen Tasten sind gut zu bedienen, Farbumschläge sind weithin sichtbar, des-halb haben wir diese Geräte an nahezu jeder Maschine im Einsatz – sowohl in der Standardversion als auch mit fehlersicheren Notaustastern“, so Pierre Geipel, zuständig für Anlagenentwicklung und Produktentwicklung.

Maschinenbedienung per PC

Eine soeben fertiggestell-te Laserschneidemaschine für das Kunststoffschneiden, die Stoßstangen mit Öffnun-gen für Parksensoren, Aus-puff und Nummernschild-befestigung versieht, ist mit zwei gleichzeitig arbeitenden Schneidrobotern ausgerüstet. Hier übernimmt ein Advan-ced Controller, die fehlersi-chere Simatic S7-1500F, zent-ral die Sicherheitsfunktionen für das Rolltor, die Boden-kontrolle und die Freigabe der Verfahrachsen beider Roboter und Laser. Eine Reihe von in-duktiven Messgebern zur Tei-leerkennung identifiziert die Stoßstangen und überprüft, ob sie richtig eingelegt sind. Die Sensoren sind über einen IE/ASi-Wandler mit dem Ad-vanced Controller verbunden.

industry.automation

ZUVERLÄSSIG –IMMER UND ÜBERALL

MAXIMALE VERFÜGBARKEIT.Flexible Automation in Soft- & Hardware,100 %-Serien-Tests über 48 h

KOMPETENZ.Einschlägige Technologieregler,praktische Lösungen bei I4.0,modellbasierte Entwicklung

TRANSPARENZ.Off enes, frei programmierbares System(CODESYS, C/C++, MATLAB®/Simulink® )

Als untergeordnete Distributed Controller für die beiden Schneidroboter genügen hier zwei Simatic ET 200SP CPUs in der Standardausführung. Sie sind über Profinet an die zentra-le Simatic S7-1500F angebunden und überwachen das Kühl-

STEUERUNGSTECHN IK

A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

STEUERUNGS TEC HN IK

wasser, die Pressluft zum Reinigen der Schnittfuge und die Schneidkopffunktion.

Das zentrale Bedienpult besteht aus einem Microbox-PC Simatic IPC427 mit der Visualisierungssoftware WinCC Ad-vanced Runtime und einem Simatic IFP Monitor 1900 Touch. „Ein Comfort Panel würde im Prinzip auch genügen“, so Pierre Geipel. „Der IPC hat jedoch genügend Reserven zur Datenhal-tung und dafür, dass wir später eine Bildverarbeitungssoftware integrieren können. Wir nutzen die WinCC-Option Smart@Server. Damit können wir auf die untergeordneten Comfort Panels zugreifen – und sie vom Bedienpult, aber auch von je-dem Firmen-PC aus sogar bedienen.“ Auf der Bedienoberflä-che sind alle Maschinenteile realitätsnah dargestellt und kön-nen intuitiv per Touch selektiert werden. Thomas Döring hat die Oberflächen gestaltet. Seine Erfahrung mit WinCC im TIA Portal: „Die Möglichkeit, Fenster auf einen zweiten Bildschirm zu ziehen, erhöht die Übersichtlichkeit deutlich. Die neuen Styles erlauben eine individuelle und durchgängige Oberflä-chengestaltung von hohem Wiedererkennungswert. Sie sind zentral änderbar und leicht anzupassen.“

Advanced Controller in der Praxis

Die neue Jenoptik-Votan BIM ist mit einer Simatic S71500 (CPU 1516F) ausgestattet; bisher arbeitete man mit der Simatic S7-300F. Grund für den Umstieg war für Pierre Geipel der deutlich erweiterte Speicher. „Flexibilität ist uns wichtig. Wir arbeiten rezeptbasiert und können Stoßstangen unterschied-licher Varianten, mit oder ohne Parksensoren, in Folge bear-beiten. Mit der Simatic S7-1500 haben wir jederzeit genügend Reserven für weitere Varianten.“ Unter den neuen Funktionen war für ihn besonders der Trace nützlich: „Dem modularen

Konzept folgend haben wir für jede CPU ein eigenes Projekt angelegt. Der Aufbau der Kommunikationsverbindungen für den Austausch der Statusvariablen hat dabei nicht auf Anhieb geklappt. Mit Hilfe des Trace konnten wir die schnellen Abfol-gen im Verbindungsaufbau sichtbar machen, den Fehler dia-gnostizieren und gleich beheben. Das hat uns Zeit erspart.“

Software mit Safety- und Bibliotheksfunktion

Mit dem Umstieg auf die Simatic S7-1500F war auch der Umstieg auf das TIA Portal verbunden. „Da Sicherheitsfunk-tionen eine zentrale Rolle bei unseren Maschinen spielen, hat uns die gegenüber Step 7 Classic verbesserte Einbindung dieser Sicherheitsfunktionen in das Anwenderprogramm die Projektierung erleichtert.“ Geipel weist außerdem auf neue Datenformate wie User Defined Data Types (UDT) hin. Dar-in lassen sich durch einfaches Vervielfältigen, wie man es von Excel kennt, identische Variablen anlegen. Änderungen an einer einzigen Variablen ziehen automatisch konsistente Än-derungen an allen anderen Variablen des gleichen Typs nach sich. Das spart nicht nur Zeit, sondern verringert auch die Fehlerwahrscheinlichkeit. Ein ähnliches Prinzip verfolgt das neue Bibliothekskonzept. Über Bibliotheken können Bausteine versioniert werden. Auf global auf einem Server abgelegte Da-ten können alle Berechtigten im Unternehmen zugreifen. Am Server durchgeführte Änderungen werden unternehmensweit und an allen Verwendungsstellen wirksam. Anpassungen an lokal abgelegten Bausteinen wirken nur im eigenen Projekt – hier aber auch durchgängig überall dort, wo der entsprechende Baustein verwendet wird. „Die Komplexität unserer Maschi-nen macht Teamwork unumgänglich. Durch einen gemeinsa-men Datenbestand in einer globalen Bibliothek lässt sich Dop-pelarbeit dabei vermeiden“, ist Geipel überzeugt. ☐

Die neue Jenoptik Votan BIM mit zentralem

Bedienpult, bestehend aus einem Microbox-PC

Simatic IPC427 mit der Visualisierungssoftware

WinCC Advanced Runtime und einem Simatic

IFP Monitor 1900 Touch.

32 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

STEUE RUN GST E CH N IK

Panel-PC mit Multi-Touch

ELEGANTES DESIGN UND ROBUSTER KERN

Beim Industrie-PC S21WP setzt Noax Technologies auf einen Multi-Touch-screen mit PCAP-Technologie für den Industrieeinsatz. Der Touchscreen mit 21 Zoll Diagonale und Full-HD-Auflö-sung im 16:9 Format ist mit einer ent-spiegelten, gehärteten Ganzglasfront ohne Fugen und Kanten ausgestattet. Das geschlossene, aus fein geschliffenem Edelstahl bestehende V2A Gehäuse des neuen Industrie-Computers fungiert auch als Grundlage für das eigene von Noax entwickelte Wärmemanagement sowie für die Schutzklassen bis zu IP65.

Raue Umgebungen, Bedienung mit Arbeitshandschuhen: Industrie-PCs müssen im Industrie-einsatz oft unter erschwerten Bedingungen arbeiten. Trotzdem wollen Anwender nicht auf den Komfort einer Multi-Touch-Bedienung verzichten. Mit der PCAP-Technologie erfüllt ein Her-steller diesen Wunsch und verpackt den Industrie-PC in ein elegantes Design.

Laut Hersteller ist der S21WP auch ge-gen Erschütterungen und Schläge durch seinen speziellen Spaltverguss gewapp-net, welcher zusätzlich die Funktion ei-ner Anti-Shock Lagerung übernimmt.

Multi-Touch-Technologie

Die PCAP-Technologie ermög-licht es, mit dem Noax S21WP Mul-ti-Touch-Technologien sinnvoll auch unter erschwerten industriellen Umge-bungen einzusetzen. Besonders hervor-zuheben sind die Handschuhbedienbar-

keit sowie die hohe Touch-Sensibilität im Randbereich. Dem Anwender steht so ein präziser Multi-Touch für eine intui-tive Gesten-Bedienung zur Verfügung. Den schnellen und sicheren Zugriff auf häufig genutzte Funktionen erlau-ben drei im Displayrahmen integrierte, beleuchtete und frei programmierbare PCAP-Funktionstasten. Zusammen mit dem leuchtstarken Touchdisplay bietet der Noax Industrie-PC ein ausgewoge-nes Verhältnis zwischen geringem Platz-bedarf und anwenderorientierter sowie benutzerfreundlicher Bedienung. ☐

TEXT: Anita Geßner für Noax Technologies B ILD: Noax Technologies

STEUERUNGSTECHN IK

33A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

Detlef Deuil von Sick im Interview

„Community für Sensoren“Sensoren werden immer intelligenter und vernetzter. Mit dem Ecosystem AppSpace ermög-licht Sick eine individuelle Funktionalität der Sensoren. Welche Möglichkeiten Kunden mit den programmierbaren Sensoren und AppSpace erhalten, erläutert Detlef Deuil, Leiter Pro-duktmanagement Vertical Integration Products bei Sick, im Gespräch mit A&D.

A&D: Woraus besteht Sick AppSpace?Deuil: Wir verstehen unter AppSpace programmierbare Sensoren, wie bei-spielsweise die Matrixkameras der In-spectorP-Serie oder RFID-Sensoren. Für Entwickler gibt es in dem Ecosystem das Sick AppStudio, damit lassen sich Appli-kationen für den Sensor entwickeln. Die Benutzeroberfläche für den Maschinen-bediener kann dabei individuell als Web-

FRAGEN: Christian Vilsbeck, A&D BILDER: Sick; iStock, Ani_Ka

mer individueller werdende Marktanfor-derungen ab. Der Wunsch nach der An-zahl der Software-Features wurde so groß, dass wir unsere OEMs und Systeminte-gratoren in die Lage zu versetzen woll-

ten, die gewünschten Funktionen einfach und effizient selbst zu programmieren. Das war die Grundidee für AppSpace. Durch die Vielzahl der Wünsche wuss-ten wir gleichzeitig auch, wir benötigen eine moderne Community-Plattform für die Zusammenarbeit und den Austausch. Denn wenn man Sensoren programmier-bar macht und öffnet, entwickeln unsere Kunden eine Vielzahl von Ideen. Ein Ele-ment der Community-Plattform ist der Sick AppSpace Developers Club, in des-sen Rahmen auch eine jährliche Entwick-lerkonferenz stattfindet.

Wie kommt der Kunde in den AppSpace Developers Club?Für die Mitgliedschaft ist ein Jahres-beitrag von 3000 Euro fällig. Clubmit-glieder erhalten Zugriff auf regelmäßige AppStudio-Updates und individuelle Unterstützung in unserem Support Ser-vice Portal. Über das Ticketsystem und den Telefonservice erreichen Mitglieder kompetente Ansprechpartner, die auch über Remote-Access behilflich sind. Im AppSpace Support Portal sind zudem Beispiel-Apps, Tutorials sowie FAQs zu finden. Außerdem erhalten Mitglie-der besondere Demogerät-Angebote für niedrige Einstiegsbarrieren in AppSpace.

„Wir haben im Support Portal heute über 100 Sample Apps verfügbar. Das sind Funktionalitäten, die Club-mitglieder sofort nutzen können.“

Detlef Deuil, Leiter Produktmanagement Vertical Integration Products bei Sick

GUI erstellt werden. Entwickler können festlegen, welche Parameter für den Ope-rator an der Maschine wirklich sichtbar sein müssen. Aber auch die Datenkom-munikation über verschiedene Interfaces

lässt sich über das AppStudio regeln. Als weiteres Softwaretool ist der Sick App-Manager verfügbar, um Servicekräfte im Feld bei der Verteilung und Verwaltung der Sensor-Apps zu unterstützen.

Was war der Anstoß für die Entwicklung des Ecosystems?Gerade bei der Entwicklung kameraba-sierter Code-Leser zeichneten sich im-

34 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

SENSO R IK & ME SST E CH N IK

ware-Anbindung ein Thema für die Ent-wicklung mit AppStudio. Hier bietet un-ser Ecosystem die Möglichkeit, beispiels-weise Daten von SAP in den Sensor zu bekommen und Rückmeldungen wieder auszuwerten.

Wird AppSpace auf Sensoren von Sick be-schränkt bleiben?Das ist eine spannende Frage. Zum ak-tuellen Zeitpunkt funktioniert das neue Ecosystem nur auf unseren Sensoren.

Wer ist denn die typische Zielgruppe von AppSpace?Das sind Maschinenbauer, OEMs, Auto-matisierer und Systemintegratoren. Auch Roboterhersteller, die unsere Sensorik bereits einsetzen, zählen zur Zielgruppe.

Welche nächsten Schritte sind bei AppSpace geplant?Wir rollen AppSpace auf weitere Sensor-technologien aus, um das Portfolio und die Anwendungen deutlich zu erweitern. Interessant sind in diesem Zusammen-hang die Möglichkeiten, die sich mit dem Ecosystem bei 3D Vision ergeben. Außer-dem investieren wir gerade sehr in die weltweite Verfügbarkeit und den Support von AppSpace.

len Applikationen für die Sick-Sensoren programmieren.

Es ist also kein geschlossener Code?Nein, wir wollen, dass unsere AppSpa-ce-Mitglieder die Sample Apps individu-ell für ihre Bedürfnisse anpassen können.

Sind mit AppSpace programmierte Apps unabhängig von der Hardware auf ver-schiedenen Sensoren nutzbar?Das haben wir so vorgesehen. Wenn eine App auf einer anderen Sensor-Hardware installiert werden soll, bekommt der Ent-wickler Meldungen, welche Funktiona-litäten verfügbar sind und wo es einen Alarm gibt. Das ermöglicht einen hohen Wiederverwendungsfaktor der Apps mit nur geringfügigen Adaptionen. Was bei-spielsweise selbst ohne Anpassung funk-tioniert, ist die Apps zwischen kleinen und großen Matrixkameras oder der Sen-sor Integration Machine auszutauschen.

Welche Sensoren unterstützen bereits AppSpace?Aktuell zählen hierzu die 2D-Matrix-kameras der InspectorP-Baureihe, die Sensor Integration Machine sowie die RFID-Geräte der RFU-Serie. Bei den RFID-Systemen ist vor allem die Middle-

Wie entwickelt sich die Community?Wir haben bereits jetzt über 50 Firmen im Club, die sich aktiv mit dem Thema AppSpace beschäftigen. Das übertrifft unsere Erwartungen ebenso wie der wei-tere erfreuliche Zulauf.

Muss der Anwender eigentlich ein Code-Spezialist sein, um die Sensoren zu programmieren?Nein, überhaupt nicht. In den program-mierbaren Sensoren haben wir eine API-Struktur, über die zum einen die Funktionalitäten des Sensors nur noch aktiviert werden müssen. Darüber haben wir eine Sandbox gelegt, wo die App ent-wickelt werden kann. Die Programmier-sprache ist das weit verbreitete und ein-fache Lua-Scripting. Die Sprache ist auch für Programmierer von C++ innerhalb eines Tages autodidaktisch erlernbar.

Gibt es auch schon fertige Module, die in-dividuell anpassbar sind?Ja, das ist für Sick auch ein wichtiger As-pekt. Wir haben im Support Portal heu-te über 100 Sample Apps verfügbar. Das sind Funktionalitäten, die Clubmitglieder sofort für ihre Sensoren nutzen können. Auf diesen Sample Apps basierend kön-nen Entwickler natürlich ihre individuel- ☐

SENSOR I K & M ESSTECHN IK

35A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

Sicherer Werkzeugwechsel durch RFID-System

Garantierte Identifikation

Es gibt zwei unterschiedliche Ver-fahren zur Montage von Katalysatoren: Hardstuffing und Softstuffing. Beim Hardstuffing wird ein Monoblock mit Fasermatte unter Druck in ein zuvor auf Maß geweitetes Rohr geschoben. Beim Softstuffing hingegen wird der Mono-block mit Fasermatte locker in ein Au-ßenrohr geschoben und dann das Au-ßenrohr auf des Zielmaß gestaucht. Die Montage von Katalysatoren im Hard-stuffing- oder Softstuffing-Verfahren in einer automatisierten Fertigungszelle ist hochkomplex. Auch deshalb wenden sich viele namhafte Fahrzeughersteller an die Kirschenhofer Maschinen GmbH im schwäbischen Nersingen-Straß bei Neu-Ulm. Der Sondermaschinenbauer ist auf derartige Montagemaschinen spe-zialisiert.

Flexibel und rückverfolgbar

In einer jüngst von Kirschenhofer fertiggestellten Montageanlage für die Katalysatoren eines großen LKW-Her-stellers werden bis zu 60 verschiedene Katalysatortypen gefertigt. Die Kats sind unterschiedlich groß und im Quer-

Die neue Fertigungszelle für LKW-Katalysatoren aus dem Hause Kirschenhofer besticht durch automatisierte und sichere Werkzeugwechsel in Windeseile. Ein kompaktes RFID-System sorgt für die sichere Identifikation der Werkzeuge und sichert damit die Qualität der Produktion.

schnitt rund, oval oder polygon. Sie wer-den wahlweise im Hardstuffing- oder Softstuffing-Verfahren hergestellt. Um alle Varianten ohne Umrüstzeiten fer-tigen zu können, muss die Anlage ext-rem flexibel sein. Außerdem muss für jeden einzelnen Katalysator auch nach vielen Jahren noch nachvollziehbar sein, welche Charge an Rohren, Fasermatten und Monos darin verbaut wurde. Nur so lassen sich mögliche Kosten und Image-schäden durch Rückrufaktionen auf ein Minimum begrenzen.

RFID-Werkzeugidentifikation

Produktionsfehler erkennt bezie-hungsweise vermeidet die Anlage schon während des Fertigungsprozesses. So werden beispielsweise die Monoblöcke auf Schäden an den Kanten überprüft und defekte Teile automatisch aussor-tiert. Beim Hardstuffing-Verfahren müssen die Rohre auf das Zielmaß ge-spreizt werden. Je nach Geometrie des späteren Katalysators werden dafür ver-schiedene Werkzeuge in eine Maschine gespannt und häufig schon nach einem Produktionslos wieder ausgewechselt.

TEXT: Ralf Moder, Turck B ILDER: Turck; iStock, petekarici

SENSO R IK & ME SST E CH N IK

36 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

das richtige Werkzeug eingesetzt wurde. Erst dann gibt sie das Aufspreizen des Rohres frei.“ Bei bis zu 60 Tonnen Kraft, die die Maschine ausübt, würde ein fal-sches Werkzeug enormen Schaden ver-ursachen.

An den Werkzeugaufnahmen sind kompakte HF-Schreibleseköpfe vom Typ TN-Q14 angebracht. „Die RFID-Rea-der von Turck haben wir wegen ihrer kompakten Bauform gewählt“, begrün-det Craig Craill, Leiter Elektrik bei Kir-schenhofer, die Entscheidung. Zu Recht, denn der TN-Q14 ist nur 14 Millimeter hoch und bietet dennoch einen maxi-malen Schreibleseabstand von bis zu 72 Millimetern. In der Metallumgebung ist die Reichweite zwar kürzer, genügt aber immer noch, um den Schreiblesekopf vor Kollisionen mit dem Werkzeug zu schützen.

Bei Losen zwischen 200 und 1000 Ka-talysatoren und einem Produktionstakt von rund einem Gerät pro Minute müs-sen also mehrmals am Tag Werkzeuge ausgetauscht werden. Da der Kunde die Werkzeuge in einem zentralen Hochre-gallager aufbewahrt, wo sie auch für den Einsatz in anderen Maschinen bereitge-halten werden, wünschte er eine automa-tisierte Identifikation der Werkzeuge.

Die Werkzeugidentifikation ge-schieht über Turcks RFID-System „BL ident“. Zu diesem Zweck sind an allen Werkzeugen Datenträger vom Typ TW-R30-M-K2 ins Metall eingelassen. „Beim Kunden sind 20 verschiedene Werkzeu-ge im Einsatz“, erklärt Thomas Schön, Programmierer bei Kirschenhofer. „Auf dem RFID-Datenträger ist die ID-Num-mer des jeweiligen Werkzeugs hinterlegt. Anhand der ID prüft die Maschine, ob

Verschleißerkennung

Ein anderer Maschinentyp von Kir-schenhofer, der in mehr als zehnfacher Ausführung bei einem namhaften deut-schen Automobilhersteller steht, über-prüft auch den Rohrdurchmesser nach dem Aufspreizen und vergleicht diesen mit den auf dem Datenträger hinterleg-ten Toleranzwerten. Dank dieser Zu-satzoption erkennt die Maschine auch den Werkzeugverschleiß, Materialfeh-ler oder eine Fehlbedienung beim Auf-spreizen. Da die Maximal- und Mini-maldurchmesser des Rohrs auch in der aktuellen Anlage für LKW-Katalysatoren hinterlegt sind, wäre eine Nachrüstung dieser Zusatzfunktion leicht machbar.

Innerhalb der Anlage werden die lee-ren und vollen Rohre mit Robotergrei-fern von einer Bearbeitungsstation zur

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nächsten transportiert. Abhängig davon, ob das Rohr leer oder gefüllt ist, muss der Pneumatikgreifer unterschiedlichen Druck aufwenden. Ein leeres Rohr darf der Roboterarm nur mit 2,5 bar anfas-sen, um es nicht zu zerdrücken. Der Roboter bringt das leere Rohr zur so-genannten Einschiebestation, wo es mit einem Monoblock mit Fasermatte befüllt wird. Danach wiegt es rund 20 kg und muss mit 6 bar angepackt werden, um nicht aus dem Greifer zu fallen.

Wartungsfreundliche Module

Die Kommunikation der entspre-chenden Analogwerte an das Pneuma-tikventil läuft über Turcks kompaktes Profinet-Block-I/O TBEN-S2-4AO. Das IP67-Modul ist direkt auf dem Roboter-arm montiert und gibt die Werte von der Steuerung zum Ventil weiter. Ein TBEN-S2-4AI-Modul mit Analogeingängen gibt die Analogwerte des Pneumatik-ventils zurück an die Steuerung. Turcks Multiprotokoll-TBEN-S-Module spre-

chen drei Industrial-Ethernet-Protokolle und lassen sich daher nicht nur in Profi-net einsetzen, sondern auch in Ethernet/IP und Modbus TCP.

„Wir setzen nur Profinet ein, obwohl uns immer wieder amerikanische Kun-den fragen, ob wir auch eine Allen-Brad-ley-Steuerung verwenden können“, so Craill. „Wir haben allerdings unseren Standard und können nur wirtschaftlich arbeiten, wenn wir unser System tech-nisch bis ins letzte Detail verstehen.“

Noch was Neues?

Craig Craill wartet schon gespannt auf die neuen TBEN-S2-RFID-Module, die im sogenannten Bus-Mode bis zu 32 adressierbare Schreibleseköpfe in Lini-entopologie anbinden können. Dadurch verringert sich der Verdrahtungsauf-wand von den Schreibleseköpfen zum RFID-Interface. Außerdem werden we-niger Ports benötigt, was wiederum Kos-ten und Platz spart. ☐

In den Werkzeugaufnahmen sichern drei Schreibleseköpfe den Einsatz der

korrekten Werkzeuge.

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Cloud-Lösung für Risikobeurteilungen

CE-Zertifizierung vereinfachen

TEXT: Alexandra Langstrof für CE-CON BILD: CE-CON

Maschinensicherheit ist nicht nur für Hersteller, sondern auch für Betreiber von Maschinen und Anlagen ein aktuelles Thema. Maschinenbauer, Anlagenplaner und Projektierungsverantwortliche kennen die komplexe Thematik des CE-Zertifizie-rungsverfahrens. Eine deutsche Cloud-Lösung vereinfacht den Prozess.

A&D | A u s g abe 7+8 .201740

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In 6 Schritten zur CE-Kenn-zeichnung

Weltweit können alle am Prozess be-teiligten Mitarbeiter mit der Cloud-Lö-sung arbeiten. Für den ersten Schritt – die Recherche der relevanten Richtlinien – stehen den Verantwortlichen in der Software alle aktuellen EG-Richtlinien zur Verfügung. Fachliche Hilfe-Funk-tionen vereinfachen dabei die Auswahl der relevanten Richtlinien. Im zweiten Schritt findet die Normen-Recherche statt. Denn zu den EG-Richtlinien gibt es jeweils eine Liste harmonisierter Nor-men. Durch die Eingabe von Suchbegrif-fen in der CE-Software finden die An-wender einfach und sicher die Normen, die für ihr Produkt zutreffen können. Die Normen-Daten sind stets aktuell. Darüber hinaus steht eine Auswahl von Daten wichtiger internationaler Stan-dards (ANSI, NFPA, ISO, IEC) zur Ver-fügung. Doch auch im weiteren Verlauf können jederzeit berücksichtigte Nor-men ergänzt werden. Außerdem liefert die Software CE-CON Safety zusätzlich Vorschläge zu relevanten Normen, wenn bestimmte Typen an Maßnahmen ausge-wählt werden.

Für den dritten Schritt – die Be-wertung von Risiken – stehen zwei un-terschiedliche Systeme zur Verfügung. Eines davon ist das über Ländergrenzen und international bekannte Verfahren der HRN (Hazard Rating Numbers) zur Bewertung von Gefährdungen an

EU-Richtlinien legen für eine Viel-zahl von Produkten – auch für Ma-schinen – allgemeine Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen fest, die nicht unterschritten werden dürfen. Die auf den Produkten anzubringende CE-Kennzeichnung dient als Reisepass in der EU und ist gesetzliche Pflicht für Hersteller und Importeure.

Die Sicherheit einer Maschine muss durchgängig beurteilt und dokumentiert werden. Sie zieht sich wie ein roter Fa-den durch den gesamten Maschinen-Le-benszyklus. Und im Maschinen- und Anlagenbau zeigen sich bereits deutliche Veränderungen durch die Industrie 4.0. Produktionsabläufe werden immer ver-netzter. Wird die Maschine in München konstruiert, in Rumänien hergestellt und in Portugal in Betrieb genommen, stellt eine Cloud-Lösung eine große Hilfe in den einzelnen Phasen dar. Die Verant-wortlichen an den unterschiedlichen Standorten greifen alle auf denselben Datenbestand zu. Eine transparente lü-ckenlose Dokumentation wird ermög-licht.

Der Benutzer loggt sich über das Internet in die Software ein. Dies spart nicht nur viel Zeit und Geld. Es gibt auch Sicherheit. Denn im System findet er alle aktuellen Richtlinien und Daten zu har-monisierten Normen, die der CE-Kenn-zeichnung zugrunde liegen. Darüber hinaus werden die Anwender intuitiv durch den gesamten Prozess geführt.

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S I CHERE AUTOM AT I ON

Maschinen. Bei dem anderen System handelt es sich um das bewährte System aus der Vorgänger-Software aus dem Hause CE-CON. Beide Systeme entsprechen den Anforderungen der internationalen Norm ISO 12100:2010. Die Anwender können pro Projekt wählen, mit welchem System sie arbeiten möchten. Im vierten Schritt geht es um die notwendigen Maßnahmen. Für zahlreiche Maßnahmen stehen Typen mit vordefinierten Feldern zur Verfügung. Diese erleichtern dem Verantwortli-chen die Eingabe und liefern Ideen, welche Informationen zu bestimmten Maßnahmen gehören (beispielsweise neben der Maßnahme „Sicherheitslichtgitter“ noch den Typ des Lichtgit-ters, Abstand zur Gefahrenstelle oder Nachlaufzeit).

Im fünften Schritt wird die technische Dokumentation auf Knopfdruck generiert. Neben der Risikobeurteilung und Richtlinien bezogener EG-Konformitätserklärungen stehen viele, für die weitere Projektbearbeitung hilfreiche Dokumen-tationen, zur Verfügung. Im sechsten Schritt kann der Verant-wortliche das Layout anpassen. Dazu wird beispielsweise das Firmenlogo hochgeladen und die Nachweisdokumentation im Corporate Design erstellt.

Tool simplifiziert CE-Verfahren

CE-CON Safety ist ein Tool, um den Prozess der CE-Kenn-zeichnung zu vereinfachen. Das CE-Zertifizierungs-Verfahren ist mit dieser Lösung innerhalb kurzer Zeit durchzuführen. Mittels Direkthilfen, Video-Tutorials, Online-Handbuch und anderen Hilfestellungen wird dem Benutzer der Einstieg in das System erleichtert. „Wir unterstützen unsere Kunden persön-lich über Online-Seminare bei den ersten Schritten. Zudem können wir durch unser fachliches Know-How in Sachen Ma-schinensicherheit und CE-Kennzeichnung viel inhaltlichen Rat geben“, sagt Jörg Handwerk, Gründer und Geschäftsführer aus dem Hause CE-CON. ☐

IMPRESSUMHerausgeber Kilian Müller

Redaktion Christian Vilsbeck (Managing Editor/verantwortlich/ -26), Selina Doulah (-34), Anna Gampenrieder (-23), Tabea Lother (-38), Florian Mayr (-27), Sabrina Quente (-33)

Newsdesk Regina Levenshtein (News Manager/-32)

Redaktionskontakt newsdesk@publish-industry.net

Anzeigen Caroline Häfner (Director Sales/verantwortlich/-14), Saskia Albert (-18), Doreen Haugk (-19), Demian Kutzmutz (-37), Christian Schlager (-15), Jessica-Laura Wygas (-16); Anzeigenpreisliste: vom 01.01.2017

Sales Services Ilka Gärtner (-21), Marina Schiller (-20), Anna Wastl (-24), dispo@publish-industry.net

Verlag publish-industry Verlag GmbH, Machtlfinger Straße 7, 81379 München, Germany Tel. +49.(0)151.58 21 19-00, Fax +49.(0)89.50 03 83-10, info@publish-industry.net, 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; leserservice-pi@vuservice.de

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 64 € inkl. Porto/Versand innerhalb Deutschlands und MwSt. erhältlich (Porto: EU-Zone zzgl. 10 € pro Jahr, Europa außerhalb EU zzgl. 30 € pro Jahr, restliche Welt zzgl. 60 € 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 leserservice-pi@vuservice.de.

Gestaltung & Layout Schmucker-digital, Lärchenstraße 21, 85646 Anzing, Germany

Druck Firmengruppe APPL, sellier druck GmbH, Angerstraße 54, 85354 Freising, Germany

Marketing & Vertrieb Anja Müller (Head of Marketing), Esther Härtel (Product Manager Magazines)

Herstellung Marina Schiller

Nachdruck Alle Verlags- und Nutzungsrechte liegen beim Verlag. Verlag und Redaktion haften nicht für unverlangt eingesandte Manuskripte, Fotos und Illustrationen. Nachdruck, Vervielfältigung und Online-Stellung redaktioneller Beiträge nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlags.

ISSN-Nummer 1618-2898

Postvertriebskennzeichen 49309

Gerichtsstand München

Der Druck der A&D erfolgt auf FSC®-zertifiziertem Papier, der Versand erfolgt CO2-neutral.

Mitglied der Informations- gemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern e.V. (IVW), Berlin

FIRMEN UND ORGANISATIONEN IN DIESER AUSGABE

Alphabet .............................................................8

ARM ....................................................................8

B&R ....................................................................8

Bachmann Electronic .........................................31

Bauer Gear Motor ................................................8

Bender ..............................................................58

Bihl+Wiedemann  ..............................................17

BMBF ..................................................................9

Boston Dynamics .................................................8

CE-CON .............................................................40

Cideon ..............................................................19

Dassault Systèmes ............................................22

Di-Soric  ...........................................................37

Donetz ..............................................................54

Escha ................................................................47

Euchner ............................................................43

Eutec ................................................................12

Flir Systems ........................................................8

Frizlen ...............................................................41

Harting ..............................................................44

Heidrive ............................................................26

Hilscher ..............................................................3

Hochschule Karlsruhe ........................................18

Hummel ............................................................49

Hyundai Heavy Industries .....................................8

Icotek................................................................53

Igus ..................................................................45

Ilme ..................................................................46

Institut der deutschen Wirtschaft Köln.................16

Kaspersky Lab .....................................................9

Kirschenhofer Maschinen ...................................36

Kontron ...............................................................9

Lapp .................................................................50

Lenord+Bauer ...................................................24

Lütze ..................................................................5

MHJ-Software ...................................................10

Micro-Epsilon Messtechnik ................................38

Mitsubishi Electric ...............................Titel, 12, 14

Moxa .................................................................64

Noax Technologies .............................................33

ODU  .................................................................51

P.E. SCHALL  ......................................................27

Phoenix Contact ...................................... 54, 4. US

Profibus Nutzerorganisation ...............................29

S&T Deutschland .................................................9

Schlegel  ...........................................................63

Sick ..................................................................34

Siemens .................................................. 2. US, 30

Softbank .............................................................8

Tsb-Bescom ......................................................24

Turck ................................................................36

TWK ..................................................................61

Unitechnik .........................................................19

Untitled Exhibitions ............................................10

VDMA ..................................................................8

Vipa ..................................................................11

Weidmüller ....................................................8, 53

Wieland Electric .................................................48

Wittenstein Cyber Motor .......................................6

Yaskawa ..............................................................8

ZVEI ....................................................................8

Firma Seite Firma Seite

S ICHE RE AUTO MAT IO N

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Sicherheits-Lichtgitter und –Lichtvorhänge

SCHMAL, ROBUST, SICHER

schmale Bauform im robusten und in-dustrietauglichen Gehäuse erlaubt eine Montage auch in beengten Einbauberei-chen. Lichtgitter und Lichtvorhänge der Baureihe LCA erfüllen alle normativen Anforderungen, die an berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen gestellt werden. Abgängig vom gewählten Typ (2 oder 4) kann ein Performance Level PL c / SIL 1 oder ein Performance Level PL e / SIL 3 erreicht werden.

In Kombination mit der frei pro-grammierbaren sicheren Kleinsteue-rung MSC können verschiedene Mu-ting-Funktionen realisiert werden. Mit Hilfe von weiteren Sensoren überwacht die MSC den korrekten Ablauf des Über-brückungsvorganges durch einen Ge-genstand und erkennt, wenn sich anstatt des Gegenstandes beispielsweise Men-schen durch das Schutzfeld bewegen.

Für die einfache Absicherung von Gefahrenstellen können bis zu drei Licht-vorhänge des Typ 4 in Reihe geschalten werden. Hierfür stehen Master-/Sla-ve-Ausführungen in unterschiedlichen Auflösungen und Schutzfeldhöhen zur Verfügung. ☐

TEXT: Frank Kretzschmar, Euchner BILD: Euchner

In industriellen Einrichtungen ist Sicherheit stets ein großes Thema. Ein Her-steller von Sicherheitssystemen hat nun sein Programm um berührungslos wirkende Schutz einrichtungen erweitert.

Der Hersteller für Sicherheitssyste-me Euchner sieht seine neuen Lichtgit-ter und -vorhänge der Baureihe LCA für den Einsatz bei der Zugangs- und Ge-fahrenbereichssicherung vor. Sie sind als mehrstrahlige Lichtgitter (zwei bis vier) oder als Lichtvorhänge mit verschie-denen Auflösungen von 14 bis 50 mm verfügbar. Lichtgitter eignen sich für die Zugangskontrolle, wohingegen Lichtvor-hänge insbesondere beim Schutz für Fin-ger, Hand, Arm und Körper Anwendung finden.

Abhängig von den An-forderungen der abzusi-chernden Stelle bietet Euch-ner Lichtgitter und -vorhän-ge des Typ 2 und Typ 4 mit unterschiedlichen Schutz-feldhöhen und Reichwei-ten an. Die Inbetriebnahme sowie die Parametrierung kann direkt am Gerät vorge-nommen werden, ohne zu-sätzliche Programmierung an einem PC. Eine integrier-te LED-Anzeige verschafft eine schnelle Übersicht über den Status des Gerätes. Die

S I CHERE AUTOMAT ION

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Robuste Steckverbinder für Lichtwellenleiter

Öllampe, Schlägel und Eisen, manchmal auch noch ein Kanarienvogel, zählt der Bergmann Gezähe die Utensilien für den Abbau unter Tage auf, die vor 200 Jahren notwendig wa-ren. Heutige Minen und Bergbaubetriebe erinnern mit ihren Maschinen, Förderanlagen und der ausgefeilten Technik hinter Tunnelbau oder Rohstoffgewinnung jedoch wenig an diese Zeit. Und nun hält in Tunnelbohrprojekten und im Bergbau die Digi-talisierung genauso Einzug wie in der Industrieautomation oder dem Consumerbereich. Aber im Unterschied zu den letzten beiden, sind die Anforderungen unter der Erde und in anderen rauen Umfeldern um ein vielfaches höher.

Große Entfernungen und gleichzeitig hohe, notwendige Bandbreiten machen Lichtwellenleiter (LWL) im Untertagebau zum unumgänglichen Leitmedium. Da optische Schnittstellen jedoch bekanntermaßen empfindlich gegenüber Verschmut-

SICHER UNTER TAGE

zungen sind, mussten sich deren Entwickler für Minen- und Tunnelbaubetriebe eine Lösung einfallen lassen. Bei Harting heißt die Lösung für hohe Datenraten unter extremen Bedin-gungen Expanded Beam Cable Assembly. Damit sind HD-TV (High Definition Television) an Maschinen und Anlagen, wie auch bei Notfällen die Ortung von Personal bis in die letzten Winkel einer Grube kein Problem mehr.

Anforderungen im Bergbau

Bohrwagen, Radlader, Walzenlader und Sprengwagen sind nur einige Geräte eines großen Bergbaubetriebes, die Betreiber in Zukunft besser überwachen möchten. Neben wirtschaftli-chen Interessen wie Fördermengenmessung in Echtzeit oder die Menge des eingesetzten Sprengstoffes, gilt es auch die Sicherheit zu erhöhen. Durch moderne Überwachungssysteme können

TEXT: Jonas Diekmann und Frans Oudshoorn, beide Harting BILDER: Harting; Thinkstock

Im Untertagebau hält die Digitalisierung Einzug. Für die Datenverbindung bis an jede Maschine kommen aber nur Lichtwellenleiter in Frage. Sicher verpackt in einem Steckverbinder, dem we-der Staub noch Wasser oder rustikale Bedienung etwas anhaben kann, ist dies jetzt möglich. Der robuste Steckerverbinder eröffnet viele neue LWL-Anwendungen in rauer Umgebung.

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VERB IN D UN GS- UN D SCHA LTS C HRA NK TEC HN IK

ständen und Personen sowie die Übermittlung von Aufträgen an Arbeitsmaschinen oder Transportfahrzeugen. Aber wie fin-den all diese Daten den weiten Weg an die Erdoberfläche? Beim Bau des Gotthardt-Tunnels zum Beispiel, waren zum Ende der Bauphase je Seite gute 25 Kilometer, die es zu überbrücken galt. Eine Ethernet-Übertragung über Kupferkabel schließt sich bei diesen Distanzen aus, LWL beziehungsweise deren Schnittstel-

live Maschinen und Personen geortet und im Notfall schneller gefunden und gerettet werden. Weitere mögliche Aufgaben im Bergbau sind: die Fernsteuerung der Maschinen aus einer Leit-stelle; HD-Videoüberwachung der Anlagen und Maschinen; Netzwerkanbindung an das Firmennetz zur Abfrage von Daten, Leistung und Ertrag; die Anbindung der WLAN-Router inner-halb der Anlagen für Telefonie, Ortung von Fahrzeugen, Gegen-

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VERB I NDUNGS- UND SCHALTSCHRANKTECHN IK

len sind für den Einsatz in einem derarti-gen Terrain nicht geeignet. Sie überbrü-cken zwar lange Distanzen mit großer Bandbreite, sind aber letztendlich zu empfindlich – so der Stand bis jetzt!

Robuste LWL-Steckverbinder

Optische Steckverbinder, die auf kera-mischen Ferrulen wie ST, SC, LC und E2000 basieren, verbinden die Glasfasern mit Hilfe eines physikalischen Kontakts der polierten Faserendflächen. Weit ver-breitet ist diese Art von Steckverbindern bereits im LAN, WAN und in Rechen-zentren. Besonders beliebt für diese Be-reiche sind sie deshalb, da die trockenen, sauberen und klimatisierten Bedingun-gen eine zuverlässige Umgebung für die optische Verkabelung zur Verfügung stellen. Für den Einsatz im Außenbereich müssen diese IP20-Steckverbinder mit unterschiedlichen Gehäusen konfiguriert werden, um Schutzgrade bis IP65/IP67 zu erlangen. Nur so lassen sie sich außerhalb klimatisierter Bedingungen verwenden – zumindest solange sie gesteckt sind.

Wird die Schnittstelle geöffnet, ist eine Kontamination unter rauen Bedin-gungen wie unter Tage unvermeidbar. In Bereichen, in denen optische Verbindun-gen oft auf- und abgebaut oder wo Anla-

gen und Anlagenteile regelmäßig örtlich verändert werden, ist eine Beschädigung dieser Ferrulen nicht zu verhindern. Da-bei spielt es keine Rolle, ob sie mit einem zusätzlichen IP65/67 Gehäuse geschützt werden oder nicht. Kritisch ist eine Öff-nung der optischen Verbindung immer: Minimale Mengen Staub, Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen gelangen schnell auf die Ferrulen und verhindern eine erfolgreiche Übertragung von Daten.

Für weite Übertragungsstrecken und gleichzeitig hohes Datenaufkommen bleibt im Bergbau nur der Weg über Lichtwellenleiter. Mit einem neuarti-gen und robusten Steckverbinder, dem Schmutz und Wasser nichts anhaben kann und der einfach zu reinigen ist, ist dies nun möglich.

Schmutz kein Problem

Die Expanded-Beam-Kabelkonfek-tion von Harting ist die Lösung für den Einsatz von Glasfasern im Untertagebau und innerhalb rauer Industriefelder. Die-se Lösung wurde designed, um in den härtesten, rauesten und schmutzigsten Situationen jeglicher Anwendung eine zuverlässige optische Verbindung zu ge-währleisten. Zudem ist ein regelmäßiges Auf- und Abbauen der Verkabelung in

Expanded-Beam-Steckverbinder für Lichtwellenleiter sind spezi-

ell für schmutzige Umgebungen gemacht. Ein verdrecktes Steck-

gesicht lässt sich einfach mit Wasser und einen Tuch reinigen.

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VERB INDUNGS- UND SCHALTSCHRANKTECHN I K

diesen rauen Zonen realisierbar. Sogar eine Verlängerung der optischen Verbindung ist einfach durch den Anschluss eines weiteren Kabels möglich, ohne auf die Verlege-Richtung ach-ten zu müssen. Durch das hermaphroditische Steckgesicht, ist ein zusätzlicher Adapter ebenfalls nicht von Nöten, womit nur zwei von mehreren Vorteilen dieser Technik aufgezeigt werden. Die Lösung von Harting ist daher in Bereichen anwendbar, die extremen äußeren Bedingungen ausgesetzt sind. Bergbau und Tunnelbohrmaschinen sind nur zwei mögliche Anwendungen.

Bei ferrulenbasierten Steckverbindern wird die Glasfaser in die Ferrule eines Standard-Fiber-Optik-Steckverbinders einge-klebt. Wichtig für die Faserendfläche ist, dass diese geschliffen und poliert sein muss. So können die zu verbindenden Stecker die Faserendflächen in Kontakt bringen, womit Licht von einer Faser in die andere eingekoppelt wird. Die lichtführenden Be-reiche der Fasern haben je nach Fasertyp einen Durchmesser von 0,009 bis 0,065 Millimeter. Folglich lässt bereits die kleinste Verschmutzung in genau diesem minimalen Bereich die Dämp-fung des optischen Signals sehr schnell wachsen, wodurch letzt-endlich die Verbindung getrennt wird.

Der Expanded Beam Connector erweitert den Durchmes-ser des Lichtstrahls mit dem Einsatz einer Linse insgesamt um den Faktor 40. Der erweiterte Lichtstrahl kann nun in den ge-genüberliegenden Stecker eingekoppelt und mit der Linse des zweiten Steckers wieder zurück auf den Faserdurchmesser kol-limiert werden, das heißt, die Lichtstrahlen werden wieder par-allelisiert. Dieser Vorgang wird in der Optik als Kollimation be-zeichnet. Der daraus resultierende Vorteil ist ersichtlich: da nun zwischen den Steckern der übertragene Lichtstrahldurchmesser um das 40-fache erweitert wurde, ist eine Staubverschmutzung mit einer Größe von 0,020 Milllimeter keine Störung mehr. In einer IP20-Lösung hätte eine Staubverschmutzung dieser Grö-ßenordnung zu einer Verbindungstrennung geführt.

Für mehr Sicherheit im Bergbau

Der Expanded-Beam-Steckverbinder besitzt die Schutzklas-se IP68 und ist einfacher zu reinigen. Zwar wird er standard-mäßig mit einer Schutzkappe ausgeliefert, die im ungesteckten Zustand Linsen und Gewinde schützen, aber auch ungeschützt sind Staub und Wasser kein Problem. Einfach die Kontaktfläche abspülen, mit einem Tuch oder an der Kleidung grob abwischen und verbinden – fertig! Eine einfache aber geniale Lösung für Gigabit Ethernet bis in die entlegensten Winkel von Tunneln, Bergwerken oder anderen Großindustrieanlagen. ☐

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Gehäuse für Steckverbinder

Kalt und nass oder trocken und heiß – Komponenten in Windkraftanlagen müs-sen viel aushalten und trotzdem einwand-frei funktionieren. Die Steckverbinder der Serie Revos Basic M von Wieland Electric werden häufig in solchen Anlagen zum Anschluss von Antrieben, der Rotornabe oder als elektrisches Interface am Schalt-

Schutz für harte Umgebungen

schrank verwendet. Ihr Gehäuse wurde speziell auf die dort herrschenden Belas-tungen angepasst, damit sie diesen wir-kungsvoll widerstehen.

Die Steckverbinder sitzen in einem stabilen Metallgehäuse. Durch die Ver-wendung des chemisch beständigen Flu-

TEXT: Hans Baumgärtner, Wieland Electric BILDER: Wieland Electric; iStock, Ostill

Windkraftwerke, Maschinen und Industrieanlagen stellen hohe Anforderungen an Steckver-binder. Vibration, eindringende Feuchtigkeit und Korrosion sind Belastungen denen sie trotzen müssen. Eine besondere Rolle spielt dabei das Gehäuse.

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orkautschuks Viton als Werkstoff für die Dichtung zwischen den Gehäuseteilen, ist die dauerhafte Dichtwirkung sicherge-stellt. Viton besitzt eine gute Gasdurch-lässigkeit und Alterungsbeständigkeit, verbunden mit einem guten Druckverfor-mungsrest. Die beweglich gelagerten Ver-riegelungsbolzen und der mit Rollen ver-

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sehene Verriegelungsbügel aus Edelstahl schließen verschleiß- und abriebarm.

21 LWL-Leitungen auch für Hochspannung

Die Revos Basic M lassen sich für sehr unterschiedliche Einsatzbereiche verwen-den, zum Beispiel auch für Lichtwellenlei-terverbindungen (LWL). Da Lichtwellen-leiter resistent gegen elektrische und elek-tromagnetische Störfelder sind, werden sie vermehrt in Windkraftanlagen eingesetzt, etwa für den Datenaustausch zwischen Hub-, Top- und Groundcontroller. Für diese Anwendungsbereiche eignet sich das SC-Modul der Steckverbinderreihe. Es lässt sich per Snap-in mit bis zu drei Glas-faser-Einsätzen verschiedener Fasertypen versehen. Ein komplett bestücktes Sys-tem kann sich aus bis zu sieben Modulen zusammensetzen und somit maximal 21 LWL-Leitungen in der Gehäusebaugröße

Revos-Basic-M-Steckverbinder von Wieland Electric sind durch

verschiedene Einsätze sehr flexibel.

DIE REVOS-BASIC-M-SERIE ERFÜLLT DIE ANFORDERUNGEN FOLGENDER NORMEN:

• Vibrationstest nach DIN 60068-2-6 (10 - 150 Hz/2g) • Vibrationstest nach DIN EN 61373-1-B• Alterungsprüfung durch Bewittern und Bestrahlen nach EN ISO 4892-2• Ozon-Test nach DIN ISO 1431-1:2011-05 • Korrosionsschutz von >1500 h NSS DIN EN ISO 9227

24 bestehen. Aus diesem Grund lässt sich das SC-Modul im Hochspannungsumfeld, für FTTx-Anwendungen und unter rauen Einsatzbedingungen einsetzen.

Für schwierige Umgebungen

Die Revos-Basic-M-Steckverbinder sind für Temperaturen von –40 bis 120 °C ausgelegt und in den Baugrößen 6,10, 16 und 24 sowie in der Schutzklasse IP66 erhältlich. Optional können sie mit einem Aluminiumdeckel ausgestattet werden, der die Steckverbinder beim Transport und im Servicefall schützt. Für den Einsatz in beengten Platzverhältnissen sind sie als Einhandvariante verfügbar. Die Verriege-lungsbügel aus Edelstahl sind mit hitze-beständigem, thermoplastischem Kunst-stoff überzogen. Ergonomische Griffrillen sorgen dafür, dass sich der Steckverbinder auch bei schwierigen Umgebungsbedin-gungen gut bedienen lässt. ☐

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VERB INDUNGS - U ND SCHALTSCHRANKTECHN I K

Steckverbinder im Wandel

Durch die Globalisierung steht Herstellern von Maschinen und Anlagen die Welt offen. Doch wer als Hersteller weltweit aktiv ist, muss in verschiedenen Märkten lokale Standards er-füllen. Wer beispielsweise plant, nach Nordamerika zu expor-tieren, muss seine Produkte UL-zertifizieren lassen.

Für bestimmte Branchen, etwa die Wind- und Solarener-gie, die Bahn- oder die Lebensmittelindustrie sind zusätzlich spezielle Zertifizierungen vorgeschrieben. Die in Stuttgart an-

GLOBALER DENKEN BEIM STECKEN

sässige Lapp Gruppe orientiert sich deshalb bei Neuentwick-lungen immer an den höchsten Anforderungen und leitet die Varianten für verschiedene Märkte und Branchen dann von diesem Standard ab.

138 Millionen Konfigurationen

Dabei kommt den Anbietern und ihren Kunden zugu-te, dass sich bestimmte Steckverbinder als Standard weltweit

TEXT: Martin Guserle, Lapp BILDER: Lapp; iStock, Kai_Wong

Globalisierung, Digitalisierung und Nachhaltigkeit fordern auch von der Industrie ein Umden-ken und neue Ideen. Das betrifft auch die Hersteller von Verbindungstechnik. Gerade Steckver-binder müssen immer flexibler werden, um den aktuellen Megatrends zu begegnen.

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ren und die Bestellung direkt in Auftrag geben kann. Die Liefe-rung erfolgt in nur fünf Arbeitstagen innerhalb Deutschlands.

Digitalisierung bedeutet aber auch, dass in der Industrie immer mehr Datenverbindungen geknüpft werden. Deshalb steigt für die Übermittlung digitaler Daten die Nachfrage nach Steckverbindern mit immer höheren Datenraten. Hier-für kommen unterschiedliche Rundstecker zum Einsatz. Stan-dards sind die Gewindegrößen M23 und M17. Aber auch der kompakte M12-Stecker setzt sich immer mehr durch. Alle Steckverbinder-Varianten haben einen Vorteil: Sie sind zu-kunftssicher und damit nachhaltig.

durchgesetzt haben. Rechteckstecker sind seit vielen Jahren etabliert und kommen auch in vielen neuen Anwendungen zum Einsatz. Allerdings gestaltet sich die Auswahl der passge-nauen Stecker teilweise schwierig: Allein für die Gehäuse der Epic-Rechteckstecker von Lapp sind 138 Millionen Konfigura-tionen verfügbar.

Doch wie findet ein Kunde bei dieser großen Auswahl die richtige Variante? Hier hilft die Digitalisierung: Lapp hat einen Online-Gehäusekonfigurator entwickelt, mit dem der Kunde sein individuelles Industriestecker-Gehäuse mit Verriege-lungskonzept und Kabeleinführung online selbst konfigurie-

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VERB I NDUNGS- UND SCHALTSCHRANKTECHN IK

51A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

Vielfalt bei Rechtecksteckverbindern gefragt

Stecker für industrielle Anwendungen haben mitunter ei-ne Lebensdauer von 30 Jahren oder mehr. Allerdings sind die Anforderungen in den letzten Jahren stark gestiegen – etwa in Bezug auf Bewegung und Vibration. Denn die Zahl der beweg-ten Anwendungen steigt ebenso wie die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Bewegungen, etwa in Schleppketten oder Robotern. Deshalb wird von den Steckverbindern erwartet, dass sie enorm vielseitig sind. Wird beispielsweise an einem Roboter eine Kamera zur Qualitätsinspektion nachgerüstet, sollte die Erweiterung auch im Steckverbinder leicht möglich sein. Hier bieten sich modulare Rechtecksteckverbinder an.

Lapp hat hierfür auf der Hannover Messe 2017 das Recht-ecksteckersystem Epic MH für Leistung, Signale und Daten vorgestellt. Der Anwender kann die Aufgaben verschiedener Leitungen in einem Stecker zusammenfassen und Module be-liebig zusammenstellen. Dafür sorgt ein Steckrahmen, der sich mit Steckermodulen von Lapp sowie Modulen des Marktstan-dards bestücken lässt – und das bei deutlich einfacherer Mon-tage als bei den üblichen Klapp- und Schieberahmen.

Zwei bis 36 Pole, Ströme bis 100 Ampere, Spannungen bis 1000 Volt, Daten mit 100 Megahertz pro Sekunde nach Cat. 5 – der Anwender hat nahezu unbegrenzte Kombinationsmög-lichkeiten mit dem Epic MH und kann jederzeit flexibel auf neue Anforderungen reagieren.

Ernährungstrends beeinflussen Steckverbinder

Besonders Kunden, die mitten in der Neuentwicklung ei-ner Maschine stecken, bietet das modulare Stecksystem Vor-teile: Sie können die Stecker im Laufe des Entwicklungsprozes-ses leicht anpassen, müssen also nicht ständig neue Leitungen konfektionieren, wenn es eine Änderung gibt. Davon profitie-ren insbesondere Branchen, die sich in großem Maßstab in-dustrialisieren, wie die Lebensmittelbranche.

Denn auch der demografische Wandel nimmt Einfluss auf Steckverbinder: Um die Menschheit zu ernähren, muss die Lebensmittelherstellung produktiver werden. Gleichzeitig ver-langen insbesondere die Konsumenten in Industrienationen Lebensmittel, die sich bequemer zubereiten lassen und die in kleineren Portionen verpackt sind. Das hat zur Folge, dass Le-bensmittel zunehmend industriell verarbeitet und maschinell verpackt werden. Das erfordert eine Vielzahl von Sensoren und Antrieben und damit Leitungen sowie Steckverbinder, die Daten und Leistung übertragen.

Da die Anforderungen an die Hygiene weiter steigen, müs-sen solche Steckverbinder besonders robust sein, um den häu-figen Reinigungszyklen mit aggressiven Reinigungsmitteln zu widerstehen. Gleichzeitig geht der Trend zu Individuallösun-gen bei Steckverbindern, wenn Standardlösungen nicht mehr weiterhelfen. In diesem Fall ist intensive Beratung und Unter-stützung beim Engineering durch den Hersteller gefragt. ☐

Das Steckersystem Epic MH von Lapp lässt sich für Leitungen

unterschiedlichster Funktionen bestücken und nimmt beliebige

Steckermodule für Energie, Signale und Daten auf.

Lapp kann dank hoch automatisierter Fertigung individuelle Ste-

ckergehäuse innerhalb von fünf Tagen herstellen und liefern.

VERB IN D UN GS- UN D SCHA LTS C HRA NK TEC HN IK

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Platzsparen im Schaltschrank

Kompakte Steuer-stromverteilung

Die Anforderungen zum Spa-ren von Platz und der Vermei-dung von Fehlverdrahtung reali-siert Weidmüller mit einer neuen Potenzialverteilerreihenklemmen-familie aus der Klippon Connect A-Reihe. Durch das einheitliche Design sowie einfache Querverbin-dungen lässt sich bereits die Ver-drahtung einfacher durchführen, der benötigte Platz wird minimiert. Über zwei mögliche Aufbauten - alternie-rend und gruppiert - erhöht Weidmüller zudem die Flexibilität der Anwender.

Die neuen Potenzialverteilerreihenklem-men der Familie sind als Sicherungs- oder Trennklemmen erhältlich. Der schwenkbare Multifunktionshalter der Sicherungsklemme nimmt G-Sicherungseinsätze 5 x 20 auf. Eine im Sicherungshalter integrierte LED-Statusan-zeige visualisiert den Zustand der Sicherung und ermöglicht eine schnelle Wartung. Dazu tragen auch der einheitliche Prüf- und Testab-griff an der Klemme sowie zwei Prüfabgriffe am Sicherungshalter bei. Die Abgriffe sind für den 2,0 mm Standard-Teststecker ausgelegt. Markierungen sind sowohl am Sicherungshal-ter wie auch an jeder Klemmstelle montierbar. Die farbigen Pusher visualisieren dem Anwen-der das jeweilige Potenzial.

Bei der Stromzuführung zu Verbrauchern im Schaltschrank besteht durch die große Anzahl an Leitern ein erhöhtes Risiko von Fehlver-drahtungen. Mit kompakten und flexibel ausgelegten Potenzialverteiler-reihenklemmen lässt sich die Steuerstromverteilung platzsparend und ohne Fehlverdrahtungen realisieren.

Mehrere Siche-rungshalter lassen sich zu einem Block ver-binden, aus dem mit einem Schraubendreher einzelne Sicherungshalter heraus geschwenkt werden können. Die Trennklemme ermöglicht eine rationelle Fehlersuche. Durch systema-tisches Schließen der geöffneten Stromkrei-se kann der Anwender Fehlerquellen schnell ermitteln. Das Push In-Anschlusssystem der Klippon Connect A-Reihe ermöglicht auch den Anschluss feindrähtiger Leiter ohne Spezial-werkzeug. Zwei Querverbindungskanäle sor-gen zudem für eine schnelle Erweiterung der Steuerstromverteilung. ☐

TEXT: Horst Kalla, Weidmüller B ILD: Weidmüller

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A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

VERB I NDUNGS- UND SCHALTSCHRANKTECHN I K

Warnmeldesystem für 10-kV-Hauptverteilerstationen

Fehlersuche verbessert

Dortmunder Netz (Donetz) ist eine 100-prozentige Tochter der Dortmunder Energie- und Wasserversorgung. Do-netz verantwortet die Strom-, Gas- und Wassernetze in Dortmund, die Gas- und Wassernetze in Herdecke sowie Teile des Wassernetzes in Holzwickede. Im Be-reich des Stromnetzes unterhält Donetz neben den 22 Umspannanlagen mit ins-gesamt 33 Transformatoren ebenfalls 38 Hauptverteilerstationen mit einer Span-nung von 10 kV.

Im Rahmen ihres Aufgabenspek-trums hat Donetz im Jahr 2015 die Hauptverteilerstation im Dortmunder Stadtteil Husen erneuert. Zwei Einspei-sungen der Umspannanlage Methler beliefern die Hauptverteilerstation mit einer Spannung von 10 kV. Die beiden Sammelschienenabschnitte, die jeweils acht Felder umfassen, sorgen dann für die Energieverteilung.

Während des Neubaus hat das drei-köpfige Projektteam – bestehend aus Tobias Sommer (Anlagen und Kabel-technik), Klaus Bölkow (Instandsetzung Schaltanlagen, Schutz- und Stationsleit-technik) und Marc Buchholz (Service

Mit dem Neubau einer Hauptverteilerstation hat Donetz die Energieversorgung des Dortmunder Stadtteils Husen durch ein innovatives Konzept auf die Zukunft ausge-richtet. Ein neues Warnmeldesystem trägt zu einer einfachen und schnellen Fehler-suche bei, sodass sich Störungen umgehend beheben lassen und ein hochverfüg-barer Netzbetrieb sichergestellt ist.

Fernwirktechnik und technische Netze) – die Entwicklung eines neuen Warn-meldesystems gemeinsam mit Phoenix Contact begleitet.

Vertraute Bedienphilosophie

„Ende 2013 hatten wir im Kundenmagazin Update von Phoenix Contact einen Ap-plikationsbeitrag gelesen, in dem die gemeinsame Erarbeitung eines Warn-meldesystems durch das Unternehmen und einen Energie-versorger beschrie-ben wurde“, erin-nert sich Tobias S o m m e r . Über das

TEXT: Thanh-An Pham, Phoenix Contact B ILDER: Phoenix Contact; iStock, Ruslanshug

STROM V E RSO RGUN G & ENERG IEEFF IZ I ENZ

54 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

Warnmeldesystem werden den Instand-haltungs-Mitarbeitern die in der Anlage aufgetretenen Fehlerzustände visuali-

siert. So haben sie die Möglichkeit, die Störungen schnell zu beseitigen

und einen effizienten Netzbetrieb sicherzustellen. „In der Vergan-

genheit wurden zuerst Fallklap-penrelais und später ein nicht

mehr auf dem Markt erhält-liches Meldesystem einge-

setzt, um die Warn- und Störmeldungen anzu-

zeigen“, berichtet Klaus Bölkow.

„Bei der Ent-wicklung des

Meldesys-tems der

d r i t -

ten Generation sollte die den Mitarbei-tern vertraute Bedienphilosophie der bisherigen Lösungen beibehalten wer-den, sodass kein Einarbeitungsaufwand entsteht“.

Damit das gemeinsam erarbeitete System zukunftssicher ist, muss es sich vor allem einfach in sämtlichen Haupt-verteilerstationen und Umspannanla-gen nachrüsten lassen. Aufgrund des dort begrenzten Platzangebots setzt das unter anderem eine kompakte Bauform der Lösung voraus. „In unseren Anlagen werden die Meldungen über eine batte-riegepufferte DC-220-V-Spannung auf-genommen“, erläutert Tobias Sommer. „Da wir auf eine zusätzliche Koppelebe-ne verzichten wollten, die entsprechen-den Platz im Schaltschrank beansprucht, müssen die DC-220-V-Signale direkt er-fasst werden“.

Integration in Fernwirktechnik

Nachdem Phoenix Contact auf der Hannover Messe 2015 die Ein- und

Ausgabemodule des Echtzeit-I/O-Systems Axioline F für DC 220 V vorgestellt hatte, konnte das Pro-

STROM VERSORGUNG & ENERG IEEFF IZ I ENZ

55A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

„Im Zuge der Neugestaltung des Warn-meldesystems haben wir viele weitere Themen überdacht“, fährt Marc Buch-holz fort. „Beispielsweise soll die Zeit-synchronisation der Schutzgeräte über das Warnmeldesystem erfolgen, was den zusätzlichen Aufwand der Konfiguration des Stationsbusses einspart“. Außerdem waren dem Dortmunder Projektteam die Protokollierung aller Ereignisse so-wie die Fernauslesung des Protokolls als neue Funktionen wichtig. „Auf die-se Weise sind wir bei einer Störung zu-künftig in der Lage, den genauen Ablauf von aufeinander folgenden Ereignissen zu analysieren“, so Marc Buchholz wei-ter. „Das steigert sowohl die Effizienz im Betrieb als auch in der Instandhaltung“.

Schnelle Optimierung

Nachdem Phoenix Contact das von Donetz erstellte Lastenheft umgesetzt

jektteam mit der Detailplanung begin-nen. Neben der Hardware-Ausprägung in drei verschiedenen Varianten – 48 Signale für Hauptverteilerstationen, 128 Signale für Umspannanlagen mit einem Transformator und 184 Signale für Um-spannanlagen mit drei Transformatoren – waren insbesondere eine einheitliche Bedienoberfläche sowie die kommuni-kative Anbindung an die Fernwirktech-nik zu realisieren.

„Die beiden bis dato genutzten Sys-teme verfügten weder über eine Daten-übertragung noch eine Protokollierung“, so Marc Buchholz. „Im Gegensatz dazu sollte die neue Warnmeldelösung ein integraler Bestandteil unserer Fernwirk-technik sein“.

In den Hauptverteilerstationen ver-wendet Donetz das Kommunikations-protokoll IEC 60870-5-104 als Standard.

hatte, begann im Herbst 2015 die in-tensive Testphase der neuen Warnmel-delösung. „In dieser Zeit haben wir das System umfassend geprüft und kleinere Optimierungspotentiale festgestellt, die von Phoenix Contact aufgenommen und in kurzer Zeit realisiert worden sind“, berichtet Klaus Bölkow. Weil in die Lö-sung zahlreiche neue Funktionen – wie die Sperrung und Simulation von Mel-dungen – integriert wurden, mussten die Donetz-Mitarbeiter die Handhabbarkeit und den Nutzen der Funktionen für ihre Tätigkeiten bewerten.

Das Warnmeldesystem wurde dann im November 2015 in Husen in die neu errichtete Hauptverteilerstation einge-baut und konnte im Dezember 2015 in Betrieb gehen.

Zusätzliche Informationen finden Sie unter industr.com/2293804.

Das I/O-System Axioline F zeichnet sich

durch hohe Robustheit und Störfestigkeit

sowie eine schnelle Signalerfassung aus.

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56 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

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58 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

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Offline-Monitoring von Antriebssystemen

Isolationshaft für den Stillstand

den, lassen sich im aktiven Betrieb mit Differenzstrom-Überwachungsgeräten überwachen. Mit Hilfe dieser voraus-schauenden Maßnahmen sind mögliche Schäden und Kosten, die durch einen ungeplanten Systemausfall entstehen würden, vermeidbar. Wie sieht es aber mit Antrieben aus, die

– nur zeitweise zugeschaltet werden (zum Beispiel Schieberantriebe oder Aufzüge);

– überwiegend abgeschaltet sind und nur im Bedarfsfall zum Einsatz kom-men (zum Beispiel Feuerlöschpum-pen oder Notstromgeneratoren);

– redundant vorgehalten werden (zum Beispiel Ersatzmotoren)?

Solche Verbraucher werden wahl-weise aus TN-, TT- oder IT-Systemen gespeist. Während der Stillstandzeiten kann es in der Zuleitung oder im Antrieb selbst zu Isolationsfehlern kommen, die nicht sofort bemerkbar sind. Beim Ein-schalten spricht dann die Schutzeinrich-tung an (bei geerdeten Netzformen) oder es kommt zu Motorbränden. In beiden Fällen ist ein Weiterbetrieb der Anlage nicht möglich.

Offline-Monitoring

Um solche unfreiwilligen Betriebs-stopps zu verhindern, ist auch eine

Viele ungeplante Anlagenausfälle werden durch Fehler in der elektrischen Isolierung ausgelöst. Besonders heikel sind Fehler in – zeitweise – abgeschalteten Antrieben. Offline-Monitoring ermöglicht auch in geerdeten Stromversorgungssystemen eine permanente Überwachung des Isolationszustandes von abgeschalteten Antriebssystemen.

Antriebssysteme sind wichtige Kom-ponenten im Maschinen- und Anlagen-bau. Eines der kritischsten Elemente ist dabei die elektrische Isolierung. Sie ist die Hauptursache für mögliche Ausfälle des Antriebssystems. Studien am Isola-tionssystem von Statorwicklungen be-legen, dass die Antriebsausfälle durch Isolationsfehler in einer Größenordnung von 25 bis 35 Prozent liegen.

Besonders in Anlagen mit großen Leistungen von einem Megawatt oder mehr haben die Motoren oft nur eine niedrige Schutzart, zum Beispiel IP20. Wird die Anlage zusätzlich noch in ei-ner Umgebung mit hoher Luftfeuchtig-keit und leitfähigen Stäuben betrieben, kommt es schnell zu Isolationsfehlern. Solche Fehler sind nicht nur eine Ge-fahr für das Leben von Personen und die Qualität der hergestellten Güter, son-dern auch für die verlässliche Verfügbar-keit von elektrischer Energie.

Problemkind inaktiver Antrieb

Bekanntermaßen können Antriebs-systeme, die in IT-Systemen betrieben werden, im aktiven Betrieb mit den gän-gigen Isolationsüberwachungsgeräten überwacht werden. Antriebssysteme, die in geerdeten Systemen (das heißt in TN- oder TT-Systemen) betrieben wer-

Überwachung der abgeschalteten Ver-braucher erforderlich. Die im IT-System eingesetzten Isolationsüberwachungsge-räte überwachen nicht nur Anlagen, die sich in Betrieb befinden, sondern lassen sich gleichzeitig als Offline-Monitor ver-wenden, um auch die abgeschalteten An-triebe im Blick zu haben. Nur wenigen Anwendern ist bewusst, dass diese Off-line-Isolationsüberwachungsgeräte auch in geerdet betriebenen Anlagen genutzt werden können, um Verschlechterun-gen des Isolationsniveaus außerhalb des aktiven Betriebszustands zu erkennen. Kontinuierliches Offline-Monitoring während der Stillstandzeiten spürt ver-lässlich Isolationsmängel in abgeschal-teten beziehungsweise nur zeitweise zugeschalteten Antrieben auf, bevor ihr Zustand kritisch wird. So bleibt ausrei-chend Zeit, um geeignete Wartungsmaß-nahmen in die Wege zu leiten.

Natürlich haben diese Wartungs-arbeiten ihren Preis. Die durch einen unerwarteten Antriebsausfall hervor-gerufenen Verluste überschreiten die Wartungskosten jedoch meist um ein Vielfaches. Beispielsweise betragen die Umsatzverluste, die der ungeplante Stillstand einer Fertigungsstraße in der Automobilindustrie mit sich bringt, bis zu 350.000 Euro pro Stunde. In anderen Branchen wie in der Lebensmittelindus-

TEXT: Dieter Hackl und Ralf Muswieck, beide Bender B ILDER: Bender; iStock, fhogue

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59A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

– höhere Lebensdauer der Anlagentei-le durch Reduktion von Sachschäden aufgrund defekter Leistungsmodule und Motoren;

– geringere Lagerhaltungskosten für die Ersatzteilvorhaltung;

– optimierte Instandhaltung durch frühzeitige Meldungen, dadurch Reduktion der Betriebs- und War-tungskosten;

– permanente Überwachung statt stichprobenartiger Isolationsmes-sung bei der Wiederholungsprüfung.

Offline-Monitoring gewährleistet insbesondere, dass Ersatzmotoren ihren Daseinszweck verlässlich erfüllen kön-nen. In Produktionsstätten, für die eine besonders hohe Anlagenverfügbarkeit gefordert ist, wird oftmals ein Ersatz-Ge-triebemotor direkt neben dem aktiven Motor montiert. So muss im Störungsfall nur die Kette und die elektrische Ver-

trie können zusätzlich zum Umsatzver-lust noch weitere Kosten anfallen, da das Grundprodukt (zum Beispiel Milch in der Joghurtherstellung) verderben kann und eventuell aufwändig entsorgt wer-den muss.

Für Antriebe, insbesondere für Um-richter-Großantriebe bis AC 2000 V und DC 3000 V, bei denen sowohl der Zwischen- als auch der Motorkreis off-line überwacht werden soll, hat Bender verschiedenste Isolationsüberwachungs-geräte im Programm. Die Vorteile der permanenten Überwachung durch Off-line-Monitoring sind:

– Erhöhung der Produktivität durch Vermeidung ungeplanter Anlagen-stillstände beziehungsweise Notfall-einsätze;

– geringeres Brand- und Gefähr-dungsrisiko durch die zweistufige Meldung;

sorgung auf den Ersatzmotor umgelegt werden. Dieses Vorgehen macht jedoch nur Sinn, wenn der Ersatzmotor auch tatsächlich funktioniert. Da der Ersatz-motor nicht aktiv am geerdeten Netz an-geschlossen ist, führt kein Weg an Off-line-Monitoring vorbei.

Aktiv vorsorgen

Ungeplante Anlagenausfälle durch Fehler in der elektrischen Isolierung ver-ursachen in der Regel erhebliche Kosten. Um eine Wartung oder einen Austausch des Antriebs rechtzeitig veranlassen zu können, müssen Schwachstellen im Iso-lationssystem frühzeitig erkannt werden, egal ob der Verbraucher in Betrieb ist oder sich in einem abgeschalteten Zu-stand befindet. Dafür ist es unverzicht-bar, dem bestehenden Online-Monito-ring eine verlässliche Offline-Überwa-chung zur Seite zu stellen. ☐

Die Isolationsüberwachungsgeräte iso685

und IR420 von Bender lassen sich für die

Offline-Überwachung in TN-, TT- oder

IT-Systemen verwenden.

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Sensoren für marine Krantechnik

SCHIFFSKRAN AHOI!

TEXT + BILDER: TWK

Auch in der marinen Krantechnik haben moderne Steuerungen und Auto-matisierung längst eine Schlüsselrolle eingenommen. Nässe und extreme Temperaturen fordern aber speziell angepasste Varianten, damit die Zuver-lässigkeit nicht leidet – das gilt auch für Drehgeber und Neigungssensoren.

61A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

HAFEN, SCH I F F & OFFSHORE | A&D SPEZ IAL

Die Firma TTS NMF ist ein Schiffskranhersteller für schwere Bordkräne. Mit Hublasten (SWL) bis zu 1000 Ton-nen beziehungsweise 2000 Tonnen im Tandembetrieb gehören die TTS-Kräne zu den leistungsstärksten der Welt. Dass bei diesen mächtigen Geräten mit komplexer Technik gearbeitet wird, zeigt sich besonders deutlich bei der Steuerungstechnik, speziell bei der verwendeten Sensorik. Wichtige Parameter, die verlässlich erfasst werden müssen, sind beispielsweise der Aus-legerwinkel, die Drehturmposition und die Windendrehzahl für die Hubgeschwindigkeit. Zusätzlich wird die Schiffskrän-gung (Schlagseite) mit Hilfe eines Neigungssensors erfasst. Überschreitet das Schiff beim „Rollen” um die Längsachse einen bestimmten Grenzwert und erfasst die Sensorik einen entsprechenden Auslegerwinkel, wird das Funktionsspektrum des Krans aus Sicherheitsgrüngen begrenzt.

Vernetzbare Absolutdrehgeber

TWK ist seit 1986 Sensorzulieferer bei TTS NMF. Anfangs wurden potentiometrische Drehwinkelaufnehmer des Typs PP27 geliefert. Diese kleinen und robusten Drehgeber wurden hauptsächlich in kleineren Bordkränen zur Bestimmung des Abstands zwischen der Last am Kranhaken und dem Drehkran (Ausladung) eingesetzt. Sie sind in der Abtastung jedoch kon-taktbehaftet und verfügen über einen eingeschränkten elektri-schen Arbeitsbereich. Darum setzt TTS NMF inzwischen ver-mehrt kontaktlose Absolutdrehgeber vom Typ TBA50 aus der T-Serie von TWK ein.

Die Drehgeber der T-Serie arbeiten intern mit der Hall-Technik, also magnetisch. Ihr Aufbau in Zweikammer-

technik ermöglicht zum Beispiel ein Vergießen der Elektronik. Der erweiterte Temperaturbereich von –40 bis 85 °C ist Stan-dard. Das aus Aluminium beziehungsweise Edelstahl gefertigte Gehäuse ist mit seiner Wandstärke von 5 bis 10 mm äußerst robust. Die Edelstahlwelle mit einem Durchmesser von 12 mm ist axial und radial mit bis zu 250 N belastbar. Ein Simmerring sorgt für die nötige Dichtigkeit. Durch das Vergießen der Elek-tronik im Gehäuse lässt sich die Schutzart IP69K realisieren.

Die Drehgeber der T-Serie sind besonders geeignet für raue Umgebungen, die von Nässe und extremen Temperatu-ren geprägt sind. Bei der Automatisierung komplexer Anlagen lassen sie sich als Positionsrückmelder und Geschwindigkeits-geber verwenden. Dank einer Bus-Schnittstelle sind sie mit anderen Sensorik- und Aktorikbauteilen vernetzbar, beispiels-weise über einen CANopen-Bus,Profibus oder Profinet. Auch SIL2- und TÜV-zertifizierte Varianten sind von TWK lieferbar (CANopen Safety).

Anpassbarer Drehkranz

Ein weiterer Drehgeber, den TWK speziell für Kräne ent-wickelt hat, ist ein absoluter Multiturngeber mit Drehkranz-funktionalität. Bei diesem Gerät ist es möglich, die Zahnzahlen von Drehkranz und Drehgeberritzel direkt im Drehgeber ein-zustellen. Dadurch lassen sich alle denkbaren Übersetzungs-verhältnisse realisieren und der Drehgeber kann vom Kunden exakt an den jeweiligen Drehkranz angepasst werden.

Als Ausgabewerte liefert der Drehgeber dann die Position des Drehkranzes (in Grad, mit einstellbarer Auflösung) sowie

Die Drehgeber der T-Serie sind in zwei

Kammern unterteilt. Dank ihrer robusten

Bauweise tun sie auch unter unwirtlichs-

ten Bedingungen verlässlich ihren Dienst.

A&D SP E Z IAL | HA F EN, S CH I F F & OFFSH ORE

62 A&D | A u s g abe 7+8 .2017

dessen Geschwindigkeit (in Grad pro Zeiteinheit, mit einstell-barer Zeit einheit). Für die Kopplung an den Drehkranz ist op-tional ein spielfreies Zahnrad vom Typ ZRS erhältlich.

Dieses aus dauerelastischem Kunststoff gefertigte Zahnrad ist besonders widerstandsfähig gegenüber Temperatureinflüs-sen, Feuchtigkeit, aggressiven Medien und mechanischer Dau-erbelastung. Die besondere Zahnform gewährleistet, dass die Flanken eines Zahnes ständig am zu vermessenden Zahnrad anliegen. Dies verhindert eine Verfälschung des Messsignals beim Wechsel zwischen Vor- und Rückwärtsdrehen.

Großer Neigungsmessbereich

Im Bereich der Neigungssensoren hat TWK die Bau-reihe NBx65 im Programm. Sie basiert auf der sogenannten MEMS-Technik. Mit den NBx65-Sensoren ist es möglich, ei-nen Bereich von +/-90 Grad für ein oder zwei Achsen zu er-fassen und die Signale über alle gängigen Schnittstellen aus-zugeben. Auch hier gibt es TÜV-zertifizierte Safety-Varianten. Aufgrund ihrer massiven Gehäuse aus seewasserfestem Alumi-nium oder Edelstahl und den bis zu 5 mm starken Wandungen eignen sich diese Geber bestens für den maritimen Einsatz. ☐

Die MEMS Neigungssensoren

NBx65 von TWK erfassen einen

Bereich von +/-90 Grad für ein

oder zwei Achsen.

HAFEN, SCH I F F & OFFSHORE | A&D SPEZ IAL

63A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

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Sehr kompakte Befehlsgeräte

Hohe Rechenleistung im Schiff

Ölverschmutzung detektieren

Ein Erkennungssystem für Ölverschmutzung (Oil Spill Detection, OSD), wird zur Überwachung und Frühwarnung bei der Verteilung von Öl über die offene See eingesetzt. OSD-Systeme können auf Schiffen, Bohrtürmen oder –platt-formen oder in Überwachungsstationen an Land eingesetzt werden. Sie sammeln digitalisierte Bilder der Gewässerober-fläche und setzen dann direktionale Wellenspektren ein, um die Oberflächenströmung des Gewässers einzuschätzen. Mari-ne X-Band Radare, Satellitenmonitor oder Videokameras kön-nen zur Erfassung solcher Bilder eingesetzt werden, wobei sich X-Band Radar aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit und Effizi-enz durchgesetzt hat. Gewässerflächen, die mit Öl überzogen sind, reflektieren aufgrund der gedämpften Kapillarwellen der Wasseroberfläche weniger Bildspektrum. Daher werden öl-verschmutze Flächen als dunkle Bildbereiche wiedergegeben. X-Band Radar wird eingesetzt, um das Sea Clutter zu erhalten, die es dem OSD ermöglichen, entfernte Ölverschmutzungen auch in der Dunkelheit zu erkennen. Dadurch wird das Ab-schlacken rund um die Uhr ermöglicht.

Architektur von OSDs

Der Basis-Prozessor ist das Herz eines OSD-Systems, der Ort, an dem die Rohdaten vom Radar mit den Informatio-nen der Navigationsgeräte, wie GPS, Kreiselkompass und AIS verknüpft werden, um eine effiziente, wertvolle Karte für die Koordination der Säuberungsaktion zu erstellen. Diese Infor-

TEXT: Stefan Palm, Moxa BILDER: Moxa; iStock, nightman1965

Die steigende Forderung nach Umweltschutz bestärkt die Wichtigkeit der Einführung von Erkennungssystemen für Ölverschmutzungen. Für die Verarbeitung der Sensorsignale und Visualisierung der Verschmutzungen werden leistungsstarke Marine-Computer benötigt, die unter rauen Bedingungen zuverlässig arbeiten.

A&D | A u s g abe 7+8 .201764

A&D SPEZ I AL | HAFEN, SCH I F F & OFFSHORE

ein essenzielles Werkzeug, um die Orientierung des Schiffs zum Ölteppich zu unterstützen. Mithilfe von Thermografie er-möglicht das OSD die Identifikation der dichtesten Stelle des Ölteppichs und unterstützt den Anwender so bei der Abschät-zung des Ausmaßes der Verschmutzung, um zielgerichtete Ge-genmaßnahmen ergreifen zu können.

Sämtliche industrielle Marine-Systeme müssen ihre Zu-verlässigkeit und Schiffssicherheit im Offshore-Betrieb durch strenge Tests und Zertifizierungen für die Marine-Standards in Qualität und Langlebigkeit garantieren. Moxas Marine-Com-puter der MC-5150-AC/DC Serie sind vollständig DNV-zer-tifiziert. Mit ihren Intel Core i5 520E Prozessoren bieten sie nicht nur leistungsstarkes Computing, sondern leisten dieses auch innerhalb einer lüfterlosen Konstruktion mit langer Le-bensdauer und drei Jahren Garantie. Die hohen Qualitätsstan-dards der MC-5150 Serie waren der Schlüsselfaktor für den Einsatz des Computers in den aktuellen OSD-Systemen.

Die Möglichkeit, in der Seefahrt schnelle und effiziente Notfallpläne durch intelligente Systeme umzusetzen, eröffnet sich durch die Kombination fortschrittlicher Prozessoren mit Moxas Design- und der Entwicklungsleistung, die zu einer zer-tifizierten Marine Computing-Plattform geführt hat, die opti-mal auf betriebskritische Hochleistungsanwendungen wie die Erkennung von Öl-Leckagen zugeschnitten ist. Moxas Marine Computer kann den Rechenaufwand in OSD- und Schiffsau-tomationssystemen einfach und zuverlässig befriedigen. In-tegrierte IEC 61162-2 NMEA 0183 Terminal- Schnittstellen ermöglichen die einfache Anbindung von maritimen Sensoren wie Kreiselkompasse, Geschwindigkeits-Logs und Sensoren, ohne dass zusätzliche NMEA-Konverter nötig sind. So lassen sich Zeit, Geld und Wartungsaufwand einsparen. ☐

mationen werden über NMEA 0183 Schnittstellen erfasst und dann in Echtzeit für die sofortige Anzeige verarbeitet. NMEA 0183 ist ein Standard für die Kommunikation zwischen Na-vigationsgeräten auf Schiffen, der von der National Marine Electronics Association (NMEA) definiert wurde und auch für die Kommunikation zwischen GPS-Empfänger und PCs sowie mobilen Endgeräten genutzt wird. Er besteht aus einer RS422-Schnittstelle und einer Definition von Datensätzen.

Aufgrund der großen Menge sehr unterschiedlicher Daten, die empfangen werden, müssen die OSD-Prozessoreinheiten über hochgradig leistungsfähige CPUs verfügen, die große Datenmengen verarbeiten können, während sie zuverlässig in verschiedenen extremen Temperaturen, bei Feuchtigkeit und unter rauen Umgebungsbedingungen arbeiten müssen. Sobald der OSD-Prozessor die Daten gesammelt und für die Visualisierung aufbereitet hat, muss die Information in einem anwenderfreundlichen grafischen Format dargestellt werden, in dem das verschmutze Gebiet, die Stärke des Ölteppichs, die Geschwindigkeit der Ausbreitung und weitere wichtige Infor-mationen zu erkennen sind, damit die Säuberungsaktion opti-mal unterstützt wird.

Industrie-PC für Marine

Ein führenden Anbieter von OSD-Systemen verwendet Moxas MC-5150-AC-DC Serie, die auf fortschrittlichen In-tel-Prozessoren basiert, als Basis-Plattform für ihr Oil Spill Detection (OSD)-System. Das radarbasierte OSD-System hat vollautomatische Erkennungsfähigkeiten, die die Position der Ölverschmutzung anzeigen sowie die Verfolgung und Mes-sung des Abdrifts ermöglichen. Das OSD kann in nahezu allen Sichtverhältnissen rund um die Uhr eingesetzt werden und ist

Moxas Marine-Computer MC-5150 AC/DC kann den Rechen-

aufwand in OSD- und Schiffsautomationssystemen einfach und

zuverlässig befriedigen.

HAFEN, SCH I F F & OFFSHORE | A&D SPEZ IAL

65A&D | A u s g a be 7+ 8 .2017

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Roboter lernt laufen

IM STRAUSSEN-GALOPP

Ein Strauß unter Stress kann bis zu 70 km/h schnell rennen. Diese Geschwin-digkeiten macht sein einzigartiger Be-wegungsapparat möglich. In den langen, muskulösen Beinen des Vogels ist jeder Muskel und Knochen auf schnelle Fort-bewegung getrimmt. Davon haben sich Forscher am Institute for Human and Machine Cognition in Florida inspirieren lassen. So entstand der zweibeinige Roboter namens Planar Elliptical Run-ner, dessen Fortbewegungsweise an den Vogel Strauß erinnert.

Dass Strauße bei Gefahr ihren Kopf in den Sand stecken, ist ein Mythos. Wenn es hart auf hart kommt, rennen die Savannenvögel lieber weg - und zwar in einem irrsinnigen Tempo. Der schreckhafte Strauß kann sogar Robotern das Laufen beibringen.

Laufro- boter sind für die Industrie besonders interes-sant, da nicht in allen Umgeb-ungen das Rollen auf Rädern e i n - fach möglich ist. Hier

sind Roboter gefragt, die auf zwei Beinen durch die

Fabrikhallen flitzen. Im Un-terschied zu anderen Laufro-

botern benötigt der Planar El-liptical Runner keine Sensoren oder

eine Computersteuerung, um sich sicher auf seinen zwei Beinen zu halten. Das Bewegungsmuster aus der Natur erwies

sich laut den Forschern als besonders geeignet, da

es gemeinsam mit der Form des Roboters hilft, das Gleichgewicht zu halten.

Bleibt nur zu hoffen, dass der Robo-Strauß nicht wie sein Vorbild aus der Natur panisch wegrennt, sondern dort-hin rennt, wo ihn die Produktion gerade braucht. ☐

TEXT: Regina Levenshtein, A&D B ILD: iStock, JohnCarnemolla

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