Part 2: So lassen sich Maschinen vernetzen

 Auch die entsprechenden Entwicklungs-Tools sind vorhanden, und durch die bei entsprechender Controller-Auswahl oftmals äußerst niedrige Verlustleistung ist auch der Batteriebetrieb von Sensoren möglich.

Connectivity und Interoperabilität auf der RF-Ebene

Die vielen Sensoren zur Erfassung von Größen wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, mechanischer Belastung können teilweise mehrere Jahre lang mit einer Batterieladung zuverlässig mit dem übergeordneten System kommunizieren. Allerdings hängt die Batterielebensdauer auch von der verwendeten Funktechnologie wie zum Beispiel Bluetooth (Low Energy), WiFi etc. ab.

Unabhängig davon, welche Funktechnologie zum Einsatz kommt, muss zunächst stets die Interoperabilität auf der Hochfrequenzseite (RF-Ebene) gewährleistet sein. Mit seinem vertikalen Segment RF ist EBV Elektronik bestens positioniert, den Entwicklern in diesem Rahmen herstellerübergreifend die passende Technologie zu empfehlen: vom Chip über die Software bis zur Antenne. Und mit den passenden Security-Technologien lässt sich bereits auf der RF-Strecke der Grundstock für ein umfangreiches Security-Konzept legen.

Immer häufiger kommt die Funkverbindung auch im Rahmen des Bedienkonzepts zum Einsatz, denn bei weitem nicht jede Maschine im Feld benötigt ein industrietaugliches Anzeigeterminal. Immer häufiger kommen (Industrie-)Tablets zum Einsatz, die bei Bedarf Verbindung mit der relevanten Einheit aufnehmen, Daten visualisieren und Eingaben ermöglichen. Die entsprechende Kommunikation zwischen Maschine und Tablet erfolgt dann meist per WiFi oder Bluetooth: eine auf dem Tablet laufende App übernimmt dabei die Funktion eines klassischen Bedienterminals. Gleichzeitig stehen der App auch die im Tablet (oder vielleicht sogar im Smartphone) integrierten Sensoren für Geschwindigkeit, Position, Beschleunigung etc. inklusive dem Kamerasensor zur Verfügung. Bei geschickter Nutzung der zur Verfügung stehenden Daten lassen sich erstaunlich innovative Bedienkonzepte realisieren. EBV Elektronik unterstützt Newcomer und Bestandskunden dabei, das passende Potenzial im Rahmen von Industrie 4.0 zu erkennen und zu nutzen – auch auf der Funkstrecke und bei der Bedieneinheit.

Vereinheitlichte Kommunikation per TSN 

EBV gibt seinen Kunden quasi bei Bedarf sämtliche Puzzleteile in die Hand, mit denen sie in der Lage sind, die passende Applikation zu entwickeln. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Kommunikation auf der Fertigungsebene in der Fabrik (Factory Floor) über den zukünftigen Kommunikationsstandard TSN (Time-Sensitive Networking).

Auf der unteren Feldebene erfolgt der Datenaustausch bisher noch über proprietäre Busse wie Profibus, Varan oder über Ethernet-Varianten wie Ethernet/IP, Ethercat, Ethernet Powerlink, Safetynet-p oder Profinet. Eine Ebene über der Feldebene, auf der Control-Ebene versuchen die Experten, eine Standard-Kommunikation herzustellen. Da in Fabriken mehrere Maschinen parallel arbeiten, die oftmals von unterschiedlichen Lieferanten kommen, mussten diese proprietären Busse stets aufwändig über Gateways kommunizieren, um zumindest eine gewisse Art von Echtzeit-Kommunikation zu ermöglichen. Jedes einzelne Gateway ist ein zusätzlicher Aufwand, der nicht nur Geld sondern auch Entwicklungsressourcen kostet, dabei gleichzeitig eine gewisse Verzögerungszeit in die Echtzeitkommunikation mit einbringt und auch die Komplexität des Systems erhöht. Ein solches Gateway übersetzt dann quasi von Profinet auf Ethercat und von Ethercat auf Sercos etc.

Sercos III, die dritte Generation der Sercos-Interface-Reihe nach IEC/EN 61491, ist bei der IEC (International Electric/Electrotechnical Commission) zur weltweiten Standardisierung eingereicht worden, um später Teil der internationalen Standards IEC 61800-7, IEC 61784 und IEC 61158 zu werden. Sercos wird international von über 50 Steuerungs- und über 30 Antriebsherstellern aktiv unterstützt. Die Weiterentwicklung des Standards erfolgt innerhalb der Nutzerorganisation Sercos International (SI).

Um die universelle Verwendung verschiedener Komponenten zu ermöglichen, ist ein einheitlicher Kommunikationsstandard wie TSN somit äußerst wünschenswert, zumal TSN auch eine nahtlose Kommunikation in die oberen Schichten ermöglicht, in denen die MES genannten Manufacturing Execution Systems arbeiten. Typische Vertreter von MES sind Einheiten wie SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen; Englisch: PLC, Programmable Logic Control) und SCADA-Syteme (Supervision Control And Data Acquisition). TSN befindet sich derzeit in der Standardisierung durch den IEEE und kommt ursprünglich aus der Automobilindustrie.

EBV Elektronik arbeitet auf Grund der Komplexität von TSN mit Partnern zusammen, die diesen Standard mit unterstützen können. Dabei bündelt EBV für seine Kunden dann in Zusammenarbeit mit diesen Partnern auch Komponenten wie Prozessoren und Switches zusammen mit den BSPs und der erforderlichen Software. Damit sind die EBV-Kunden in der Lage, mit akzeptablem Aufwand selbst ihre TSN-kompatiblen Applikationen zu entwickeln.

Im Gegensatz zu den hohen Stückzahlen bei den großen Automobil-OEMs sind die Fertigungslose im industriellen Bereich normalerweise sehr viel kleiner, so dass eine kostengünstige Entwicklung einer TSN-Lösung ohne entsprechende Partnerschaften und Tool-Kits für die allermeisten Unternehmen gar nicht möglich wäre.

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