Pepperl + Fuchs - Solutions Park
Ein Sandkern, der als verlorene Form zum Guss eines Motorblocks dient, wird auf Maßhaltigkeit und Formgenauigkeit überprüft. (Bild: Pepperl + Fuchs)

In einer modernen automatisierten Produktion entstehen bereits heute enorme Datenmengen, die künftig wohl noch weiter anwachsen werden. Dieses Exponat zeigt, wie sich die Datenflut frühzeitig kanalisieren und auf das Nötige reduzieren lässt. Außerdem ersetzen in dieser Lösung Push-Signale, die nur bei Bedarf abgegeben werden, die bisher in Feldbus-Systemen übliche azyklische Abfrage von Zustandsdaten. Die Sensoren aggregieren Daten aus der Feldebene, generieren aktuelles Wissen über die Anlage und lösen bedarfsgerecht Aufträge an das Wartungspersonal aus.

Im Exponat auf der SPS IPC Drives bewegt sich ein Wagen auf einer riemengetriebenen Linearachse. Optische Sensoren erfassen seine Position. Wird die Zielposition nur mit reduzierter Geschwindigkeit, nur ungenau oder gar nicht erreicht, werden automatisch Folgeprozesse ausgelöst. Reduzierte Geschwindigkeit deutet zum Beispiel auf den Verschleiß des Antriebsriemens hin, ein ungültiges Sensorsignal kann von einer Anomalie in der Messstrecke verursacht sein. Die Abweichungen werden durch die Verstellung der Antriebsgeschwindigkeit oder das Blockieren des Wagens simuliert.

Die Sensordaten werden in einer von Cluetec implementierten Streaming-Plattform einem Ist-Soll-Vergleich unterzogen. Bei Übereinstimmung werden sie sofort überschrieben, damit Datenmüll gar nicht erst entsteht. Abweichungen werden erkannt und lösen eine definierte Aktion aus. Verschiedene Schnittstellen zu serviceorientierten Protokollen stehen zur Verfügung, so zur Abwicklung von mobilen Serviceaufträgen über M-Quest und zur Anbindung an kundenspezifische Systeme.

Bei einem Fehler erhält der Servicetechniker auf seinem mobilen Endgerät automatisch einen Auftrag. Er dokumentiert seinen Einsatz – etwa den Austausch des Lagers – sowie andere Erkenntnisse direkt elektronisch in seinem digitalen Servicebuch. So kann die Entscheidungslogik kontinuierlich optimiert werden. Zugleich kann der Bediener den aktuellen Zustand der Anlage am webbasierten Frontend jederzeit einsehen. Die gespeicherten relevanten Daten ermöglichen außerdem erweiterte Analysen auf Basis der Historie. Zu diesem Zweck können verschiedene Expertensysteme direkt auf die Datenbasis zugreifen und als selbstlernender Mechanismus das System kontinuierlich optimieren.

Lösung 3: Cloud-gestützte Wartung

Dieses Exponat ist einem realen Prozess in der Sensorfertigung von Pepperl + Fuchs nachempfunden. Dort werden bei der Montage von Sensoren für den Einsatz in explosiver Umgebung die Hohlräume mit kleinen Glaskugeln aufgefüllt, um das zündfähige Volumen explosiver Gase zu reduzieren. Die Kugeln werden in Säcken angeliefert und von Hand in die Vorratsbehälter der Füllmaschinen geleert.

Der Füllstand im Behälter wird von einem Ultraschallsensor überwacht. Dieser signalisiert, wenn ein Mindestwert unterschritten ist. Das Sensorsignal wird mittels einem Smart Bridge Interface über einen Koppler in die Datenplattform von Connectavo geleitet, welche die Produktionslogistik lenkt. Diese schickt nun eine SMS zum Mobilgerät des Mitarbeiters, der für das Nachfüllen zuständig ist. Er muss somit nicht mehr wie früher eine regelmäßige Sichtkontrolle am Behälter oder im Kanban-System vornehmen und kann sich um andere Tätigkeiten kümmern. Ohne komplexe Technik ist die Automatisierung damit auf eine neue Stufe gehoben. Die Nachfüllsignale können auch für eine dezentrale Bestandskontrolle oder eine automatisierte Nachschubsteuerung genutzt werden.

Sensorik im industriellen Internet der Dinge

Lösung 4: 3D-Vermessung eines Sandkerns

Auch dieses Exponat stammt aus der realen Produktionswelt. Die Lösung, die es zeigt, ist in der Qualitätskontrolle bei einem großen Autohersteller bereits in die Produktion integriert. Ein Sandkern, der als verlorene Form zum Guss eines Motorblocks dient, wird auf Maßhaltigkeit und Formgenauigkeit überprüft. Der Kontrollschritt fand vor der Implementierung dieser Lösung erst nach dem Guss statt. Nun wird eine fehlerhafte Form bereits vor diesem zeit- und kostenintensiven Schritt erkannt und aussortiert.

Mehrere Laserlichtschnitt-Sensoren der Baureihe Linerunner 300 tasten den Sandkern berührungslos ab. Die Sensoren rotieren in einem Spin-Scan-System, das von der Pepperl + Fuchs-Tochter VMT kundenspezifisch angefertigt wird. Ihre aufgefächerten Laserstrahlen treffen linienförmig auf das Objekt. Dank spezifischer Anordnung und Rotation erfassen sie die gesamte Oberfläche ohne jede Abschattung. Mittels Triangulation und der Kombination aus mindestens zwei Sensoren kann das Objekt dreidimensional in allen Details auf 0,1 Millimeter genau vermessen werden. Die Daten werden im Spin-Scan-System aggregiert, konsolidiert und mit vorgegebenen Messpunkten abgeglichen. Die Werte können direkt aus den CAD-Daten des Motor-Designs übernommen werden. bf

Pepperl + Fuchs - Solutions Park
Pepperl+Fuchs zeigt in einem Solutions Park Anbindungen von Sensoren an verschiedene Cloud-Plattformen. (Bild: Pepperl + Fuchs)

Sie möchten gerne weiterlesen?