Sinnesorgane für Verpackungsmaschinen

Industrielle Sensoren können bereits heute via Smart Bridge drahtlos mit einem Tablet Computer kommunizieren und mittels einer App zur Visualisierung oder Parametrierung dargestellt werden.

Messen statt Tasten

Waren in der Vergangenheit die technischen Daten durch die Konstruktion festgelegt, erlauben derzeit neue elektronische Elemente, wie Multi-Pixel-Arrays, die Entwicklung flexibler Sensoren, die sich der Anwendung anpassen. So können heute Eigenschaften, wie die Tastweite, die Vorder- oder Hintergrundunterdrückung bzw. -auswertung justiert werden. Damit kann der Sensor beim Formatwechsel an evtl. geänderte Dimensionierungen adaptiert werden, ohne dass eine mechanische Veränderung oder der Austausch des Geräts vorgenommen werden müsste.

Während die Multi Pixel Technologie diese Ausprägung für die kurzen Distanzen bis ca. 0,5 m ermöglichte, realisiert man für größere Entfernung dieselben Eigenschaften mit der Pulse Ranging Technology. Hierbei wird die Laufzeit von Lichtimpulsen ausgewertet. Damit lassen sich in einem Entfernungsbereich von bis zu 15 m beliebige optische Konfigurationen erzeugen. Es können Entfernungen gemessen aber auch beliebige Tastbereiche definiert werden.

Schlüsselfaktor Kommunikation

Die sich ergebenden Möglichkeiten können nur dann umfassend genutzt werden, wenn Kommunikation zwischen dem Sensor und der Maschinensteuerung stattfindet. Üblicherweise hat aber ein schaltender Sensor keine Kommunikationsschnittstelle. Das machte es in der Vergangenheit nur sehr eingeschränkt möglich, im Sensor eine Funktionsumstellung zu aktivieren, sofern man nicht am Gerät selbst hantieren wollte.

Der zündende Gedanke war hier die Überlagerung von Datenübertragung auf die vorhandene Verdrahtungstechnik. So war einerseits eine problemlose Abwärtskompatibilität gegeben und andererseits kein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand notwendig, falls man die Kommunikation nutzen wollte. Das Konzept wurde in einem Industriekonsortium erarbeitet und ist seither als Industriestandard unter dem Begriff IO-Link bekannt. Gleichzeitig wurde hier auch ein herstellerübergreifendes Protokoll vereinbart, in dem Sensoren unterschiedlicher Hersteller mit den gleichen Befehlen gesteuert werden können. Damit ergibt sich eine einheitliche Sprachregelung und Kompatibilität.

Die Produktion aus der Cloud

Inwieweit sich die Vorstellungen rund um das „Internet of Things“ bzw. „Industrie 4.0“ realisieren werden, nicht zuletzt im Hinblick auf Datenschutz und der Sicherung von Know-how und anderen immateriellen Gütern, wird sich in Zukunft zeigen. Grundsätzlich können Sensoren heute schon miteinander kommunizieren. Somit ist es nicht nur möglich, sie individuell zu identifizieren und zu parametrieren, man kann auch umfangreich Daten sammeln. Neben konkreten Informationen zum Zustand des Geräts (Stichwort „Vorbeugende Wartung“) können zudem zahllose Ereignisse (Events) oder statistische Daten übertragen werden.

Auch inhärente Funktionen der elektronischen Bauelemente, wie z. B. Temperaturmessungen, können abgerufen werden, um Informationen in Echtzeit über einen ganz bestimmten lokalen Bereich zu erhalten. Zu welchen Erkenntnissen (Big Data) das führen kann und welche Verbesserungen der Produktion sich daraus ergeben könnten, ist derzeit nur schwer abzusehen. Industrielle Sensoren können bereits heute via Smart Bridge drahtlos mit einem Tablet Computer kommunizieren und mittels einer App zur Visualisierung oder Parametrierung dargestellt werden. Damit ist die vertikale Durchgängigkeit des Datenaustauschs vom Shop Floor zur Cloud praktisch schon gegeben.