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Digital Connectors for Smart Sensors

: Sick


Intelligente Sensoren bilden im Zeitalter der Digitalisierung längst die Basisbausteine für eine smarte Automatisierung in der diskreten Fertigungs- und Prozessindustrie. Doch so clever die heutige Sensorik auch ist, ohne smarte Connectivity kommt sie nicht ins Rennen. Welche digitalen Connections Sensoren erst so richtig Beine machen und sie bis – wenn gewünscht – in eine Cloud kommunizieren lassen, dazu hat sich x-technik mit den Spezialisten von Sick, Geschäftsführer Christoph Ungersböck, Head of Product Management Rene Pfaller und Leitung Marketing Martina Hubert unterhalten und deren neuesten Innovationen dazu aufgespürt. Das Gespräch führte Luzia Haunschmidt, x-technik

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Der weltweit erste sicherheitszertifizierte outdoorScan3 findet z. B. in AGVs (Automated Guided Vehicle) seinen Einsatz und ermöglicht die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Maschine auch außerhalb von Fertigungshallen.

Der weltweit erste sicherheitszertifizierte outdoorScan3 findet z. B. in AGVs...

Dem Thema IO-Link in der Sensorik wurde bis dato zwar schon viel Aufmerksamkeit auf der technologischen Ebene gewidmet. Doch in Wahrheit findet diese Connectivity-Variante in wirtschaftlichen Prozessen bislang zu wenig Beachtung. Welchen Stellenwert räumt Sick dieser Thematik in seinen Komponenten und Automatisierungslösungen ein und wie würden Sie die derzeitige Marktentwicklung dazu betrachten?

Christoph Ungersböck:

Warum sich IO-Link im Maschinenbau bis dato noch nicht wirklich durchgesetzt hat, liegt vermutlich daran, dass diese Branche in der Umsetzung von Automatisierungslösungen sehr konservativ vorgeht. Dabei ist die Connectivity-Lösung IO-Link der Enabler bzw. Auslöser für einen einfachen wie komfortablen und kostengünstigen Einstieg in die Kommunikationsthematik zu Industrie 4.0.

Zieht man die Kommunikation mit IO-Link durch, so ergeben sich jede Menge Möglichkeiten mit viel Mehrwert schon im Bereich der Standard-Sensorik. Wir, bei Sick, erleben immer wieder in kleinen Einzelprojekten den Einsatz von IO-Link als sehr einfache Lösung, die leicht zu implementieren ist und damit Schritt für Schritt eine Mini-Automatisierungslösung kostengünstig und unkompliziert zu einer – wenn so gewollt – großen Lösung wachsen lässt. Ein gutes Beispiel dafür ist die step by step-Vernetzung bzw. Verkettung zweier
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Der nanoScan3 ist mit 80 mm Bauhöhe eine Miniaturausführung, der in fahrerlosen Transportsystemen mit sehr beengten Platzverhältnissen für deren Absicherung und Lokalisierung eingesetzt wird.

Der nanoScan3 ist mit 80 mm Bauhöhe eine Miniaturausführung, der in fahrerlosen...

Bearbeitungsmaschinen zu einer großen Anlage.

Rene Pfaller:

Allerdings muss man dazu bemerken, dass die in den letzten Jahren und besonders 2019 gebotenen IO-Link Veranstaltungen schon recht gut besucht waren – egal ob bei Endkunden, Systemintegratoren oder OEMs aus Österreich, Ungarn oder Deutschland.

Was auf der technologischen Seite von IO-Link noch etwas modifiziert werden muss, ist die Usability. Die Harmonisierung der Verwendbarkeit ist noch nicht wirklich aus einem Guss – das wird noch weiter verbessert. Hierzu bieten wir seitens Sick mit FieldEcho auch ein neuartiges Softwaretool an, das eine Parametrierung und Überwachung von IO-Link-Sensoren, über alle Herstellergrenzen hinweg, ermöglicht.

Was steckt hinter der Sick-Software FieldEcho?

Christoph Ungersböck:

FieldEcho ist das erste Softwaretool das tatsächlich in der Lage ist, unabhängig von der verwendeten SPS, dem Feldbus oder dem IO-Link-Master, alle IO-Link-Geräte in einer Anlage anzusprechen. Derart wird ein umfassender wie
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TDC-System ist nicht nur ein reines Gateway zur Datenerfassung und -sammlung, sondern ermöglicht unterschiedliche Software-Bausteine für Analyse- und Entscheidungszwecke einzubauen, sowie kleine Verarbeitungsprozesse direkt darauf laufen zu lassen. Sämtliche Connectivity-Möglichkeiten wie LAN, WLAN, WPAN, 2G- und 3G-Mobilfunk sowie ein großes Schnittstellenangebot stehen zudem zur Verfügung.

TDC-System ist nicht nur ein reines Gateway zur Datenerfassung und -sammlung,...

eingehender Blick auf eine Maschine, auf die gesamte Produktion oder auch – wenn man so will – auf ein gesamtes Firmennetzwerk ermöglicht.

Selbst wenn ein Gerät bzw. ein IO-Link-Teilnehmer noch nicht bekannt ist, wird dieser automatisch von FieldEcho erkannt, die entsprechende Treiberdatei von der ebenso angebundenen IODD-Datenbank geladen und binnen weniger Sekunden – quasi „on the fly“ – während des Betriebs, wird ein Gerät hinzugefügt und parametriert.

Rene Pfaller:

Somit kann man – egal wo man sich befindet – die Parameter von jedem Gerät dezentral verändern, beobachten bzw. überwachen und die Werte natürlich auch aufzeichnen und weiterverarbeiten – und das im laufenden Betrieb. Hintergrund dazu ist, dass FieldEcho als erste Softwarelösung ganz ohne Hardware auskommt, was den Vorteil hat, dass man beispielsweise in der Gerätedatenübertragung von den Punkt zu Punkt-Zykluszeiten
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Sick bietet mit FieldEcho ein neuartiges Softwaretool, das eine Parametrierung und Überwachung von IO-Link-Sensoren über alle Herstellergrenzen hinweg ermöglicht.

Sick bietet mit FieldEcho ein neuartiges Softwaretool, das eine Parametrierung...

einer Steuerung unbeeinflusst ist.

Auch dem Sicherheitsaspekt wird mittels verschlüsselten Benutzerzugängen etc. Rechnung getragen.

Sehr komfortabel! Könnte mir vorstellen, dass FieldEcho entsprechend kostet …?

Martina Hubert:

Nein, so wie IO-Link-Verbindungen günstig sind, so kostenfreundlich ist auch FieldEcho. Die Software kann bei Sick kostenfrei heruntergeladen werden und für die ersten vier Ports eines IO-Link-Masters unbegrenzt kostenlose genutzt werden. Danach ist es, abhängig von der Anzahl der Teilnehmer, bis hin zu einer „Open Lizenz“, ein lizenzbasiertes Modell.

Mit dem Sensor Integration Gateway TDC (Telematic Data Collector) bietet Sick eine weitere Connectivity-Innovation mit ausgesprochen hoher Multifunktionalität. Können Sie erklären, warum der Begriff „Gateway“ für den TDC eigentlich nicht passend ist?

Rene Pfaller:

Active
Connectivity ist generell nachfolgend einer smarten Sensorik der nächste wichtige Schlüssel zur Vernetzung von Geräten, Maschinen und Anlagen. Deswegen setzt Sick auch in der Sensorvernetzung Schwerpunkte.

Mit dem TDC-System bieten wir nicht nur ein reines Gateway zur Datenerfassung und -sammlung, sondern ermöglichen auch unterschiedliche Software-Bausteine für Analyse- und Entscheidungszwecke einzubauen, sowie kleine Verarbeitungsprozesse direkt darauf laufen zu lassen. Das heißt, man erhält ein Signal von einem Sensor und kann dieses dann mit einem anderen Sensor-Signal logisch verknüpfen.

Doch darüber hinaus zeichnen den TDC vor allem sämtliche Connectivity-Möglichkeiten wie LAN, WLAN, WPAN, 2G- und 3G-Mobilfunk sowie ein großes Schnittstellenangebot aus: via GPS kann man E-Mails und SMS versenden, per Modem gelangt man ins Internet und es werden IO- sowie Ethernet-Schnittstellen mit den Protokollen MQTT, OPC UA und JSON geboten.

Mit dem TDC gehen wir ganz klar in die Richtung, dezentrale Intelligenz zu realisieren.

Martina Hubert:

Mit dem TDC ist man aber nicht nur in der Connectivity von Sick-Sensoren unterwegs – der TDC ist ganz bewusst herstellunabhängig geartet und ist somit auch mit freien Hochsprachen, wie z. B. Node-RED, programmierbar.

Verwendet wird das multifunktionale Gateway vor allem in mobilen und wie gesagt in dezentralen Anwendungen, nämlich dort, wo keine Steuerungsanbindungen an Maschinen bzw. Anlagen sind. So z. B. in Kränen, fahrerlosen Transportsystemen und
vielfältigen Applikationen mehr, die eben keine klassische Fabrik-Verkabelungen haben. Den TDC bieten wir jetzt seit ca. zwei Jahren an und er erfreut sich am Markt mittlerweile großer Beliebtheit.

In der Industrieautomation gilt es hingegen unterschiedlichste Sensoren und Kameras direkt in Maschinen zusammenzuführen. Gibt es dazu von Sick auch ein Connectivity-Angebot?

Rene Pfaller:

Natürlich hat Sick auch dazu eine Connectivity-Lösung. Mit unserem System „Sensor Integration Machine SIM4x00“ können wir optimal die Leistungsfähigkeit eines performanten Prozessors mit hochflexibler Multisensor- und Multikamera-Datenakquisition verbinden. Als „One-Box“-Lösung ist sie schnell in Betrieb genommen und verarbeitet erfasste Sensordaten einzeln und/oder fusioniert sie zu einer Punktwolke, wertet diese aus, visualisiert sie, archiviert sie und leitet auf Wunsch als IoT-Gateway vorverarbeitete Daten bis in eine Cloud weiter.

Dort werden im Kontext von Industrie 4.0 Daten in Dashboards übersichtlich dargestellt und zu Informationen ausgewertet, die zur Verbesserung der Qualitätskontrolle, zur Prozessoptimierung oder zur vorausschauenden Wartung beitragen können. Für die Sensordaten- und Bildverarbeitung in der SIM4x00 stehen die umfangreiche SICK Algorithm API sowie die große Bildverarbeitungsbibliothek HALCON zur Verfügung.

Übrigens, Sensor Integration Machine SIM4x00 ist Teil unseres Eco-Systems SICK AppSpace – aber dazu werden wir auch gleich zu sprechen kommen


Über den SICK AppSpace haben wir ja bereits vor drei Jahren berichtet. Welche Sick-Sensoren sind mittlerweile in diesem Eco-System programmierbar? Und wie intensiv wird das System von den Anwendern angenommen?

Christoph Ungersböck:

Zu Beginn fanden sich sämtliche Vision-Sensoren, wie Code-Lesegeräte und Kameras in unserem Eco-System ein. Inzwischen wird auch fortlaufend die Lasermesstechnik integriert und man kann mittlerweile jegliche Art von Sensoren an die SIM anschließen und somit diese auch in die Lösung integrieren. So ist es möglich, beispielsweise eine Kamera, ein Lichtgitter oder einen Distanzmesser an der SIM als zentrale Intelligenz im AppSpace anzuschließen und programmiert diese zu kompletten Applikationslösungen.

Auch hier ist es natürlich wiederum möglich mit jeglichen Sensoren anderer Hersteller im SICK AppSpace zu arbeiten und diese in Applikationen einzubinden.

Last but not least werden in Kürze im SICK AppSpace auch kleinere HMI-Anwendungen mit Visualisierungen und IPCs eingebunden werden.

Die sensortechnischen Entwicklungen speziell für die Bereiche Intralogistik und auch der verkehrstechnischen Logistik erleben derzeit einen regelrechten Boom. Bietet Sick dahingehend spezifische Neuheiten?

Rene Pfaller:

Ganz richtig, die Lasersensor-Thematik in der Intralogistik und auch der verkehrstechnischen Logistik
erlebt einen Höhenflug.

So auch im Hause Sick, wo wir mit der weltweit ersten sicherheitszertifizierten Lösung, dem outdoorScan3, sehr gut punkten können. Auf diese Lösung sind wir besonders stolz, da es im Outdoor-Bereich aufgrund sehr unterschiedlicher Witterungs- und Umweltverhältnisse äußerst schwierig ist, verlässliche und sichere Messergebnisse erzielen zu können – was wir durch ein bereits patentiertes Scan-Verfahren sicherstellen können. Mit unserer Scantechnologie safeHDDM können wir über zahlreiche Laserpulse die widrigsten Umgebungsbedingungen im Scanwinkel von 275 Grad exakt erfassen!

Der outdoorScan3 findet somit z. B. in AGVs (Automated Guided Vehicle) seinen Einsatz und ermöglicht die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, eben auch außerhalb von Fertigungshallen. Darüber hinaus eröffnet sich ein großes Potenzial zur Prozessautomatisierung und Effizienzsteigerung intralogistischer Produktionsprozesse durch die Integrationsmöglichkeit in bestehende Systeme dank standardisierter Schnittstellen.

Martina Hubert:

Erwähnenswert in dieser Sparte ist auch eines unserer neuesten Produkte, der nanoScan3, welcher in Miniaturausführung – er misst gerade mal 80 mm Bauhöhe – ebenso in fahrerlosen Transportsystemen mit sehr beengten Platzverhältnissen eingesetzt wird und sich für deren Absicherung und Lokalisierung eignet. Auch dieser liefert aufgrund unserer Scantechnologie safeHDDM äußerst präzise Messdaten, ist gleichermaßen gegenüber Licht, Staub und Schmutz extrem robust und kann auch ohne großen Aufwand über Standardschnittstellen in weitere Systeme einer Fabrik integriert werden.

Beim Thema Qualitätskontrolle spielen seit jeher Sensoren eine tragende bzw. entscheidende Rolle. Dabei geht der Trend zunehmend Richtung Miniaturisierung bzw. Mehrfachfunktionalität. Mit welchen Innovationen punktet Sick dazu bei seinen Kunden?

Christoph Ungersböck:

Gerade für 2020 hat Sick eine strategische Initiative zum Thema Qualitätskontrolle angedacht, da wir dazu komplexe Bildverarbeitungslösungen für unterschiedlichste Applikationen jeglicher Branchen bieten können. So haben wir in den letzten Jahren mit AppSpace einige Qualitätslösungen erarbeitet, die u. a. über unseren AppPool sowie unsere Hardware verfügbar sind. Dazu gibt es bereits fertige Systemlösungen, die wir 2020 nach und nach dem Markt verfügbar machen. Diese sind mit wenig Aufwand für die Anwender nutzbar und können auf Wunsch auch mit Unterstützung durch Sick-Techniker umgesetzt werden.

Der Einsatz von Robotern direkt im Produktionsprozess nimmt stetig zu. Sensoren – vor allem Vision-Sensoren – spielen dabei eine erhebliche Rolle. Wie sieht es dazu mit dem Angebot von Sick aus?

Rene Pfaller:

Auch in diesem Bereich – der Robotik – können wir bestens punkten! Wir werden dazu wiederholt 2020 eine eigens ausgerichtete Roboter-Roadshow bieten. Diese wird sehr applikationsspezifisch alles rund um Robotik – sei es die Sicherheitstechnik, intelligente Greifer-Sensorik oder Bildverarbeitung – beleuchten und zeigen, was sich technologisch zukunftsweisend Neues tut.

Gerade im Bereich Sicherheitstechnik gibt es etliche Innovationen. So in der Kameratechnologie zur räumlichen, dreidimensionalen sicheren Ausstattung, wenn es um Kollaboration Mensch
und Maschine oder allgemein dynamischen Anwendungen geht – da soll das Thema nicht nur wie bisher in Einzelfällen, sondern auf breiter Basis in der Praxis Aufwind erfahren. Weiters haben wir bereits 2019 einige fertige Sicherheitspakete für Roboterzellen auf der Hard- wie Software-Seite beispielsweise zu sicherem Halt, sicherer Geschwindigkeit usw. für verschiedene Roboter kreiert. Die „Safe Robotics Area Protection“ Lösungen können mit sehr wenig Aufwand in die jeweilige Roboterapplikationen integriert werden.

Bezüglich Greifer-Sensorik wird Sick in diesem Jahr die Erkenntnisse von Messdaten aus Vibrationen, Schocks, Greifvarianten zu „Pick & Place“ oder „Griff in die Kiste“ und dergleichen mehr, Hardware- wie auch neue Software-Lösungen vorstellen.

Bei dem reichhaltigen Angebot an Sensorprodukten hat sich Sick über die Jahre vom ehemals reinen Komponentenanbieter zum Systemlösungsanbieter entwickelt. Wie gut wird Ihr Angebot dahingehend vom Markt erkannt und auch angenommen?

Christoph Ungersböck:

Wir sehen bei Sick eine sehr starke Entwicklung im Projektgeschäft, da wir mittlerweile eine sehr große Abteilung in der Beratung und dem technischen Support dazu unterhalten.

Gerade in der Intralogistik sind die Unternehmen sehr affin in der Annahme von Systemlösungen, da ihre Entwicklungszyklen immer rascher erfolgen. Aber auch im Automobilbereich merkt man, dass unser Systemgeschäft z. B. mit dem BPS-System für die Positionierung von Carbodys, einen Gutteil unseres Geschäftes ausmacht. Selbst in der Prozessindustrie hatten und haben wir einen
guten Auftragseingang speziell mit Systemen rund um Emissionsmesstechnik zu verzeichnen.

Auch gibt es Gesamtlösungen, die gut vom Markt genutzt werden, die sich rund um erneuerbare Energien, wie Wind, Solar, Biomasse oder Wasserstoff und dergleichen mehr bewegen. Da gibt es noch viel Potential zum Thema Speicher- und Transportfähigkeit der Energie, die es auch noch zu entwickeln gilt.

Selbst im maritimen Sektor kann Sick umweltfreundliche Lösungen bieten. Schiffe haben ja weltweit mittlerweile Auflagen, wenn sie mit Schweröl betrieben werden, das daraus resultierenden Schwefelabgas direkt an Board zu reinigen – unser Messsystem MARSIC ist dazu gut im Rennen.

Summa summarum merken wir schon sehr intensiv, dass durch immer raschere Entwicklungszyklen in sämtlichen technologischen Branchen, die Geschäfte sich mehr in Richtung Systemlösungen bewegen und das reine Produktgeschäft zwar nicht verdrängen, aber reduzieren. Somit spielt das Thema Digital Connectivity vom Sensor bis in die Cloud natürlich eine immer größere Rolle, lässt sich doch nur so die Verwirklichung einer smarten Fabrik eines Tages lösen!

Herzlichen Dank für die vielseitigen Aus- und Einblicke innovativer Connectivity-Technologien von der Sensorebene bis in eine Cloud!


Der weltweit erste sicherheitszertifizierte outdoorScan3 findet z. B. in AGVs (Automated Guided Vehicle) seinen Einsatz und ermöglicht die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Maschine auch außerhalb von Fertigungshallen.
Der nanoScan3 ist mit 80 mm Bauhöhe eine Miniaturausführung, der in fahrerlosen Transportsystemen mit sehr beengten Platzverhältnissen für deren Absicherung und Lokalisierung eingesetzt wird.
TDC-System ist nicht nur ein reines Gateway zur Datenerfassung und -sammlung, sondern ermöglicht unterschiedliche Software-Bausteine für Analyse- und Entscheidungszwecke einzubauen, sowie kleine Verarbeitungsprozesse direkt darauf laufen zu lassen. Sämtliche Connectivity-Möglichkeiten wie LAN, WLAN, WPAN, 2G- und 3G-Mobilfunk sowie ein großes Schnittstellenangebot stehen zudem zur Verfügung.
Sick bietet mit FieldEcho ein neuartiges Softwaretool, das eine Parametrierung und Überwachung von IO-Link-Sensoren über alle Herstellergrenzen hinweg ermöglicht.

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Bericht in folgenden Kategorien:
Sensorik, Ind Kommunikation, Smart Automation, Industrie 4.0

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