Home Themen Verpackungsmaschinen und -geräte Schleifringe für Industrial Ethernet und Industrie 4.0

Schleifringe

Schleifringe für Industrial Ethernet und Industrie 4.0

In unterschiedlichen Prozessen kommen Rundtakttische zum Einsatz – und somit auch Schleifringe.
In unterschiedlichen Prozessen kommen Rundtakttische zum Einsatz – und somit auch Schleifringe.
(Bild: Kübler)

Entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb moderner investitionsintensiver Produktionsanlagen ist eine hohe Ausbringung unter effizienten Produktionsbedingungen. Neben der Erhöhung der Anlagenleistung durch die Beschleunigung von Einzelprozessen sind eine optimierte Einsteuerung der Produktionsaufträge und die Minimierung von Stillstandszeiten Schlüsselfaktoren für die Wirtschaftlichkeit der Produktion.

Noch schneller, noch effizienter…

Die Vorstellung der modernen Industrie besteht aus Superlativen. Immer das Maximum erreichen und das in kürzester Zeit mit immer effizienteren Prozessen. Der Trend geht dabei zu leistungsstarken, sich selbst organisierenden und ressourcenschonenden Produktionsanlagen. Grundlage hierfür ist jedoch die Erfassung und Übertragung der Betriebsdaten zwischen den Anlagenteilen entlang der Wertschöpfungskette sowie zur Anlagensteuerung. Dementsprechend nimmt die zu übertragende Menge an Daten sowie die Datenübertragungsgeschwindigkeit ständig zu.

Häufig sind in solch hoch effizienten Anlagen die wesentlichen Prozessschritte aus Gründen der Platzersparnis auf Rundtakttischen ausgeführt. Die elektrische Versorgung der auf den Karussellen angebrachten aktiven Elemente sowie die Datenkommunikation mit anderen peripheren Anlagenkomponenten erfolgt über Schleifringe. Eine beispielhafte Applikation ist die Getränkeabfüllung, die aus einzelnen Prozessschritten besteht wie das Abfüllen, Verschließen und Etikettieren. Diese Prozesse werden aus Platzgründen auf Rundtakt­tischen ausgeführt. Hierfür bietet Kübler passende Schleifring-Lösungen.

Hochstrom-Schleifring SR250H bis 80 A und mehr.
Hochstrom-Schleifring SR250H bis 80 A und mehr.
(Bild: Kübler)

Lange Wartungszyklen und störfreie Übertragung

Leistungssteigerung, maximale Verfügbarkeit und die stark zunehmende digitale Vernetzung moderner Produktionsanlagen führen zu deutlich höheren Anforderungen – auch an die verwendeten Schleifringe. Neben der Übertragung hoher elektrischer Ströme und Signale müssen die Schleifringe in das digitale Netzwerk inte­grierbar sein und Ethernet-basierte Daten zuverlässig übertragen.

Die Forderung nach maximaler Verfügbarkeit der Anlage machen eine lange Lebensdauer und sehr lange Wartungszyklen unabdingbar. Aus Gesprächen mit den Betreibern großer Produktionsanlagen lässt sich zudem der Wunsch ableiten, Informationen zum Betriebszustand des Schleifrings erfassen zu können, um diese im Rahmen vorausschauender Wartung berücksichtigen zu können. So ließe sich das Risiko ungeplanter Stillstandszeiten der Anlage weiter reduzieren.

Die neue Schleifringgeneration von Kübler bietet die ideale Lösung für Applikationen der industriellen Automatisierung. Schleifringe der Produktfamilien SR120, SR160 und SR250 sind Ethernet-fähig und übertragen neben der elektrischen Leistung und der Steuersignale zugleich große Datenmengen in Echtzeit. Mit der Entwicklung und Markteinführung der Produktreihe SR250 können nun Ströme bis zu 120 A übertragen werden, ohne die Übertragung der Ethernet-Daten zu stören. Hochwertige, zuverlässige Kontaktsysteme bilden die Grundlage für die außergewöhnlich hohe Lebensdauer und die langen Wartungszyklen der Schleifringe.

Individuell anpassbar

Je nach Applikation beziehungsweise Prozessschritt innerhalb einer Gesamtanlage sind unterschiedliche Aktoren, Sensoren und Antriebe auf den Rundtakttischen platziert. Somit unterscheiden sich auch die Anforderungen an den Schleifring. Durch ihren modularen Aufbau lassen sich die Schleifringe von Kübler individuell auf die Gegebenheiten anpassen. In zahlreichen Applikationen wird neben der elektrischen Übertragung auch die Übertragung gasförmiger oder flüssiger Medien benötigt.

Auch für diesen Anwendungsfall bietet Kübler seinen Kunden eine Lösung an: Einbaufertig montierte Kombinationen aus elektrischem Schleifring und geeigneter Mediendurchführung ermöglichen unseren Kunden eine deutlich vereinfachte und schnelle Montage in die Produktionsanlage.

Mit nicht-kontaktierender Übertragungstechnik sind Übertragungsraten bis 1 Gbps möglich.
Mit nicht-kontaktierender Übertragungstechnik sind Übertragungsraten bis 1 Gbps möglich.
(Bild: Kübler)

Ethernet-Daten bis 1 Gbps

Standardmäßig basiert die Übertragung von Ethernet-Daten in den Schleifringen von Kübler auf einer kontaktierenden Übertragungstechnik. Ein speziell abgestimmtes elektrisches Schirmkonzept, kombiniert mit einem hochwertigen, äußerst zuverlässigen Kontaktsystem ermöglicht es, mit ihnen neben elektrischen Strömen bis 120 A und elektrischen Signalen auch Ethernet-basierte Daten zuverlässig zu übertragen. So werden Übertragungsraten bis 100 Megabit pro Sekunde realisiert. Die Datenübertragung ist unabhängig vom Ethernet-Protokoll und kann somit universell für alle Ethernet-Protokolle eingesetzt werden. Für Übertragungsraten jenseits der 100 Mbps setzt Kübler auf eine nicht kontaktierende Übertragungstechnik. Mit ihr lassen sich Übertragungsraten bis 1 Gbps erzielen. Sie ist ebenfalls für nahezu alle gängigen Ethernet-Protokolle einsetzbar und lässt sich vollständig in das Schleifringgehäuse integrieren. Aufgrund der am Gehäuse angebrachten Norm-Steckverbinder lassen sich die Schleifringe leicht in das Netzwerk einbinden.

Condition Monitoring: Schleifringe mit integrierter Sensorik

Grundvoraussetzung für die Lenkung und Optimierung der Produktionsabläufe und die effiziente Taktung der Produktionsaufträge ist die Erfassung entsprechender Betriebsdaten. Dies geschieht in modernen Anlagen durch umfangreiche Sensorik in allen Anlagenteilen bis hin zum Produkt. Auch Informationen über den Betriebszustand der einzelnen Komponenten sind von großer Wichtigkeit. Sie tragen dazu bei, mittels vorausschauender Wartung ungeplanten Stillstandszeiten der Anlage aufgrund von Defekten oder Verschleiß einzelner Komponenten entgegenzuwirken. Nicht nur im Bereich der industriellen Automation, sondern auch in anderen Branchen und Applikationen gewinnt dieser Aspekt an Wichtigkeit. Vor diesem Hintergrund steigt auch der Bedarf an Schleifringen mit integrierter Sensorik. Dies betrifft zum einen die Erfassung von Informationen zum Betriebszustand des Schleifrings, beispielsweise der Restlebensdauer, zum anderen aber auch Daten zu Betriebsparametern wie Temperatur und Winkelposition. Dies realisiert Kübler durch entsprechende Sensorik, die in den Schleifring integriert wird. Die Sensoren zur Messung der Winkelposition stammen im Übrigen ebenfalls aus dem Hause Kübler. Damit kommt der „traditionell passiven Komponente“ Schleifring mehr und mehr eine aktive Rolle zu und es ist zu erwarten, dass dieser Trend anhält.

Über den Autor
Autorenbild
Filippo Zerbo

Leiter Marketing Kommunikation, Kübler

Über die Firma
Fritz Kübler GmbH
Villingen-Schwenningen
Newsletter

Das Neueste von
neue verpackung direkt in Ihren Posteingang!