Erschienen am: 14.04.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN Hannover Messe 2017

Industrie-4.0-Anlage um Ethernet-basiertes Kommunikationsprotokoll erweitert

Modulare Zertifizierung reduziert Aufwand

In der Industrie-4.0-Demo-Anlage des Smartfactory KL-Partnerkonsortiums wurde ein dynamisches Safety-Konzept auf Basis eines industriellen Ethernet-basierten Kommunikationsprotokolls realisiert. Somit kann der Nothalt erstmals flexibel über einzelne Fertigungslinien und nicht mehr die komplette Anlage parametriert werden. Diese Flexibilisierung führt zu mehreren Vorteilen. Die weiterentwickelte Industrie-4.0-Anlage wird auf der Hannover Messe ausgestellt.


Die erweiterte Demo-Anlage des Smartfactory KL-Partnerkreises stellt sich dieses Jahr in einem neuen Layout vor: Die Module sind nicht mehr in einer Reihe aufgebaut, sondern verteilen sich auf drei Fertigungslinien: zwei automatisierte Produktionslinien und eine manuelle Montagestation. Durch den Einsatz des fahrerlosen Transportsystems kann das Demo-Produkt, der individualisierte Visitenkartenhalter, nun auf verschiedene Weisen flexibel hergestellt werden. Durch das flexible Anlagensetup ergeben sich auch neue Möglichkeiten für ein modulares, dynamisches Safety-Konzept. Durch die mit Mindestabstand physisch getrennte Anordnung der zwei Produktionslinien ergeben sich auch mehrere unabhängige Nothalt-Bereiche. Geht eine Linie in einen sicheren Zustand, kann der Rest der Anlage weiterhin produzieren. Dies kann im Realbetrieb Produktionsausfälle deutlich reduzieren.

Industrielles, Ethernet-basiertes Kommunikationsprotokoll als Basis

Das neue Safety-Konzept haben sieben Unternehmen aus dem Smartfactory KL-Partnerkonsortium mittels eines industriellen Ethernet-basierten Kommunikationsprotokolls umgesetzt. Es erfolgte der Einbau einer zentralen Sicherheitssteuerung im Serverschrank; gleichzeitig erhielten alle Module der Anlage kleine I/O-Koppler (Eingang-Ausgang-Module), um die Signale über die funktionale Sicherheit der Produktionsmodule auszutauschen. Mittels des Kommunikationsprotokolls können Module oder Fertigungslinien dynamisch parametriert werden, sodass in einem Nothaltfall nur einzelne Anlagenteile ausfallen, nicht aber die komplette Anlage zum Erliegen kommt. "Mit diesem Setup kann wertvolle Zeit in der Produktion gewonnen werden. Unsere Partnerunternehmen zeigen hiermit für ein reales Problem in der Industrie eine intelligente Lösung auf und setzen diese an der Demo-Anlage erfolgreich um", erklärt Prof. Dr.-Ing. Detlef Zühlke, Vorstandsvorsitzender der Technologie-Initiative Smartfactory KL und Leiter des Forschungsbereiches Innovative Fabriksysteme am DFKI.

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Erhöhte Flexibilität dank modularer Zertifizierung

Die Flexibilisierung der Produktion im Rahmen von Industrie 4.0 bedeutet, dass Anlagen häufig umgebaut und somit neu zertifiziert werden müssen. Diese Neuzertifizierung durch unabhängige Prüfinstanzen kann mit einem dynamischen Safety-System vereinfacht werden. Hier ergibt sich Potenzial, dass bei Anlagenerweiterungen oder -ergänzungen ein vereinfachtes, teil- oder vollautomatisiertes Zertifizierungsverfahren eingesetzt werden kann. In der Vergangenheit waren alle Produktionsmodule der Demo-Anlage mittels Direktverdrahtung in einer einzigen Nothaltschleife zusammengefasst. Diese klassische, drahtgebundene Technik führte jedoch zu hohem Verkabelungsaufwand, wenn neue Produktionslinien gebildet wurden. Daneben war auch die Menge an übertragbaren Informationen stark beschränkt; gleichzeitig war die Ursache eines sicheren Zustandes schwer auszumachen. Durch das neue, dynamische Nothalt-Konzept konnten diese Nachteile ausgeräumt werden.