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Intelligenz alleine reicht nicht Umfrage: Was macht einen smarten Sensor aus?

Pepperl+Fuchs SE
Wie viel Intelligenz ist notwendig, damit ein Sensor wirklich smart ist? Sechs Vertreter aus der Industrie liefern Antworten.

Wie viel Intelligenz ist notwendig, damit ein Sensor wirklich smart ist? Sechs Vertreter aus der Industrie liefern Antworten.

Bild: iStock, Pracha
19.06.2019

Ein Sensor, der analoge Messwerte aufbereitet und als digitales Signal über Schnittstellen wie IO-Link zur Verfügung stellt, gilt typischerweise schon als Smart Sensor. Doch braucht es – neben den Vorteilen durch IO-Link – noch mehr Intelligenz im Sensor? Und welche Mehrwerte für den Kunden rechtfertigen dann auch höhere Preise?

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Wir haben Vertreter aus der Industrie gefragt, was einen smarten Sensor ausmacht. Das waren ihre Antworten:

Bildergalerie

  • Peter Wienzek, IFM: Smarte Sensoren sind für IFM die Basis für smarte Daten im Kontext von Industrie 4.0. IO-Link bildet die digitale Schnittstelle, um über smarte I/O-Baugruppen (IO-Link-Master) mit Y-Schnittstelle die Daten an die Steuerung und gleichzeitig an einen Cloud-Server zu übertragen. Smarte Sensoren erhalten eine Daten-Vorverarbeitung, wo es aus Applikationssicht notwendig ist, weil beispielsweise sehr schnelle Signale in Echtzeit erfasst werden müssen, die die SPS nicht sicher erfassen kann oder spezielle Algorithmen verwendet werden. Einige Sensoren haben auch Betriebsstunden-, Überlast- und Zyklenzähler an Board für eine Auswertung in Richtung vorausschauende Wartung. Durch rechtzeitige Planung der Anlagenwartung können Maschinen länger störungsfrei betrieben werden. Hierdurch bekommt der Betreiber direkte monetäre Vorteile, die durch etwaige Mehrkosten auf der Sensor- beziehungsweise Auswerteseite schnell kompensiert werden. Unsere Kunden berichten von üblichen ROI-Zeiten von sechs bis acht Monaten.

    Peter Wienzek, IFM: Smarte Sensoren sind für IFM die Basis für smarte Daten im Kontext von Industrie 4.0. IO-Link bildet die digitale Schnittstelle, um über smarte I/O-Baugruppen (IO-Link-Master) mit Y-Schnittstelle die Daten an die Steuerung und gleichzeitig an einen Cloud-Server zu übertragen. Smarte Sensoren erhalten eine Daten-Vorverarbeitung, wo es aus Applikationssicht notwendig ist, weil beispielsweise sehr schnelle Signale in Echtzeit erfasst werden müssen, die die SPS nicht sicher erfassen kann oder spezielle Algorithmen verwendet werden. Einige Sensoren haben auch Betriebsstunden-, Überlast- und Zyklenzähler an Board für eine Auswertung in Richtung vorausschauende Wartung. Durch rechtzeitige Planung der Anlagenwartung können Maschinen länger störungsfrei betrieben werden. Hierdurch bekommt der Betreiber direkte monetäre Vorteile, die durch etwaige Mehrkosten auf der Sensor- beziehungsweise Auswerteseite schnell kompensiert werden. Unsere Kunden berichten von üblichen ROI-Zeiten von sechs bis acht Monaten.

    Bild: IFM

  • Benedikt Rauscher, Pepperl+Fuchs: Ein smarter Sensor verfügt über eine weltweit eineindeutige Identität, die auf dem Gerät maschinenlesbar angebracht ist und die während des Betriebs über die Prozessschnittstelle ausgelesen werden kann. Diese Schnittstelle arbeitet bidirektional, damit neben dem Auslesen von Messwerten oder zusätzlichen Daten wie beispielsweise solche über den Zustand des Sensors auch Parameter zum Sensor gesendet werden können, um ihn während des Betriebs für unterschiedliche Aufgaben optimal zu konfigurieren. Eine wesentliche Komponente des smarten Sensors ist seine virtuelle Repräsentation, welche über das Internet einen maschinellen Zugriff auf alle relevanten Informationen und Daten des Gerätes ermöglicht und die damit auch den digitalen Zwilling beinhaltet.

    Benedikt Rauscher, Pepperl+Fuchs: Ein smarter Sensor verfügt über eine weltweit eineindeutige Identität, die auf dem Gerät maschinenlesbar angebracht ist und die während des Betriebs über die Prozessschnittstelle ausgelesen werden kann. Diese Schnittstelle arbeitet bidirektional, damit neben dem Auslesen von Messwerten oder zusätzlichen Daten wie beispielsweise solche über den Zustand des Sensors auch Parameter zum Sensor gesendet werden können, um ihn während des Betriebs für unterschiedliche Aufgaben optimal zu konfigurieren. Eine wesentliche Komponente des smarten Sensors ist seine virtuelle Repräsentation, welche über das Internet einen maschinellen Zugriff auf alle relevanten Informationen und Daten des Gerätes ermöglicht und die damit auch den digitalen Zwilling beinhaltet.

    Bild: Pepperl+Fuchs

  • Pierre Brucker, Kübler: Nur die Signale digital zur Verfügung zu stellen, gibt es schon seit vielen Jahren. Dies sehe ich nun wirklich nicht als genügend für das Qualitativ „smart“. Bei Kübler verstehen wir unter Smart Sensor deutlich mehr. Hier am Beispiel eines Drehgebers für elektrische Antriebe: Optimierung der Bewegungs- und Positionssignale durch digitale Signalverarbeitung mit zum Beispiel aktiver Ausregelung von Signalfehlern für höchste Signalgüte und auch applikationsspezifische Filter. Dann verfügt der Smart Sensor über ein elektronisches Typenschild. Auch kann ein Smart Sensor weitere Sensoren integrieren, um umfangreiche Informationen für Condition Monitoring und Predictive Maintenance zu liefern. Darüber hinaus kann der Smart Sensor zusätzliche Informationen wie Arbeitsbereiche direkt vor Ort aufbereiten und somit die zentrale Steuerung entlasten. Denn bei Industrie 4.0 geht es nicht zuletzt darum, dass jeder Sensor in der Lage sein muss, zu sagen: „Wer bin ich? Was mache ich? Und wie fühle ich mich?“.

    Pierre Brucker, Kübler: Nur die Signale digital zur Verfügung zu stellen, gibt es schon seit vielen Jahren. Dies sehe ich nun wirklich nicht als genügend für das Qualitativ „smart“. Bei Kübler verstehen wir unter Smart Sensor deutlich mehr. Hier am Beispiel eines Drehgebers für elektrische Antriebe: Optimierung der Bewegungs- und Positionssignale durch digitale Signalverarbeitung mit zum Beispiel aktiver Ausregelung von Signalfehlern für höchste Signalgüte und auch applikationsspezifische Filter. Dann verfügt der Smart Sensor über ein elektronisches Typenschild. Auch kann ein Smart Sensor weitere Sensoren integrieren, um umfangreiche Informationen für Condition Monitoring und Predictive Maintenance zu liefern. Darüber hinaus kann der Smart Sensor zusätzliche Informationen wie Arbeitsbereiche direkt vor Ort aufbereiten und somit die zentrale Steuerung entlasten. Denn bei Industrie 4.0 geht es nicht zuletzt darum, dass jeder Sensor in der Lage sein muss, zu sagen: „Wer bin ich? Was mache ich? Und wie fühle ich mich?“.

    Bild: Kübler

  • Martin Bellingkrodt, Pilz: Mehrwert entsteht durch die im Protokoll integrierte Diagnose von IO-Link oder Ethernet-basierenden Schnittstellen oder durch erweiterte Funktionalitäten. Die Diagnose ist bei elektronischen Sicherheitssensoren schon aufgrund der Sicherheitsanforderungen vorhanden. Die Informationen können weiterverwendet werden: Warnungen etwa bei Spannungsabfall oder unsauberem Schalten erhöhen die Verfügbarkeit der Anlage. Die erweiterten Funktionalitäten führen zu einer besseren Prozessqualität oder auch zu geringeren Schnittstellenkosten, da weniger Sensoren notwendig sind. Zudem übernehmen die Sicherheitssensoren auch Automatisierungsaufgaben. So fallen in Summe keine erhöhten Gesamtkosten in der Applikation an.

    Martin Bellingkrodt, Pilz: Mehrwert entsteht durch die im Protokoll integrierte Diagnose von IO-Link oder Ethernet-basierenden Schnittstellen oder durch erweiterte Funktionalitäten. Die Diagnose ist bei elektronischen Sicherheitssensoren schon aufgrund der Sicherheitsanforderungen vorhanden. Die Informationen können weiterverwendet werden: Warnungen etwa bei Spannungsabfall oder unsauberem Schalten erhöhen die Verfügbarkeit der Anlage. Die erweiterten Funktionalitäten führen zu einer besseren Prozessqualität oder auch zu geringeren Schnittstellenkosten, da weniger Sensoren notwendig sind. Zudem übernehmen die Sicherheitssensoren auch Automatisierungsaufgaben. So fallen in Summe keine erhöhten Gesamtkosten in der Applikation an.

    Bild: Pilz

  • Ingo Baumgardt, Leuze: Den Messwert digital und damit verlustfrei übertragen zu können, ist nur ein kleiner Aspekt bei der Diskussion darüber, was einen smarten Sensor ausmacht. Durch die Nutzung von IO-Link erhält der Anwender automatisch eine eindeutige Geräteidentifizierung, beispielsweise für ein modernes Asset Management. Auch können die Sensoren bei anstehenden Rezepturwechseln über IO-Link on the fly neu konfiguriert und im laufenden Betrieb diagnostiziert werden. Optoelektronische Leuze-Sensoren überwachen unter anderem die Signalgüte und geben Verschmutzungswarnungen aus. So tragen unsere smarten Sensoren dazu bei, die Produktionsprozesse unserer Kunden zu flexibilisieren und die Produktivität ihrer Maschinen und Anlagen zu erhöhen.

    Ingo Baumgardt, Leuze: Den Messwert digital und damit verlustfrei übertragen zu können, ist nur ein kleiner Aspekt bei der Diskussion darüber, was einen smarten Sensor ausmacht. Durch die Nutzung von IO-Link erhält der Anwender automatisch eine eindeutige Geräteidentifizierung, beispielsweise für ein modernes Asset Management. Auch können die Sensoren bei anstehenden Rezepturwechseln über IO-Link on the fly neu konfiguriert und im laufenden Betrieb diagnostiziert werden. Optoelektronische Leuze-Sensoren überwachen unter anderem die Signalgüte und geben Verschmutzungswarnungen aus. So tragen unsere smarten Sensoren dazu bei, die Produktionsprozesse unserer Kunden zu flexibilisieren und die Produktivität ihrer Maschinen und Anlagen zu erhöhen.

    Bild: Leuze

  • Horst Kalla, Weidmüller: IO-Link gilt als Schlüsseltechnologie zur Umsetzung von Industrie-4.0-/IIoT-Konzepten. Für diese Technologie offeriert Weidmüller IO-Link-Mastermodule in Schutzart IP20 und IP67. Steckverbinder und vorkonfektionierte Leitungen für den Bus-Anschluss sowie die Sensor-/Aktorverkabelung ergänzen das Produktportfolio. Die Parametrierung und Konfiguration von IO-Link-Geräten können via webbasiertem Konfigurationstool erfolgen. Das Konfigurationstool mit seiner intuitiv bedienbaren Oberfläche beinhaltet eine Schnittstelle zur neuen, zentralen, herstellerübergreifenden Datenbank für Beschreibungsdateien von IO-Link-Geräten (IODDs). Die Datenbank IODDfinder vereint die gesamte IO-Link-Welt unter einem Dach und ermöglicht einen zentralen Zugriff auf alle verfügbaren IO-Link-Devices. Zusammen mit dem U-Remote-IO-Link-Master bietet Weidmüller schon heute eine Komplettlösung für die Industrie-4.0-/IIoT-Anforderungen von morgen.

    Horst Kalla, Weidmüller: IO-Link gilt als Schlüsseltechnologie zur Umsetzung von Industrie-4.0-/IIoT-Konzepten. Für diese Technologie offeriert Weidmüller IO-Link-Mastermodule in Schutzart IP20 und IP67. Steckverbinder und vorkonfektionierte Leitungen für den Bus-Anschluss sowie die Sensor-/Aktorverkabelung ergänzen das Produktportfolio. Die Parametrierung und Konfiguration von IO-Link-Geräten können via webbasiertem Konfigurationstool erfolgen. Das Konfigurationstool mit seiner intuitiv bedienbaren Oberfläche beinhaltet eine Schnittstelle zur neuen, zentralen, herstellerübergreifenden Datenbank für Beschreibungsdateien von IO-Link-Geräten (IODDs). Die Datenbank IODDfinder vereint die gesamte IO-Link-Welt unter einem Dach und ermöglicht einen zentralen Zugriff auf alle verfügbaren IO-Link-Devices. Zusammen mit dem U-Remote-IO-Link-Master bietet Weidmüller schon heute eine Komplettlösung für die Industrie-4.0-/IIoT-Anforderungen von morgen.

    Bild: Weidmüller

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