Moderne Drehgeber sind Enabler von Industrie-4.0-Konzepten. (Bild: Kübler)
Bezogen auf die Implementierung von Industrie 4.0 für eine selbst organisierende Produktion setzen sich wichtige Erkenntnisse durch. Zum einen sind die Unternehmen darauf angewiesen, dass die Hersteller von Sensoren und Komponenten auch entsprechende Daten liefern, die über die klassischen Prozessdaten hinausgehen. Beispielsweise muss ein Drehgeber nicht nur Geschwindigkeit und Position liefern, sondern auch in der Lage sein, mitzuteilen, wer er ist, wie er konfiguriert ist, ob er Fehler detektiert und wie seine Umgebungsbedingungen sind (beispielsweise die Arbeitstemperatur).
Zum anderen ist es kaum möglich, in einem Schritt eine gesamte Produktion im Sinne von Industrie 4.0 umzustellen. Daher ist eine langfristige Planung mit einer definierten und abgestimmten Vorgehensweise essenziell. Mit diesen Erkenntnissen hat der Sensorik-Hersteller Kübler seine Produktentwicklung/-weiterentwicklung in die richtigen Bahnen gelenkt..
Was bedeutet „fit für Industrie 4.0“?
Was bedeutet für den Drehgeber „fit für Industrie 4.0“ im Kontext einer langfristigen und schrittweisen Implementierung? Aus technischer Sicht ist es heute schon möglich, Sensoren mit einem Webserver beziehungsweise mit der OPC UA-Schnittstelle, welche Kübler bereits in seiner neuen Generation Industrial Ethernet Drehgeber realisiert hat, auszustatten. Dennoch ist diese Art der Umsetzung, in Bezug auf den aktuellen Anforderungen aus der Praxis, eher ein Ausnahmefall und zudem auch eine Kostenfrage.
Unumstritten ist, dass Sensoren jeglicher Art immer mehr Software benötigen, damit zahlreiche beziehungsweise nutzbringende Funktionalitäten realisiert werden – Stichwort Smarte Sensoren. Die Erfahrung zeigt auch, dass sich Software schneller und dynamischer entwickelt als in der Vergangenheit. Was bedeutet dies konkret für den Entwickler eines Automatisierungssystems?
Grundsätzlich sollte ein Entwickler, wo immer es geht, den Vorzug einem Sensor geben, der über eine Feldbusschnittstelle oder noch besser eine Industrial-Ethernet-Schnittstelle verfügt. Dies ist auch mittlerweile kein großer Kostenpunkt mehr, da beispielsweise CAN-open-Drehgeber sich auf ähnlichem Kostenniveau wie Standard-SSI-Drehgeber bewegen. Bei der Auswahl des Drehgebers ist zu beachten, ob dieser auch in der Lage ist, weitere Daten, die beispielsweise für Predictive-Maintenance-Konzepte gefordert werden, bereitzustellen und somit die Zukunftsfähigkeit der Anlage zu sichern. Damit wird ein wichtiger Grundstein für die schrittweise Umsetzung von Industrie 4.0 gelegt. Zweifellos, und das liegt in der Natur der Sache, wird heute noch nicht alles gebraucht, was im Sinne von Industrie 4.0 angedacht ist. Daher ist es besonders wichtig, dass die bereits eingesetzte Sensorik im Laufe der Implementierung beziehungsweise in der Zeit bis zur Smart Factory, mit Softwareupdates bespielt werden kann. Wenn nicht, würde das schwere Folgen mit sich bringen, wie hohe Kosten in der Neubeschaffung sowie Aufwand in De- und Installation neuer Sensorik und zugleich den Fortschritt in der Industrie bremsen.
Aus diesem Wissen heraus hat Kübler in seinen Sendix-Drehgebern eine Bootloader-Funktion implementiert. Diese ermöglicht, Softwareupdates einfach über die Kundenschnittstelle einzuspielen und zudem neue Funktionen zu realisieren. Das alles mit einem minimalen Aufwand für den Anwender.
Welchen Daten liefert der Drehgeber?
Die Sendix-Drehgeber von Kübler liefern neben den klassischen Informationen wie Position und Geschwindigkeit auch weitere Informationen wie die der internen Temperaturüberwachung, möglich durch integrierte Diagnosefunktionen. Schon heute wird durch das Biss-Protokoll ein elektronisches Datenblatt implementiert, das nicht nur den Drehgeber identifiziert, sondern auch beispielsweise die entsprechenden Daten des angekoppelten elektrischen Motors mitliefert.
Die Plattform der neuesten Drehgeber-Generation von Kübler sieht zum einen vor, weitere Sensoren anzuschließen und damit die Daten aufbereitet und gebündelt, beispielsweise über die Einkabel-Schnittstelle, die den Verkabelungsaufwand minimiert, an die Steuerung zu übermitteln. Zum anderen sieht sie vor, auch weitere Daten zu speichern, die für umfangreiche Diagnose-Konzepte relevant sind wie Condition Monitoring.
Drehgeber mit OPC UA-Schnittstelle
Wer in seiner Implementierung im Sinne von Industrie 4.0 soweit fortgeschritten ist, dass er die direkte Kommunikation unabhängig von der Automationssteuerung zu einer Cloud-Lösung oder zu einem anderen übergeordneten System in Betracht zieht, hat mit dem Sendix-Industrial-Ethernet-Drehgeber mit integrierter OPC UA-Schnittstelle eine zukunftssichere Lösung. Insbesondere bei systemübergreifender Kommunikation (von Maschine zu Maschine und von Maschine zu Cloud).
Die Schnittstelle zeichnet sich dadurch aus, dass Maschinendaten transportiert und semantisch beschrieben werden. Somit erfüllt sie eine wichtige Anforderung an Industrie-4.0-Kommunikation. Es ist nicht nur eine unkomplizierte Kommunikation, mit Cloud-Lösungen Ferndiagnosen durchzuführen, sondern auch den Drehgeber über das Internet zu konfigurieren und somit im Störfall Fehler schnell und effektiv zu beheben. Bei allen Industrial-Ethernet-Drehgebern von Kübler mit der Schnittstelle Profinet, Ethercat oder Ethernet/IP besteht die Möglichkeit, die OPC UA-Schnittstelle zu integrieren.
Beide Protokolle werden somit über den gleichen Anschluss des Drehgebers geliefert. Das fördert die Flexibilität, denn mit einem einfachen Switch werden die Daten an die Steuerung und an den Webserver oder Cloud zeitgleich übermittelt. Condition-Monitoring-Daten wie Temperatur, Fehlermeldungen, Betriebszeiten, Spannungsversorgung werden direkt in die Cloud übertragen. Dadurch wird der Ansatz von „Predictive Maintencane“ einfacher und schneller in neuen Scada-Konzepten realisierbar.