Vernetzt und intelligent

Integrated Automation von Festo als Basis der Integrated Industry: Schon heute integriert die Automatisierungsplattform CPX Funktionen wie Diagnose, Condition Monitoring, Safety, elektrische und pneumatische Automatisierungstechnik.

Prof. Dr. Peter Post
Leiter Corporate Research & Programme Strategy bei Festo.

„„Komponenten vernetzen sich in Zukunft auf intelligente Art und Weise selbst."“

Wenn von 8. bis 12. April die Hannover Messe wieder ihre Pforten öffnet, dann dürfen sich die rund 200.000 Besucher wieder über eine Hightech-Show der Superlative freuen. Ein Aussteller ist dabei immer ein besonderer Magnet: Festo. Der Automatisierungsspezialist ist diesmal mit seinem Hauptstand in Halle 15 und einem weiteren Stand in Halle 1 auf der Begleitmesse „Metropolitan Solutions“ vertreten. Fokus: Automation von morgen. Kommunikation wird dabei groß geschrieben.

Environmental Discovery System – EDS: Festo Didactic präsentiert in Hannover u. a. modulare Übungsstationen für die Wassertechnik.

Produktionssysteme der Zukunft

In der Welt der Produktion zeichnen sich grundlegende Veränderungen ab, die unter dem Stichwort ‚Industrie 4.0‘ diskutiert werden. Die Hannover Messe greift dieses Trendthema unter dem Motto ‚Integrated Industry‘ auf. Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien sollen künftig mit klassischen industriellen Prozessen verschmelzen. „Wir begegnen diesen Veränderungen, indem wir uns gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft den Herausforderungen stellen und neue Technologien aktiv mitgestalten“, sagt Prof. Dr. Peter Post, Leiter Corporate Research & Programme Strategy bei Festo. Das Unternehmen betrachtet die Entwicklung der Produktionssysteme dabei ganzheitlich aus unterschiedlichen Perspektiven und bezieht neben der Technologie auch andere Gesichtspunkte wie zum Beispiel die Kooperation von Mensch und Maschine oder das wichtige Thema Ausbildung und Qualifizierung ein.

Industrie 4.0: reale und virtuelle Welt wachsen zusammen.

Das Zeitalter der Integrated Industry

Maschinen, Anlagen, Werkstücke und Bauteile werden in der Fabrik 4.0 Daten und Informationen in Echtzeit austauschen. Dabei ist ein Wandel zu beobachten von der starren zentralen Fabriksteuerung zu einer dezentralen Intelligenz. „ Aufgaben, die heute noch der zentrale Leitrechner innehat, werden in Zukunft von Komponenten übernommen. Sie vernetzen sich auf intelligente Art und Weise selbst, konfigurieren sich mit einem Minimalaufwand selbst und werden so den unterschiedlichen Anforderungen an Fertigungsaufträge auf selbststeuernde Weise gerecht“, prognostiziert Prof. Dr. Peter Post

Trend zur Vereinfachung: Mit den Software-Tools für den Elektrozylinder EPCO sind Web-Konfiguration und Web-Diagnose schnell erledigt.

Modulare Automatisierungsplattform

Die Integrated Industry wird geprägt sein von der Vernetzung der Komponenten eines Fertigungssystems untereinander, vom permanenten Austausch von Informationen, dem Zusammenführen verschiedener Sensorauswertungen und vom Erkennen komplexer Ereignisse und kritischer Zustände bis hin zur selbständigen Entscheidungsfindung und Steuerung vor Ort. Ansätze dazu bietet schon heute das Konzept der Integrated Automation auf Basis der Automatisierungsplattform CPX von Festo. Das elektrische Terminal für Ventilinseln ermöglicht weit mehr als nur den Anschluss der Feld- an die Leitebene.

Dezentrale Anlagenintelligenz, hohe Wandlungsfähigkeit, einfache Planung und Inbetriebnahme von Maschinen – in der Produktion der Zukunft ist Vernetzung allgegenwärtig.

Modulare Flexibilität

Das CPX Terminal ist diagnosefähig und kann Condition-Monitoring-Aufgaben übernehmen. Mit seinen einzelnen Modulen integriert es die Ansteuerung pneumatischer Zylinder über die Ventilinseln MPA und VTSA ebenso wie Motion Controller für elektrische Antriebe und umfassende Safety-Funktionen. Damit kann man auf Diagnose-Informationen zugreifen, Fehler schnell lokalisieren und Module austauschen. Beispiele für die Integration von Funktionen sind IT-Leistungen wie ein Web-Server, ein Front-End-Controller zur dezentralen Steuerung vor Ort, ein End-Position-Controller, ein Proportionalventil oder ein Drucksensor zur Erfassung von internen Ventilinsel-Drücken bzw. externen Signalen.

In Halle 1 zeigt Festo Wasser- und Abwassertechnologie – ganzheitliche Konzepte für Megastädte.

Das Ende des Chaos

Schon heute integriert CPX alle gängigen Bussysteme und das Industrial Ethernet. Damit ist die vielseitige Automatisierungsplattform bestens gewappnet für die Zukunft. Experten sehen im Zeitalter der Industrie 4.0 das Ende des heutigen Chaos der unzähligen Bussysteme gekommen. Es wird dann nur noch ein einziges weltweit standardisiertes Protokoll geben, das Internet-Protokoll auf echtzeitfähigem WLAN oder Ethernet. Der Trend zur Vereinfachung folgt der gleichen Philosophie wie die neuen adaptiven und intelligenten Anlagenplattformen: Verändert sich etwas am Produkt, so muss man Teile der Anlage umbauen. Neue höchst adaptive Anlagen werden sich jedoch zukünftigen Produktmodifikationen automatisch anpassen. Diskussionen über Umrüstzeiten werden in der Fabrik der Zukunft kein Thema mehr sein.

Adaptiv und einfach

Diesem Trend folgt auch die elektrische Antriebstechnik. Sie bekommt schon jetzt wichtige Impulse durch das Positioniersystem „Optimized Motion Series“ von Festo. Kern davon ist der Elektrozylinder EPCO. Er ist ein Paradebeispiel für den einfachen und kostengünstigen Einsatz elektrischer Zylinder in der Fabrikautomatisierung. Mit EPCO sind hohe Kosten und Komplexität in der Servo-Antriebstechnik passé. „plug and work“ ist angesagt. Das Dreamteam EPCO und der Motion-Controller CMMO lassen sich über einen herkömmlichen Ethernet-Anschluss an den Computer anschließen und dann geht’s einfach über den Browser in die Festo Cloud in der alle Parametersätze für das dynamische Duo – EPCO / CMMO – kostenfrei bereit stehen. Zusätzlich gibt’s die beiden hilfreichen Software-Tools WebConfig und WebDiag mit denen die Web-Konfiguration und Web-Diagnose von EPCO / CMMO möglich ist. Damit ist der elektrische Antrieb fast so einfach zu handhaben wie ein Pneumatikzylinder – zu sehen auf der HMI am Hauptstand von Festo.

Mensch und Maschine

Doch nicht die Technik allein steht bei Festo im Mittelpunkt. Eine der Kernfragen, mit denen sich das Unternehmen beschäftigt, ist die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. So werden Roboter in Zukunft den Mitarbeiter aktiv bei manuellen Tätigkeiten unterstützen. Der Mensch ist hochflexibel und kann in kürzester Zeit eine Fülle von Aufgaben beherrschen. Maschinen sind heute dagegen oftmals statisch, arbeiten jedoch schnell, präzise und kraftvoll. Diese beiden Welten gilt es, miteinander zu verbinden: Die Technik muss künftig in der Lage sein, sich auf veränderte Randbedingungen und Eingriffe des Menschen einzustellen. Der preisgekrönte Bionische Handling-Assistent oder die ExoHand, beide von Festo, sind heute schon Vorreiter dieser Entwicklung.

Future Concepts

Mit den Bionik-Projekten und den Future Concepts erforscht das Festo Bionic Learning Network immer wieder neue Ansätze für künftige Produktionswelten. Vorbilder aus der Natur sind Ideenlieferant für außergewöhnlichen Lösungen. Auch auf der diesjährigen Hannover Messe werden auf dem Festo Stand neue Projekte vorgestellt, die von der Funktionsintegration über adaptive Systeme bis hin zu intuitiv bedienbaren Maschinen wesentliche Themen aufgreifen. Als besonderes Highlight präsentiert das Festo Bionic Learning Network diesmal eine vom Libellenflug inspirierte Entwicklung, die in einem ultraleichten Flugobjekt mit intelligenter Kinematik umgesetzt wurde. Die Leichtbaukonstruktion integriert eine Vielzahl an Funktionen auf engstem Raum und beherrscht mehr Flugzustände als Hubschrauber, Motor- und Segelflugzeuge zusammen. Den sicheren Flug erreicht das Flugobjekt durch permanentes Condition Monitoring.

Intelligente Komponenten

Die Grundlage der künftigen Produktionssysteme sind intelligente Komponenten – in sich abgeschlossene, autonom funktionierende mechatronische Baugruppen. Zwar wird sich auch die zentrale Fabriksteuerung evolutionär weiterentwickeln, gleichzeitig wird aber die dezentrale Selbstorganisation der Komponenten immer häufiger genutzt werden, sodass diese Aufträge der überlagerten Steuerungsebene ausführen können. Um solche vernetzten Gesamtsysteme zu ermöglichen, entwickelt Festo beispielsweise Technologien wie die Feinwerktechnik und die Mikrosystemtechnik intensiv weiter.

Zukunftsorientierter Unterricht in der Lernfabrik

Festo hat aber nicht nur die Produktion im Blick – im Fokus stehen auch die Ausbildung und Qualifizierung für zukünftige Produktionswelten. Mit schlüsselfertigen Lernfabriken und Laborlösungen bietet Festo Didactic das notwendige Werkzeug für zukunftsorientierten Unterricht in Mechatronik und Automatisierungstechnik. Die auf der HMI in Halle 15 ausgestellte modulare Lernfabrik MPS Transfer Factory veranschaulicht das deutlich. Mit ihr lassen sich aktuelle Themen wie RFID Technik, intelligentes Vernetzen, Energieeffizienz und Condition Monitoring verständlich vermitteln.

Lösungen für eine nachhaltige Stadtentwicklung

Im Rahmen der Begleitmesse Metropolitan Solutions, zeigt Festo Automatisierungslösungen für die Aufbereitung von Trinkwasser und die Abwasserbehandlung in urbanen Infrastrukturen. Wie in der Fabrikautomation ist auch hier Kommunikation der Schlüssel zu höchster Effizienz – beispielsweise wenn es darum geht, in dezentralen Regenüberlaufbecken gesammeltes Wasser einer zentralen Kläranlage geregelt zuzuführen. Mithilfe einer GSM-Anbindung kann die gesamte Anlage von der zentralen Leitstelle der Kläranlage aus gesteuert und überwacht werden. Auf Komponenten- und Systemebene angewandtes Condition Monitoring ermöglicht dabei eine effiziente Betriebsführung, Wartung und Instandhaltung. Am Stand in Halle 1 präsentiert Festo dazu ein aktuelles Referenzprojekt. Ebenfalls gezeigt werden hier die den Quallen nachempfundenen AquaJellies-bionischen Technologieträger für die Wassertechnik. Die mit kommunikativen Fähigkeiten ausgestatteten autonomen AquaJellies demonstrieren innovative Entwicklungen in Systemfähigkeit, Energieeffizienz, Kommunikation und Leichtbaustrukturen. Mittels einer Smartphone App kann der aktuelle Zustand jeder einzelnen Qualle individuell aufgezeichnet und verfolgt werden.

Know-how für die Prozesstechnik

Der Geschäftsbereich für die Aus- und Weiterbildung – Festo Didactic – präsentiert im Rahmen von „Metropolitan Solutions“ eine praxisorientierte Lösung für den Wassersektor: das aus fünf Modulen bestehende Lernsystem EDS Water. Die individuell kombinierbaren Einheiten für Wassertransport und -verteilung, Wasseraufbereitung, Monitoring und Energieoptimierung ergeben ein ganzheitliches Konzept zum Thema Wasserversorgung. Sie ermöglichen die Simulation von betrieblichen Abläufen und vermitteln das notwendige Prozessdenken. Ergänzt wird das Lernsystem durch eine breites Angebot an fachspezifischen Trainings.

Hauptstand: Halle 15, Stand D07

Metropolitan Solutions: Halle 1, Stand D08