Nachbericht Automatisierungstreff 2022 IT und OT wachsen in der Automatisierung der Industrie 4.0 zusammen

Von Michael Matzer

Beim „Automatisierungstreff 2022“ in Böblingen konnten Anwender und Interessenten den aktuellen Stand von Industrial Internet of Things und Industrie 4.0 erfahren. In Workshops konnten sie selbst Produkte ausprobieren und in einer Ausstellung auf dem „Marktplatz“ konkrete Lösungen in Augenschein nehmen.

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Der Marktplatz“ des Automatisierungstreffs führte Anbieter und Interessenten zusammen.
Der Marktplatz“ des Automatisierungstreffs führte Anbieter und Interessenten zusammen.
(Bild: Strobl)

Industrial IoT (IIoT) und Industrie 4.0 wachsen im Alltag vieler Unternehmen, die sich der digitalen Transformation verschrieben haben, bereits heute zusammen, denn IT verschmilzt dabei mit OT, vertreten durch Automatisierung. Sensorik reicht nicht, sondern muss mit Aktorik ergänzt werden, damit aus Erkenntnis auch Handlung wird.

Der Weg der Sensordaten führt über Kabel in eine Lösung und von dort in die Cloud. Diese I/O-Link-Kabel sind häufig noch Ethernetkabel, wie Fabricio Granados, Director of International Sales bei Bihl+Wiedemann, ausführte. Anstelle der bekannte Ethernet-Topologie mit ihren bekannten Grenzen bietet dieses Unternehmen sogenannte ASi-5-Kabel an. Der ASi 3 bzw. 5 ist ein Feldbus. „Die Steckverbindungen sind viel einfacher, die Topologie granularer und vor allem ist ASi 5 frequenzmultiplexfähig“, sagte Granados. Man benötige lediglich eine einzige IP-Adresse für eine ganze E/A-Anlage, die aus maximal 1.536 IO-Link-Geräten bestehen könne. Diese IO-Links sind wesentlicher Baustein der Automation in einer Smart Factory.

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Dass Bihl+Wiedemann seit 2018 bereits 60.000 Edge-Gateways auf ASi-5-Basis verbaut habe, spreche für den Erfolg des Konzepts, so Granados. Die Branchen seien Maschinen- und Anlagenbau, Logistik, Förder- und Verpackungstechnik sowie Gebäudeautomation. Auf der ASi-5-Grundlage habe man bereits Leiterplatten- und Motormodule entwickelt, zuletzt sei ein vom TÜV zertifiziertes Safety-Modul hinzugekommen. Damit lassen sich sichere wie auch nicht-sichere Signale übertragen. Durch die Schnittstelle des IoT-Industriestandards OPC-UA koppelt ein ASi- Edge-Gateway sowohl die OT mit einem SPS als auch die IO-Link-Ebene mit der Cloud. „Heute bestehen solche IIoT-Topologien zu 95 Prozent aus IT und nur noch zu fünf Prozent aus OT“, sagte Granados.

PQ Plus und PSInsight

„Ständig fallen IoT-Geräte aus!“, klagte Mark Braband, Vertriebsleiter der PQ Plus GmbH. Der Grund ist seiner Meinung ein zunehmendes „Kuddelmuddel“ in den Verteilnetzen für Energie. Ein quasi „mechanisches“ Verteilnetz sei immer noch die Regel, und von Digitalisierung keine Spur. Die Mechanik mag auf den ersten Blick robust erscheinen, doch sie ist zu langsam und unflexibel, um die vielen neuen Verbraucher wie etwa Wallbox-Ladegeräte für E-Autos oder dezentrale Produzenten wie etwa PV-Anlagen auf Hausdächern aufnehmen und steuern zu können. „Die Power-Qualität nimmt ständig ab, und die Stromstärke sowie Spannung beginnen gefährlich zu schwanken“, warnte Braband. „Und diese Schwankungen machen die Maschinen und Endgeräte kaputt. Die Ausfallkosten summieren sich auf diese Weise jährlich weltweit auf rund 864 Milliarden US-Dollar.“

Was demzufolge sehr nottut, seien Energiemessgeräte, wie sie beispielsweise PQ Plus herstellt. Denn bekanntlich kann man nicht managen, was man nicht messen kann. Erst kürzlich gab der Energieversorger E.ON bekannt, dass er Quantencomputing von IBM nutzt, um die Auslastung seines Stromnetzes zu regeln und den Energiehandel zu optimieren. So weit ist PQ Plus noch nicht, aber seine „ENVIS Software Suite“ verarbeitet die eingehenden Messergebnisse seiner Sensoren. „Erst wenn die Stromnetze digitalisiert sind, kann man die IoT-Automatisierung und Elektrifizierung realisieren“, so Braband. Die 15 Messgerätmodelle von PQ Plus arbeiten in Spannungsbereichen von 8V bis 1530V, in den Überspannungsbereichen CAT III und IV.

Aruba Informatik

Die Aruba Informatik GmbH bietet ein IoT Gateway an, das als zentrale Schnittstelle zur Bereitstellung und Verarbeitung von Echtzeitdaten dient. Diese Daten werden in Form von Nachrichten zwischen verschiedenen Konnektoren für unterschiedliche Protokolle und Technologien ausgetauscht. Konnektoren können zeit- oder ereignisgesteuert durch andere Konnektoren ausgeführt werden und die Nachrichten zur Visualisierung in Echtzeit an abhängige Dashboards weiterleiten.

Bei der Sakret GmbH wurde dieses Dashboard genutzt, um den Energieverbrauch zu überwachen und durch Steuerung die Energiekosten zu minimieren. Die Steuerung reduzierte Lastspitzen und verschob Lasten in kostengünstigere, weniger belastete Tageszeiten, etwa in der Nacht. Es ist bekannt, dass Google über einen Algorithmus verfügt, mit dessen Hilfe der Stromverbrauch seiner Rechenzentren weltweit und tageszeitbasiert optimiert wird. Durch ein derartiges Verbrauchsmodell sieht auch die Sakret GmbH ihre Investition in das Aruba-Dashboard gerechtfertigt.

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Mitsubishi Electric

Mitsubishi Electric hat sich der Fabrikautomation verschrieben, und hier spielt offenbar die Elektrifizierung und Digitalisierung eine zunehmende Rolle. Hierfür bietet das japanische Unternehmen zahlreiche Hardware-Geräte an, die Daten über den neuen Ethernet-Netzwerkstandard CC-Link IE TSN mit 1 Gbit/s und 100 MBps austauschen.

Dieser CC-Link nutzt die IEEE 802.1-Technologie, um alle Geräte im Netzwerk zu synchronisieren die Verarbeitung von Prozessdaten voll deterministisch und ohne Leistungseinbußen zu priorisieren. CC-Link ist nach Angaben des CLPA-Industrieverbandes eine „offene Ethernet-Plattform ohne Anbieterbindung“, die „hochproduktiv, transparent und offen“ ist. So soll die Kluft zwischen OT und IT überwunden werden.

Im Brennpunkt stehen für Mitsubishi Electric als Basis zunächst einmal die Batterien, deutete Business Development Manager Michael Grondowski an. Die heutigen Produktionsprozesse für sehr umfangreiche Lithium-Ionen-Akkus lassen sich sukzessive verbessen, sodass die Speicherkapazität pro Akku – die Rede ist von ganzen Schränken voller Zellen – sukzessive gesteigert wird: von heute 25 Prozent auf 30 Prozent pro Akkuschrank. Offenbar investiert in diesem Bereich auch Tesla mit seiner Tochter Northvolt, aber die Chinesen sind mit einem Marktanteil von 29,6 Prozent die Platzhirsche in diesem Markt.

Die Lithium-Ionen-Batteriechemie ist derzeit dominant, doch werde es schon heute massive Nachschubprobleme geben. 2026 wird der Bedarf auf 800 Kilotonnen steigen, das Angebot aber nur einen Bruchteil davon decken können. In Deutschland könne man allenfalls 135 Kilotonnen fördern: „Das reicht für 2,5 Mio. E-Autos.“ Deshalb forsche alle Welt an Alternativen zu Lithium-Ionen. Natrium-Ionen-Akkus eignen sich für Motorroller, Tesla forscht an Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus. Sobald der Wirkungsgrad pro Akku von derzeit 280 Watt pro Kilogramm auf 600 gesteigert worden sei, könnten damit auch Kurzstreckenflugzeuge ausgestattet werden. Grünem Wasserstoff erteilte Grondowski eine Absage: „Weil H2 dreimal so teuer wie E-Batterien ist und zuviel wiegt, ist das Rennen schon gelaufen.“

Expo & Workshops

Zur den Zielgruppen des Marktplatzes Industrie 4.0 – also der Ausstellung – gehören technisches und kaufmännisches Management, IT-Fachleute, Technische Leiter und Projektierer, Anlagenplaner in der Automotive-Industrie sowie Service- und Instandhaltungstechniker, die eine automatische Selbstüberwachung aller Geräte wünschen und mehr Effizienz bei der Wartungsplanung erreichen wollen. Der Organisator Strobl GmbH schreibt in ihrem Ausstellerverzeichnis: „Das Ziel: Der Anwender kommt mit einer Aufgabenstellung auf den Marktplatz Industrie 4.0 und entdeckt eine Industrie 4.0-Anwendung, die eine Lösung für seine Aufgabe ist. Oder er findet eine Idee für eine Lösung.“

Ähnlich praxis- und ergebnisorientiert sind auch die Workshops gewesen. „Da das Zusammenwachsen von Automatisierung und IT die Branche aktuell sehr stark beschäftigt, zielen die Inhalte der praxisbezogenen Workshops verstärkt in Richtung Industrial IoT und Industrie 4.0 ab. Auch bereits ganz konkret im Alltag der Anwender. Deshalb haben die Teilnehmer die Möglichkeit, einzelne Technologien vor Ort auszutesten und können selbst Hand anlegen.“ So sollen die Workshops eine direkte Auseinandersetzung rund um das Zusammenwachsen von IT und Automatisierung ermöglichen. „Teilnehmer erhalten tiefen Einblick in den Einsatz von bereits verfügbaren Produkten, Systemen und Methoden“, so der Plan des Veranstalters Strobl.

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