TITELSTORYTemperaturüberwachungsrelais mit IO-Link und integrierter Sicherheit

MES IM FOKUSDer MES D.A.CH Verband informiert

GMAInformationen 1/2020

7/2020www.etz.de

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GRUSSWORT

Aufbruch in ein neues Zeitalter

Noch immer hindert uns Covid-19, in den Normalbetrieb zu wechseln. Doch was ist jetzt noch normal? Vor Ausbruch der Pandemie gingen Jugendliche weltweit auf die Straße und kämpften für den Klimawandel. Jetzt ist es um die Fridays-for-Future- Bewegung stiller geworden – aber die Relevanz der Nachhaltigkeit bleibt! Ein Beispiel hierfür, dass das weltweite Engagement der Jugend nicht umsonst war, lässt mich hoffen: Grüner Wasserstoff – das klimafreundliche bzw. nachhaltige Erdöl von morgen. Am 10. Juni hat die Bundesregierung die Wasserstoffstrategie verabschiedet. Ihr Argu-ment: „Der flexible Energieträger ist unverzichtbar für die Energiewende und eröffnet uns neue Märkte. Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie machen wir Deutschland zu einem globalen Vorreiter.“ Ein kleiner, zukunftsweisender Lichtblick in einer von Covid-19 geprägten Welt, in der für viele Unternehmen und Privatpersonen der Kampf um das wirtschaftliche Überleben die Sorgen um den Klimawandel in den Hintergrund hat treten lassen. Gerade deshalb gilt es jetzt, die globale Krise als Chance zu nutzen. Als neuer Präsident des VDE möchte ich gemeinsam mit Ihnen Lösungen für eine nachhaltige Zukunft gestalten, die gleichzeitig unseren Wohlstand sichern – und die Stärken des VDE und seiner ehrenamtlichen Expertinnen und Experten einbringen.

Bleiben wir bei der Wasserstoffwirtschaft, die weltweit als absolutes Zukunftsthema gilt. Gehen wir einmal davon aus, dass zukünftig bis zu 50 % des Welten ergieverbrauchs elektrifiziert sein werden, bleiben mindestens noch 50 %, für die wir „grüne“ Moleküle benötigen. Hier spielt grüner Wasserstoff die entscheidende Rolle, der wiederum auf „grünen“ Elektronen basiert. Unsere Chance ist es jetzt, die Technologie zukunftssicher und zuverlässig zu gestalten – neben der Herausforderung, die Kosten zu senken.

Die Akzeptanz der Wasserstoffwirtschaft ist wichtig. In meiner Amtszeit als Präsident des VDE habe ich mir einige Themen und Projekte vorgenommen, um die gesell-schaftliche Akzeptanz weiter zu steigern. Welche Rolle kommt uns als VDE zu? Ich bin mir sicher, eine sehr wichtige. Erstens: Wir sind als technisch-wissenschaftlicher Verband mit der Expertise dabei, uns als neutraler Berater der Politik und der Gesell-schaft zu etablieren. Darin sind wir gut. Zweitens: Wir müssen international denken. Und das fängt national bei den Standards und Normen an. Auch da sehe ich den VDE mit seiner DKE hervorragend positioniert. Und drittens: Wir müssen kommu-nizieren. Akzeptanz hat immer etwas mit Trans parenz und Kommunikation und Wissen zu tun. Und hier ist der VDE ebenfalls durch seine Fachgesellschaften, seine vielfältigen Veranstaltungen sowie seine Aus- und Weiterbildungsangebote hervor-ragend positioniert.

Meine Mission als VDE Präsident ist, unsere Expertinnen und Experten sowie unsere Mitglieder stärker zu integrieren – insbesondere bei neuen Themen und Innovationen, die uns helfen, die Zukunft nachhaltig zu gestalten. Das heißt: Integration aller Grup-pen, die mit ihrer hervorragenden Expertise und Bandbreite unseren VDE prägen. Streben wir also gemeinsam an – und ich habe keinerlei Zweifel daran, dass uns das auch gelingen wird –, der neutrale und kompetente technisch-wissenschaftliche Part-ner für die Industrie, die Politik und insbesondere die Gesellschaft zu werden. Ich freue mich auf die Zusammenarbeit mit Ihnen!

Ihr

Armin Schnettler

VDE Präsident und CEO New Energy Business bei Siemens Energy

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4 www.etz.de 7/2020

INHALTSVERZEICHNIS etz elektrotechnik & automation · 141. Jahrgang · 7/2020

Seite 14Das Open Source Framework ROS bietet, dank Offenheit und Modularität, hohe Flexibilität für mobile Servicerobotik-Anwendungen

Seite 46Bei der 6er-Sesselbahn im Schneesportgebiet Arosa Lenzerheide sorgt ein Energiemanage-mentsystem für eine schnelle, sichere und energieeffiziente Personenbeförderung

Seite 69Auf den ersten Blick sind Leitungen oft sehr ähnlich; erst wenn man sie genauer anschaut, treten die nicht unwichtigen Unterschiede zutage

Unternehmen & Branchen

6 ZVEI sieht den Tiefpunkt der Corona-Krise in Deutschland erreicht

7 HMS: Marktanteile industrieller Netzwerke

8 Deutsche Versicherungswirtschaft kritisiert den Schutz der IT-Systeme in der Elektroindustrie

9 Schwieriges Geschäftsjahr 2019 für die Pilz-Gruppe

Fertigungs- & Maschinenautomation

10 S7-Panels und -SPS mit erweiterten Remote-Möglichkeiten

14 Servicerobotik macht mobil

17 Zonenweise Sicherheitstechnik

20 Produkte

Special: Von der IO-Ebene über IoT-Controller bis zur Cloud

24 Mit erweiterter Konnektivität direkt aus dem Feld

27 Hochleistungsserver für branchenspezifische KI-Anwendungen

30 Produkte

Prozess- & Energieautomation

37 Sensorik für aggressive Produktionsprozesse

39 Produkte

Antriebs- & Schalttechnik

40 Temperaturüber wachung auf High-End-Level

43 Außerplanmäßige Ausfälle vermeiden

46 Energiemanagementsystem bringt Skifahrer sicher auf den Berg

50 Industrielles DC-Netz mit gesteuerten elektrischen Antrieben

55 Produkte

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57/2020 www.etz.de

Temperaturüber wachung auf High-End-LevelVor allem die Verkabelung und Parametrierung von Geräten kann im Schaltschrankbau aufwendig und langwierig sein. Bei den Temperaturüberwachungsrelais lässt sich mittels IO-Link-Kommunikation der Parametrieraufwand reduzieren und der Schaltschrankbau vereinfachen. Durch die direkte Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung und die Anbindung an Cloudlösungen bieten die Relais zahlreiche Möglichkeiten zur Datenerfassung, -analyse und -nutzung. Integrierte Sicherheitstechnik und halbierte Baugröße sparen zusätzlich Platz im Schaltschrank und erleichtern das Handling (siehe Seite 40).Bild: Siemens AG, Fürth: www.siemens.de/relais

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Komponenten & Peripherie

69 Praktische Tipps zur Kabelauswahl

71 Produkte

Special: Automation World

77 Stillstände nicht dem Zufall überlassen

81 Der Weg vom MES zur Fertigungsplattform

84 Stinker finden und beseitigen – Mit statischer Code-Analyse zu besserem SPS-Applikationscode

Rubriken

31 VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisie-rungstechnik: GMA-Informationen 1/2020

74 Impressum

76 Bücher & Software

89 VDE aktuell

In einem Teil dieser Ausgabe befindet sich eine Beilage der Untitled Exhibitions GmbH, Stuttgart, für die All About Automation Essen 2020. Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.

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UNTERNEHMEN & BRANCHEN

6 www.etz.de 7/2020

TickerCEO Sven Hohorst wechselt in den Beirat der Wago-Gruppe. Die Wago Kontakttechnik GmbH und Co. KG hat Dr. Heiner Lang als neuen CEO des Unternehmens zum 1. 1. 2021 benannt. Der bisherige geschäftsführende Gesellschafter Sven Hohorst fokussiert sich auf die gestiegenen An-forderungen an seine Gesellschafterfunktion und bleibt dem Unternehmen mit seiner langjährigen Erfahrung mit einem Wechsel in den Beirat treu. Dr. H. Lang ist promovierter Ingenieur und hat Erfahrung in unterschiedlichen Unternehmen des Maschinenbaus gesammelt, zuletzt als Mitglied des Vorstands der Bosch Rexroth AG mit Zustän-digkeit für die Entwicklung sowie das Geschäfts-feld Fabrikautomation. „Seine Stärken in der Un-ternehmensentwicklung und Produktinnovation sowie der engen Kundenbeziehung werden Wago auf dem Wachstumspfad begleiten und in der Wettbewerbsfähigkeit und Ertragskraft entschei-dend nach vorne bringen“, so S. Hohorst.

Balluff meldet 3,9 % Umsatzrückgang für 2019. 2019 war kein einfaches Geschäftsjahr für den Sensor- und Automatisierungsspezialisten Bal-luff: Obwohl das Unternehmen das Jahr mit ei-nem Gesamtumsatz von 469 Mio. € besser als zuletzt erwartet abschloss, blieb die Entwicklung mit einem Umsatzrückgang von 3,9 % hinter den Zielen zurück.

Bopla und Kundisch bündeln ihre Kompetenzen. Die zum Phoenix-Mecano-Konzern gehörenden Schwesterunternehmen Bopla Gehäuse Systeme GmbH, mit Stammhaus in Bünde, sowie die Kun-disch GmbH & Co. KG aus Villingen-Schwenningen bündeln ihre Kompetenzen. Damit wollen beide Unternehmen von Synergien bei Produktion, Ein-kauf und Vertrieb profitieren und Kunden einen umfassenderen Service aus einer Hand bieten.

Maxon meldet für 2019 Rekordergebnis. Die Maxon-Gruppe mit Sitz in Sachseln/OW hat im Geschäfts-jahr 2019 ein neues Rekordergebnis erzielt. Sie steigerte den Umsatz im Vergleich zum Vorjahr um rund 40 Mio. CHF auf 567,8 Mio. CHF. Damit hat sie den Umsatz in den letzten zehn Jahren mehr als verdoppelt. Das Umsatzwachstum resul-tierte aus dem permanenten Ausbau von Märkten und Kunden und konnte dank regelmäßiger In-vestitionen und dem gezielten Aufbau personeller Ressourcen bewältigt werden. 2019 investierte Maxon mehr als 40 Mio. CHF in mobile Sachanlagen sowie in den Bau neuer Büro- und Produktions-anlagen. Ende 2019 beschäftigte das Unternehmen 3 050 Mitarbeitende an weltweit neun Produktions-standorten und in über 30 Ländern mit Vertriebs-gesellschaften.

ZVEI sieht den Tiefpunkt der Corona-Krise in Deutschland erreichtNach einem von der Corona-Krise noch weitgehend unberührten ersten Quartal hat die deutsche Elektroindus-trie die Auswirkungen der Pandemie und des damit verbundenen Lockdowns im zweiten Quartal mit voller Wucht zu spüren bekommen. Inzwischen ist allerdings zu erkennen, dass es für Deutschland und die Länder der Euro-zone zu einer Erholung kommen kann – so ein Ergebnis der vierten ZVEI-Umfrage (www.zvei.com) zu den Aus-wirkungen des Coronavirus auf die heimische Elektroindustrie.

Während die USA noch mitten in der Corona-Krise stecken, erholt sich die Nachfrage aus China inzwischen wieder. Das sagen zwei Drittel der Mitgliedsunternehmen, die sich an der vierten ZVEI-Umfrage zu den Auswir-kungen des Coronavirus beteiligt ha-ben. Gleichwohl ist klar: Die Krise wird ein deutliches Minus hinterlas-sen. „Wie hoch dieses am Ende genau sein wird, können wir angesichts des

sehr hohen Grads an Unsicherheit zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht wirklich sagen. Aber es ist durchaus möglich, dass wir im Durchschnitt dieser breiten Branche auf Jahressicht Umsatzeinbußen in der Größenord-nung von 10 % werden hinnehmen müssen“, erläutert ZVEI-Präsident Michael Ziesemer.

Noch berichten sehr viele Unter-nehmen von leichten Beeinträchtigun-gen in den Betriebsabläufen (knapp 90 %), 5 % sogar von schweren. Die Hälfte der Unternehmen hat ihre Pro-duktionskapazitäten gekürzt, insbe-sondere in Deutschland (rund 40 %) und Europa (rund 35 %). Aktuell be-findet sich ein Fünftel der Branchen-beschäftigten in Kurzarbeit. Die Mehr-heit der befragten Unternehmen plant derzeit jedoch keinen Personalabbau. Das jüngste Konjunkturpaket beurtei-len drei Viertel der teilnehmenden Fir-men positiv. Es sei richtig, dass die Industrie in der Breite gefördert werde.

Profibus koordiniert Ortungsstandard für IndustrieprodukteDas Technologieunternehmen Trumpf (www.trumpf.com) hat gemeinsam mit rund 60 Partnern einen Standard für industrielle Ortungstechnologien ein-geführt. Der Industriestandard Omlox ermöglicht es, vorhandene Technolo-gien, wie UWB, BLE, RFID, 5G oder GPS, zu integrieren, und stellt die Ortungsdaten über eine einheitliche Schnittstelle bereit. Für die globale Weiterentwicklung des Standards über-geben die Initiatoren das Vorhaben an die Profibus-Nutzerorganisation.

Zu den Initiatoren des Omlox-Standards zählen die Softwareanbieter und IT-Dienstleister GFT, T-Systems sowie AWS, die Anbieter sensorbasier-ter Lösungen Sick und Pepperl+Fuchs, das Forschungsinstitut CEA Leti, der Anbieter für Indoor-Navigationsdienste Heidelberg Mobil sowie der Lokalisie-rungsanbieter Bespoon. Ihr Ziel ist es, Industriekunden den Einsatz von Hard- und Software verschiedener Hersteller zu erleichtern. Mittlerweile unterstüt-

zen rund 60 Unternehmen das Vor-haben. Die weltweite Koordination des einheitlichen Ortungsstandards für Industrieprodukte verschiedener Her-steller, der ab sofort frei zugänglich ist, übernimmt jetzt die Profibus-Nutzer-organisation.

Ein Mitarbeiter ortet mithilfe von Omlox ein Werkstück auf einer Palette; der ein-heitliche Standard ermöglicht es, Ortungs-technologien und -produkte verschiedener Hersteller zu kombinieren

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77/2020 www.etz.de

HMS: Marktanteile industrieller NetzwerkeSmarte Fabriken kann es nur geben, wenn Geräte und Maschinen über in-dustrielle Netzwerke miteinander ver-bunden sind. Die jährliche Studie von HMS Industrial Networks (www.hms-networks.com/de) zu den Marktanteilen industrieller Netzwerke kommt zu dem

Ergebnis, dass der Marktanteil von Industrial Ethernet, bezogen auf neu installierte Knoten, auf 64 % gestiegen ist (59 % im Vorjahr). Feldbusse gingen auf 30 % zurück (35 % im Vorjahr). Der Marktanteil von Wire less-Tech-nologien bleibt mit 6 % stabil. Füh-rend sind die Netzwerke Ethernet/IP und Profinet, die jeweils 17 % Markt-anteil erreichen. Ethercat wird welt-weit mit 7 % ebenfalls häufig ein-gesetzt. Modbus TCP hat mit 5 % Marktanteil Ethernet Powerlink über-holt, das bei 4 % Marktanteil liegt.

Drehautomat mit sechs Spindeln gewinnt goldenen „vector award“ von IgusHohe Geschwindigkeiten, lange Ver-fahrwege und kompakte Bauräume: Alle zwei Jahre verleiht die Igus GmbH (www.igus.de) den „vector award“, mit dem spannende und kreative Energie-ketten-Anwendungen ausgezeichnet werden. In diesem Jahr gingen 266 Bewerbungen aus 32 Ländern ein. Den goldenen „vector award“ gewann die Mehrspindel-Drehmaschine von Gildemeister Italiana. Auf engstem Bau-raum sorgen acht fertig konfektionierte Energieketten für eine sichere Führung der Leitungen und Schläuche.

Das Herzstück der Maschine ist die Spindeltrommel mit sechs Spindeln

zur gleichzeitigen Bearbeitung mehre-rer Werkstücke. Die Trommel bewegt die Werkstücke präzise und schnell zu den Werkzeugen. Eine Fahrt für eine der sechs Spindeln in die nächste Posi-tion dauert nur 0,65 s. Um nach der Bearbeitung in den sechs Stationen wieder in die Ausgangsposition zu gelangen, ist eine Rückdrehung der Trommel von 300° notwendig. Dafür benötigt die über drei Tonnen schwere Einheit nur eine Sekunde.

Die größte Herausforderung ist die sichere Energieführung für alle sechs Spindeln. Die Lösung besteht aus einem einzigartigen Energieführungssystem, das die Rotation der Trommel mit-macht und die Linearbewegungen der Spindeltrommeln ermöglicht. Insge-samt acht Igus-Energie ketten, 64 Lei-tungen sowie 73 Schläuche werden in dem Mehrspindel-Drehautomaten genutzt.

VDMA Robotik + Automation erwartet für 2020 20 % UmsatzrückgangDer VDMA Robotik + Automation (www.vdma.org) geht davon aus, dass sich der vor Ausbruch der Pandemie im Herbst abgegebene Ausblick für 2020 deutlich eintrübt. Auch wenn die gegenwärtigen Unwägbarkeiten keine genaue Prognose für das laufende Jahr zuließen, rechne der Fachverband der-zeit mit einem Umsatzrückgang von mindestens 20 %.

Die Teilbranchen der Robotik und Automation entwickelten sich 2019 unterschiedlich: Integrated Assembly Solutions verzeichnete einen Umsatz-rückgang von 4 % auf 8 Mrd. €. Der Umsatz der Robotik verringerte sich geringfügig um 2 % auf 4 Mrd. €. Die industrielle Bildverarbeitung hingegen konnte leicht zulegen: Der Branchen-umsatz stieg um 1 % auf 2,8 Mrd. €.

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Marktanteile industrieller Netzwerke 2020 aus Sicht von HMS – Feldbusse, Industrial Ethernet und Wireless; in Klammern die Zahlen aus dem Vorjahr

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UNTERNEHMEN & BRANCHEN

8 www.etz.de 7/2020

Sensorik und Messtechnik erwartet 4 % UmsatzrückgangDie vierteljährliche Umfrage des AMA Verband für Sensorik und Messtechnik (www.ama-sensorik.de) unter seinen 450 Mitglieder zur wirtschaftlichen Entwicklung ergab ein Umsatzminus von 1 %, verglichen zum Vorquartal, während die Auftragsein-gänge zu Jahresbeginn um 4 % stiegen. Für das zweite Quartal erwartet die Bran-che einen Umsatzrückgang von 4 %. Die nächste Sensor + Test findet vom 4. bis 6. Mai 2021 statt.

Umsätze und Auftragseingänge er-holten sich in der deutschen Industrie zu Jahresbeginn zum Teil noch. Doch durch die Corona-Pandemie, die welt-

weit einen massiven Nachfrage- und Angebotseinbruch auslöste, hat sich die Konjunkturentwicklung inzwi-schen umgekehrt. Die Auswirkungen der Pandemie beeinträchtigt Pro-duktion, Lieferketten, Absatzmärkte

und den deutschen Arbeits-markt. Wie stark der Ein-bruch für die Sensorik und Messtechnikhersteller wird, ist laut AMA Verband ge-

genwärtig schwer einzuschätzen. 25 % der Unternehmen haben bereits im ersten Quartal Kurzarbeit angemeldet. Im laufenden Quartal rechnet die Branche mit einem Umsatzrückgang um 4 %.

Deutsche Versicherungswirtschaft kritisiert den Schutz der IT-Systeme in der ElektroindustrieMit der Initiative Cybersicher nimmt der Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV, www.gdv.de) die IT-Risiken einzelner Bran-chen unter die Lupe und zeigt, wie sich kleine und mittlere Unternehmen schützen können. In diesem Rahmen hat die Forsa Gesellschaft für Sozial-forschung und statistische Analysen mbH für die GDV die für die Inter-netsicherheit zuständigen Mitarbeiter von 100 kleinen und mittleren Unter-nehmen der Elektroindustrie zum Thema Cybersecurity befragt. Dem-nach droht 43 % der Unternehmen bei einem Cyber angriff der Blackout, da sie weder ein Notfallkonzept noch eine entsprechende Vereinbarung mit ihrem IT-Dienstleister haben.

„Angesichts der hohen Abhängig-keit müsste der Mittelstand in der Elektroindustrie viel mehr für den Schutz seiner IT-Systeme tun. Aktuell zeigen sich große Sicherheitslücken, die Cyberkriminelle konsequent aus-nutzen“, sagt Peter Graß, Experte für

Cyberversicherungen im GDV. 20 % der befragten Unternehmen waren be-reits Opfer erfolgreicher Cyberattacken, 5 % waren sogar mehrfach betroffen. Infolge der Attacken standen die meis-ten Betriebe zeitweise still und mussten Zeit und Geld in die Wiederherstellung ihrer Systeme investieren; teilweise zahlten sie für ihre gesperrten Daten und IT-Systeme auch Lösegelder. Um-fassender Schutz ist bei den Mittel-ständlern der Elektroindustrie eher die Ausnahme als die Regel. Nur ein knap-pes Drittel erfüllt die wichtigsten Basis-Anforderungen an die IT-Sicherheit.

Fast die Hälfte der befragten Unternehmen ist auf einen Cyberangriff nicht vorbereitet

43 %

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Quelle: Forsa-Befragung unter 100 kleinen und mittleren Unternehmen der Elektroindustrie; Befragungszeitraum: Februar 2020 © www.gdv.de | Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV)

Ja

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Weiß nicht/keine Angabe

Haben Sie ein schriftliches Notfallkonzept und/oder eine entsprechende vertragliche Vereinbarung mit Ihrem IT-Dienstleister?

PersonaliaJoachim Weindel neuer CFO bei Kratzer Automation

Mit Wirkung zum 1. Juni 2020 wurde Joachim Weindel als Chief Financial Officer (CFO) zum neuen Vorstands-mitglied der Kratzer Automation AG berufen. Zusammen mit der Vor-

standsvorsitzenden Sibylle Pessall und Vorstand Uwe Krummenoehler führt er jetzt die Geschäfte des führenden Anbieters von Transportlogistik-lösungen und Testsystemen für die Automobil-industrie mit Sitz in Unterschleißheim bei Mün-chen.

Neuer Vertriebsmitarbeiter bei Citel im Südosten

Verstärkung in dem Gebiet Sachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen und Franken hat Citel Electronics mit Götz-Stephan Braun erhalten. Er betreut die PLZ-Gebiete 01 – 16,

30 - 31, 37 - 39, 90 – 93 und 95 – 99. Zuvor hat er bei namhaften Unternehmen, wie Elma Elec tronic, Rittal und Heitec, gearbeitet.

Finder baut Vertrieb weiter ausDer Elektrotechnik-hersteller Finder aus Trebur-Astheim bei Frankfurt/M. baut sei-nen Vertrieb kontinu-

ierlich aus und hat zwei neue Gebietsverkaufslei-ter an Bord geholt: Michael Radau (Bild links) und Pierre Merunka (Bild rechts), die den OEM-Vertrieb verstärken werden. Als Gebietsverkaufs-leiter übernimmt M. Radau die PLZ-Regionen 34 – 37, 57, 61 und 63. Sein Kollege P. Merunka ver-antwortet denselben Tätigkeitsbereich in der PLZ-Region 74.

Regionalvertrieb bei KEB unter neuer Leitung

Seit April ist Viktor Stefan als Lei-ter Regionalvertrieb Deutschland für das gesamte deutsche Vertriebs-team von KEB Automation zustän-dig. Damit erhalten die drei regiona-

len Vertriebszentren in Deutschland eine zentrale Leitung, um die Betreuung der Kunden bereichs-übergreifend zu koordinieren.

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97/2020 www.etz.de

Schwieriges Geschäftsjahr 2019 für die Pilz-GruppeDie Pilz-Unternehmensgruppe (www.pilz.de) blickt auf ein schwieriges Geschäftsjahr 2019 zurück: Vor dem Hintergrund der schwachen Weltwirt-schaft und einem Cyberangriff im Herbst verbucht das Unternehmen für 2019 einen Umsatz von 322,5 Mio. € und damit im Vergleich zum Vorjahr einen Rückgang um 6,5 %. Die Prognose für 2020 ist zurückhaltend.

Für Pilz war 2019 ein schwieriges Jahr. „Neben der wirtschaftlichen Abschwächung mussten wir auch den Folgen eines Cyberangriffs Mitte Oktober begegnen. Der Umsatzrückgang war daher nicht zu verhindern. Durch flexibles Han-deln und Stabilität in unseren Werten und un-serer Ausrichtung werden wir 2020 diese Situa-tion bewältigen“, erklärt Susanne Kunschert, geschäftsführende Gesellschafterin der Pilz GmbH & Co. KG.

Trotz Umsatzrückgang: Mitarbeiterzahl konstantIm Geschäftsjahr 2019 verzeichnete die Pilz-Gruppe erstmals seit 2009 wieder einen Umsatz-rückgang. Vor allem in den Regionen, in denen die Automobilindustrie eine wichtige Rolle spielt, waren überdurchschnittliche Rückgänge hinzu-nehmen. Der weiter gestiegene Exportanteil von 74,3 % (+1,3 %) verdeutlicht, dass Wachstums-chancen für Pilz vor allem im Ausland liegen.

Die Mitarbeiterzahl der Pilz-Gruppe ist dage-gen leicht um 1 % gestiegen: von 2 515 auf 2 544 am 31. 12. 2019. In Deutschland waren Ende 2019 1 128 Menschen beschäftigt (+ 6 gegenüber dem Vorjahr). „Oberstes Gebot hat es für uns, alle Arbeitsplätze zu bewahren“, betont S. Kunschert.

Im Stammsitz in Ostfildern sind etwa zwei Drittel der Belegschaft in Kurzarbeit zu maximal 20 %.

„Zweite Welle“ bei Pilz Wirtschaftlicher Abschwung, Cyberangriff und Corona-Krise – das Familienunternehmen durch-läuft derzeit eine schwierige Zeit, blickt aber optimistisch nach vorn. Für Pilz ist die Corona-Krise nach dem Cyberangriff bereits die „zweite Welle“. „Der Cyberangriff hatte uns unvermit-telt getroffen und der Wiederaufbau ist noch nicht komplett abgeschlossen“, erklärt S. Kun-schert. Der Geschäftsbetrieb ruhte für zwei Wo-chen. „Dennoch hatte die Attacke auch ihr Gu-tes: Mit den gemachten Erfahrungen und neuen digitalen Werkzeugen können wir auch die Corona-Krise gut meistern. Wir sind krisen-erprobt“, so S. Kunschert weiter. Ausdruck der Flexibilität von Pilz ist auch die Fertigung wie-derverwendbarer Alltagsmasken zum Schutz vor einer weiteren Ausbreitung der Corona-Pande-mie. Pilz stellt die Mund-Nasen-Maske seit April für den Eigenbedarf her und ist inzwischen in der Lage, auch Kunden zu beliefern.

Der rückläufigen Nachfrage begegnet Pilz nicht nur durch Investitionsstopps, Kostenein-sparungen und Kurzarbeit am Stammsitz in Ostfildern. Das Unternehmen ist Lieferant von Unternehmen in systemrelevanten Branchen. Auch nutzt Pilz den Digitalisierungsschub zum Beispiel in seinem Dienstleistungsangebot im Bereich Kundenschulungen. „Unsere Lösungs-kompetenz ist immer mehr gefragt“, betont S. Kunschert. Das Dienstleistungsangebot er-reicht inzwischen 15 % vom Gesamtumsatz.

In der Prognose für 2020 ist Pilz zurückhal-tend: „Sicher wird sich die allgemeine wirt-schaftliche Lage in 2020 nicht stark verbessern. Viel hängt davon ab, wie sich die Wirtschaft in der Corona-Pandemie weiterentwickelt. Ich bin dennoch überzeugt, dass wir gemeinsam diese schweren Zeiten überstehen werden“, bekräftigt S. Kunschert und stellt die Lieferfähigkeit des Unternehmens heraus. (hz)

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FERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION

10 www.etz.de 7/2020

S7-Panels und -SPS mit erweiterten Remote-MöglichkeitenSeit Anfang dieses Jahres ist nichts, wie es einmal war: Die aktuelle Covid-19-Pandemie hat massiven Einfluss auf unsere Gesundheit, Wirtschaft und Verhaltensweisen. Kontaktverbote lassen die Nachfrage nach Online-Meetings und Remote-Lösungen sprunghaft steigen, die Unsicherheit über die wirtschaft-liche Entwicklung lässt die Preise sinken. Insevis verfügt über S7-Produkte, die beiden Anforderungen gewachsen sind (Bild 1).

Text: Jörg Peters

Schon von Anfang an haben sich die Erlanger Ingenieure von Insevis [1] als S7-Systemhaus mit einer kompakten und preisgünstigen Hardware im S7-Markt positioniert – S7-kompatibel mit TIA/S7-Classic zu programmieren aber eigenständig. Neuprodukte wie das S7-IIoT-Gateway erwei-terten die Anwendungsbereiche bis zum Edge-Controller als S7-Datenvorverarbeiter für die Cloudanbindung. Das kommt den Kunden in der jetzigen Phase zu Gute, denn sie können damit anspruchsvolle Aufgaben wirtschaftlich und immer remote erreichbar erfüllen.

Generell sind die Insevis-S7-Steuerungen ab dem Simatic Manager 5.5 oder mit dem TIA Portal bis V16 (in AWL,

KOP, FUP, S7-SCL, S7-Graph) quasi als S7-315-2PNDP zu programmieren. Sie verfügen über 1 MByte Arbeits- und 8 MByte Ladespeicher. Damit können Kunden ihre Siemens-Standardprogrammiertools beibehalten und bei Bedarf jederzeit zwischen Marktführer- und Insevis- Hardware hin- und herwechseln. Das bietet ihnen im S7/TIA-Sprachraum eine willkommene Erweiterung der beste-henden Lösungen. Insevis-CPU beinhalten in der Grund-ausführung bereits Ethernet (TCP, UDP, S7-Kommunika-tion), dazu Modbus (TCP und RTU), CAN (CANopen und Layer 2) sowie einen seriellen CP mit RS-232 und RS-485 (freies Ascii). Zusätzlich stehen je nach CPU optional Profi-

01 S7-HMI, S7-SPS, S7-IIoT-Gateway und Remote-Tools von Insevis

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bus-DP-Master/Slave oder Profinet-IO-Controller zur Verfügung. Integriert man diese CPU in ein Insevis-S7-Panel, erhält man eine kompakte S7-Panel-SPS, deren Bautiefe bis zu 26 mm flach sein kann (Bild 2).

Umfangreiche VisualisierungenMit der kostenlosen und WinCC-flexible-ähnlichen Visualisierungssoftware können umfangreiche Visualisierungen im Hand-umdrehen erstellt werden, welche zum Bei-spiel bei 64 Trendkanälen 655 000 Werte pro Trend-kanal archivieren oder jeweils 50 000 Archiveinträge von 1 024 Alarmen und ebenso vielen Ereignissen abspei-chern. Um möglichst nahe am TIA/S7-Projekt zu blei-ben, werden Variablen samt Symbolik einfach impor-tiert, automatisch synchro-nisiert und die fertige Visua-lisierung sogar zusammen mit S7-PLCSim simuliert. Damit fügt sich diese Soft-ware gut in bestehende TIA-/S7-Infrastruktur ein und es sind für den Anwen-dungsprogrammierer quasi kaum Umgewöhnungen nö-tig, zumal die Programmie-rung der SPS-Seite weiter-hin mit TIA/S7-Classic vorgenommen wird. Die Insevis-Zusatzfunktionen werden durch Bibliotheken auf der Homepage kostenlos zur Verfügung gestellt und in Handbüchern sowie De-mo-Projekten erklärt.

Was essenziell für einen Remotezugang ist: Die neu-eren S7-CPU verfügen über zwei getrennt konfigurier-bare Ethernet-Anschlüsse. Eine für das Maschinen-netzwerk, betreut durch die Kunden-IT. Ein zweiter für den eigenen Remote-Service-Zugang per GSM oder WAN. Hierüber kann man per VNC-Client/Rea-der eine 1:1-Kopie des loka-len Panel-Bilds übertragen, welches beim Anlernen von Personal sehr wichtig ist. Das kann auf direktem Weg

02 Vollwertige 315er mit CAN, 2 × Modbus, 2 × ETH, 2 × seriell und 4,3-Zoll-Touch-display mit VNC im erweiterten Temperatur bereich

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FERTIGUNGS- & MASCHINENAUTOMATION

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oder über verschiedene Clouds/Portale mit VNC-Client-/Viewer- Funktion ausgeführt werden. Eine zweite Möglich-keit besteht in einer Anbindung eines kundenseitigen Re-mote-PC als zweites Panel mit einer nicht durch Power Tags beschränkten und Runtime-Lizenz-freien Visualisierung bis zu 3 000 × 3 000 Pixeln. Diese Visualisierung wird vorab mit der kostenlosen Insevis-Visualisierungssoftware „VisuStage“ erzeugt und zur Binärdatei kompiliert. Ein multiinstanz-fähiges Kommandozeilentool „RemoteStage“ entschlüsselt und simuliert die Visualisierungs-Binärdatei und verbindet diese mit der Siemens- oder Insevis-SPS per Put/Get als aktiver Partner, was Programmänderungen auf SPS-Seite erübrigt. In einer zweiten Instanz der „RemoteStage“ kön-nen auch Logs von Prozessdaten aufgezeichnet und lokal als CSV-Datei abgelegt werden, während der Remote-Zugang besteht. Oder es werden automatisiert von Insevis-Produk-ten aufgezeichnete Archive in den Remote-PC geladen, ggf. angezeigt und ebenfalls als CSV-Datei abgespeichert. Durch die Multiinstanzfähigkeit lassen sich damit sogar Leitwarten problem- und kostenlos erstellen.

Datenübergabe an ein LeitsystemWer die essenziellen Daten seiner Anlagen möglichst einfach dem Leitsystem übergeben möchte, hat diese Möglichkeit mit dem Insevis-S7-IIoT-Gateway. Es sammelt als aktiver Put-Get-Partner über Ethernet alle 100 ms maximal 2 000 S7-Datenpunkte von bis zu 100 Steuerungen. Damit entfal-len Änderungen und Freigabeprozeduren an bestehenden Lösungen. Die Datenpunkte können samt Historie entwe-der als OPC-UA-Server für den Industrie-4.0-Ansatz oder als MQTT-Client-Publisher/Subscriber für den IIoT-Ansatz zur Verfügung gestellt werden (Bild 3). Entsprechend den Vorgaben der Rami 4.0 wird dieses S7-IIoT-Gateway mit einer integrierten browserbasierten Software konfiguriert. Dabei ist der Import der TIA/S7-Variablen samt Symbolik einfach gelöst und damit optimal auch für Anwendungs-programmierer, die nicht vorab Informatik studiert haben.

Wer seine S7-Daten erst aus räumlich getrennten Anlagen-inseln sammeln muss und dabei kein Portal oder keine Cloud lösung verwenden möchte, kann dies durch das inte-grierte Open VPN mit einer Client-Server-Verbindung lösen, abgesichert durch Verschlüsselung und Zertifikate.

Über diese Funktionen hinaus beinhaltet das Gateway mit Node Red eine intuitive Projektierung von Zusatzdiens-ten. Inzwischen stehen circa 400 000 Nodes zur Verwendung mit Node Red im Internet zur Verfügung. Damit können zum Beispiel E-Mail-Verteilungen per SMTP-Server-Nodes oder ein aktiver Datenversand per FTP-Server-Nodes orga-nisiert werden. Ebenfalls lässt sich damit in einem Dash-board eine browserbasierte Visualisierung der ausgewählten Daten quasi ohne Beschränkung realisieren – eine Webvisu-alisierung kostenlos.

FazitDie gegenwärtige Pandemie wird den Remotezugang weiter pushen und gleichzeitig die Anlagenwirtschaftlichkeit wie-der mehr in den Vordergrund bringen. Wer nun zukunfts-offene und mehrfach remote erreichbare S7-Lösungen zu einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis anbieten kann, wird seine Marktanteile vergrößern. Insevis-Produkte bieten diese Chance, ohne die gewohnte S7-Programmierumgebung ver-lassen zu müssen. Auf den Insevis-Webseiten stehen ausführ-liche Anleitungen samt Demoprogrammen bereit und auf You tube finden sich umfangreiche Playlists mit detaillierten Informationen zu den Produkten. (mh)

Literatur[1] Insevis Gesellschaft für industrielle Systemelektronik

und Visualisierung mbH, Erlangen: www.insevis.de

Autor Jörg Peters ist CEO bei der Insevis Gesellschaft für industrielle Systemelektronik und Visualisierung mbH in Erlangen.peters@insevis.de

03 Zwei getrennt konfigurierbare Ethernet-Anschlüsse schaffen umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten

LAN

Node-Red-Dashboard Web-Config Node Red

WAN

Integrierte S7-Kommunikation zuSiemens-CPU, einfacher TIA-

Variablenimport samt Symbolik,Import/Export einzelner DB/UDT

für OPC-UA

Anbindung von Codesys- oderEnergiemessgeräten per Modus

TCP, Registermappingauf OPC-UA-Datenpunkte

S7-BasicS7-Advanced

ScadaMES

CloudIloT

Remote PC2nd Gateway

TCP Modbus

S7-CPU OPC-UA

Freie Definition des Namespaces,einfache Aktivierung der OPC-UA-Datenpunkte, integrierteOPC-UA-Serverfunktionalität

Prozessdatenbereitstellung überMQTT-Client, Datenempfangund Weiterleitung an S7-CPU,Konfiguration per integriertemNode Red

Sichere individuelle Fernwartung,direkte Verbindung von S7-Inselnohne Cloud-/Portalzwang

Browserbasierte Visualisierung derDatenpunkte unter Nutzung des

vorhandenen Node Red

Onboard − erspart alle PC-Konfigurations-tools, Back-up-, Restore- und

Updatefunktionen

Integrierte Projektierung von Zusatzdiensten(z. B. Twitter, FTP, E-Mail, Vorlesefunktion)

MQTT

openVPN

Einstieg in die Highend-Messtechnik:Präzise, schnell, robust

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Alle verfügen über: umfangreiche variable Filterfunktionen TrueRMS Berechnung und Differentiator/Integrator Standard EtherCAT Interface zum Betrieb an jedem EtherCAT Master

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DIGITAL DAYS14. – 15. Juli 2020Wir sind dabei!

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Servicerobotik macht mobilZwei Trends zeigen, wie Fertigungsverfahren effizienter und Prozessabläufe produktiver gestaltet werden können: Serviceroboter entlasten den Menschen zunehmend bei monotonen, schweren und ermüdenden Aufgaben. Zusätzlichen Nutzen bieten mobile Robotikanwendungen. So können fahrtbegleitend Prüf-, Montage- und Sortieraufgaben ausgeführt werden. Wo Mensch und Roboter Hand in Hand arbeiten und mobile Manipulatoren unterwegs sind, hat Sicherheit einen hohen Stellenwert.

Text: Manuel Schön

Von festen Schutzzäunen umgebene Roboter, wie sie vor-nehmlich in der Automobilbranche zum Einsatz kamen, werden zunehmend abgelöst: Längst sind die vielseitig ein-setzbaren Montageautomaten raus aus ihrer Zelle und übernehmen Produktions-, Montage- und Handhabungs-aufgaben. Mit diesem Wandel haben sich auch die Sicher-heitskonzepte geändert, die dafür Sorge tragen, dass das Miteinander von Mensch und Roboter ohne gravierende Folgen für Leib und Leben bleibt.

Mehr Service und FlexibilitätDie Grenzen zwischen Service- und Industrierobotik lösen sich zunehmend auf. Die Rolle des Menschen wird im Zuge

einer intelligenten Produktion neu definiert. Serviceroboter gehen dem Menschen bei körperlich belastenden oder monotonen Arbeiten „zur Hand“ und entlasten ihn. Der Mensch dagegen übernimmt verantwortungsvollere und komplexere Aufgaben wie die Planung und Programmie-rung der Prozesse. Flexible Lösungen gewinnen an Bedeu-tung – kompakte, vielseitige Assistenten anstatt massiven Montage-Robotern.

So finden heute kompakte, wandlungsfähige Roboter ihren Weg auch in kleine und mittelständische Unterneh-men. Manipulatoren führen unter anderem Pick-and-Place-Applikationen oder Handling-Abläufe zwischen verschiede-nen Produktionsschritten aus. Gegenüber dem klassischen

01 Werden Manipulatoren mit FTS kombiniert, können intralogistische Prozesse wertschöpfend gestaltet werden

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Roboter sind derartige Serviceroboter weit flexibler und einfacher an neue Aufga-ben und Gegebenheiten anpassbar. Kombiniert mit einem Fahrerlosen Transport-system (FTS) kann ein Serviceroboter in industriellen und nicht industriellen Anwendungen die Materialversorgung übernehmen – sei es im Fertigungsprozess oder beispielsweise in einer Apotheke (Bild 1).

Als Einsatzfeld mit Potenzial gilt deshalb die Intralogistik: FTS sind seit Jahren Standard. Sie stellen den effizienten Materialfluss in der Fertigung sicher oder sind zentraler Bestandteil einer Produktion. Für die Fertigung von Losgröße 1 sind allerdings neue Konzepte gefragt. Nicht nur der effiziente Datenaustausch inner-halb der vernetzten Fertigung spielt dabei eine Rolle. Gerade im Bereich der In-tralogistik bieten sich neue Prozesse an – fluide Abläufe bieten mehr Flexibilität und lösen starre Produktionslinien ab.

Mehrwert für den TransportIn diesem Szenario macht die Kombination mit einem Serviceroboter ein FTS zu einem profitablen Akteur: Ist die mobile Basis mit einem Manipulator ausgestat-tet, kann der mobile Serviceroboter an der angesteuerten Position nicht nur ein Objekt laden oder abliefern. Erfordert es die Applikation, kann der mobile Ma-nipulator einen notwendigen Arbeitsschritt am Werkstück ausführen oder zum Beispiel ein Paket labeln. Ein mit Serviceroboter bestücktes FTS ist – ausgerüstet mit Sensorik, Kamerasystemen usw. – in der Lage, während der Fahrt von Station zu Station ein definiertes Set an Mess-, Prüf- und Sortieraufgaben auszuführen. Durch diese zusätzlichen Arbeiten am Werkstück, wird der Materialtransport zu einem Teil der Wertschöpfungskette.

Ein Vorteil eines solchen Systems aus Manipulator und FTS besteht in der Möglichkeit, die Positionierungsungenauigkeiten des Systems ausgleichen zu kön-nen und damit mehr Präzision zu bieten: Der Manipulator kennt beispielsweise die exakte Position der aufzunehmenden Komponente und gleicht dadurch die gegebene Ungenauigkeit des FTS aus.

Ein weiterer Anwendungsfall können spezielle Plattformen sein, die unter-schiedlich ausgestattete Serviceroboter-Units transportieren und an ihrem Ein-satzort absetzen. Diese werden nach getaner Arbeit wieder abgeholt und an einen neuen Bestimmungsort gefahren. In der Fabrik der Zukunft verschmelzen also mobile Transport- und Servicerobotik-Lösungen.

Robotik? Aber sicher!Als Anbieter sicherer Automatisierungslösungen hat Pilz [1] die Robotik seit Jahren im Blick: An unzähligen Roboter-Applikationen sorgen sichere Senso-

02 Das Open Source Framework ROS bietet, dank Offenheit und Modularität, hohe Flexibilität für mobile Servicerobotik-Anwendungen

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ren des Automatisierungsspezialisten, darunter Lichtgitter, Laserscanner oder Schutztürsysteme, für den zuverlässigen Schutz von Mensch und Maschine. Aufbauend auf der jahre langen Erfahrung in der Industrie begleiten die Safety-Experten Robotik-Anwender bis zur CE-Kennzeichnung und übernehmen die Verantwortung für die Sicherheit von Roboter-Applikationen. Gleichzeitig gestaltet Pilz die für das gemeinsame Verständnis von Sicherheit notwendigen internationalen Normen und Standards, wie die ISO/TS 15066 für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), maß-geblich mit. Wo immer der Mensch näher an die Maschine rückt oder wo sich beide eine Aufgabe und einen Arbeits-raum teilen, spielt Sicherheit eine maßgebliche Rolle. Dies gilt in besonderer Weise bei mobilen Roboterapplikationen. An die Stelle räumlich trennender Systeme treten flexible Sicherheitskonzepte, die eine Form der Zusammenarbeit möglich machen, die Sicherheit und Produktivität vereint.

Modulweise zur AnwendungPilz hat sein Leistungsportfolio um die Servicerobotikmo-dule erweitert. Der modular aufgebaute Baukasten besteht aus einem Manipulator-, einem Bedienmodul sowie aus un-terschiedlichen Steuerungsmodulen. Jedes Modul ist als Teil des modularen Gesamtsystems mit offenen Schnittstellen ausgestattet. Anwender können mit diesem Baukasten so-wohl im industriellen als auch im Umfeld der klassischen Servicerobotik auf einfache Weise ihre individuelle Service-robotik-Applikation zusammenstellen. Bei den Servicerobo-tikmodulen wird ein offener Ansatz verfolgt: Ein Anwender kann grundsätzlich sämtliche Pilz-Module über die jeweili-gen mechanischen und elektrischen Schnittstellen mit Kom-ponenten anderer Anbieter (zum Beispiel Steuerungen, Greifer oder FTS) kombinieren (Bild 2).

Kernstück ist das Manipulatormodul PRBT: Pilz hat die-sen Roboterarm mit einer Traglast von 6 kg, der in beliebiger Montagerichtung angebracht werden kann, selbst entwi-ckelt. Mit einer Reichweite von 741 mm, einem Eigen-gewicht von 19 kg und seinen DC-24-V-Betriebsspannung

eignet er sich für eine Vielzahl mobiler Anwendun-gen, insbesondere auch in Kombination mit einem FTS. Der bewusst offene Ansatz wird durch den Einsatz von speziellen Software-Paketen für das Robot Operating System (ROS) zur Robotersteue-rung vorangetrieben. Das Framework ROS ist ein weitverbreitetes Roboterbetriebssystem auf Open-Source-Basis. Die ROS-Pakete von Pilz können zum Schreiben von Software für eigene Robotikanwen-dungen beziehungsweise ganzer Roboterapplikatio-nen eingesetzt werden (Bild 3).

ROS-Pakete beinhalten bestimmte Funktionali-täten und Treiber. Sie werden den Anwendern kos-tenlos über eine Community zur Verfügung gestellt. Das kann beispielsweise ein Paket zur industriellen Bahnplanung sein. Ein Vorteil des Open Source Frameworks ist die gemeinsame Zusammenarbeit in der ROS Community und der Austausch mit Experten aus verschiedenen Bereichen – von For-schungseinrichtungen bis zum Roboterhersteller. Gemeinsam sind die Anwender in der Lage, selbst

komplexe Robotikanwendungen erfolgreich umzusetzen. Pilz entwickelt und testet seine ROS-Pakete selbst nach den industriellen Qualitätskriterien und Anforderungen des ROS Industrial Consortiums und bietet somit hochwertigen Code für anspruchsvolle indus trielle Aufgaben.

Mehr Offenheit bei der UmsetzungSeine Vorteile spielt ROS gerade in dynamischen Umgebun-gen aus, so beispielsweise beim Navigieren von FTS, der Kollisionsvermeidung oder dem Greifen unterschiedlicher, sich ändernder Objekte. Da die einzelnen Pakete modular aufgebaut sind, lassen sie sich vielseitig einsetzen. Sie sind mit der Hardware unterschiedlicher Hersteller kompatibel. Die Verwendung von Programmiersprachen, wie Python oder C++, ist, neben der offenen und kostenlosen Verfüg-barkeit des Quelltexts, ein Vorteil von ROS. Das hersteller-übergreifend einsetzbare ROS bietet ein vernetztes, inter-operables System.

Die Servicerobotikmodule erschließen neue Anwen-dungsbereiche in der Intralogistik, die über den klassischen Einsatzbereich von Robotern hinausgehen. Das intuitive Plug-and-Work-Prinzip trägt dazu bei, dass die einzelnen Module schnell verbunden und die gewünschten Applika-tionen rasch einsatzbereit sind. Serviceroboter unterstützen den Werker dabei, seine Aufgabe ergonomischer, sicherer und produktiver zu verrichten. Am Ende stehen immer effizientere Prozesse, die Kosten senken und hohe Qualitäts-standards sichern. (hz)

Literatur[1] Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern: www.pilz.de

Autor Dr. Manuel Schön ist Produktmanager Controller bei der Pilz GmbH & Co. KG in Ostfildern.info@pilz.de

03 Individuell einsetzbar: Die Service-Robotik-Module umfassen das Manipulatormodul PRBT, das Steuerungsmodul PRCM, das Bedienmodul PRTM sowie ROS-Module

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Zonenweise Sicherheitstechnik Abseits ihrer ureigenen Aufgabe, Mensch und Maschine verlässlich vor Fehlfunktionen und Fehlbedienungen zu schützen, bringt die funktionale Sicherheitstechnik echtes Potenzial zur Produktivitätssteigerung mit sich. So unterteilen die Firmen der ATSGruppe ihre hoch komplexen Montageanlagen in mehrere funktional sinnvolle Sicherheitsbereiche. Der Erfolg: Die Anlagen arbeiten bei den Kunden produktiver und ATS kann die Arbeitsabläufe beim Bau besser miteinander kombinieren. Die Aufteilung der Sicherheitstechnik in Zonen liefert damit einen Nutzen, der über die eigentliche Maschinensicherheit hinaus geht.

Text: Thorsten Sienk

Wenn Wolfgang Müller, Vertriebsleiter von ATS Automation [1], einen Blick auf eine der zahlreichen vollautomatischen Montage und Prüfanlagen in der Produktionshalle wirft, wird ihm immer wieder klar, wie wichtig Effizienz ist: „Keinen Platz zu verschwenden, ist gerade in Deutschland eine Tugend und deshalb lassen wir keinen Raum ungenutzt. Schließlich ist Produktionsfläche teuer und die meisten Unternehmen leiden unter Platzmangel.“ Nicht selten bringt ATS in Anlagen mit einer Länge von

gerade einmal 20 m mehr als 70 unterschiedliche Prozesse unter (Bild 1). Ein wesentlicher Grundstein für dieses Höchstmaß an Integration und Funktionsdichte ist das ATSSupertrakSystem (Bild 2). Dahinter steht lineare Direktantriebstechnik, die Werkstückträger in Windeseile und überaus flexibel von einer Montagestation zur nächsten befördert.

Auf jedem halben Meter ein neuer Montage oder Handlingschritt: Der Anspruch an die hohe Funktionsdichte darf

01 Damit niemand auf den anderen warten muss: Die in Bereiche aufgeteilte Sicherheitstechnik macht den Weg frei, dass sich Montage, Programmierung und Inbetriebnahme entkoppeln lassen

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in der Umsetzung nicht dazu führen, dass die Produktionsmitarbeiter später im Betriebsalltag den Überblick verlieren. ATS Automation halbiert daher das Anlagengestell in Längsrichtung. Damit arbeiten dann zwei voneinander losgelöste Prozesse räumlich von einer transparenten Mittelwand getrennt Rücken an Rücken (Bild 3). Diese Gestaltung der Abläufe sorgt für freie Sicht auf beeindruckende Prozesse – was diese letztlich besser optimierbar und beherrschbar macht.

Safety aufgeteilt in Zonen Die Absicherung der Maschine vor unberechtigtem Zugriff oder Fehlfunk tionen ist so intelligent konzipiert, dass sich Sicherheit und Produktivität ergänzen, statt sich gegenseitig auszuschließen. Mit diesem Ziel vor Augen ist diese Anlage aus dem Blickwinkel der funktionalen Sicherheit heraus in unabhängige Bereiche eingeteilt. Im Konzept der bayerischen Automations spezialisten spielen hier die

02 Lineare Direktantriebstechnik: Das ATS-Supertrak-System befördert die Werk-stückträger und verbindet so unterschiedliche Arbeitsstationen in Windeseile

03 Hochintegrierte Montageanlagen sind bei ATS längsgeteilt. Damit können zwei unterschiedliche Prozesse Rücken an Rücken arbeiten

oder Anmeldung unter:www.automatisierungstreff.com/workshops

Anwender-Workshop

DIGITALISIERUNG IST KEIN SELBSTZWECK 10.09.2020 10:00 - 16:00 Uhr

Richtig eingesetzt hat Industrial IoT einen positiven Einfluss auf das Wachstum, die Wettbewerbs- und die Zu kunftsfähigkeit Ihres Unternehmens.

Kommunizieren Sie from Sensor to Future.In unserem Workshop zeigen wir Ihnen praxisnah, wie Sie mit u-mation, abgestimmt auf Ihre Anforde-rungen, fit für IIoT werden und Ihre Prozesse vom Sensor bis in die Cloud für effizientere Produktions-konzepte optimieren.

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Referenten: Christian Held und Martin Groß

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transparenten Mittelwände nicht nur baulich, sondern vor allem funktional eine wesentliche Rolle.

Greift auf der einen Seite mit dem Öffnen einer abgesicherten Tür zum Beispiel die Funktion „Safe Torque Off“ und bringt damit einen der Produktionsbereiche in den sicheren Halt, arbeitet die Anlage in allen anderen Sicherheitsbereichen in ihren Prozessen weiter. „Wir wollen eine technisch maximal mögliche Verfügbarkeit sicherstellen. Das gewährleisten wir auch unseren Kunden. Deshalb ist es wichtig, dass wir beim Öffnen einer Tür nicht die komplette Linie lahmlegen und trotz Vollverkettung zwischen den Bereichen flexibel agieren können“, betont W. Müller. Tritt eine Mikrostörung auf, ist die Anlage dank der Zoneneinteilung fähig, die auflaufenden Werkstückträger in den vorgelagerten Montageschritten zu puffern.

In den nicht betroffenen Produktionsbereichen ist damit gewährleistet, dass einmal begonnene Montageprozesse mit eindeutigem Bauteilstatus fertiggestellt werden – ohne dass eine Sicherheitsfunktion den Prozess unterbricht oder gar gefährdet. Mit diesem Aufbau reduziert ATS signifikant den Ausschuss – was letztlich zu niedrigen ppmWerten führt. Markus Waxenberger, Engineering Manager bei ATS in München, nennt hier zur Veranschaulichung das Einpressen von Messingdichtungen in ein Metallgehäuse (Bild 4): „Der Einpressprozess ist mit seinen Drehmomentverläufen und Geschwindigkeitsprofilen so ausgefeilt, den kann man nicht unterbrechen, ohne das Bauteil anschließend ausschleusen zu müssen.“

Steuerungsarchitektur zentral oder dezentralDie Sicherheitszonen lassen sich technisch mit dezentral verteilten SafetySteuerungen sowie – dank der hohen Rechenperformance moderner Steuerungen – ebenfalls mit einer singulären Zentralsteuerung umsetzen. In diesem Fall wird die Zoneneinteilung innerhalb der SafetySoftware vorgenommen. Ob zentrale oder dezentrale Architektur: Die Größe der Anlage und deren Komplexität ist entscheidend, welcher Aufbau die beste Leistung liefert.

Mehr Tempo bei der InbetriebnahmeVom Anlagenbetrieb zurück in den Anlagenbau: Die geschickte Einteilung einer Montagelinie in voneinander unabhängige Sicherheitszonen bringt auch für den Maschinenbauer spürbare Vorteile mit sich. „Bei uns können jetzt mehrere Leute an unterschiedlichen Stellen gleichzeitig arbeiten. Wir sparen also Zeit und bringen mehr Tempo ins Projekt“, erzählt Thomas Fritsch, Head of Production der

ATS in München. Programmiert etwa ein Softwareingenieur gerade eine Einpressstation und schließt dafür den betreffenden Sicherheitskreis, können andere Mitglieder des Montageteams durch die Entkopplung von Aufgaben an der gleichen Maschine in allen anderen Bereichen weiterhin ungestört arbeiten. „Damit muss niemand auf den anderen warten – und wir sind als Ganzes deutlich effizienter und schneller fertig“, beschreibt T. Fritsch weiter. Die kurze Durchlaufzeit zählt zu den Stärken von ATS – gerade bei Anlagen mit komplexen Abläufen. „Wir sind in der Lage, nicht nur unsere Anlagen, sondern auch unsere Arbeitsweise zu modularisieren“, fasst W. Müller zusammen.

FazitDie von ATS Automation in München und den ATS Schwesterfirmen KMW in Koblenz und ATW in Neuwied gebauten Montageanlagen zeigen, welches Potenzial die Sicherheitstechnik bietet, wenn bei der Konzeption über die reine Funktionalität hinausgedacht wird. Gerade in modular aufgebauten Anlagen der Handhabungs und Montagetechnik lassen sich wertvolle Effizienzgewinne erzielen, wenn der Sicherheitstechnik räumlich klar abgegrenzte Verantwortungsbereiche zugewiesen werden. (no)

Literatur[1] ATS Automation Tooling Systems GmbH, Heimstetten:

www.atsmunich.de

Autor Thorsten Sienk ist freier Fachredakteur in Bodenwerder.sienk@sienk.de

04 Wird das Einpressen von Dichtpatronen während des Prozesses unterbrochen, zählt das Bauteil zum Ausschuss

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Produkte

Spezialisiert auf Verpackungsmaschinen Auf den Förderbändern von Primär- und Sekundär-Verpa-ckungsmaschinen für Süß- und Backwaren (HFFS, FS, Thermoform oder VFFS) müssen Sensoren vielfältigste Pro-dukte und Folien jederzeit zuverlässig erkennen. Exakt für diesen Anwendungsbereich hat Leuze den dynamischen Re-ferenztaster DRT 25C mit drei Licht-flecken und Referenztechnologie entwi-ckelt. Letztere nutzt nicht das Produkt als Referenz, sondern das Förderband. Hierfür werden zunächst die Oberflä-cheneigenschaften des Bandes einge-lernt. So erkennt der Sensor anschlie-ßend alle Objekte als „Abweichung“, die nicht den Eigenschaften der Bandober-fläche entsprechen. Und das selbst bei Verschmutzungen und Vibrationen des Förderbandes. Mit seinen drei Licht-strahlen erkennt der DRT 25C zuverlässig das komplette Spektrum: kleine, flache, aber auch hohe und kugelförmige Produkte. Durch das automatische Einlernen über seine Teach-Taste ist der Sensor schnell und einfach eingerichtet. Über IO-Link können Zusatzfunktionen einfach in die Ma-schinensteuerung integriert werden.Leuze Electronic GmbH + Co. KG, Tel. 0 70 21/5 73-0, info@leuze.com, www.leuze.com

Lasersensor mit IO-Link und FremdlichtunterdrückungDer Laser-Distanzsensor BOD 24K von Balluff gewährleis-tet die Erfassung und Positionierung von Objekten unter-schiedlichster Art. Dank des präzisen Laserstrahls erkennt er auch kleine Objekte und Objektdetails zuverlässig. Inte-

griert in ein robustes Kunststoff-gehäuse der Schutzart IP67 ist der Sensor wahlweise erhältlich für Arbeitsabstände von 50 mm bis 100 mm bzw. 50 mm bis 650 mm bei einer Auflösung von < 10 µm bzw. 50 µm. Er liefert dabei ein kontinuierliches, pro-portionales Spannungs- und Stromsignal von 0 V bis 10 V bzw. 4 mA bis 20 mA. Neben einer zuschaltbaren Fremdlicht-unterdrückung bietet er einen Präzisionsmodus für besonders

hohe Genauigkeit sowie einen Filter gegen Störungen. Als Sensor der Laserklasse 1 kann er ohne Schutzmaßnahmen eingesetzt werden.Balluff GmbH, Tel. 0 71 58/1 73-0, balluff@balluff.de, www.balluff.com

IBH Link UA – OPC UA Cloud GatewayDer IBH Link UA ist eine OPC-UA-Server/Client-Bau-gruppe mit Firewall. Es handelt sich hier-bei  um ein kompaktes Gerät zur Hut schie nenmontage mit vier Ethernet-Ports und einer 24-V-Stromversorgung. Unterstützt werden die SIMATIC® S5/S7-Steuerun-gen, Rockwell-Steuerungen, Mitsubishi-Steuerungen und Roboter.Weitere Systeme können über Modbus/TCP ange-sprochen werden. Die An-bindung an die Cloud erfolgt über MQTT.Neu ist die Anbindung an die SINUMERIK@840D / 840D SL.Der Vorteil der Baugruppe ist, dass es sich um eine Server-/Client-Baugruppe handelt. Durch die OPC- Client-Funktion wird auch der Datenaustausch von OPC-Servern untereinander ermöglicht.

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217/2020 www.etz.de

Panel-PC mit PoEDie Panel-PC der Familie AFL3-WX-ULT5 von Comp-Mall mit 8. Gen. Intel-Core-i5-(Whiskey-Lake-)U-Prozessor haben mit vier Kernen, 4,10 GHz Taktfrequenz (Burst) und 6 GB Cache lediglich eine Verlustleistung (TDP) von 15 W. Sie unterstützen über ein optional integrierbares Modul die Funktion Power over Ethernet (PoE) und können über einen

PoE-Switch mit Strom ver-sorgt werden. Der 2 400- MHz-Dual-Channel-DDR4-Arbeitsspeicher ist bis zu 32 GB aufrüstbar. Der kapa-zitive Touchscreen ist mit ei-ner Anti-UV-Beschichtung versehen, was die Haltbarkeit des Displays verlängert. Eine Anti-Glare-Beschichtung verringert die Lichtreflexion und verbessert so die Lesbar-

keit. Die Front ist IP64-geschützt und damit spritzwasser-geschützt. An Schnittstellen stehen 2 × PoE GbE LAN, 1 × GbE LAN, 4 × USB 3.2 Gen2, 1 × HDMI, 1 × RS-232, 1 × RS-232/422/485 und 1 × 12 V DC Jack zur Verfügung. Er-weitern lassen sich die Panel-PC über Mini-PCIe. Kabellose Kommunikation ist mit WLAN und Bluetooth V4.1 möglich – dazu wird der M.2-A+E-Key-2230-Slot genutzt. Compmall GmbH, Tel. 0 89/8 56 31 50, info@compmall.de, www.compmall.de

Cobot mit einfacher Handhabung Der kollaborative Melfa-Roboter Assista von Mitsubishi Electric wurde entwickelt, um mit menschlichen Bedienern ohne die Notwendigkeit von Schutzvorrichtungen oder Si-cherheitszäunen zu arbeiten. Er kombiniert maximale Si-cherheit und Performance mit einfacher Bedienung und Programmierung. Dabei steht er einem Standard-Roboter in

Präzision und Positionier-genauigkeit in nichts nach. Der Cobot hat eine hohe Wieder-holgenauigkeit von ±0,03 mm bei einer Nennlast von 5 kg und einem Reichweitenradius von 910 mm. Die Einrichtung vereinfacht eine direkte Teach-Funktion, bei der der Benutzer den Arm hält und ihn in jede gewünschte Position bewegt. Einzigartig ist auch das auf sei-nem Arm eingebaute Tasten-

feld. Hier wird die Position einfach und schnell gespeichert. Für komplexere Verfahrwege gibt es die visuelle Program-miersoftware RT Visualbox. Sie ermöglicht per Drag-and-drop diverse Bewegungsfunktionen als auch individuelle Anpassungen an jede Bewegung zu programmieren. Mitsubishi Electric Europe B.V., Tel. 0 21 02/4 86-0, info@mitsubishi-automation.com, de3a.mitsubishielectric.com/fa/de

35 mal Heavy-Duty in SerieOb als Maschinensteuerung in rauer Industrieumgebung, als Bedieneinheit in der Intralogistik bis hin zum Endkunden-Terminal am Point-of-Sales – die insgesamt 35 verschiede-nen Modelle der Serie GC von TL Electronic eröffnen ein breites Anwendungsspektrum. Im Kern werden zwei proji-ziert-kapazitive Multitouch-Versionen angeboten: als reine Display-Lösung oder als leistungsstarke Panel-PC-Variante. Zur Auswahl stehen jeweils Bildschirmdiagonalen von 7 Zoll (17,8 cm) bis 23,8 Zoll (60,5 cm) mit Auflösungen von

1 024 × 600 Pixeln bis 1 920 × 1 080 Pixeln (Full-HD) und einem Kontrastverhältnis von bis zu 3 000:1. Der GC-Serie kommt die langjährige Heavy-Duty-Kompetenz des Her-stellers zugute, u. a. mit der Betriebsfestigkeit gegen Schock und Vibration gemäß MIL-STD-810F/G bzw. EN 60 068-2 (40 g, 11 ms, ≤ 300 m/s2 bzw. 1,48/1,98/2,24 g rms für XYZ/5-500 Hz). Immer gilt: Die hochwertige und extrem flache Mechanik ohne Schmutzkanten kombiniert mit der hohen frontseitigen Schutzart IP65 veredeln jede Applikation an der Schnittstelle Mensch-Maschine. Bei den Panel-PC-Versionen lässt sich der Prozessor wählen von dem lüfterlos-betriebenen Celeron N2930 über den leistungsstarken Core i5-7200U bis hin zum rechenstarken Cortex A53 oder A9. TL Electronic GmbH, Tel. 0 81 31/3 32 04-0, info@tl-electronic.de, www.tl-electronic.de

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22 www.etz.de 7/2020

Box-PC für Edge-ComputingDie Box-PC der Serien ECX-2000-Serie und ECX-2000-xR (mit SSD-Schacht) der Firma Vecow bestechen durch ihre hohe Leistungsfähigkeit. Die speziell auf moderne Computer-Vision-Applikationen ausgelegt Box-PC können mit Zehn-Kern-Intel-Xeon-/Core-Prozessoren der zehnten Generation ausgestattet werden und unterstützen die Verwendung von leistungsstarken Grafikkarten, was die Performance um 20 % erhöht. Die Geräte verfügen über die 2,5-G-Ethernet-

Networking-Technologie für leistungs-fähige, lüfterlose Embedded-Systeme. Dadurch sind große Mengen an Bildda-tenübertragung für das Edge-Computing möglich. Obendrein haben die passiv ge-kühlten Modelle einen weiten Betriebs-spannungsbereich von 9 V bis 50 V.Plug-In Electronic GmbH, Tel. 0 81 41/36 97-0, info@plug-in.de, www.plug-in.de

Induktiver Sensor für Hydraulikanwendungen Dass präzise Sensoren auch in rauer Industrieumgebung ein-gesetzt werden können, zeigt Waycon mit dem induktiven Wegaufnehmer LVDT LVPH. Er wurde für den Einbau in Hydraulikzylindern entwickelt und hält einem Betriebsdruck bis 350 bar bei bis zu 120 °C stand. Sein besonders robustes Edelstahlgehäuse AISI 304 sorgt für einwandfreie Funktionalität und Sicherheit bei hohen Gas- oder Öldrücken. Der IP67-geschützte Wegsensor hat einen Mess-bereich bis 500 mm bei einer Linearität von 0,1 % des Messbereichs. Der LVDT LVPH liefert ein analoges Analogsignal von 0…10 V oder 4…20 mA. Durch die berührungsfrei und differenziell messenden Sekundärspulen sowie den beweg-lichen Spulenkern hat er im Gegensatz zu potentiometrischen Verfahren eine un-begrenzte Lebensdauer und eine entsprechend hohe Zyklenzahl. Auch bei Umge-bungen mit magnetischen Störfeldern arbeitet das induktive System problemlos.Waycon, Tel. 0 89/67 97 13-0, info@waycon.de, www.waycon.de

Embedded-PC mit AI-Rechenpower Mit dem kompakten ITG-100AI bietet ICP Deutschland ein Inference-System an, welches für den Einsatz mit dedizierten neuronalen Netzwerktopologien (DNN) vorbereitet ist. Hardwareseitig haben die beiden Intel-Movidius-Myriad- X-VPU im ITG-100AI eine gute Inferenzperformance pro Watt, 16 Shaves-Kerne für KI-Berechnungen und einen nativen FP16-Support. Softwareseitig unterstützt der ITG-100AI das Open-Source-Toolkit „Open Visual Inference Neural Net-work Optimization“ (Openvino) von Intel, und damit eine Ende-zu-Ende-Be-schleunigung für eine Vielzahl von neuralen Netzwerken. Openvino ermöglicht es CNN (convolutional neural network) basierte, vortrainierte Modelle mit wenig Aufwand an der Edge einzusetzen. Unter anderem lassen sich Trainingsmodelle von Caffe oder Tensorflow damit einfach und schnell implementieren. Der ITG-

100AI ist ferner mit einem Intel-Atom- x5-E3930-Apollo-Lake-SoC sowie 8 GB DDR3L-Arbeitsspeicher ausge-stattet und arbeitet in einem Tempera-turbereich von −20 °C bis 50 °C. ICP Deutschland GmbH, Tel. 0 71 21/1 43 23-0, info@icp-deutschland.de, www.icp-deutschland.de

Detaillierte Informationen zur Teilnahme inkl. Agenda finden Sie unter exor.automatisierungstreff.com

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Agenda:

• Überblick IoT und I4.0, Einführung OT Anbindung, Local Dashboard

• Datenaufbereitung; Vorauswahl, Implementierung OPC UA Server und Client

• VPN Connection und CorvinaCloud V1• Cloud Anbindung und CorvinaCloud V2• Individuelle Q&A

Teilnahmeinformation:• Teilnahmegebühr Workshop: 99,00 EUR pro Person zzgl. MwSt.

• Bundelpaket Workshop: 499,00 EUR pro Person zzgl. MwSt. Bundelpaket beinhaltet: Workshopteilnahme + eXware703 + PLCM09 inkl. JMobile 365 Lizenz

IOT und Industrie 4.0 ist seit Jahren als Markt-trend präsent. Nun ist es an der Zeit die konkrete Umsetzung zu starten. Dieses muss, bei Beibe-haltung maximaler Agilität möglichst einfach, flexibel und preiswert sein. Nur so sind Sie in der Lage, neue digitale Geschäftsmodelle bei Ihren Maschinen und Anlagen umzusetzten. Hierbei legen wir neben OPC UA, auch ein großes Augen-merk auf Retrofit Lösungen.

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Sonderteil: Von der IO-Ebene über IoT-Controller bis zur Cloud

FELD-IO-SYSTEMSchaltschranklose Automatisierung in IP67

HIGH-PERFOMANCE-SERVERBranchenspezifische KI-Anwendungen

GESICHERTER DATENTRANSFERLogikmodul mit direkter Cloudanbindung

SPECIAL: VON DER IO-EBENE ÜBER IOT CONTROLLER BIS ZUR CLOUD

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Mit erweiterter Konnektivität direkt aus dem FeldMit einem dezentralen IO-System in IP67 gelingt es, direkt im Feld in rauer Umge-bung Sensor- und Aktorsignale zu sammeln und für weiterführende Automatisie-rungs- und IoT-Aufgaben flexibel zur Verfügung zu stellen. Die Produktmanager Ludwig Adelmann und Helmut Börjes erklären die Eigenschaften und Vorteile des Wago-I/O-Systems Field.

Text: Sascha Rentzing und weitere Autoren

Individualisierte Produkte, schnellere Produktzyklen, höhere Produktvielfalt – all das verlangt nach mehr Flexibilität in der Fertigung bei niedrigeren Kosten. Modular aufgebaute Maschinen bieten die Lösung, denn ihre einzelnen Funktionsblöcke lassen sich tauschen, optimieren und wiederverwerten. „Immer mehr Kunden aus dem Maschinenbau betreiben diese Modularisierung sehr konsequent“, sagt Ludwig Adelmann. „Deswegen positionieren wir das neue dezentrale System Field nicht als einfachen IOSammler, sondern vielmehr als Brücke für die flexible Kommunikation von der Steuerungsebene ins Feld.“ Der Maschinenbauer soll sich gar nicht von Anfang an exakt festlegen müssen. Mit dem Konzept hinter Field kann er auch noch in der fortgeschrittenen Entwicklung bzw. je nach Anforderung

des Kunden die passenden IOStrukturen in das Maschinengesamtkonzept integrieren.

Bedarf für IP67-Module steigtEinige Experten glauben, dass sich die Intelligenz durch die zunehmende Digitalisierung in der Steuerungshierarchie immer weiter nach unten verschiebt. „Zentral oder dezentral – diese Diskussion gibt es seit 30 Jahren in der Branche. Aber dass es heute zwingend in eine Richtung geht, das sehe ich nicht“, kommentiert Helmut Börjes den vermeintlichen Trend. „Ob es wirklich nachhaltig ist, die SPSLogik ins Feld auszulagern, halte ich für fraglich.“

„Vor 15 Jahren ging manch einer davon aus, dass die schaltschranklose Automation bald ein Viertel des Markts

Module des Wago-I/O-Systems Field in Schutzart IP67 für den direkten Einsatz in der Maschine oder Anlage

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ausmache“, ergänzt sein Kollege L. Adelmann. „Obwohl heute in der Industrie viel mehr automatisiert wird als damals, werden vielleicht 10 % bis 12 % der Applikationen dezentral gelöst.“

Dennoch wächst der Bedarf für IP67fähige IOStrukturen laut Wago – allein durch den zunehmenden Einsatz von IOLink. „Natürlich haben wir uns bei der Entwicklung von Field der Frage gestellt, inwieweit wir mit unserem neuen IP67Angebot die WagoIP20Lösungen kannibalisieren“, erzählt L. Adelmann. Dort wo es Sinn ergebe, wechsle der Anwender sowieso auf dezentrale IOModule. „Man muss meist eh nicht nur das eine oder das andere, sondern IP20 und IP67 ganzheitlich betrachten. Dabei ist es für den Kunden sehr attraktiv, dass er bei uns beide Welten aus einer Hand bekommt.“ Die Produktfamilien Advanced und Field

von Wago [1] sollen ihm einen flexiblen und zukunftsfähigen IOWerkzeugkasten an die Hand geben, aus dem er sich die für seine Bedürfnisse passende Lösung zusammenstellen kann.

„Für uns ist das neue FieldSystem also ein wichtiger Puzzlestein im Gesamtbild der Automation“, fährt L. Adelmann fort. Gerade auch aus Sicht von feldorientierten Technologien wie IOLink. Neu ist das Thema bei Wago sowieso nicht: „IP67IO sind schon seit dem Jahr 2000 Teil des WagoPortfolios, so gab es zum Beispiel in der SpeedwayFamilie auch schon dezentrale, blockmodulare Lösungen“, betont H. Börjes. Basierend auf dieser Erfahrung konnte Wago das neue IP67System komplett in Eigenregie spezifizieren – von Konzipierung der Funktionalität bis zum endgültigen Design. Entsprechend wurden einige Features integriert, die bisher auf dem Markt selten oder überhaupt nicht zu finden waren.

Breites Connectivity-SpektrumDie zunehmende Vernetzung ist eines der TopThemen in der Automatisierung. Alle Anlagen und Maschinenteile sollen sich untereinander austauschen können. Um diesem Trend Rechnung zu tragen, setzt der Anbieter auf ein breites ConnectivitySpektrum innerhalb der FieldFamilie. Basis für die Kommunikation bietet ein leistungsfähiger Prozessor, der Feld und IoTKonnektivität mit integrierten SecurityFunktionen verbindet. Die IOModule ermöglichen den Anschluss an schnelle, Ethernetbasierte Feldbusse wie Profinet und demnächst neu auch an Ethercat und Ethernet/IP. Daneben integriert Field einen Web und OPCUAServer. Auch MQTT wird zukünftig in den Feldbusmodulen als Kommunikationsprotokoll zum Beispiel zur Anbindung an

die Cloud unterstützt. In welches CloudSystem Anlagen

daten via MQTT gesendet werden – zum Beispiel Microsoft Azure, Amazon Web Services, IBM Cloud oder SAP Cloud – bleibt allein dem Anwender überlassen. Zusätzlich zur CloudConnectivity steht mit der Wago Cloud eine bereits vorgefertigte Lösungsplattform für verschiedene Anwendungen zur Verfügung. So lassen sich Daten direkt ohne ITKenntnisse analysieren und beispielsweise Maschinenstörungen sofort erkennen.

„Das System kommt also nicht nur an klassischen Steuerungen zum Einsatz, sondern bildet auch eine moderne Weiche in die MES und ITWelt“, unterstreicht H. Börjes. Zudem lasse sich Field auch komplett ohne klassische SPS einsetzen oder nachrüsten. „Ein stark nachgefragter Einsatzfall ist es, bestehende Anlagen um zusätzliche Datenpunkte zu erweitern, um diese dann auf übergeordneten Ebenen auszuwerten.“

Das Wago-I/O-System Field in der vollvergossenenen und in der IO-Link-Ausführung

Das Wago-I/O-System Field bildet die Basis für Automatisierungs- und IoT-Aufgaben

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IO-Link-Sensoren/Aktoren

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IO-Link-Hub

Profinet

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SPECIAL: VON DER IO-EBENE ÜBER IOT CONTROLLER BIS ZUR CLOUD

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IO-Link, TSN und BluetoothIn Kombination mit IOLink soll das FieldSystem Field die Rolle des IODistributors beim Erfassen und Verteilen von Daten übernehmen und eine durchgängige Cloud und Feldbuskommunikation sicherstellen. „IOLink ist mittlerweile ein ausgereifter Standard, der handfeste Vorteile mit sich bringt“, versichert H. Börjes. Er hat quer durch alle Automatisierungsdisziplinen Einzug gehalten, das Gerätespektrum ist groß. „Allein die heute bereits installierte Basis sichert – im Vergleich zu neuen Standards, wie SPE oder ASi 5 – die weitere Zukunftsfähigkeit von IOLink für die nächsten zehn bis zwanzig Jahre.“

Auch kommende Standards hat der Hersteller bei der Entwicklung von Field berücksichtigt, allen voran TSN. „Wir verfolgen sehr aufmerksam die letzten Spezifizierungen der EthernetErweiterung und beobachten auch das Marktinteresse“, sagt L. Adelmann. „Deshalb haben wir alles vorbereitet, um den fertigen Standard in nicht allzu ferner Zukunft in das FieldSystem zu integrieren.“

Das Thema funktionale Sicherheit wurde in die Entwicklung des dezentralen IOSystems durch die galvanische Trennung zwischen Ein und Ausgangsteil berücksichtigt. „Die Module lassen sich rückwirkungsfrei zur Sicherheitsfunktion in diese einbinden“, so H. Börjes. „Auf unserer Roadmap stehen auch spezielle SafetyIO. Sie sind für den weiteren Ausbau des IP67Systems bei Wago ein ganz wichtiger Aspekt.“ Eine Besonderheit bei Field ist die integrierte BluetoothSchnittstelle. „Auch Funklösungen werden in der Automatisierung seit 30 Jahren diskutiert“, weiß H. Börjes: „Aber Wireless bleibt auf der Feldebene ein Nischenprodukt.“ Funk sei für die Anwendung in der Breite nach wie vor zu störungs bzw. fehleranfällig. Vorteile gäbe es aber durchaus bei Integration und Inbetriebnahme sowie beim Service. „Genau in diese Richtung zielen wir mit Bluetooth ab“, fährt L. Adelmann fort. So gibt es bei Field umfangreiche Möglichkeiten, Service und Diagnosefunktionen über Apps umzusetzen. „Hier besteht großes Potenzial für Anwender. Sobald es eine Störung in der Maschine gibt, kann er sich per Smartphone einen ersten Überblick verschaffen.“ Auch entsprechende KonfigurationsTools sind für mobile Devices verfügbar.

Eine weitere Innovation ist das integrierte Lastmanagement der Versorgungsströme. Es sorgt dafür, dass die Leistung des IOSystems bestmöglich ausgenutzt wird. Sequenzielles Zuschalten der Ströme je Versorgungslinie während des Systemhochlaufs vermeidet hohe Impulsströme für die Netzteile. Fehler bei Störungen sind schnell und differenziert zu erkennen bzw. einfach vorherzusagen. Das ist eine Voraussetzung für Aufgaben wie Predictive Maintenance.

Auf Profinet folgen Ethercat und Ethernet/IP„Feldbusseitig lag der Fokus bei Field zunächst auf Profinet“, hält L. Adelmann fest. „Demnächst bieten wir auch FieldModule für Ethercat und Ethernet/IP an.“ Auf dem Markt verfügbar sind in Kürze ProfinetModule mit 16 digitalen Eingängen und mit 16 digitalen Ausgängen auf acht Ports, bei denen kanalweise Ein und Ausgänge zugeordnet werden können. Letzteres Modul gibt es vom Start weg auch in einer kompakteren Bauform mit acht digitalen IO. Sensoren und Aktoren werden über handelsübliche M8 und M12Stecker und Standardleitungen angeschlossen.

Ergänzt um IOLinkMasterModule und Hubs, umfasst die erste Ausbaustufe von Field 33 unterschiedliche Module. Während FeldbusModule vollvergossen und im Metallgehäuse ausgeführt sind, setzt Wago bei den IOLinkHubVarianten auf Kunststoffgehäuse und eine möglichst geringe Masse. „Wir haben hier bewusst eine andere Gehäuseform realisiert, denn wir zielen so nicht nur auf klassische Anwendungen ab, sondern auch auf bewegte Applikationen“, verdeutlicht H. Börjes.

Auf der weiteren Roadmap für das IOSystem stehen bei Wago auch analoge Funktionen. Geplant ist es, im nächsten Jahr entsprechende Module für Feldbusse und IOLink auf den Markt zu bringen. „Weiterhin denken wir auch über sogenannte Digital/AnalogKonverter für das IOLinkSegment nach“, blickt L. Adelmann voraus. Weitere Features will man auf Basis von KundenFeedback realisieren. „Die genaue Ausgestaltung des FieldPortfolios machen wir also von der Nachfrage auf dem Markt und dem Interesse unserer Kunden abhängig.“ (hz)

Literatur[1] Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden: www.wago.de

Helmut Börjes ist Produktmanager bei der Wago Kontakt-technik GmbH & Co. KG in Minden

Ludwig Adelmann ist Produktmanager bei der Wago Kontakt-technik GmbH & Co. KG in Minden

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Hochleistungsserver für branchenspezifische KI-AnwendungenKünstliche Intelligenz (KI) kommt mittlerweile in fast jeder Branche zum Einsatz. Sie unterstützt Unternehmen dabei, ihre Wertschöpfung zu optimieren. So lassen sich dank KI etwa im Bereich der industriellen Fertigung frühzeitig Störungen erkennen, bevor es zu Ausfällen kommt. In der Energiewirtschaft wird Predictive Maintenance eingesetzt, um anstelle von Wartungsintervallen eine Wartung nach Bedarf durchzuführen und dadurch Kosten einzusparen. Eines haben alle KI-Anwendungen gemeinsam: Stetig steigende Anforderungen an die Performance von Hard- und Software, die Hochleistungsserver erfordern.

Text: Günther Dumsky

Predictive Maintenance, die vorausschauende Wartung, zählt zu den wichtigsten KI-Anwendungen. Hierbei wer-den mittels KI-Algorithmen frühzeitig Abweichungen in der Fertigung erkannt, sodass sich ungeplante Ausfälle kritischer Systeme, wie sie beispielsweise in der Energieversorgung und Industrieautomation zum Einsatz kommen, vermeiden las-sen. In diesen Branchen sind höchste Verfügbarkeit und Sicherheit Grundvoraussetzungen. Ein Störfall bedeutet finanzielle Verluste und Sicherheitsrisiken, für Unterneh-men und für Kunden, wenn etwa die Stromzufuhr plötzlich unterbrochen wird.

Predictive Maintenance funktioniert wie alle KI-Lösun-gen durch den Abgleich von Ist- und Soll-Daten. Die Soll-Informationen sind als großer Datenpool, zum Beispiel in einer Cloud abgelegt. Mittels Machine Learning wird unter Verwendung von zuvor definierten Algorithmen anhand der vorhandenen Trainingsdaten ein statistisches Modell er-zeugt. Dies ist in der Lage, eigenständig Muster und Gesetz-mäßigkeiten zu erkennen. Treten nun Abweichungen von den Soll-Daten auf, lassen sich diese schnell aufdecken und Komponentenausfälle vermeiden. Mit Deep Learning, einer speziellen, komplexen Methode des Machine Learning,

01 Die neuen Kiss-Server von Kontron eignen sich gut für rechenintensive Anwendungen, wie KI bzw. Machine Learning. Effiziente Kühlkonzepte, wartungsfreies und kundenspezifisch anpassbares Design, High Performance Computing (HPC) sowie eine hohe Grafikleistung prädestinieren die Workstation für den Dauer- und Langzeiteinsatz. Die optionale Nutzung von Wechsellaufwerken und verschiedenen Erweiterungskarten ermöglicht hohe Individualisierbarkeit und Flexibilität

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SPECIAL: VON DER IO-EBENE ÜBER IOT CONTROLLER BIS ZUR CLOUD

lernen Maschinen über neuronale Netze aus Erfahrungs-werten. Sie identifizieren Muster in großen Datensätzen, interpretieren sie und reagieren entsprechend.

Fernüberwachung in EchtzeitDie gesammelten (Sensor-)Daten von Anlagen können für den realitätsnahen Betrieb von Digital Twins genutzt wer-den. Die Maschine wird virtuell durch Algorithmen reprä-sentiert und mit echten Daten des Maschinenzustands ver-sorgt. So lassen sich auf virtuellen Systemen Auswirkungen von Parameterveränderungen testen, ohne das reale System im Betrieb zu gefährden. Die Übertragung auf die realen Systeme findet nach erfolgreicher Prüfung statt. Eine dauer-hafte Verbindung zwischen dem Digital Twin und der ech-ten Maschine ist dabei nicht nötig.

Predictive Analytics Software dient dazu, Ausfälle zu ver-meiden oder einzuplanen, bevor es zu einer Störung kommt. Auf Basis der Maschinendaten erkennt die Software Fehler frühzeitig und schlägt Lösungen vor. Das kann ein soforti-ges, aber geplantes Herunterfahren oder die Terminierung eines Stillstands für Wartungsarbeiten sein. Es wird sicher-gestellt, dass alle erforderlichen Teile rechtzeitig verfügbar sind, was Ausfallzeiten minimiert.

Der Fokus von KI-Anwendungen im Fertigungsumfeld liegt auf bedarfsgerechten Wartungsintervallen. Über die t