Industrial-Ethernet-Drehgeber mit OPC-UA-Schnittstelle

Völlig neue Konzepte

Im Mittelpunkt der Smart Factory von morgen steht die intelligente Vernetzung auf allen Ebenen. Aus diesem Grund wurde der Sendix F58 Drehgeber aus der Industrial-Ethernet-Familie mit der Schnittstelle OPC UA aufgerüstet.
Der Sendix F58 Ethernet Drehgeber mit OPC UA Schnittstelle
Der Sendix F58 Ethernet Drehgeber mit OPC UA Schnittstelle

OPC UA etabliert sich als wichtige Schnittstelle im Umfeld von Industrie 4.0 und IIoT, insbesondere bei einer systemübergreifenden Kommunikation wie M2M oder Maschine zu Cloud. Dank OPC UA können Maschinendaten maschinenlesbar semantisch beschrieben und transportiert werden. Im Zuge der intelligenten Vernetzung wird daher ein Drehgeber zukünftig wichtiger Bestandteil der Datenkommunikation sein. Heute schon geht die Kombination verschiedener Sensoren innerhalb eines Drehgebers weiter, z.B. mit der Integration von zusätzlichen Neigewinkel- oder Gyrosensoren, und liefert somit eine Vielzahl von Kenngrößen und Informationen. Was stellt man aber mit dieser Vielzahl von Daten an, wenn man beispielsweise jede Sekunde einen Positionswert in die Cloud überträgt? Nichts, denn ohne vorherige Aufarbeitung der Daten ist dies völlig unnütz. Was passiert aber, wenn der Drehgeber selbst die Daten aufbereitet? Beispielsweise aus 36Bit-Positionsdaten kleinere Positionsbereiche generiert und nur noch meldet, wann der Geber – und somit die Applikation – in welchem Bereich ist. So ließe sich bezogen auf ein Lagersystem schnell erkennen, wie und wo die Hauptlagerbereiche sind. In Kombination mit Betriebszeiten lassen sich zudem Stoßzeiten ableiten, und dies ohne zusätzlich die Prozesssteuerung zu belasten. Im Verbund mit anderen Sensoren lassen sich beispielsweise Temperaturverläufe von Maschinen ableiten, die einen wesentlichen Einfluss auf Mechaniken, Fettungen etc. haben. Dies spielt bei Condition Monitoring bzw. Predictive-Maintenance-Konzepten eine große Rolle.

Neue Geschäftsmodelle

Wenn man verschiedene Applikationen in der Cloud miteinander vernetzt, lassen sich auch neue Geschäftsmodelle erschließen. Im Bereich der Windkraftanlagen werden z.B. die Daten in Zukunft an Wetterstationen verkauft. Alles was man hierfür braucht, ist der Zugang zu den Daten in der Cloud. Wenn man an die Wartung von Maschinen denkt, bieten solche Schnittstellen auch weitere Vorteile: So kann ein Service-Techniker durch Einscannen eines Barcodes auf einem Drehgeber mit seinem Smartphone, die Legitimation bekommt, die Daten des Gerätes einsehen. Er bekommt dann neben den aktuellen Status-Daten des Sensors, auch die Bestell-, Teile- und Seriennummern sowie einen Link auf ein elektronisches Datenblatt. Durch die Legitimation kann auch eine Konfiguration des Drehgebers durch OPC UA erfolgen. Hier spielen dann aber auch Faktoren wie Security und Datensicherheit eine Rolle. Der Servicetechniker führt mit seinem Smartphone z.B. Preset, Arbeitsbereich oder Auflösung am Geber durch, und dies vom Büro aus, was Fernwartungsanwendungen wie z.B. die von Offshore-Windkraftanlagen deutlich vereinfacht.

Fünffach schnellere Positionswertübertragung

Die optischen absoluten Singleturn- und Multiturn-Drehgeber Sendix F58 in 58mm-Baugröße sind für zeitkritische Anwendungen ausgelegt. Für mehr Performance bei den Geräten mit EtherNet/IP-Schnittstelle sorgt eine fünffach schnellere Positionswertübertragung als bei marktüblichen Gebern. Die RPI-Zeit beträgt lediglich 1ms. Dies ermöglicht den Einsatz in zeitkritischen Anwendungen bis zu 1.000Hz Update-Frequenz. Eine weiterer Vorteil ist der schnelle Start des Gebers. Dieser erfolgt sofort nach Anlegen der Spannungsversorgung. Eine schnelle Inbetriebnahme und Konfiguration ist dank zyklischer Dienste möglich. Durch die Implementierung von DLR (Device Level Ring) führt zudem ein einzelner Kabelbruch nicht zum Stillstand einer Anlage. Die Vorteile einer Ringredundanz werden vom Geber voll unterstützt. Die Gesamtauflösung beträgt 32Bit. Die Geräte sind ODVA-geprüft und Conformance-Tested. Die OPC-UA-Schnittstellen-Technologie kann neben Ethernet/IP auch auf andere Industrial-Ethernet-Schnittstellen portiert werden, wie z.B. Profinet IO, Ethercat und Powerlink.

Erfolgreiche Konzeptstudie

Basierend auf dem absoluten Drehgeber Sendix F58 wurde auf der letzten SPS IPC Drives eine Konzeptstudie zu Industrie 4.0 und OPC UA präsentiert. In Form eines EtherNet/IP-Drehgebers mit integrierter OPC-UA-Schnittstelle wurden zukünftige Funktionen vorgestellt. Die positive Resonanz hat gezeigt, dass sich schon heute bereits viele Anwender mit der Thematik beschäftigen.

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Fritz Kübler GmbH
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