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Ausgewählte Ausgabe: 7-8-2015 Ansicht: Modernes Layout
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Intelligente Pneumatik bereit für Industrie 4.0

Wer bei Industrie 4.0 nur an komplett neue Fertigungslinien und komplexe Referenzarchitekturmodelle denkt, übersieht leicht das Naheliegende. Bereits heute bietet die Pneumatik mit dezentraler Elektronik neue Möglichkeiten der Modularisierung und Vernetzung im Maschinenbau – ohne Zusatzprogrammierung in der Maschinensteuerung.


 Bild 1  „Advanced Valve“-Generation als Kombination aus AV03 / AV05-Ventilen mit elektronischem Druckregler der Serie AV-EP, der AES-Elektronik und E/A-Modulen.

Bild 1
„Advanced Valve“-Generation als Kombination aus AV03 / AV05-Ventilen mit elektronischem Druckregler der Serie AV-EP, der AES-Elektronik und E/A-Modulen.

Das große Bild ist faszinierend: Bei Industrie 4.0 bestehen Fertigungslinien aus weitgehend autonomen Modulen, die sich eigenständig zu Netz- werken zusammenschließen. Alle Maschinen innerhalb einer Fertigung und sogar verschiedener Unternehmen kommunizieren miteinander. Über Internet und Daten-Cloud koordinieren sie sich eigenständig und ermöglichen ganz neue Produktionsstrategien. Die reale Umsetzung dieser Vision wird noch viele Jahre dauern. Aber bereits heute bietet die Automatisierungstechnik zahlreiche Möglichkeiten, Industrie 4.0-Ansätze umzusetzen und damit die Zukunftsfähigkeit von Maschinen und Anlagen zu sichern.
Gerade die Pneumatik hat sich entscheidend weiterentwickelt. Das be- legen die neuen Ventilsysteme der AV-Serie von Aventics, der ehemaligen Pneumatiksparte von Bosch Rexroth. Die neue AV-Serie besteht aus extrem kompakten Pneumatikventilen in der Größe einer Scheckkarte. Durch die Schräganordnung im Inneren und den Einsatz von Hochleistungskunststoffen sind sie im Vergleich zu marktüblichen Ventilen nur rund halb so groß und wiegen lediglich die Hälfte. Damit eignen sie sich besonders für den dezentralen Einbau in direkter Nähe der Aktoren. Das vereinfacht die Modularisierung im Maschinenbau, weil damit Funktionsgruppen ohne Schaltschrank komplett vormontiert werden können.

Dezentrale Signalverarbeitung

Für diese neue Ventilserie hat Aventics die passende Ventilelektronik „Advanced Electronic System“, AES, entwickelt. Sie ist ganz auf die Anforderungen der zunehmenden Vernetzung ausgelegt und steuert dezentral bis zu 64 Ventile mit insgesamt 128 Spulen an. Für Industrie 4.0 wichtig: Konstrukteure können die Ventilelektronik mit bis zu 10 E/A-Modulen erweitern.
AES verarbeitet damit Prozesssignale dezentral oder steuert Einzelaktoren auch außerhalb des Ventilsystems. Das reduziert den Verdrahtungsaufwand erheblich, weil die Sensoren und Aktoren nicht mit dem Schaltschrank, sondern mit dem frei platzierbaren Ventilsystem in der Nähe verbunden werden.
Zusätzlich erschließen die dezentralen E/A-Module Potentiale für eine weitergehende Modularisierung, da für den Anschluss aller mit der Ventilelektronik verbundenen Pneumatikventile, Sensoren oder Aktoren an die übergeordnete Steuerung zwei Kabel für Leistung und Kommunikation ausreichen. Ein praktischer Nebeneffekt dieser vollständigen Modularisierung auch für Endanwender: Die nachträg-liche Erweiterung oder der Umbau von installierten Anlagen ist wesentlich einfacher. Besonders hervorzuheben ist die galvanische Trennung von Logikspannung (UL) und Aktorspannung (UA). Damit kann das in der ISO 13489, Teil zwei, angesprochene Sicherheitsprinzip für die Trennung der Sicherheitsfunktion von den anderen Steuerungsaufgaben angewendet werden. Konstrukteure können eine beliebige Anzahl von Ventilen zu Spannungs- und Druckzonen zusammenfassen und damit einzelne Maschinenmodule in einen energiefreien Zustand versetzen.

Offen für alle gängigen Ethernet-Protokolle

Die Vernetzung erreicht mit Industrie 4.0 eine neue Stufe. Sie erfordert aber gemeinsame Protokolle und Schnittstellen über alle Ebenen. Hier läuft alles auf den Datenaustausch über Echtzeit-Ethernet hinaus. Derzeit stehen verschiedene offene Standards und Hersteller-eigene Schnittstellen im Wettbewerb. Für Maschinenhersteller erhöht das die Komplexität, denn sie müssen je nach Endkundenwunsch verschiedene Protokolle einsetzen. Die AES-Elektronik unterstützt alle gängigen Feldbusse und Ethernet-Protokolle und fügt sich damit ohne Zusatzaufwand in verschiedene Automatisierungsumgebungen ein. Damit erfüllt sie die Grundvoraussetzungen für den nahtlosen Informationsfluss von der Unternehmens-IT über die Maschinensteuerung bis zum pneumatischen Aktor und zurück.

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Autoren

 Dieter  Michalkowski

International Industry Sector Manager, Aventics

Kontakt:
Aventics GmbH
Ulmer Str. 4
30880 Laatzen
Tel.: 05 11/21 36-0
Fax: 05 11/21 36-269
E-Mail: info@aventics.com
www.aventics.com

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