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Feldgeräte Der innovative Weg zu „Plug and Produce“

Autor / Redakteur: Thomas J. Schöpf * / Kristin Rinortner

Im Beitrag wird die Entwicklung kompakter Feldgeräte vorgestellt, die den Schlüsselfaktoren von „Industrie 4.0“ und aktuellen Trends im Maschinenbau und in der Automatisierung Rechnung tragen.

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Kompakte Feldgeräte: LioN-P ist das Flagschiff einer Familie kompakter, multifunktionaler und zukunftssicherer Feldgeräte von Lumberg Automation.
Kompakte Feldgeräte: LioN-P ist das Flagschiff einer Familie kompakter, multifunktionaler und zukunftssicherer Feldgeräte von Lumberg Automation.
(Bild: Belden)

Die Herstellung maßgeschneiderter Produkte zum Preis eines Massenproduktes erfordert größere Flexibilität und einen effizienteren Einsatz von Ressourcen und Energie. In Deutschland haben sich Wirtschaft und Wissenschaft in der Vision „Industrie 4.0“ zusammengeschlossen, um neue Produktionsansätze zu entwickeln, welche sich das Internet der Dinge, Daten und Dienste zu Nutze machen [1].

Im Mittelpunkt von „Industrie 4.0“ steht dabei die vernetzte intelligente Fabrik (Smart Factory), die nur das produziert, was benötigt wird. Dabei werden intelligente Maschinen, Produktionsanlagen und Lagersysteme als Cyber-Physikalische Systeme (CPS) vernetzt. Diese Systeme können selbständig Informationen austauschen, Aktionen ausführen und sich gegenseitig steuern. Selbst die Bauteile, aus denen ein Produkt entstehen soll, sind Informationsträger, kommunizieren mit Mensch und Maschine und tauschen aktuelle Zustandsdaten aus.

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Die Daten- und Informationsanalyse von Bauteilen, Maschinen und Prozessen erlaubt es, Fehler zu beheben, bevor sie auftreten. Durch die spontane Vernetzung von Mensch, Maschine und Bauteilen wird die Fabrik der Zukunft flexibler und widerstandsfähiger gegenüber unvorhersehbaren Ereignissen.

Im vorliegenden Beitrag wird die Entwicklung einer neuen Produktfamilie kompakter Feldgeräte und der zugehörigen Anschlusstechnik vorgestellt, die den Schlüsselfaktoren von „Industrie 4.0“ sowie aktuellen Trends im Maschinenbau und der Systemintegration der industriellen Automatisierung Rechnung tragen: vornehmlich dem Trend vom Schaltschrank in die Feldebene und der Forderung nach schnelleren Steuerungszyklen für zeitkritische Anwendungen wie etwa der Auslösung von Kamerasystemen innerhalb weniger Mikrosekunden.

Trends in der industriellen Automatisierung

Der aktuelle Stand der Technik für die industrielle Automatisierung lässt sich mit der klassischen, in Bild 1 gezeigten Automatisierungspyramide veranschaulichen.

Belden verfügt heute mit den Marken Belden, Lumberg Automation und Hirschmann über alle erforderlichen Netzwerkkomponenten für die Feldebene zum zuverlässigen Austausch von Sensor- und Aktordaten mit einer zentralen speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Die Realisierung von „Industrie 4.0“ wird voraussichtlich zur Verlagerung eines Großteils der diskreten Steuerungsaufgaben (geschätzte 80%) in die Feldebene bedeuten.

Das Internet der Dinge, Daten und Dienste ermöglicht, wie bereits erwähnt, neue wissensbasierte Dienstleistungen, die nun eine Fernübertragung von Sensor- und Aktordaten bis in eine „Cloud“ (Cloud-Kommunikation) bedingen. Dieser Datenaustausch sollte dieselben Wege wie die der Prozess- und Feldkommunikation benutzen, ohne letztere jedoch zu beeinträchtigen.

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