Steuerung und Überwachung von Industrieanlagen

Die moderne Industrie-Automatisierung benötigt eine Vielzahl von zusätzlichen und redundanten Überwachungs- und Steuerungsfunktionen, die flexibel in bestehende Installationen einzubinden und zu ergänzen sind.

Drahtlose Sensoren eignen sich ideal für Messungen von:

  • Füllstand
  • Leckage
  • Schadgas
  • Abstand
  • Temperatur
  • Druck
  • Schock/Stoß
  • Vibrationen

Durch drahtlose Übermittlung der Messdaten an die Steuerungsanlage lassen sich bei kritischen Abweichungen erforderliche Korrekturmaßnahmen in Echtzeit einleiten. Die Software und Hardware der Funksensoren unterstützt gängige Schnittstellen, die die Entwicklung und Implementierung in vorhandene Anlagensteuerungen bekannter Hersteller erlauben:

  • Siemens Simatic PCS7
  • Siemens Simatic SCADA
  • Phoenix Contact Niagara
  • sysWORXX CTR-700
  • und andere

Überwachungs- und Steuerungssysteme drahtlos anbinden

Mit Funksensor-Netzwerken (Wireless Sensor Networks (WSN) ) lassen sich bestehende Industrieanlagen und Fertigungsprozesse erweitern und Kosten für die aufwändige Installation reduzieren.
Einige wesentliche Vorteile im Überblick:

  • Integration von kleinen, autarken, batteriebetriebene Sensoren an schwer erreichbaren Plätzen
  • Reichweiten optimieren in Abhängigkeit von der Umgebung
  • Robuste Vernetzungen mittels gesicherter bidirektionaler Funkdatenübertragungen
    • Retry Acknowledgement
    • CSMA/CA Verfahren
    • Statische Netzwerk-Topologien (Baumstruktur) mit definierten und optimierten Reaktionszeiten (Latenzen)
    • Sicherheit: Not-Stopp/Aus-Reaktionszeiten nach SIL einhalten

Auf IEEE802.15.4 basierende Funk-Daten-Standards wie ZigBee, 6LoWPan oder LWMesh wurden entworfen, um Features wie Zuverlässigkeit und Selbstheilung, Unterstützung für eine grosse Anzahl von Knoten im Netzwerk, schnellen und einfachen Einsatz, sehr lange Batterielebensdauer (5-10 Jahre), Sicherheit, geringe Kosten, weltweite Interoperabilität und Herstellerunabhängigkeit anzubieten.

IoT Betriebsüberwachung: Energieoptimierung für die Industrie 4.0

Das Internet der Dinge (IoT) ist ein Konzept nachdem unterschiedlichste Objekte und Systeme über Netzwerke verbunden sind, miteinander kommunizieren und Daten austauschen. Über miit Funk angebundene Sensoren können ganze Fertigungsprozesse überwacht und gesteuert werden. Die Software erlaubt systemspezifische (SPS7, Siemens SIMATIC, contact) und kundenspezifische (Protokoll-Anpassungen: Datenbanken wie xls, string, mysql) Implementierungen. Wir entwickeln Anbindungen unter anderem für:

  • Modbus
  • Profinet
  • Bacnet
  • CANopen

Energieeffizienz spielt nicht nur bei Industrieanlagen eine wachsende Rolle. Mit Funk-Sensoren können sowohl die Aufnahme der Nutzlast / Nennlast überwacht als auch Steuer-Signale zur Korrektur übermittelt werden.

Durch Prozessüberwachung und -optimierung lassen sich Energieverbrauch und Kosten reduzieren. Mit Hilfe von Funksensoren, die im drahtlosen Netzwerk miteinander verbunden sind, lassen sich Schwachstellen im Fertigungsprozess aufspüren und beseitigen, bevor es zu Schäden oder gar Verlusten in der Produktion kommt.

Anwendungsbereiche für die funkgesteuerte Prozessüberwachung:

  • Qualitätskontrolle
  • Condition Monitoring
  • Predictive Maintenance

Wir bieten die Entwicklung und Optimierung spezieller Hardware, Elektronik und Software für eine präzise Steuerung der Maschinen und Parameterüberwachung innerhalb verschiedener Prozesse an. Zum Beispiel für folgende Fertigungswerkzeuge: Pressen, Druckventile, Heizelemente, Gasdruckfeder, Dehn-Messtreifen (DMS), Zerspaner und CNC-Fräsmaschinen.

Intelligentes Monitoring: Predictive Maintenance

Mit entsprechenden Kontrollsystemen lassen sich Verschleißerscheinungen messen und Ausfallwahrscheinlichkeiten berechnen. So genannte Predictive Maintenance kann Ausfälle der Maschine verhindern und auch Qualitätsschwankungen der Erzeugnisse vermindern. Weiterhin erlaubt Predictive Maintenance eine bessere Planung der Wartungsintervalle. Stillstandszeiten werden minimiert, Standzeiten optimiert und mögliche Ausfälle reduziert.

Anwendungsbeispiele:

Automobilherstellung: Eine Schraube im Chassy soll immer mit bestimmten Drehmoment angezogen werden. Der Drehmomentschlüssel bekommt per Funk seine Prozessparameter übermittelt. So wird mit dem individuell steuerbaren Drehmoment die jeweilige Schraube prozessgerecht montiert. Parallel dazu wird der Ladezustand des Pneumatischen Air Schraubendrehers überwacht und über eine Ladezustandsanzeige die verfügbare Nutzungsdauer angezeigt. Somit lassen sich Einsatzzeiten planen und Arbeitsabläufe optimieren.

CNC Fräsen und Zerspannen: Durch den Einsatz von Funksensoren im Werkzeug kann die Abnutzung überwacht werden. Durch rechtzeitiges Austauschen können Stillstand und Qualitätseinbußen in der Fertigung vermieden werden. Weiterhin erlaubt die permanente drahtlose Übermittlung der Zustandsdaten eine Planung der erforderlichen Wartungsintervalle.

Fertigung von Elektronikbaugruppen: Für die Vereinzelung von Elektronikbaugruppen im Fertigungsprozess (De-Panelisation) werden spezialisierte Vereinzelungswerkzeuge verwendet, um die erforderlichen Maßhaltigkeiten sicher zu stellen. Die hierzu notwendigen Werkzeuge, wie Cutter, Fräser oder Laser, benötigen präzise, materialbezogene Einstellungen. Mittels drahtloser Sensoren lassen sich die Prozessparameter selbst an schwer zu erreichenden Punkten ermitteln und in Echtzeit übertragen. Ohne Verzögerungen lassen sich damit nötige Anpassungen steuern.

Drahtlose Sensorik eignet sich vor allem für folgende Werkzeuge:

  • Pneumatische Air Schraubendreher
  • Akkuschrauber
  • Akkubohrer
  • Schweißroboter
  • 3D-Fräsen

Robuste Sensoren für raue Umgebungen: IP67 und ATEX

In vielen industriellen Prozessen müssen Sensoren sich auch in rauhen Umgebungen bewähren. In Abhängigkeit der individuellen Belastungsprofile können wir kundenspezifische Systeme mit passenden Hardware-Komponenten konzipieren. Somit ist es möglich Baugruppen mit höchsten Sicherheitsanforderungen wie IP67 und ATEX zu entwickeln:

  • wasserdicht
  • staubgeschützt
  • schlagfest
  • abriebfest
  • explosionssicher
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