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Industrielle Automation 3/2017

Industrielle Automation 3/2017

INDUSTRIELLE

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION I STATEMENT Verändern Embedded Systeme die Zukunft der industriellen Produktion? Ein Kommentar von Philipp Wallner, Industrial Automation & Machinery Industry Manager bei Mathworks Im Bereich der Embedded Systeme hat sich in den letzten Jahren ein enormer Wandel hin zur Smart Industry vollzogen. Produktionsmaschinen und Geräte von heute sind zu hoch integrierten mechatronischen Systemen geworden. Der Anteil an Embedded Software ist dabei groß. Und das wird den industriellen Fertigungsprozess maßgeblich verändern. „Bei dem Stichwort «Smart Industry» denken die meisten zu aller erst an Big Data. Nicht zu Unrecht, denn die wachsende Menge an Daten hat den Wandel zum Industrial Internet of Things erst möglich gemacht“, meint Philipp Wallner. „Optische Sensoren, elektronische und hydraulische Antriebe, Produktionsmaschinen, Kraftwerke usw. Sie alle produzieren während des Betriebs Daten. Diese zu analysieren und sinnvolle, zielgerichtete Erkenntnisse daraus zu ziehen, ist die große Kunst.“ Produktqualität, Energieverbrauch, Maschinenstatus und andere relevante Parameter können durch eine Optimierung große wirtschaftliche Vorteile bringen. Einen Schritt weiter geht das Prinzip der vorausschauenden Wartung oder „Predictive Maintenance“. Dabei werden mathematische Modelle verwendet, um auf Basis der laufend eingelesenen Maschinen- und Produktionsdaten Voraussagen über den Zustand der Anlage abzuleiten. Diese werden dann in der Regel genutzt, um Serviceintervalle optimal zu planen, Produktionsausfälle zu vermeiden oder zu minimieren und um den Produktionsumsatz zu maximieren. Die Rolle von Embedded Software Mit der Weiterentwicklung der Smart Industry nehmen Software- Komponenten einen immer höheren Stellenwert in der Wertschöpfungskette von Maschinen und Produktionsstätten ein. Embedded Software, die auf PLCs, industriellen Computern oder FPGAs läuft, verwendet Reglungsfunktionen, die einerseits die Produktionsqualität sicherstellen und andererseits mithilfe von Algorithmen die Wartung vereinfachen und für längere Produktionszeiten ohne technischen Support sorgen. Sie ermöglicht den Einsatz von Supervisory Logic für das Behandeln von Fehlern und die automatische Erstellung von optimierten Maschinenbewegungsbahnen. Embedded Software bietet auf diese Weise immer mehr Möglichkeiten, um die Produktion effizienter zu gestalten. Komplexität als Herausforderung sehen und meistern Anhaltende Trends wie mehr Modularität, mehr Unabhängigkeit von der Hardware und mehr Abbildung von Funktionalität in der Software, die den Anteil und die Komplexität des Codes in Produktionsmaschinen erhöhen, sind eine Herausforderung für klassische Maschinenbauer. So erklärt Philipp Wallner: „In der Regel ist der Maschinenbau es gewohnt, mit aufwendigen Workflows und Toolchains für mechanische Konstruktionen zu arbeiten. Wenn es jedoch um Software geht, verlassen sich Maschinenbauer oft auf traditionelle Methoden für das Programmieren und Testen und nutzen Verfahren wie Modell- bildung, Simulation, Automatisches Testen oder Code-Generierung noch deutlich seltener als ihre Kollegen aus der Luftfahrt oder der Automobilindustrie.“ Während es für Maschinenbau-Ingenieure selbstverständlich ist, ein CAD-Tool anzuwenden und Simulationen durchzuführen, bevor sie die mechanische Struktur der Maschine bauen, ist diese Selbstverständlichkeit im Bereich der Software noch nicht vorhanden. Der Großteil der Software wird noch immer manuell programmiert und erst dann umfangreich getestet, wenn die Maschine schon bereitsteht. Um jedoch den Anforderungen der Systeme der neuesten Generation gewachsen zu sein, ist ein anderer, besser integrierter Ansatz nötig, wie Philipp Wallner betont: „In der Smart Industry werden Ingenieure aus allen drei mechatronischen Fachrichtungen gebraucht – mechanisches, elek trisches und Software-Ingenieurswesen. Erst wenn diese drei Disziplinen ineinandergreifen, finden sie neue Wege, um das Design, das Testen und die Verifikation von Maschinensoftware so zu entwickeln, dass neue Stufen von Funktionalität und Qualität erreicht werden können. Auch wenn Maschinenbauer heute meist keine Experten für Software Engineering sind, können sie dennoch mit Tools für Model-Based Design wie Matlab und Simulink die Produktivität und Zuverlässigkeit ihrer Systeme steigern. Diese Programme erleichtern das modulare Entwickeln und Testen von Automatisierungskomponenten und die automatische Code-Generierung, die mit einem Klick Algorithmen für spezifische Hardware-Plattformen implementiert.“ Fotos: Aufmacher Fotolia, sonstige MathWorks www.mathworks.de 56 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2017

Sensordaten schnell erfassen und auswerten INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION Mit der C-Control Industrial IoT-Box 100 bietet Conrad Business Supplies in Zusammenarbeit mit Linemetrics eine Gesamtlösung zur Überwachung relevanter Parameter für Unternehmen an, die mithilfe von Sensorwerten Optimierungen, Effizienzsteigerungen oder Präventionen von Problemen erzielen wollen. Die Lösung besteht aus leistungsstarker Hardware, Kommunikation und Cloud-Services. Über acht Universaleingänge (0–10 V) und Modbus RTU 485 werden Sensordaten erfasst und über das Mobilfunknetz an die C-Control Industrial IoT Cloud von Linemetrics übertragen. Hier können reale Objekte digital abgebildet und mit Zusatzinformationen versehen werden. So würde man z. B. bei der Erfassung des Füllstands eines Tanks dessen Standort, Volumen, Seriennummer, Füllmaterial, Dokumente und Anleitungen hinterlegen. Diese Informationen stehen Anwendern genauso wie die erfassten Messwerte jederzeit auf allen Geräten zur Verfügung. Zudem ermöglichen sie eine umfangreichere Analyse, da Einflussfaktoren auf Messwerte sichtbar werden. Aktive Alarme auf Basis frei definierbarer Schwellwerte helfen, frühzeitig Probleme zu erkennen und zu vermeiden. MESS-, STEUER- UND REGELELEKTRONIK Unsere Kunden haben das Ziel, wir bereiten den Weg. www.conrad.de Node-RED-Knoten steht öffentlich zur Verfügung Mit dem S7comm-Knoten sind Lese- und Schreibezugriffe von und zu Datenbausteinen, Merkern, E/A-Speicher, Zählern und Zeitgebern nicht mehr nur ausschließlich auf Hilschers Edge Gateways verfügbar, sondern können nun von der gesamten Node-RED Community genutzt werden. Node-RED ist ein Werkzeug zur visuellen Programmierung. Damit können IoT-Datenverschaltungen, sogenannte Flows, von Hardware in der Feldebene bis hin zu Cloud-Systemen wie IBM Watson IoT, Microsoft Azure oder Amazon AWS hergestellt werden. www.hilscher.com PA-Profile 4.0: fehlendes Puzzelteil in der Ethernet-Strategie In der Prozessautomatisierung ist die schnelle Installation und der einfache Betrieb von Feldgeräten eine wichtige Forderung der Anwender; und dies einheitlich über Herstellergrenzen hinweg. Dies erfüllt das PA-Profile für Profibus nun schon seit vielen Jahren und hat sich bestens bewährt sowie eine breite Marktakzeptanz im Bereich der Prozessautomatisierung gefunden. Im Zuge des weiteren Voranschreitens von Industrie 4.0 sowie IIOT wird sich die Ethernet-Technologie – und damit einhergehend Profinet – in der Prozessautomatisierung etablieren. Aus diesem Grund hat PI mit dem PA-Profile 4.0 eine Profil-Spezifikation entwickelt, die unabhängig vom Kommunikationsprotokoll ist. Alle Parameter und Funktionen, die im PA-Profile spezifiziert sind, sind sowohl über Profinet als auch über Profibus verwendbar. Auf dem Weg zu einer vollständigen Ethernet-basierten Lösungsplattform setzt PI damit einen weiteren Baustein in Profinet um. www.profibus.com ATR beweist seit über 40 Jahren Know-how und Expertise in der Mess-, Steuer- und Regelelektronik. Damit Sie ans Ziel kommen, bieten wir Ihnen leistungsstarke Standardkomponenten und individuelle Elektronik- Entwicklungen. Wir beraten Sie gern, Telefon: 02151 926 100. Oder informieren Sie sich unter www.msr-elektronik.com Leistungsverstärker mit Profibus-Schnittstelle Der universelle Leistungsverstärker PAM-199-P-PDP aus dem Hause W.E.St. wurde jetzt um eine Profibus-DP-Schnittstelle erweitert. Die Ansteuerung erfolgt hierbei über eine Profibus-DP-Schnittstelle. Weiterhin ist es möglich, einen Großteil der Parameter über den Bus zu ändern. Das Gerät ersetzt die bisherigen Verstärker PAM-195-P-PDP und PAM-196-P-PDP. Über einen Parameter kann zwischen den beiden Funktionsmodi umgeschaltet werden. Dieses Modul wird für die Ansteuerung von einem Wegeventil mit zwei Magneten oder bis zu zwei Drosselventilen mit einem Magneten eingesetzt. Verschiedene digital einstellbare und reproduzierbare Parameter ermöglichen eine optimale Anpassung an das jeweilige Ventil. Der integrierte Leistungsverstärker mit einer Zykluszeit von 0,125 ms für den Magnetstromregler ist eine robuste und platzsparende Lösung. www.w-e-st.de ATR Industrie-Elektronik GmbH

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