Smarte Sensoren für Retrofit und Neuentwicklungen

Die digitale Transformation ist im vollen Gange und eröffnet vielerlei Chancen für industrialisierte Unternehmen, beispielsweise durch eine vernetzte und effizientere Produktion, durch neue digitale Geschäftsmodelle oder die Vernetzung der operativen Fertigungsebene mit der IT-Ebene. In diesem Kontext ermöglichen es smarte Sensoren und deren Daten, Prozesse zu optimieren. Sensorhersteller bieten darüber hinaus sichere und digitale Gesamtlösungen für fahrerlose Transportsysteme (FTS) und Roboter.

Im Fokus stehen Produktivität und Prozesse

Die Basis für die Digitalisierung im industriellen Umfeld bilden Daten. Sie werden in Maschinen und Anlagen von smarten Sensoren gesammelt, je nach Aufgabenstellung durch spezielle Algorithmen zu relevanten Informationen vorverarbeitet und übertragen.

Ein Beispiel hierfür ist Aktor-Diagnose mit dem intelligenten Zylindersensor MPS-G von Sick. In Greif- und Handhabungsprozessen ist der Sensor in der Lage, Vibrationen zu überwachen, Kollisionen zu vermeiden und Temperaturänderungen zu detektieren, die auf einen Verschleiß oder ein Nachlassen der Greifkraft schließen lassen. Über eine intelligente Integration werden die ­generierten Daten für übergelagerte Systeme zur Verfügung gestellt – eine SPS, ein MES-System, ein ERP-System oder eine Cloud-Applikation. Auf diese Weise können die Aktor-Diagnosedaten zur Zustandsüberwachung genutzt werden.

Dies soll helfen, Maschi­­nen­stillstände zu vermeiden und die Transparenz maschineller Prozesse zu erhöhen. Mit Lösungen für die vertikale Integration und für Industrial Connectivity, der Sensorwartung per Remote-Service-App sowie der Nutzung künstlicher Intelligenz eröffnen smarte Sensoren neue Integrations- und Applikations-Horizonte.

Digitale industrielle Automation

Aus der Umsetzung von Industrie 4.0 ergibt sich unmittelbar ein stetig steigender Automatisierungs- und Digitalisierungsgrad. Mit smarten Lösungen, beispielsweise mit moderner Sensorik und Kommunikationstechnik lassen sich vorhandene Maschinen und Anlagen per Retrofit startklar für das digitale Zeitalter zu machen. So ist es mit bestimmten Gateways möglich, erfasste Produktionsdaten zu analysieren und sie der vernetzten Kommunikation zwischen Anlagen und übergeordneten Systemen bereitzustellen, zum Beispiel einem MES oder ERP-System oder einer Cloud.

Für neue Applikationen, zum Beispiel im Bereich Energiemanagementsysteme, gibt es inzwischen Multifunktionssensoren zur gleichzeitigen Messung und Überwachung von Durchfluss, Temperatur und Prozessdruck nicht korrosiver Gase in pneumatischen Systemen; Leckage-Überwachung inklusive.

Nicht immer reicht die Eigenschaft ‚smart‘ aus – oft kommt es auch darauf an, dass eine Lösung ‚safe‘ ist. Das gilt beispielsweise im Bereich fahrerloser Transportsysteme und autonom mobile Plattformen. Hier spielen Navigation, Positionierung und Ladungshandhabung, aber auch Safety eine Rolle. Hier bieten sich beispielsweise Sicherheits Laserscanner an. Dies gilt auch für die Robotik: Für diesen Bereich bieten einige Hersteller aus einer Hand Lösungen für die Bildverarbeitung, die Roboterführung per Vision, die Greiferüberwachung sowie die Positionierung und die Sicherheitstechnik an.

Mit der steigenden Digitalisierung in der Maschinen- und Anlagenwelt wachsen auch die Gefahren durch Cyberangriffe. Um auch hier ein durchgängig hohes Sicherheitsniveau zu bieten, sollte Cybersecurity bei allen Lösungen von der Entwicklung über den gesamten Lebenszyklus vorweggedacht und in die Produkte und Services implementiert werden.

Wie ‚smart Services‘ Transparenz und Effizienz verbessern

Daten und Informationen smarter Sensoren sind die Grundlage für sogenannte Smart Services. Ob Asset Management, Produktion, Intralogistik, Lokalisierung, Supply Chain Management oder Qualitätskontrolle – digitale Services und Software-Lösungen machen auch komplexe Fertigungs-, Handhabungs- oder Prozessabläufe transparent – und dadurch optimierbar.

Beispielsweise gibt es als digitalen Service von Sick ein speziell für Verpackungsmaschinen konzipiertes Filling-Level-Monitoring. Dieser Service überwacht maschinenherstellerneutral die Füllstände von Kartonagen, Flüssigkeiten oder Granulaten. Die Daten werden aggregiert und über einen Cloudservice jederzeit und überall aktuell abrufbar gemacht. Dies sorgt für Transparenz beim Anwender und für reibungslose Produktionsabläufe.

Mit der Sensor-App Quality Inspection weiß der Anwender, dass Produkte nach ihrer Fertigung genau den exakten Anforderungen entsprechen. Die Informationen Abmessungen und Anwesenheit liefern hierbei 2D-Kameras. Andere smart Services ermöglichen es, Materialflüsse zu optimieren, Ladungsträger und Produkte zu identifizieren und zu lokalisieren oder Regalsysteme intelligent zu automatisieren.

Quelle: Sick AG