ml ganzesheft 8 2015 low by AZ Fachverlage AG

E D I TO R I A L

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Elektronik mal an erster Stelle Was Elektronikthemen betrifft, ich gebe es zu, haben meine Editorials eindeutigen Nachholbedarf. Daher widme ich diesen Einstieg Christine Angelica Sumague und Mark Pallones von Microchip Technology. Die Applikationsingenieurin und der Teamleiter beschreiben ab Seite 44 anschaulich, wie sich mit einem gewöhnlichen 8-Bit-Mikrocontroller eine intelligente LED-Treiberschaltung für Triac-Dimmer am Netz realisieren lässt. «Dieser Artikel dürfte bei Deinen Lesern eine grosse Resonanz auslösen», kommentierte denn auch ein in der Elektronikentwicklung tätiger, sehr guter Kollege von mir. Kein persönlicher Kollege, aber dennoch ein sehr angenehmer Gesprächspartner, ist Eugen Elmiger von Maxon Motor. Im Interview ab Seite 36 spricht der CEO unter anderem über die schleichende Produktionsverlagerung aus der Schweiz, wieso sein Unternehmen vollkommen neue Ausbildungsberufe kreiert und wie der 3D-Druck die Prototypenentwicklung des Antriebsspezialisten revolutioniert. Manch revolutionäre Arznei brachte die F. Hoffmann-La Roche seit ihrer Gründung im Jahre 1896 auf den Markt. In Kaiseraugst, nicht unweit vom Hauptsitz, betreibt das Basler Pharmaunternehmen eines der fortschrittlichsten Kompetenzzentren für Sterilproduktion und zugleich sein grösstes Verpackungszentrum weltweit. Dass es dabei ausgeklügelter Technik bedarf, versteht sich von selbst. Doch mehr dazu in unserem Branchenschwerpunkt «Gebäudeautomation» ab Seite 12.

Markus Back, Chefredaktor markus.back@azmedien.ch

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I N H A L T S VE R Z E I C H N I S

12 Gebäudeautomation

20 Automation

36 Antriebstechnik

Antike Wagenlenker haben ausgedient! In unmittelbarer Nähe zu Augusta Raurica betreibt die F. Hoffmann-La Roche eines der modernsten Kühllager weltweit. In diesem sorgen aber nicht etwa historische Streitwagen für den schnellen Transport der Arzneien, sondern fahrerlose Transportsysteme.

Energie sparen durch Monitoring In Zeiten steigender Energiekosten ist es ein Gebot der Stunde, die Energieeffizienz zu verbessern. Mit Aprol EnMon bietet B&R nun ein System, das Stand-alone oder in Prozessleitsysteme integriert permanentes Energie-Monitoring zur Verfügung stellt.

Wandel in der Entwicklungsabteilung Eugen Elmiger glaubt, dass Maxon-Motor zukünftig einen steigenden Bedarf an Entwicklern mit interdisziplinären Kenntnissen haben wird. Wie das in der Zentralschweiz ansässige Unternehmen darauf reagiert, erklärt der CEO im Interview.

THEMEN 1 Editorial 4 Sieben Nanometer für die Elektronik 5 So lassen sich Stromkosten senken

ANTRIEBSTECHNIK 35 Ab ins Feld 36 «Ich bin vom 3D-Druck total fasziniert» 39 Wachablösung

6 Nachrichten MESSEN 9 Jahrhundert-Herausforderung 10 Nach oben, bitte

BAUELEMENTE 40 Marktübersicht: Gehäuse- und Kühltechnik 42 Effizientes LED-Leuchten-Design 44 Dimmbare Triacs richtig angesteuert

BRANCHENFOKUS «GEBÄUDEAUTOMATION» 12 Ben Hur braucht es nicht mehr... 18 Sie sollen auch Spass machen

MESSTECHNIK & SENSORIK 48 Entscheidend ist die Zukunft 51 Produkteübersicht: Absolutdrucksensoren

AUTOMATION

KOMMUNIKATION 52 Proaktive Algorithmen

20 Permanentes Energie-Monitoring 24 Integrales Gebäudemanagement 26 Luxus ist vorprogrammiert 28 Gefahr erkannt, Gefahr gebannt TITELSTORY 30 Industrie 4.0 konsequent gelebt TECHNIK & MÄRKTE 33 Patent: Wer jetzt weiss, wie und wo danach suchen, ist gut beraten.

PRODUKTMELDUNGEN 55 Diverse Produkte 62 Lieferanten 63 Impressum, Vorschau 64 «Zu guter Letzt» / Inserenten

44 Bauelemente Dimmbare Triacs richtig angesteuert Triac-Dimmer am Netzanschluss erfordern eine intelligente LED-Treiberschaltung. Wie sich eine solche mit einem einfachen 8-BitMikrocontroller realisieren lässt, erklären in einem Gastbeitrag Christine Angelica Sumague und Mark Pallones von Microchip.

ZUR TITELSEITE Was vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 für viele Unternehmen noch eine Zukunftsvision darstellt, wird bei Phoenix Contact schon umgesetzt. Denn das Unternehmen hat früh erkannt, dass aufgrund steigender Artikelvarianz bei zugleich sinkender Produktionsmenge eine alternative Fertigungsstrategie nötig ist: weg von starr verketteten Maschinen und hin zu flexibel nutzbaren Systemen. Deutlich wird das am Beispiel der I/OModule «Axioline», für die es ein flexibles und wirtschaftliches Fertigungskonzept gibt. PHOENIX CONTACT AG CH-8317 Tagelswangen Tel. +41 (0)52 354 55 55 infoswiss@phoenixcontact.com www.phoenixcontact.ch

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NOCH KLEINERE COMPUTERBAUTEILE

Sieben Nanometer für die Elektronik PSI-Forscher zeigen, wie in Halbleitern besonders feine Strukturen für Computerchips erzeugt werden können.

ie Halbleitertechnologie bildete die Grundlage der digitalen Revolution. Das Mooresche Gesetz hat vor 50 Jahren bereits vorausgesagt, dass immer kompaktere und effizientere Elektronik entwickelt wird, die sich zum Schluss für wenig Geld herstellen lässt.

nerhalb der Silizium-Scheibe erzeugt; die Grundlage des Chips. Die langfristige Planung der Halbleiterindustrie will Chips herstellen, deren Strukturen kleiner sind als 20 Nanometer und in denen die Komponenten in drei Dimensionen angeordnet sind.

PSI-Forscher Ekinci an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS), an der in einem Halbleitermaterial die feinen Strukturen erzeugt wurden. Dafür haben sie Extremes Ultraviolett-Licht (EUV) mit 13,5 Nanometer Wellenlänge verwendet. Bild: Scanderbeg Sauer Photography

Wesentlich waren die Fortschritte bei den Fertigungstechniken und die Entwicklung neuartiger Konzepte für den Aufbau elektronischer Bauteile. Dabei werden die einzelnen Komponenten moderner Computerchips nicht mehr als getrennte Bauteile aufgelötet, sondern als feine Strukturen in-

Elektronik der Zukunft PSI-Forschern ist es nun gelungen, in einem Halbleitermaterial ein regelmässiges Muster aus parallelen Linien zu erzeugen, die nur sieben Nanometer breit sind. So gross sind einzelne Moleküle in unseren Zellen, die kleinsten Viren sind gerade 15 Nanometer

gross, Bakterien deutlich grösser. Um die Linien zu erzeugen, nutzten die Forscher die Fotolithografie an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS). Dabei wird das Material mit einer lichtempfindlichen Schicht bedeckt. Die Struktur wird darauf mit Licht projiziert, wobei sich die Eigenschaften der Schicht an den beleuchteten Stellen verändern. Wie ein Film bei der traditionellen Fotografie wird die Schicht dann entwickelt und die beleuchteten Teile werden entfernt. Anschliessend kann das projizierte Muster in das Halbleitermaterial geätzt werden. Werden elektronische Bauteilen wie Speicher- oder CPU-Chips hergestellt, wird das Verfahren mehrfach wiederholt, sodass am Ende komplexe Strukturen mit Milliarden von Transistoren entstehen. Kurze Wellenlänge für die Halbleiter Je feiner die Strukturen sind, umso kleiner muss die Wellenläge des Lichts sein. So wurde die Wellenlänge des verwendeten Lichts über die Jahrzehnte stufenweise immer kleiner – angefangen bei sichtbarem Licht (Wellenlänge 400 bis 700 Nanometer) bis zu dem heute von der Industrie verwendeten tiefen Ultraviolett mit 193 Nanometer Wellenlänge. Für die Lithografie fasst man die Nutzung des Extremen Ultraviolett (EUV) mit 13,5 Nanometer Wellenlänge ins Auge. Die PSIForscher haben für die Herstellung ihrer feinen Strukturen solches Licht verwendet. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass sich die Zukunftspläne der Halbleiterindustrie tatsächlich umsetzen lassen und das PSI eine einzigartige Infrastruktur für die Forschung an diesen Vorhaben bietet. Diese Forschungsmöglichkeiten werden daher auch rege von der Halbleiterindustrie und deren Zulieferunternehmen genutzt. ■

AUTOR Yasin Ekinci und Paul Piwnicki INFOS Paul Scherrer Institut CH-5232 Villigen PSI Tel. +41 (0)56 310 21 11 info@psi.ch www.psi.ch

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So lassen sich Stromkosten senken Geschäftskunden der EBM profitieren von einem optimalen Preis-Leistungs-Verhältnis, langjähriger Fachkompetenz und massgeschneiderter Beratung.

ie EBM mit Sitz in Münchenstein beliefert ihre Kundinnen und Kunden zuverlässig und zu günstigen Konditionen mit Energie. Als modernes Unternehmen setzt sie auf Umweltverträglichkeit und ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis.

Einkauf im freien Strommarkt Firmen, die einen jährlichen Stromverbrauch von über 100 000 Kilowattstunden verzeichnen, können jetzt den freien Strommarkt nutzen und von einem optimalen Einkaufspreis profitieren. Energiepreise sind starken Schwankungen unterworfen und werden von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Deshalb spielen die richtige Beratung und Strategie beim Einkauf von elektrischer Energie für ein Unternehmen eine wichtige Rolle. Die EBM bietet nicht nur eine Vielfalt von Produkten und Dienstleistungen, sie verfügt auch über eine langjährige Kompetenz im Stromhandel. Mit ihrer eigenen Handelsabteilung, die täglich die Strombeschaffung abwi-

ckelt, ist es möglich, Strom zu optimalen Bedingungen flexibel einzukaufen und vom Fachwissen der Händler zu profitieren. Tradition verpflichtet Die EBM ist seit 1897 als Genossenschaft international im Sektor Energie tätig. In den letzten Jahren hat sie sich auf die vier Kernaktivitäten «Elektrizitätsgeschäft», «Netz», «Wärme» und «Erneuerbare Energien» fokussiert. Aktuell versorgt die EBM über 235 000 Personen und Unternehmen in der Schweiz und im Elsass (FR) mit Strom. Die Produktepalette reicht vom günstigen Stromangebot bis zur Vollversorgung mit grüner Energie aus nachhaltiger Produktion. Bei der Nahwärmeversorgung gehört die EBM mit über 216 Wärmeanlagen zu den grösseren Playern in der Schweiz.

takt mit den Kundinnen und Kunden und erarbeiten massgeschneiderte und bedarfsgerechte Lösungen. Das Online-Strom-Angebot «EBM EasyEnergy» (www.ebm.ch/easyenergie) bietet für Unternehmen einen leichten Einstieg in die Stromwelt der EBM. Mithilfe der Eingabe der Verbrauchsdaten im Internet-Tool kann das passende Produkt einfach ausgewählt, Kosten können abgefragt, Vergleiche angestellt und die elektrische Energie direkt online bestellt werden. Bei Fragen stehen Interessierten die Key-Account-Mitarbeiter zur Verfügung (Tel. 061 415 42 70).

Online-Strom-Angebot Bei der EBM sind Firmen in guten Händen. Die Key-Account-Manager stehen in ständigem Kon-

Infos EBM CH-4142 Münchenstein Tel. +41 (0)61 415 41 41 Fax +41 (0)61 415 46 46 info@ebm.ch www.ebm.ch

ABB liefert an Energierückgewinner Der Industriekonzern ABB liefert an Hitachi Zosen Inova, einem schweizerischen Unternehmen im Bereich Energierückgewinnung aus Abfall (EfW), elektrotechnische Systeme und Steuerungslösungen für das neue Severnside Energy Recovery Centre in England, und einer EfW-Anlage im polnischen Poznan. Die EfWBranche, die Elektrizität und Wärme aus Haushalts- und Gewerbeabfällen rückgewinnt, wächst. Einerseits nehmen mit der Bevölke-

Bild: © istockphoto.com

rungszahl und Urbanisierung die Abfallmengen zu, während die Deponiemöglichkeiten begrenzt sind. Zwischen 1990 und 2010 sind weltweit die städtischen Feststoffabfallmengen von 700 Mio. Tonnen auf 1,3 Mrd. Tonnen gestiegen und werden 2025 schätzungsweise sogar 2,2 Mrd. Tonnen erreichen. Mit dem EfWProzess können pro Tonne Feststoffabfall bis zu 800 kWh Energie rückgewonnen werden. www.abb.ch

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Festo bleibt in der Schweiz Ab Juli 2015 präsentiert sich der Hauptsitz der Festo AG Schweiz in einem neuen Kleid im Aargauischen Lupfig. Der Neubau ist darauf ausgerichtet, interne Abläufe effizienter zu gestalten. Der Montagebereich ermöglicht die schnelle und flexible Bearbeitung der Kundenwünsche. Hinzu kommen erweiterte, autarke Räumlichkeiten zur erfolgreichen Aus- und Weiterbildung der Kunden. Damit bekenne sich das Unternehmen zum Standort Schweiz, heisst es in der Mitteilung. Die Kundennähe ist für das weltweit tätige Unternehmen eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Zusammenarbeit. www.festo.ch

Bild. Festo

Bartec-Gruppe gehört zu Top 100

«Top 100»-Mentor Ranga Yogeshwar (rechts) überreichte Marcus Eisenhuth, COO der Bartec-Gruppe, das «Top 100»Siegel. Bild: Bartec

Auf dem Deutschen Mittelstands-Summit wurde die Bartec-Gruppe erneut als eines der innovativsten Unternehmen im deutschen Mittelstand ausgezeichnet. Mentor Ranga Yogeshwar ehrte die Gruppe mit Hauptsitz in Bad Mergentheim mit dem Top 100-Siegel. Zuvor hatte sich Bartec einem zweistufigen wissenschaftlichen Analyseverfahren unterzogen. Die Wissenschaftler untersuchten das Innovationsmanagement und den -erfolg der Mittelständer anhand von über 100 Parametern. Bereits drei Mal war das 1975 gegründete Unternehmen im Wettbewerb erfolgreich. Ihre Lösungen verhindern, dass Gase, Dämpfe oder Nebel explodieren. Zur Kundschaft zählt die Ölund Gasindustrie wie auch Chemie-, Petrochemie- und Pharmakonzerne. www.bartec.ch

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Hinderegger ist neuer GAI-Geschäftsführer

Bild: GAI

Ernesto Mitruccio leitet Eatons Vertriebsgesellschaft in der Schweiz

Bild: Eaton

Das Energiemanagement Unternehmen Eaton hat Ernesto Mitruccio zum Country Sales Manager Switzerland ernannt. Damit verantwortet er nun die Schweizer Vertriebsgesellschaft. Sie umfasst alle Aktivitäten aus dem Geschäftsbereich Elektrotechnik. In dieser Position berichtet er an Günter Idinger, der von Österreich aus als Vice President Sales die Regionen Deutschland, Österreich, Schweiz und Russland leitet. Ernesto Mitruccio ist seit 1995 bei Eaton in der Vertriebsorganisation tätig und hat auch als Leiter Verkauf Innendienst und Marketingleiter Erfahrungen innerhalb der Unternehmung gesammelt. Nach dem Weggang von Giuseppe Barile hat er die Stelle ad interim besetzt. www.eaton.ch

Die GAI Datenfunksysteme GmbH, Spezialist für Entwicklung von Datenfunksystemen im B2B-Bereich, hat ihren Mitarbeiter Stefan Hinderegger zum neuen Geschäftsführer berufen. Im Mai dieses Jahres folgte er auf Erich Schorer, der sich altersbedingt als Geschäftsführer zurückzieht. Dipl.-Ing. Stefan Hinderegger ist seit über zwei Jahrzehnten im Unternehmen tätig, zuletzt als Technischer Leiter Entwicklung. Der 47-Jährige studierte Nachrichtentechnik in Konstanz. Im Anschluss daran begann er seine berufliche Laufbahn bei GAI im Bereich Soft- und Hardware-Entwicklung. www.gai.de

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Lütze übernimmt US-Kabelhersteller Die Lütze International Group mit Sitz in Weinstadt übernimmt den US-Kabelhersteller Data Guide Cable (DGC) und baut so seine Produktionskapazitäten im Bereich Kabel und Leitungen weiter aus. Das Familienunternehmen DGC Inc. mit Sitz in Gardner, Massachusetts, wurde 1983 gegründet und ist auf dem industriellen Automatisierungsmarkt tätig. www.luetze.com

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Im Hochspannungslabor der HSR sprühen die Funken

Bild: HSR

Knister, knister: Die Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) hat ihr neues Hochspannungslabor eingeweiht. Das Augenmerk liegt auf Feldsimulationen, simulationsbasierten oder auch elektromagnetischen Feldmessungen. Insbesondere Studenten profitieren von der neuen Anlage und können so die Hypothesen ihrer Arbeiten direkt empirisch überprüfen, heisst es in der Medienmitteilung. Daneben sollen Unternehmen ihre Produkte auf Widerstandsfähigkeit gegen Blitze prüfen können. Lasset die Funken sprühen. www.hsr.ch

B&R zertifiziert Penta-Electric zum Qualified Partner

v.l.n.r.: Das Team von Penta-Electric AG: Manuel Stächelin (Projektingenieur), Michel Bodenheim (Projektingenieur) und Martin Ücker (Abteilungsleiter Software), freut sich über die Zertifizierung als Qualified Partner. Bild: B&R

Die B&R Industrie-Automation AG und die Penta-Electric AG in Münchenstein, im Raum Basel, bauen ihre Zusammenarbeit aus. Der neue «Qualified Partner» von B&R ist Spezialist für das Engineering von Automationsprojekten für die Automation von Prozessanlagen für die Branchen Chemie und Pharma. Das «Qualified Partner»-Programm wurde Anfang 2012 von B&R ins Leben gerufen. Diesen Status erhalten diejenigen Partner, die langfristige Unternehmensziele verfolgen, Kompetenz im Bereich der industriellen Automation mit B&R-Produkten besitzen und besondere Leistungen etwa bei Schulungen, Support und Know-how vorweisen können. www.br-automation.com

Spannungsregler zur Integration erneuerbarer Energien ABB hat ihre Produktfamilie von Längsspannungsreglern (Line Voltage Regulator – LVR) für Verteilnetze vorgestellt. Der Spannungsregler soll die Stabilität von Stromnetzen erhöhen, die zunehmend Elektrizität aus regenerativen Quellen erhalten. Das kann Instabilitäten und häufige Spannungsschwankungen im Verteilnetz verursachen und letztlich ein Risiko für elektrische Geräte darstellen, wenn der von Regulierern vorgegebene Höchstwert überschritten wird. www.abb.ch

Wechsel in der Messekommission Die Messepolitik gehört zu den Kernaufgaben des swissTnet. Formate wie die Sindex und Spezialveranstaltungen in Technologiebereichen sind vom Verband gestaltet und initiiert worden. Markus Weber übernimmt die Kommission von Eric Brütsch. Markus Weber ist seit Juni 2012 Mitglied des Zentralvorstandes und seither für die Leitung des Fachbereiches 1, Elektronik und Elektrotechnik verantwortlich. Für die Gestaltung der Messen in unseren Branchen engagierte er sich bereits früher, im Team, aus dem ab 2008 die Sindex und weitere Formate hervorgingen. www.swisst.net

Neuer President bei Control Techniques Emerson hat einen neuen President für seinen Geschäftsbereich Control Techniques ernannt. Scott Anderson wird den Geschäftsbereich vom Hauptsitz in Grossbritannien aus leiten. Dort sind insgesamt 650 Mitarbeiter beschäftigt, weitere 1000 Mitarbeiter sind auf die weltweit 55 Niederlassungen verteilt. Scott Anderson bringt 32 Jahre Erfahrung bei Emerson für seine neue Position bei Control Techniques mit ein. Zuvor war er im Process Management bei Emerson 14 Jahre als President des Rosemount-Flow-Geschäftsbereichs tätig und verantwortete weitere zwei Jahre als President den Bild: Emerson Aufbau der Lifecycle Services Organisation für die Emerson Process Flow Measurement Group. Zuvor war Anderson über 17 Jahre in Vertriebs- und Marketing-Positionen bei Emerson Industrial Automation beschäftigt. www.emerson.com

17. September 2015: Funkroadshow in Frauenfeld Die Roadshow «Wireless Experience – Intelligente Vernetzung von Funkschaltgeräten» findet am Donnerstag, 17. September 2015 bei der Carl Geisser AG in Frauenfeld statt. Die Veranstaltung beginnt um 9.30 Uhr und endet um 16.00 Uhr. Sie will ein herstellerübergreifendes Bild von Neuentwicklungen bei Funkschaltgeräten und Funktechnologien vermitteln. Im Mittelpunkt steht der Trend, dass die Schaltgeräte netzwerkfähig werden und sich in übergeordnete IT- und Kommunikationssysteme integrieren lassen. Die Teilnahme ist kostenlos. Infos, Detailprogramm und Anmeldung: www.carlgeisser.ch

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EUROPA FORUM LUZERN 2015

Jahrhundertherausforderung Am 19. November 2015 diskutieren Experten aus Wirtschaft und Forschung, wie dem steigenden Hunger nach Energie, trotz schwindender fossiler Ressourcen, begegnet werden muss.

29. internationales Europa Forum Luzern Datum: Ort: Symposium:

19. November 2015 Luzern 10.10 bis 17.30 Uhr inkl. Imbiss und Netzwerk-Apéro CHF 440.00 (Studenten CHF 100.00 / 130.00) Öffentliche Veranstaltung: 18.30 bis 20.30 Uhr (Eintritt frei, Anmeldung erforderlich) Anmeldung: www.europa-forum-luzern.ch

ie wachsende Weltwirtschaft verlangt nach mehr Energie und stellt so Forschung, Wirtschaft, Politik und die Gesellschaft vor eine Jahrhundertherausforderung. Der Ausbau von erneuerbaren Energien und die intelligente Nutzung der Energie sind mittlerweile international anerkannte Strategien, die einen wichtigen Beitrag leisten müssen. Ihr Erfolg hängt indes von der politischen Unterstützung und von Investitionen in Forschung und Entwicklung ab. Dies schafft nicht zuletzt in den Industrienationen

Perspektiven für hochtechnologische Arbeitsplätze. Experten wie Christoph Frei, World Energy Council, Lars Göran Josefsson, ehem. CEO Vattenfall AB, Robert Lombardini, VR-Präsident Axpo, Matthias Sulzer, Dozent für Energie- und Gebäudetechnik an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur, Oliver Geden, Stiftung Wissenschaft und Politik SWP Berlin, Andreas Züttel, Professor für physikalische Chemie bei EPFL, sowie Bundesrätin und Energieministerin Doris Leut-

hard diskutieren am Europa Forum Luzern über Innovationen als Wegbereiter zur sicheren Energieversorgung sowie die schweizerische Energiestrategie im europäischen Umfeld. ■

INFOS Europa Forum Luzern CH-6005 Luzern Tel. +41 (0)41 318 37 87 info@europa-forum-luzern.ch www.europa-forum-luzern.ch

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M E S S E VO R S C H A U

Bild: Ineltec

INELTEC: 8. BIS 11. SEPTEMBER 2015 IN BASEL

Nach oben, bitte Gerade wegen wirtschaftlich instabiler Zeiten bietet die Elektrotechnik- und Gebäudeautomationsmesse «Ineltec» für Branchenexponenten eine neue Schnittfläche, sodass ihr Geschäft wiederum an Fahrt aufnimmt. Dazu soll auch der Nachwuchs nicht zu kurz kommen: Vor Ort erlernt er von Profis und erfahrenen Füchsen das Rüstwerkzeug dazu.

INFOS MCH Messe Schweiz (Basel) AG CH-4058 Basel Tel.: +41 (0)58 200 20 20 info@messe.ch www.messe.ch

ie derzeit verhaltenen Wirtschaftsprognosen fordern die Industrie immer wieder von Neuem. Um diese Anforderungen zu meistern, müssen Kampfgeist und gesunder Optimismus her. Gleichzeitig verlangen die Umsetzung der Energiestrategie und die digitale Transformation nach griffi-

gen Lösungsansätzen, z. B. im Bereich Produktentwicklung, Beratung und Service. Alle zwei Jahre präsentiert darum die Messe Basel auf der Ineltec das Aktuellste, was die Branche diesbezüglich bietet. Die Messe findet vom 8. bis 11. September 2015 in Basel statt und bringt so Aussteller und

lässen im Forum diskutieren Vertreter aus Industrie und Branchenverbänden rund um die Energiestrategie 2050. ABB Schweiz AG ist in diesem Jahr Partner und verstärkt somit die Messe für Elektrotechnik und Gebäudeautomation. Strom sparen mit intelligenten Systemen Das Dachthema trägt der wachsenden Bedeutung nach intelligenten und effizienten Systemen, die Stromsparpotenziale ausschöpfen, Rechnung. Unter dem Titel «Ineltec Forum, vernetzte Lösungen für eine intelligente Energiezukunft» finden an vier Messetagen entsprechende Themenanlässe und Diskussionsveranstaltungen statt. Herzstück sind insgesamt vier Thementage, die Energie, Gebäudeautomation, Kommunikationsinfrastruktur und Beleuchtungstechnik im Kontext beziehungsweise aktuelle Fragen zur Energiestrategie 2050 thematisieren. Die Veranstaltungen werden von Branchenverbänden und -organisationen geplant und in Zusammenarbeit mit der Ineltec durchgeführt.

Fachbesucher aus der Elektrotechnik, der Gebäudeautomation und der Kommunikationsinfrastruktur zusammen. An der Eröffnungsveranstaltung und an den Themenan-

Branchentreffpunkt und Nachwuchsförderung Fast 19 000 Fachbesucher sollen kommen, Ingenieure, Planer oder Techniker. Ebenfalls werden Spezialisten aus Handel, Dienstleistungsunternehmen und private oder öffentliche Auftraggeber das Marktgeschehen genau unter die Lupe nehmen. Innovationen und Lösungen werden eigens am «New Technology Boulevard» präsentiert. Da diese neuen Entwicklungen oft erklärungsbedürftig sind, werden die Teilnehmer des New Technology Boulevard am «Marktplatz am Mittag» die Innovation in Form eines Kurzvortrags erläutern. Im Anschluss hat das Publikum die Möglichkeit, zusammen mit Experten darüber zu diskutieren. Am Workshop «Verkaufsprofis Energieeffizienz» schnuppern Lernende in einem innovativen Betrieb Luft und werden an zwei Tagen auf das Verkaufskaraoke, das an der Messe stattfindet, vorbereitet. Zusätzlich können Berufsschulklassen an den «Nachwuchstouren» teilnehmen, um so einen Überblick über die neusten technischen Entwicklungen zu erhalten. ■

Die Ineltec in Kürze Datum: Zeit: Thema: Wo: Infos:

8. bis 11. September 2015 Dienstag bis Donnerstag, 9 bis 18 Uhr; Freitag, 9 bis 16 Uhr Elektrotechnik rund um das Gebäude (Versorgung, Verteilung, Steuerung, Gebäudeautomation, Beleuchtungstechnik und Netzwerktechnik) Messe Basel, Basel www.ineltec.ch

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Ben-Hur braucht es nicht mehr ... In Kaiseraugst betreibt die F. Hochmann-La Roche AG auf geschichtsträchtigem Grund eines der modernsten Kühllager im Firmenverbund. Vom 1. bis 3. Jahrhundert führte eine für Augusta Raurica wichtige Handelsstrasse durchs Firmenareal hin zum Osttor der Stadt. Doch das ist nicht das Einzige, was den Pharmahersteller und die alten Römer verbindet!

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rgendetwas scheint es mit dem Flecken Ist diese räumliche Nähe reiner Zufall oder Land ganz im äussersten Nordwesten des ein Fingerzeig der Geschichte? Darüber Kantons Aargau auf sich zu haben! Nicht an- lässt sich streiten! Fakt ist, so wenig die ders ist es zu erklären, dass die Römer meisten über die einstige Bedeutung von schon 15 vor Christus Augusta Raurica we- Augusta Raurica für die Römer wissen, so gen seiner strategischen Lage zum Kolonie- wenig sind ihnen die Ausmasse des heutihauptstandort ausbauten – genau hier tra- gen Produktionsstandorts klar. Und das, obfen die Nord-Süd-Verbindung von Italien ins wohl das Fabrikareal mit 314 184 QuadratRheinland und die West-Ost-Verbindung von metern eines der grössten der Schweiz ist Gallien an die Donau und nach Rätien auf und auf einer Länge von knapp 500 Metern den Rhein. Heute, förmlich an der Aufast 2000 Jahre spätobahn 3 klebt. Wo«Die neue Software ermöglicht ter, betreibt die F. bei fairnesshalber zu eine effizientere Hoffmann-La Roche sagen ist, dass aufTransportabwicklung.» nur wenige Pilum1merksame VerkehrsWürfe vom Jupiterteilnehmer an dieser tempel und AmphiStelle kaum Zeit zum theater entfernt eines der fortschrittlichsten ausgiebigen Landschaftsstudium haben. Kompetenzzentren für Sterilproduktion und Das Fabrikationsgelände liegt in unmittelbazugleich ihr grösstes Verpackungszentrum rer Nähe zur Verzweigung Augst, wo die weltweit. Von Kaiseraugst aus gehen Medi- Fricktalroute mit der von Luzern kommenkamente und Arzneien in 130 Länder und den Autobahn 2 verschmilzt und ab dort den sollen dort Schmerzen lindern und Heilung Grossraum Basel und die dahinter liegende bringen. Heimat von Asterix dreispurig ins Visier

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Hochregallager inkl. Kühllager in Zahlen 16 700 Palettenplätze im Hochregallager bei kontrollierten 15 bis 25 °C. 8150 Palettenplätze bei kontrollierten 2 bis 8 °C. 200 Palettenplätze bei kontrollierten –10 °C. 5250 Lagertablare für Kleinmengen bei kontrollierten 15 bis 25 °C. 19 fahrerlose Transportfahrzeuge mit circa 300 000 Palettentransporten im Jahr, Warenumschlag von circa 35 bis 50 Lastwagen pro Tag.

nimmt. Wer hier die Augen nicht auf der Fahrbahn hat, riskiert mehr als nur einen Deichselbruch! Fahrerlose Transportsysteme Zeit ist relativ! Während den Chauffeuren in Höhe Augst diese zum Landschaftsstudium fehlt, hat sie bei Roche in Kaiseraugst massgeblichen Einfluss auf die Qualität der biotechnologischen Arzneimittel. Da die Fertiglösungen und gefriergetrockneten Injektionsund Infusionspräparate weder Wärme, ge-

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schweige denn Hitze vertragen, entscheiden die rinnenden Sekunden ausserhalb der Kühlkette mit darüber, ob eine Charge am Ende «gut» oder «schlecht» ist. Da die zweite Variante vor allem für Kranke eher schlecht ist, investierte das Basler Pharmaunternehmen vor drei Jahren rund 30 Millionen Schweizer Franken in den Bau eines vollautomatisierten Kühllagers mit knapp 8000 Palettenplätzen. Dieses befindet sich in Sichtweite zu den Produktionsgebäuden und ist mit diesen unterirdisch verbunden. Doch wie erfolgt der Transport von den Produktionsgebäuden in das Kühllager und später von dort in den Versand? Zu Zeiten des Medicus Romanus ein klarer Fall für BenHur! Heute braucht es dazu keine furchtlosen Gladiatoren mehr. Fahrerlose Transportsysteme als intelligente Variante des altrömischen Streitwagens sind dieser heiklen

Aufgabe wesentlich besser gewachsen und reduzieren erst noch den Bruch auf null. Mit diesem Paradigmenwechsel änderte sich zwangsweise der Name des Wagenlenkers. Er heisst nun nicht mehr Ben-Hur, sondern X20CP1485-1, und stammt nicht wie dieser aus den judäischen Bergen, sondern vom Automatisierungsspezialisten B&R.

«Speziell isolierte Boxen garantieren eine durchgängige Kühlkette von 96 Stunden.» Die Umstellung vom Vorgängermodell schloss Roche übrigens erst Anfang dieses Jahres nach knapp zwölfmonatiger Projektdauer ab. Verbunden mit dieser Modernisierung: ein komplettes Re-Engineering der

Software. Mit Unterstützung des ebenfalls neuen Leitrechners ist nun eine flexible Fahrzeugdisposition möglich. Dies erlaubt eine effizientere Transportabwicklung und lässt Spitzen in der Produktion viel besser handhaben. Römische Draufgänger sind damit definitiv Geschichte! WLAN-Kommunikation Was die Wahl des Transportmittels angeht, haben antike Wagenlenker bereits seit längerer Zeit ausgedient. Anderes gilt für die Kommunikation zwischen Leitrechner und fahrerlosen Transportfahrzeugen. Hier nutzte das Pharmaunternehmen bis vor kurzem das gleiche Prinzip wie schon die Legionäre zu Zeiten von Kaiser Augustus2 – elektromagnetische Strahlung. Schwenkten die Wachsoldaten für die schnelle Nachrichtenübermittlung von einem Kastell zum anderen

ihre Fackeln, nutzte Roche bis zur Modernisierung 2011 Infrarot für den Datenaustausch. Beide Male ist, beziehungsweise war Licht das entscheidende Trägermedium! Inzwischen plaudern Hauptsteuerung und autonome Hubwagen, die problemlos Lasten bis zu einer Tonne Gewicht transportieren können, über das firmeneigene WLAN. Dieses, heisst es von Unternehmensseite, sei von den eigenen IT-Leuten bestens betreut und gleich durch mehrere Sicherheitsbarrieren vor Attacken jeder Art geschützt. Sicherheitsbarrieren sind das eine, die Qualitätssicherung ist das andere! Deshalb speichert der Arzneimittelhersteller selbst die Daten der Transportaufträge und ist daran, deren Auswertemöglichkeiten zu erweitern. Damit soll den geänderten Qualitätsanforderungen bezüglich Handling der Kühlware

und den komplexer werdenden Produkten Rechnung getragen werden. Entspricht eine Charge nicht dem Standard, lässt sich anhand der dokumentierten Werte wesentlich detaillierter als jetzt feststellen, wo und wie lange während des Transports die Kühlkette nicht eingehalten wurde. Wobei das eigentlich nicht passieren darf! Insgesamt 78 Messfühler, die einmal im Jahr zur Eichung müssen, überwachen die temperaturkritischen Zonen in Produktion, Lager und Versand und geben bei Gefahr Alarm. Ganz so wie einst die Legionäre auf ihren Wachtürmen, wenn sich die Alamannen in kriegerischer Absicht dem Limes näherten. Interne und externe Kontrollen Die Limites galten neben der schnellen Nachrichtenübermittlung der Kontrolle des täglichen Waren- und Personenverkehrs.

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Kontrollen ist auch die F. Hoffmann-La Roche unterworfen – und das von internen wie externen Instanzen. Da sind zunächst einmal die Gesundheitsbehörden der 130 Länder, die aus Kaiseraugst Antibiotika zur Behandlung von Lungenentzündungen, Sepsen und weiteren mehr oder weniger schlimmen Krankheiten beziehen. Diese schicken regelmässig ihre Vertreter, die Fertigung, Lagerhallen und Versandanlagen gründlich inspizieren, an den Hochrhein. Nur wenn der

Kühllager Kaiseraugst Steriles Abfüllen, Verpacken und Versenden ist bei der F. Hoffmann-La Roche AG in Kaiseraugst Programm. Da zwischen den einzelnen Prozessen Qualitätsfreigaben erforderlich sind, müssen die Produkte zwischengelagert werden. Da insbesondere biotechnologisch hergestellte Medikamente in einem engen Temperaturbereich von 2 bis 8 °C zu lagern sind, investierte der Pharmahersteller rund 30 Millionen Schweizer Franken in den Bau eines voll automatisierten Kühllagers. Dieses ging vor drei Jahren in Betrieb und schloss die letzte Lücke von der Sterilproduktion bis zu dem Moment, in denen die fertigen Injektions- und Infusionspräparate auf Lastwagen geladen werden und in 130 Länder gehen. Zuvor wurden temperaturempfindliche Arzneimittel bei einem externen Servicepartner zwischengelagert, was einen logistischen Aufwand nach sich zog.

Pharmahersteller die Qualitätsanforderungen der jeweiligen Staaten erfüllt, erhält er für deren Märkte eine Zulassung. Und wie kommen die Arzneimittel schnell in diese Märkte? Idealerweise nicht mit dem Streitwagen, sondern mit dem Flugzeug. Dabei garantieren speziell isolierte Boxen eine durchgängige Kühlkette von 96 Stunden. Angesichts eines solchen knappen Zeitfensters bedarf es einer raschen Abwicklung am Flughafen. Und hier kommt das Bundesamt für Zivilluftfahrt als weitere Kontrollinstanz ins Spiel. Nur bei Erfüllung dessen strenger Auflagen gilt Roche als kontrollierter und zertifizierter Lieferant für den Flughafen. Diese Bestimmungen besagen unter anderem, dass alle Türen eine Zutrittskontrolle benötigen und nur autorisiertes Personal in die Lager darf. Zudem müssen diese ausgewählten Mitarbeiter einmal im Jahr eine Schulung absolvieren und regelmässig den Strafregisterauszug vorlegen. Gaius Julius Cäsar wäre vermutlich dem Meuchelmord durch Marcus Brutus entgangen, hätten für seine Prätorianer auch nur halb so strenge Auflagen gegolten! Doch Gaius Julius Cäsar ist Geschichte! Damit im Lager nichts vergessen wird und so ebenfalls zur Geschichte wird, findet einmal

im Jahr eine Inventur statt. Da die Überprüfung Tausender eingelagerter Waren und Artikel mehrere Wochen benötigte, werden über das System Stichproben kontrolliert. Zwar kann durch die Zutrittssicherung nichts abhandenkommen, aber theoretisch könnte sich irgendwo verrechnet worden oder es bei der Eingabe zu einem Zahlendreher gekommen sein. Deshalb wird regelmässig manuell an den Arbeitsplätzen des Hochregallagers überprüft, ob das, was elektronisch im System vorhanden ist, tatsächlich physisch existiert. Was Asterix bester Kumpan Obelix zu diesem Aufwand sagen würde, ist klar: «Die spinnen, die Römer!» ■ 1 2

Wurfspiess 27 v.–14 n. Chr.

AUTOR Markus Back (Text) Susanne Seiler (Fotos) INFOS F. Hoffmann-La Roche AG CH-4058 Basel Tel. +41 (0)61 688 22 33 www.roche.ch

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B R A N C H E N F O K U S « G E B Ä U D E A U TO M A T I O N »

Sie sollen auch Spass machen Überraschung: Kauft ein Kunde Smart-Home-Produkte, berücksichtigt er Faktoren, wie zum Beispiel den Umweltschutz oder das PreisLeistungs-Verhältnis, weniger als bisher angenommen.

, ren sich uneinig a w is x ra P d n u Forschung beim Kauf en d n u K r fü en welche Faktor ig hnologien wicht ec T eom -H rt a von Sm Institut für om v r le ft a h sc n sind. Wisse ie der ETH og ol n h ec T d n u t Nachhaltigkei 1000 Probanden m ru a d en b a h Zürich weiz befragt, ch S er d d n u d n in Deutschla telligenten in on v f u a K m was ihnen bei tig wäre. h ic w en t a t os m Ther

B R A N C H E N F O K U S « G E B Ä U D E A U TO M A T I O N »

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sehr wichtig weniger oder nicht wichtig

Alltagskompatibilität Passt die Technologie in den Alltag und das persönliche Umfeld. Leistungsfähigkeit der Technologie Vorteile für Nutzer beim Ausüben bestimmter Tätigkeiten. Gewohnheit Verhalten wiederholt sich; automatisch. Spass Spass und Vergnügen, die mit der Technologie verbunden werden. Soziales Umfeld Die Vorstellung, dass andere denken, man müsse eine bestimmte Technologie. Innovationsaffinität Kunde will neues ausprobieren. Verfügbare Ressourcen Geld, mit dem die Technologie gekauft und installiert wird. Risiko Unsicherheit bezüglich negativer Konsequenzen durch die Nutzung einer neuen Technologie. Aufwandserwartung Aufwand der beim Kauf und/oder der Nutzung einer Technologie anfällt. Technische Kompatibilität Wahrgenommene technische Kompatibilität mit verwendeten Technologien. Preis-Leistungs-Verhältnis Kompromiss zwischen wahrgenommenem Nutzen der Technologie und ihren Kosten Umweltbewusstsein Bewusstsein für den Umweltschutz und die Bereitschaft, dafür aucheinen höheren Preis zu bezahlen

Quelle: Institut für Nachhaltigkeit und Technologie, ETH Zürich, www.sustec.ethz.ch

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APROL ENMON VON B&R ERMÖGLICHT GANZHEITLICHES ENERGIEMANAGEMENT

Permanentes Energie-Monitoring Firmenbeitrag – Der Energieverbrauch lässt sich nur verbessern, wenn er bekannt ist. Daher kommt dessen Aufzeichnung eine zentrale Bedeutung zu. Mit Aprol EnMon bietet B&R ein System, das standalone oder in Prozessleitsysteme integriert permanentes Energie-Monitoring zur Verfügung stellt.

prol EnMon unterstützt bei der Umsetzung der im Juni 2011 veröffentlichten Norm EN/ISO 50001 und hilft dabei, durch Verbesserung der Energieeffizienz finanzielle Einsparungen zu erzielen. Indem die Wechselwirkung zwischen Energie- und Herstellungskosten ermittelt wird, kann der Verbrauch in Kalkulation und Kostenrechnung eingehen oder nach dem Verursacherprinzip direkt verrechnet werden. Indem die Stromversorgung überwacht wird, werden zudem Ausfallzeiten verringert und ungeplante Abschaltungen vermieden.

Die Energieeffizienzlösung unterstützt den kontinuierlichen Verbesserungsprozess entweder im Stand alone-Betrieb oder in bestehende Aprol-Prozessleitsysteme integriert. Alle relevanten Energieverbräuche werden gemessen, aufgezeichnet und ausgewertet. Energieberichte und Diagramme werden für einzelne Maschinen, Teilanlagen, für ganze Anlagen oder das gesamte Unternehmen erstellt. Die Berichte lassen sich beinahe beliebig nach Produktionslosen oder Kostenstellen gliedern. Basierend auf dem Prozessleitsystem Aprol bietet Aprol EnMon als

Die Energie-Monitoring-Lösung Aprol EnMon ist skalierbar. Mit ihr lässt sich der Energieverbrauch von einzelnen Maschinen bis hin zu kompletten Produktionsanlagen erfassen. Bild: © istockphoto.com

Plattform maximale Flexibilität und Skalierbarkeit und lässt sich mit geringem Engineeringaufwand den Anforderungen von Systemen mit unterschiedlich grosser Anzahl an Messstellen anpassen. Datenzugriff über Webbrowser Ausgeliefert wird Aprol EnMon vorinstalliert auf einem schaltschranktauglichen IPC (APC 910). Die Inbetriebnahme und Parametrierung erfolgt schnell, da Software und Hardware-Konfiguration bereits enthalten sind. Lediglich die Netzwerkeinstellungen müs-

sen angepasst und die Sensoren samt Zuordnung zu Software-Templates in einer Tabelle eingetragen werden. Danach wird die Applikationssoftware automatisch generiert und geladen. Zentrale Komponente von EnMon ist neben Operator-Software und Entwicklungsumgebung eine Datenbank mit SQL-Interface. Sie wird auf dem Betriebssystem Suse Linux Enterprise Server betrieben und dient der Speicherung aller benötigten Energiedaten. Der Datenzugriff erfolgt ohne Software-Installation mittels Webbrowser von beliebigen Arbeitsplatzrechnern aus. Daher wird das System meist ohne Monitor im Schaltschrank verbaut. Die Anzahl der benötigten EnMon-Controller hängt von Anzahl und Art der Messstellen sowie von der Verarbeitungsart der Daten ab. Ein Controller liest in der Regel Energiedaten einiger Hundert Messstellen aus und verarbeitet sie. Weitere Controller können bei Bedarf hinzugefügt werden. Die Daten kommen über gängige Industrieschnittstellen wie Powerlink, Modbus TCP, Profibus oder Ethernet/IP ins Monitoring-System.

Datenerfassung über X20-I/O-Module Aprol EnMon unterstützt alle Energiearten, die im generisch aufgebauten System frei definierbar sind und kundenspezifisch benannt werden können. So fliessen neben der elektrischen Energie auch Öl, Gas, Dampf oder Fernwärme ein. Selbst Medien, die häufig nicht zur Energie gezählt werden, wie Druckluft oder Wasser, lassen sich erheben. Um die Energieverbräuche zu erfassen, steht Nutzern eine Reihe kompakter I/OModule der X20-Reihe zur Verfügung. Schnittstellenmodule X20IF zur Anbindung von Modbus RTU, ModbusTCP, Profibus DP, EtherNet/IP erfassen Zählerstände vorhandener Messstellen in bestehenden Netzen. Spannungen, Ströme, Frequenzen und Blindanteile auf allen Phasen misst das Energie-Messmodul für elektrische Leistung X20AP. Es misst bis zur 31. harmonischen Überschwingung und erkennt dadurch auch Verunreinigungen der lokalen elektrischen Netze mit Oberwellen. Diese entstehen, wenn Wechselrichter exzessiv eingesetzt werden, um Energie zu sparen.

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Den Durchfluss misst das Eingangsmodul X20AI für analoge Messsignale. Digitale Messimpulse misst das Zählermodul X20DC. Das Schnittstellenmodul X20CS mit integriertem M-Bus-Master erlaubt die Anbindung von bis zu 250 Gas-, Wasser-, Strom-, Wärme- oder Impulszählern mit MBus-Anschluss. Prinzipiell kann die gesamte Palette der X20-I/O-Module verwendet werden. Aufgabenspezifische Bedienoberfläche Für die Inbetriebsetzung, Wartung und Instandhaltung bietet das EnMon Dashboard Energiemanagern und deren Mitarbeitern eine webbasierte Berichtsumgebung sowie eine leistungsfähige Systemdiagnoseund Operatorumgebung. Aprol EnMon bietet zwei rollen- und aufgabenspezifische Bedienoberflächen. Es berücksichtigt dabei die Hierarchie Hauptverteiler/Unterverteiler/Verbraucher, indem es eine selektive Anwahl aller im System verfügbaren Energiemessstellen in der Gliederung nach Bereich, Teilbereich und Verbraucher ermöglicht. Vorkonfigurierte Verrechnungs- und Analyseberichte bis zur Trendanalyse stehen in unterschiedlichen Darstellungsarten zur Verfügung: als tabellarischer Report, Balken- oder Kreisdiagramm sowie in Form verschiedener Trenddarstellungen. Zum Umgang mit den Daten aus Aprol EnMon bietet das System ein SQL-Interface zu Business-Intelligence-Systemen. Eine Iosys-Schnittstelle ermöglicht es, ohne teure Schnittstellenabstimmung auf beliebige Prozessvariablen lesend und schreibend zuzugreifen.

Die Messung der Ströme, Frequenzen und Blindanteile auf allen Phasen mit dem Energie-Messmodul X20AP hilft, die Verfügbarkeit elektrischer Netze zu steigern.

Module für jede Messaufgabe Aprol EnMon bietet diverse Module, um Energieverbrauchsdaten exakt zu berechnen. So berechnet beispielsweise das FlowCalculation-Modul den Durchfluss in unterschiedlich geformten Leitungen (Blenden, Düsen usw.) mit sehr hoher Genauigkeit oder das PowerCalculation-Modul die Wärmeleistung/ -energie von Wasser und Dampf. Darüber hinaus lässt sich das Tool für das Lastmanagement und für die Beherrschung von Spitzenlasten nutzen. Zudem wendet

es ungeplante Abschaltungen ab, die durch plötzlich entstehende Überlasten verursacht werden. Dabei erlauben parametrierbare Control-Module in der Software ein manuelles oder automatisches Zu- und Wegschalten von Lasten mit wählbaren Prioritäten und definierbarem Zeitverhalten. Aprol EnMon unterstützt als skalierbare, gebrauchsfertige und integrierbare Lösung bei der Optimierung des Energieverbrauchs. Dadurch können trotz steigender Energiepreise die Stückkosten in der Produktion gesenkt und gleichzeitig die Energiereserven gesichert werden. Die Lösung kann ebenso an der kleinsten Einzelmaschine wie an der grössten Prozessanlage sinnvoll zur Wirkung kommen. Selbst einflussreiche Randerscheinungen, wie die umgebenden Nebenbetriebe oder Gebäude, werden damit in ein ganzheitliches Energiemanagement eingebunden. ■

AUTOR Martin Reichinger Business Manager Process Automation

Für eine schnelle und lückenlose Kostenübersicht sorgen unterschiedliche Verrechnungs- und Analysereports.

Bild: B&R

INFOS B&R Industrie-Automation AG CH-8500 Frauenfeld Tel. +41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com www.br-automation.com

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Integrales Gebäudemanagement, das alle Gewerke und Funktionen in einer einheitlichen Plattform bündelt, bringt handfeste Effizienzvorteile, erhöht den Komfort und schützt Personen, Gebäude und Werte. Bild: Siemens

DESIGO CC VON SIEMENS BÜNDELT GEWERKE IM GEBÄUDE UND STEUERT DIESE ZENTRAL

Integrales Gebäudemanagement Firmenbeitrag – der Betrieb von Zweckgebäuden bringt vielerlei Herausforderungen und immer komplexere Anforderungen mit sich. Das Konzept eines integralen Gebäudemanagements, das alle Gewerke und Funktionen in einer einheitlichen Plattform bündelt, bringt Effizienzvorteile, erhöht den Komfort und schützt Personen, Gebäude und Werte.

S INFOS Siemens Schweiz AG Building Technologies CH-8604 Volketswil Tel. +41 (0)585 578 700 www.siemens.ch/bt

chon heute erlauben Raum- und Gebäudeautomationssysteme hohe Einsparungen, indem sie automatisch Heizung oder Kühlung, Belüftung, Beleuchtung und Beschattung dem aktuellen Bedarf anpassen. Brandmeldeanlagen detektieren einen entstehenden Brand, melden diesen der Feuerwehr und leiten je nach Ausführung sogar selbstständig entsprechende Massnahmen ein. Auch wenn solche Systeme für sich genommen gut funktionieren, arbeiten sie als separate Gewerke, die auch separat gemanagt werden müssen. Die Pro-

bleme liegen auf der Hand: Die Kommunikation zwischen den Systemen ist bestenfalls ansatzweise möglich, und sie erfordert einen hohen technischen und finanziellen Aufwand. Darüber hinaus ist der Schulungsaufwand hoch. Und nicht zuletzt kann eine so komplexe Gesamtanlage im Störungsoder Alarmfall die Einleitung geeigneter Massnahmen verzögern. Gewerke einheitlich zusammengeführt Gebäudemanagement als Ergänzung zur eigentlichen Gebäudeautomation gewinnt

deshalb immer mehr an Bedeutung. Besonders in Märkten mit hohen Lohn- und Energiekosten und gesteigerten Ansprüchen an die Gebäude-Performance ist es wichtig, dass die gesamte, komplexe Infrastruktur eines Gebäudes möglichst einfach, zentral und einheitlich betrieben sowie kontinuierlich optimiert werden kann. Daher macht Siemens jetzt mit dem Konzept eines integralen Gebäudemanagements den entscheidenden Schritt in die Zukunft: Im Unterschied zu konventionellen Szenarien bedeutet integrales Gebäudemanagement die ganzheitliche und technisch einheitliche Zusammenführung mehrerer oder sämtlicher Gewerke in einer übergreifenden Managementplattform. Die technischen Voraussetzungen dafür sind offene Schnittstellen auf Basis branchenüblicher Kommunikationsstandards wie BACnet, ONVIF, DALI oder KNX. Bestehende und neue Systeme unterschiedlicher Hersteller lassen sich so problemlos in die Managementplattform einbinden. Auch ein sukzessiver Ausbau beziehungsweise modulare Erweiterungen sind möglich. Hohe Sicherheit und tiefe Kosten Ein wichtiger Aspekt des integralen Gebäudemanagements ist die Bandbreite an Komponenten und Funktionen. Denn die Anforderungen an Gebäudeautomationssysteme sind naturgemäss unterschiedlich: Ein Immobilienbesitzer mit Standorten in aller Welt hat andere Aufgabenstellungen als ein Planer oder Installateur, der ein Einzel-

Desigo CC auf einen Blick Sicherheit – Desigo CC erkennt und analysiert Auffälligkeiten in den Gebäudesystemen und reagiert proaktiv und transparent. Zum Beispiel im Brandfall: Die Situation lässt sich mit Videokameras verifizieren. Die Lüftungsanlagen können dafür sorgen, dass in noch rauchfreien Bereichen ein Überdruck erzeugt und die Rauchausbreitung verhindert wird. Die Storen werden hochgefahren, um den Zugang zu den gefährdeten Räumen zu erleichtern. Die Fluchtwegsteuerung wird aktiviert. Kosten – durch integrales Gebäudemanagement lassen sich die Betriebskosten um bis zu 20 Prozent senken. Desigo CC ermittelt das Energiesparpotenzial aller Gebäude. Dadurch ist der Gebäudebetreiber in der Lage, Energieverbrauch, -produktion und -beschaffung durchgängig zu analysieren und zu optimieren. Performance und Komfort – für die Produktivität, aber auch im Wettbewerb um Mitarbeitende, Fachkräfte und Spitzenmanagement spielt die Qualität der Arbeitsumgebung eine entscheidende Rolle. Und nur entsprechend abgesicherte Infrastrukturen gewährleisten ununterbrochene Betriebsprozesse.

gebäude ausstattet. Damit ein einziges Gebäudemanagementsystem dieses weite Spektrum abdecken kann, muss es sich flexibel an die jeweilige Situation anpassen lassen. Es muss darüber hinaus von der Gebäudemanagementplattform bis zum Raumbediengerät, Brandmelder oder zur Videokamera alles umfassen. Und nicht zuletzt muss eine solche Lösung konform zu internationalen Standards und Normen sein. Mit der Gebäudemanagementplattform Desigo CC bietet Siemens seit Kurzem eine Lösung für das integrale Gebäudemanagement. Die Umsetzung mit Desigo CC bringt vielfältige Vorteile – von höherer Sicherheit und tieferen Kosten über bessere Performance und Komfort bis hin zum Firmenimage. Wichtig zu wissen ist, dass Desigo CC von Grund auf neu konzipiert wurde. Entstanden ist eine Plattform, welche die Gewerke im Gebäude bündelt und zentral steuert: Heizung, Lüftung und Klima, Beleuchtung, Beschattung, Raumautomation, Energiemanagement und Brandschutz sowie Sicherheitsdisziplinen wie Videoüberwachung oder Einbruchsschutz. Individuelle Benutzeroberflächen Desigo CC bildet den Status aller Gewerke in Echtzeit ab und steuert sie, wenn gewünscht, remote. Das schafft Synergien und spart Kosten sowohl bei der Installation als auch bei der Schulung der Mitarbeitenden, die nur noch für den Umgang mit einer Plattform trainiert werden müssen. Besonderes Augenmerk legten die Entwickler auf die Struktur der Managementplattform. Die Bedienoberfläche zeigt neben einer hierarchisch aufgebauten Systemübersicht kontextsensitive Bereiche. Diese visualisieren die wichtigsten Eckdaten, bieten ergänzend thematisch verwandte Informationen und gewähren direkten Zugriff auf alle relevanten Funktionen. Ein durchdachtes Navigationskonzept führt schrittweise durch die anfallenden Aufgaben. Die Oberfläche lässt sich so konfigurieren, dass jeder Anwender nur diejenigen Informationen und Zugriffsmöglichkeiten erhält, die seiner Rolle und seinen Verantwortlichkeiten entsprechen. Desigo CC ist besonders flexibel, sodass es sich sowohl für einzelne Gewerke als auch für komplexe, vernetzte Gesamtlösungen eignet. Dank seiner hohen Skalierbarkeit eignet sich die Plattform für den Einsatz in mittleren und grösseren Zweckbauten ebenso wie in grossen, verteilten Gebäudekomplexen und Campus-Infrastrukturen. Und Desigo CC kann mit den wachsenden Anforderungen an das Gebäudemanagement mitwachsen und sukzessive zusätzliche Gewerke integrieren. ■

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«The Alpina Gstaad» wurde zum Hotel des Jahres 2013 gekürt.

Bilder: Wago

WAGO-CONTROLLER DES TYPS 750-881 SORGEN FÜR KOMFORTABLEN AUFENTHALT IM «THE ALPINA GSTAAD».

Luxus ist vorprogrammiert

Während rund zehn Jahren Bauzeit entstand für 300 Millionen Schweizer Franken in Gstaad das Fünfsternehotel «The Alpina Gstaad». Seinen Gästen bietet das Grand Hotel jeden nur erdenklichen Luxus. Hinter den Kulissen sorgt ein umfangreiches Gebäudeleitsystem für einen reibungslosen Ablauf.

m «The Alpina Gstaad» trifft Schweizer Tradition auf Luxus. Das Hotel des Jahres 2013 bietet mit 56 Gästezimmern und Suiten sowie einem umfangreichen Spa mit Innen- und Aussenpools alles, was das Herz begehrt. Zum gleichen Komplex zählen elf

INFOS WAGO CONTACT SA CH-1564 Domdidier Tel. +41 (0)26 676 75 00 info.switzerland@wago.com www.wago.ch

Residence-Eigentumswohnungen, die teils vom Hotel bewirtschaftet werden. Zur Bewirtschaftung gehören Reinigung, technischer Unterhalt und Roomservice. In einem Gebäude dieser Klasse steckt viel Technik: «Die gesamte Gebäudeautomation umfasst rund 28 000 Datenpunkte und 68 eigenständige Wago-Knoten», sagt Roger Pieren, Projektleiter bei der Firma Aeschimann Automationssysteme AG, der für die Programmierung des Gebäudeleitsystems verantwortlich war. In jeder ResidenceWohnung gibt es einen HLK- und einen Allgemein-Controller. Jedes Stockwerk des Hotels wird ebenfalls von zwei Controllern gesteuert respektive geregelt.

Zentral gesteuert Das Gebäudeleitsystem läuft auf einem zentralen Server. Über das Leitsystem werden fast alle Lampen angesteuert, nur eine Handvoll wird direkt geschaltet. Zudem umfasst das System die Steuerung der Lüftung, und es können alle gemessenen Temperaturen abgelesen und Sollwerte (z. B. Raumtemperaturen) vorgegeben werden. Roger Pieren führt aus: «Wir haben alle Gewerke in Allgemein und HLK getrennt. Allgemein beinhaltet Messungen, Licht, elektrische Bodenheizungen und Temperaturerfassungen. Im HLK-Teil sind die Luftaufbereitung, die Regelung der Kälteproduktion nach gewerblicher Kälte und nach

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Klimakälte, die Bereitstellung des Warmwassers und ein Teil der Hallenbadsteuerung enthalten.» So kann beispielsweise die Badewasser- und Lufttemperatur im Hallenbad vorgegeben werden. Über das gesamte Gebäude gibt es verschiedene Massnahmen zur Wärmerückgewinnung, die ebenfalls über das Leitsystem verwaltet werden. «Die Rückgewinnung der Wärme ist nicht ganz einfach. Denn die an einem bestimmten Ort erzeugte Wärme muss zur Rückgewinnung oft an einen anderen Ort transportiert werden», sagt Roger Pieren. Oben im Gebäude wird Luft angesaugt, in den Keller transportiert, wo die Wärmerückgewinnung abläuft, und über die Lüftung wieder nach oben in die Räume gebracht. Die ganze Bewirtschaftung findet im Untergeschoss statt. Dazu der Fachmann: «Die Herausforderung liegt vor allem in den Abhängigkeiten der verschiedenen Gewerke wie Heizung, Gruppenpumpen, Lufterhitzer, Luftkühler, Kältezentrale oder Notstromgenerator.» Hohe Ausfallsicherheit Eine wichtige Anforderung war die hohe Verfügbarkeit. «Sollte der Server mit der Leitebene einmal abstürzen, funktioniert das Gebäudesystem weiter», erklärt Roger Pieren und fügt an: «Die Leitebene über-

nimmt keine Steuerungsfunktionen und dient alleine der Darstellung von Datenpunkten aus den Steuerungen. Alle Zentralbefehle werden von einem eigens dafür vorgesehenen Wago-Knoten gesteuert und an die anderen Steuerungen weitergeleitet.» Bei einem Stromausfall kommt der Notstromgenerator zum Zug. Dieser ist eins zu eins ausgelegt. Roger Pieren erklärt: «Bei Stromausfall kann das gesamte Hotel inklusive Wasseraufbereitung in vollem Betrieb gehalten werden.»

Der Wago-Controller garantiert eine schnelle Kommunikation.

Für den Projektleiter war die Grösse des Projekts eine neue Herausforderung: «Technisch gesehen sind das für uns im allgemeinen Teil alles Standardanwendungen, im HLK-Bereich war die Komplexität um einiges höher, aber gerade mit Lichtsteuerungen und Lüftungen haben wir viel Erfahrung. Schwierig beim Programmieren war, die gewaltige Menge an Informationen zu sammeln und auf den einzelnen Ebenen wieder zu verteilen.»

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Umweltverträglicher Energiehaushalt Bei der Programmierung der HLK-Anlagen mussten verschiedenste Aspekte berücksichtigt werden. Es gibt strenge umwelttechnische Vorgaben. So darf beispielsweise keine Klimaanlage laufen, wenn ein Fenster geöffnet ist. Auch das Temperaturmanagement bot einige Herausforderungen. So muss bei 22 °C Aussentemperatur auch 22 °C Innentemperatur herrschen. Liegt die Aussentemperatur im Sommer über 32 °C, darf die Innenraumtemperatur 26 °C nicht unterschreiten. «Das muss so programmiert sein, dass alle Bedürfnisse erfüllt und gleichzeitig die Vorschriften eingehalten werden», erklärt Roger Pieren. Damit all diese Anforderungen erfüllt werden können, müssen die Daten schnell ausgetauscht werden können. Für Komponenten von Wago kein Problem: «Die Anlage läuft auf einem Modbus-TCP-Netz. Wir arbeiten fast ausschliesslich damit, weil es schnell und zuverlässig ist», erklärt der Projektleiter. Geschwindigkeit war auch ein Argument für den Einsatz von Wago-Steuerungen: «Bei einer Anlage dieser Grösse mit so vielen Controllern ist eine schnelle Kommunikation zwingend. Wago-Controller besitzen sehr tiefe Zykluszeiten von 12 bis maximal 20 ms. Das reicht problemlos.» ■

Im «The Alpina Gstaad» wurden Wago-Controller des Typs 750881 eingesetzt. Die Kommunikation läuft auf diversen Bussen: Für die Erfassung der Messdaten fiel die Wahl auf M-Bus und MP-Bus dient der Ansteuerung von Klappen, Volumenstromreglern und Ventilen. Die Unterwasserbeleuchtung im Hallenbad wird über DMX angesteuert und TwiLine von Wahli kommt für die Schaltung und einen Teil der Temperaturerfassungen zum Einsatz.

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SCHMERSAL ERGÄNZT PROGRAMM UM NEUE SICHERHEITSZUHALTUNGEN FÜR VERSCHIEDENSTE AUFGABEN

Gefahr erkannt, Gefahr gebannt

Firmenbeitrag – laut Untersuchungen stehen in rund einem Drittel der produzierenden Unternehmen Maschinen, deren Schutzeinrichtungen manipuliert sind. Maschinenbauer können dies durch entsprechende konstruktive Massnahmen verhindern. Behilflich sind ihnen dabei neue Sicherheitszuhaltungen von Schmersal.

och vor wenigen Jahren genügte es, wenn der Konstrukteur Gefahrenstellen mit einer elektromechanischen Sicherheitszuhaltung absicherte. Eine solche besteht aus der Kombination eines Sicherheitsschalters, der die Stellung der Schutztür überwacht, und einer stabilen Verriegelungseinrichtung, die ein Öffnen der Schutztür verhindert, bis die gefährliche Maschinenfunktion, meist eine Nachlaufbewegung, nicht mehr besteht oder auf ein ungefährliches Mass reduziert worden ist. Diese Sicherheitszuhaltungen gibt es nach wie vor. Sie werden in grosser Stückzahl eingesetzt, da sie sich bewährt haben und preislich attraktiv sind. Inzwischen wurden andere Bauarten entwickelt, die sich ebenfalls am Markt behaupten. Meist wurden diese mit Blick auf definierte Anwendungsprofile entwickelt, und sie bieten den Konstrukteuren und Herstellern, vor allem aber den Bedienern von Maschinen, zusätzliche Funktionen und Vorteile.

MZM 100 für raue Einsatzbedingungen Mit dem MZM 100 steht eine weitere, ganz andere Art der Sicherheitszuhaltung zur Verfügung. Die nötige Zuhaltekraft wird nicht mechanisch, sondern elektromagnetisch

aufgebracht. Damit eignet sich dieses Schaltgerät besonders für den Einsatz in Bereichen, die entweder stark verschmutzt oder hygienesensibel sind, denn die aktiven Flächen von Zuhaltung und Target sind völlig

AZM 200 für begehbare Gefahrenbereiche Ein gutes Beispiel für eine durchdachte Lösung ist die Baureihe AZM 200. Diese Baueinheit von Türgriff und Zuhaltung sorgt nicht nur für eine einfache Montage, sondern für eine sehr gute Ergonomie. Zu den nicht sichtbaren Vorteilen gehört die Option, bis zu 31 Zuhaltungen sowie andere elektronische und mechatronische Sicherheitsschaltgeräte über einen einzigen Sicherheitsrelais-Baustein auszuwerten. Zudem bietet die Baureihe die Möglichkeit der Notund Hilfsentriegelung. Mit dem optionalen Panikgriff kann versehentlich im Gefahrenbereich eingeschlossenes Personal die Schutztür von innen öffnen.

INFOS Schmersal Schweiz AG CH-8905 Arni AG Tel. +41 (0)43 311 22 33 info-ch@schmersal.com www.schmersal.ch

Die Sicherheitszuhaltung AZM 300 eignet sich für hygienesensible Anwendungen wie Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen. Bilder: Schmersal

Die Sicherheitszuhaltung MZM 100 wurde eigens für das Anforderungsprofil der Verpackungstechnik entwickelt.

glatt und lassen sich gut reinigen. Und was auf den ersten Blick als Widerspruch in sich erscheint, eine berührungslose Zuhaltung, hat in der Praxis des Maschinenbaus ebenfalls einen Platz im Markt gefunden. Voraussetzung für die Entwicklung eines solchen Gerätes ist der intensive Einsatz von Elektronik. Die sichere Detektion des Betätigers erfolgt durch das von Schmersal patentierte Puls-Echo-Verfahren. Die Rastkraft, also die nicht sicherheitsgerichtete Zuhaltekraft, welche die Schutztür im nicht gesperrten Zustand in ihrer Position hält, ist einstellbar. AZM 300 für universellen Einsatz Eine weitere Variation des Themas Sicherheitszuhaltung bietet der AZM 300. Dieser ist mit einem kreuzförmigen Zuhaltesystem ausgerüstet, das ein universelles Anfahren von drei Seiten erlaubt. Somit kann ein und dasselbe Modell an Drehtüren mit Linksund Rechtsanschlag sowie an Schiebetüren eingesetzt werden. Durch Drehen des Kreuzes um 180 ° kann die Rastkraft verstellt werden. Zusätzliche Anbauteile wie Türanschlag oder Rastelement entfallen, da diese

Neue Maschinensicherheitsnorm Die DIN EN ISO 14119, deren Übergangsfrist am 01. Mai 2015 endete, beschreibt die normenkonforme Gestaltung der Stellungsüberwachung von beweglichen trennenden Schutzeinrichtungen (das heisst von Schutztüren). Sie ersetzt die bisher gültige EN 1088 und ist als ISO-Norm weltweit, also über die Europäische Union hinaus, gültig. Schmersal hat die wesentlichen Neuerungen in einer 24-seitigen Broschüre zusammengefasst. Sie kann kostenlos per Mail (info@schmersal.com) angefordert werden und steht auch als Download unter www.schmersal.com zur Verfügung.

Funktionen in die Zuhaltung integriert wurden. Für die Identifizierung und Codierung des Betätigers wird ein RFID-Sensor verwendet. Das schafft die Voraussetzung dafür, dass der Anwender zwischen drei Arten der Codierung wählen kann. In der Grundversion akzeptiert der Sensor jedes geeignete Target. Eine zweite Ausführung akzeptiert nur das Target, das beim ersten Einschalten eingelernt wurde. Schliesslich ist noch eine dritte Variante erhältlich, bei der sich der Anlernvorgang beliebig oft wiederholen lässt. Somit kann der Anwender die für ihn am besten geeignete Codier-Variante und damit das angemessene Niveau der Manipulationssicherheit wählen. Seit Kurzem gibt es auch diese Baureihe mit integrierter Notentsperrung und Fluchtentriegelung. Signalauswertung Auf der Ebene der Signalauswertung hat der Konstrukteur oder der Maschinenbauer ebenfalls zusätzliche Wahlmöglichkeiten. Zentrale Baureihen wie AZM 161, AZM 200 und MZM 100 sind mit integrierten Schnittstellen für das «AS-Interface Safety at Work» (ASi-Safety)-Protokoll verfügbar. Das bietet Vorteile bei der Montage und Installation sowie bei der Diagnose, da dem Servicepersonal zusätzliche Informationen zur Verfügung stehen. Ausserdem bilden Sicherheitsschaltgeräte mit ASi-Safety-Schnittstelle die Basis für das Schmersal-System, das eine durchgängige Kommunikation von der Feldebene bis zur übergeordneten Maschinen- oder Anlagensteuerung erlaubt. Dabei kann sich der Anwender zwischen den Grundkonzepten «Safety separated» und «Safety integrated» entscheiden. ■

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Bild 1: I/O-Module mit hoher Varianz können auf dem flexiblen Produktionssystem wirtschaftlich hergestellt werden.

Bilder: Phoenix Contact

FLEXIBLE UND WIRTSCHAFTLICHE FERTIGUNG UNTERSCHIEDLICHER I/O-MODULE BEI PHOENIX CONTACT

Industrie 4.0 konsequent gelebt Für Phoenix Contact stellt Industrie 4.0 längst keine Zukunftsvision mehr dar, sondern wird längst gelebt. Denn das Unternehmen hat früh erkannt, dass aufgrund stetig steigender Artikelvarianz bei gleichzeitig sinkender Produktionsmenge eine alternative Fertigungsstrategie notwendig ist: Weg von starr verketteten Maschinen und hin zu flexibel nutzbaren Systemen.

m Beispiel der Herstellung von I/O-Modulen der Produktfamilie Axioline sollen Lösungsansätze aufgezeigt werden, um

AUTOR Markus Kolb Leiter Marktsegment Control & Industry Solutions INFOS PHOENIX CONTACT AG CH-8317 Tagelswangen Tel. +41 (0)52 354 55 55 infoswiss@phoenixcontact.com www.phoenixcontact.ch

die Herausforderungen einer langfristig wirtschaftlichen Produktion zu bewältigen. Das kontinuierlich weiterentwickelte und ergänzte Produktportfolio von Axioline resultiert neben einer hohen geometrischen Varianz in einer entsprechenden Fertigungsvarianz. Die ständig steigende Variantenzahl bedingt den flexiblen, frei kombinierbaren Einsatz verschiedener Produktionsprozesse. Steuerungsseitig wird diese Anforderung durch ein selbst konzipiertes Leitsystem gelöst. Abgesehen von der Herstellung von Kleinstlosgrössen sowie der gleichzeitigen Fertigung unterschiedlicher Varianten erfordert die Bearbeitung von Prototypen und Mus-

tern, die sich aus der permanenten Weiterentwicklung der Produktfamilie ergeben, eine Losgrösse-1-Produktion. Verkettetes und skalierbares Fertigungssystem Damit Phoenix Contact schnell auf Marktveränderungen reagieren kann, muss ein verkettetes, skalierbares Fertigungssystem geschaffen werden. An dieses lassen sich alle Arbeitsplätze, Montage-/Prozesszellen, Montagemaschinen und Prüfzellen ankoppeln, die in der jeweiligen Ausbaustufe für den Produktionsprozess der Axioline-Module notwendig sind. Ein beliebig erweiterbares Werkstückträger-Umlaufsystem erlaubt

die flexible Vernetzung sämtlicher mögli- kauften Anlagenteile und Prozesse. Weil die chen Fertigungsressourcen zu einem Pro- prozessbezogene Parametrierung der angeduktionssystem (Bild 1). Zur Herstellung der koppelten Anlagenteile dezentral in deren Axioline-Module ist das System derart reali- interner Zellensteuerung hinterlegt ist, könsiert, dass es ein hohes Mass an Arbeitser- nen die Anlagenteile durch einfaches Einbingonomie bietet. So bringt es das zu bearbei- den und Freigeben im Ablauf-Editor des tende Produkt zum Mitarbeiter und befähigt Leitsystems per Plug-and-Work ans Banddiesen, an einem Arbeitsplatz verschiedene umlaufsystem angedockt werden. Funktionen auszuführen. Dabei wird er Die Vorteile, die aus dieser Art von Prozessdurch eine Werkerassistenz und entspre- integration resultieren, liegen auf der Hand. chend ausgestaltete Handarbeitsplätze un- Beispielsweise lassen sich Anlaufszenarien neuer Artikel besser in den Produktionsstätterstützt. Neben einer geeigneten Umlaufarchitektur ten abbilden, da eine einfache Möglichkeit müssen zur Umsetzung des beschriebenen der Skalierung von einer manuellen bis zur Ansatzes zwei Grundvoraussetzungen vor- voll automatisierten Fertigung geschaffen liegen: Es ist eine einheitliche elektrische worden ist. Zudem kann der Hersteller und elektropneumatische Schnittstelle erfor- durch eine gezielte Kapazitätserhöhung kurzfristig auf steiderlich, welche die gende Absatzmenortsunabhängige Ver«Die Bearbeitung von Prototypen gen reagieren. Dawendung unterund Mustern erfordert eine zu werden zum schiedlicher FertiLosgrösse-1-Produktion.» Beispiel gleichartigungsressourcen, ge Prozesse einvom Handarbeitsfach gedoppelt. Die platz bis zur vollautomatischen Beschriftungszelle, ermöglicht. Investitionen in Betriebsmittel tätigt der Darüber hinaus benötigen alle eingebunde- Hersteller somit zeitgerecht und angepasst nen Produktionsressourcen eine eigenstän- an die aktuellen Verkaufszahlen. Ein weitedige Steuerung ihrer artikelunabhängigen rer Nutzen des Ansatzes ergibt sich aus der Grundabläufe, um sie dezentral in das Ferti- Möglichkeit, technologische Weiterentwicklungen von Produktionsprozessen einfach gungskonzept integrieren zu können. und schnell in den Fertigungslinien umzusetzen. Zu diesem Zweck müssen lediglich Plug-and-Work-Ankoppelung an Umlaufsystem Mit der Bereitstellung von Strom, Druckluft einzelne Prozessmodule ausgetauscht werund einer Datenschnittstelle zum Leitsys- den. Das Werkstückträgersystem eröffnet tem über Docking-Stationen kann fast jede ferner grosse Freiheitsgrade bei den zu beArt von Herstellungsprozess in das Produkti- arbeitenden Artikeln. Dies, weil das System onssystem eingefügt werden. Das gilt für eine flexible Nutzung für unterschiedliche die im unternehmenseigenen Maschinen- Artikel und deren Varianten erlaubt, ohne bau entwickelten Fertigungszellen ebenso dass mechanische Anpassungen erforderè wie für die von anderen Herstellern zuge- lich sind (Bild 2).

Bild 2: Der flexible Werkstückträger kann unterschiedliche Artikel und deren Varianten aufnehmen.

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T I TE L S TO R Y

Koordination der Losgrösse-1-Produktion Zur Realisierung der Anforderungen an die Flexibilität und Plug-and-Work-Fähigkeit der Axioline-Anlage kommt ein von Phoenix Contact entwickeltes Leitsystem zum Einsatz. Dessen Aufgabe besteht darin, alle für die Losgrösse-1-Produktion notwendigen Produkt- und Fertigungsdaten zusammenzuführen, zu verwalten und zu verteilen. Über Schnittstellenmodule können verschiedene Systeme vom ERP-, PLM- und MES-System bis zur Maschinensteuerung in das Leitsystem eingebunden werden. Auftragsinformationen lassen sich direkt aus dem ERPSystem an die Anlage übertragen oder alternativ vor Ort in das System einpflegen. Zudem übernimmt das Leitsystem die Koordination und Steuerung der in der Produktionsanlage ausgeführten Prozesse. Darunter fallen der automatische und variantenspezifische Transport der Werkstücke zur richtigen Prozess- oder Prüfzelle sowie situationsbezogene Benutzerinteraktionen und Prozessabläufe. Die vor Ort tätigen Mitarbeiter werden in die Lage versetzt, die Prozessabläufe in Abhängigkeit von der Artikelvariante selbst anzupassen, zu parametrieren oder sogar neue Artikelvarianten anzulegen. Da die Konfiguration mittels eines grafischen Ablaufeditors möglich ist, sind dafür keine Programmierkenntnisse erforderlich. Ressourcenschonende Fertigung In Zukunft ist angedacht, die Prozesse bei unterschiedlichen Artikelvarianten weitgehend automatisch zu parametrieren. Dazu werden die vollständigen digitalen Informationen über das herzustellende Produkt, auch digitaler Artikel genannt, als Grundlage

Bild 3: Das Werker-Assistenzsystem leitet die Mitarbeiter durch die variierenden Prozessabläufe.

verwendet. Durch die Dokumentation sämtlicher Bauteil-, Prozess- und Prüfdaten lässt sich die Fertigungshistorie eines einzelnen Artikels langfristig nachvollziehen, sodass seine Nachverfolgbarkeit sichergestellt ist. An Terminals werden die Anlagenparameter, Auftragsdaten und weitere Informationen übersichtlich visualisiert sowie manuelle Prozesse, zum Beispiel Montage-, Handhabungs- oder Rüstarbeiten, über Werker-Assistenzsysteme unterstützt. Auf diese Weise reduziert sich die Komplexität der variierenden manuellen Tätigkeiten deutlich und gestaltet sich zudem ergonomisch. Das System leitet die Mitarbeiter Schritt für Schritt durch die Arbeitsabläufe (Bild 3).

Darüber hinaus trägt die durchgängige Verfügbarkeit aller Daten zur Umsetzung einer papierlosen Produktion bei, weil sämtliche Fertigungsunterlagen digital bereitgestellt werden können. Die flexiblen Prozessabläufe der Anlage ermöglichen eine ressourcenschonende Herstellung, indem Artikel automatisch aus der Linie ausgeschleust werden, wenn sie beispielsweise aufgrund defekter Elektronikbauteile auf der Leiterplatte nicht die hohen Qualitätsansprüche erfüllen. Nachdem der Fehler dann manuell behoben worden ist, wird der Artikel wieder eingeschleust und geprüft. ■

Individuelle Lagekorrektur der Beschriftung

Bild 4: Bei der Laserbeschriftung werden Positionsabweichungen durch ein Bildverarbeitungssystem automatisch kompensiert.

Die Axioline-Module werden durch einen Laser (Bild 4) beschriftet. Innerhalb der Beschriftungszelle sorgt ein intelligentes Bildverarbeitungssystem für eine individuelle Lagekorrektur der Beschriftung jedes einzelnen Artikels. Der Mitarbeiter muss die Druckbilder somit nicht mehr manuell berichtigen. Vor der Beschriftung werden unter Berücksichtigung geometrischer Einzelteil- und Montagetoleranzen zunächst die Ist-Positionen der zu kennzeichnenden Felder durch die Bildverarbeitung mit dem Sollbild des Artikels verglichen. Die Position der Laserbeschriftung wird auf diese Weise automatisch korrigiert. Das geschieht unabhängig von der Genauigkeit der Ausrichtung der Geräte sowie der auf ihnen angebrachten Stecker innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs. Neben der abschliessenden Kontrolle der Beschriftungsqualität überprüft das Kamerasystem darüber hinaus die montierten Stecker auf Vollständigkeit und richtige Bestückung. Zukünftig wird es sogar möglich sein, die Verfahrpositionen des Roboters und die Druckbilder automatisch aus dem digitalen Artikel auszulesen. Auf diese Weise können unterschiedliche Artikel und deren Varianten ohne manuelle Programmierung oder Einlernen flexibel verarbeitet werden.

TE C H N I K & M Ä R K TE

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PATENTRECHERCHE

Wer seine Idee als Patent verwertet, sollte abklären, ob ihm nicht jemand zuvorgekommen ist. Neuheiten und Erfindungen werden nicht offiziel geprüft. Und so können auch Klagen drohen. Diese Informationen sind im Internet oder in Datenbanken gut abgelegt. Wer jetzt weiss, wie und wo danach suchen, ist gut beraten. Das Internet Erste Patentinformationen bieten Plattformen im Internet: • Swissreg: Sobald Schweizer Schutztitel, wie Marken, Patente oder Typografien veröffentlicht sind, können sie über www.swissreg.ch abgefragt werden. • Espacenet: Das Europäische Patentamt stellt unter www.epo.org eine Datenbank zu Verfügung, in der Patente verschlagwortet sind. • DEPATISnet: Ebenso das Deutsche Patentamt stellt eine Datenbank zur Verfügung, die unter www.dpma.de abgefragt werden kann.

Registerreiter Das Patentregister ist zudem für jedermann zugänglich und zeigt z. B., wer, welches Design und Marke ab wann führt; allesamt bibliografische und Rechtsstands-Informationen zu Schutztiteln. www.wipo.int/romarin

Richtig angeleitet Ausserdem gibt es zielgruppenspezifische Angebote: • Schweizer KMU unterstützt die Kommission für Technologie und Innovation (KTI) in extra zugeschnittenen F&E-Projekten. Durch die begleitete Patentrecherche werden Unternehmen in das Patentwesen eingeführt und können sich in den Stand der Technik im Themenfeld vertiefen. • In der «Begleiteten Patentrecherche für öffentliche Forschungseinrichtungen» vom Institut für Geistiges Eigentum (IGE) lernen Forscher die nötigen Recherchestrategien. Daneben lernen sie mit Experten abschätzen, ob sich eine Patentanmeldung überhaupt lohnt. Quelle und Infos: Institut für geistiges Eigentum, www.ige.ch

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SCHALTSCHRANKLOSE ANTRIEBSTECHNIK ERLAUBT MODULARE MASCHINENKONZEPTE

Ab ins Feld Bosch Rexroth hat sein dezentrales Antriebssystem IndraDrive Mi um zusätzliche Eigenschaften und Funktionalitäten erweitert. Anwender können bei diesem unter anderem nun direkt auf sämtliche Antriebsdaten zugreifen, zudem ist es in schaltschrankloser Ausführung erhältlich.

007 stellte Bosch Rexroth mit IndraDrive Mi den weltweit ersten motorintegrierten, schaltschranklosen Servoantrieb vor. Lediglich die Versorgungskomponenten benötigten noch minimalen Platz im Schaltschrank. Inzwischen ist der Antriebs- und Steuerungshersteller einen Schritt weitergegangen, indem er das Versorgungsmodul in IP65 ausgeführt hat. Damit kann nun das komplette Antriebssystem direkt in die Maschine integriert werden. Das Netzmodul beinhaltet in einem Gerät den Netzfilter, die Netzdrossel sowie den Netzschütz und wird direkt ans Netz angeschlossen. Das rückspeisefähige Versorgungsmodul mit Ansteuerelektronik, Bremswiderstand und Bremstransistor ersetzt komplett die Versorgung und die Ansteuerelektronik im Schaltschrank.

Weniger Verkabelung und Energieverbrauch Es besteht die Möglichkeit, Module mit bis zu 30 Servoantrieben komplett vorzumontieren und in Betrieb zu nehmen, ohne diese mit dem Schaltschrank zu verkabeln. Das Zusammenstellen mehrerer Module geht damit mit einem deutlich geringeren Montageaufwand einher. Denn konsequent umgesetzt genügt es, die Einzelmodule mit einem Hybridkabel für Stromversorgung und Kommunikation zu verbinden. Ein weiterer Pluspunkt: Antriebe lassen sich nachträglich flexibel in den Antriebsstrang einbinden oder aus ihm entfernen. Zusätzlich unterstützen Servoantriebe IndraDrive Mi über die Multi-Ethernet-Schnittstelle alle gängigen Ethernet-basierten Protokolle wie Sercos, ProfiNet, EtherNet/IP, EtherCAT und Powerlink. Via Gateway ist

Komplett schaltschranklos: Mit den neuen Versorgungs- und Netzmodulen lassen sich alle elektrischen AntriebsBilder: Bosch Rexroth AG komponenten direkt in die Maschine integrieren.

Servonatriebe IndraDrive Mi reduzieren die Verkabelung im Vergleich zur klassischen Automatisierung um bis zu 90 Prozent.

eine Verbindung mit Profibus möglich. Damit lassen sich in der Hardware identische Module in verschiedene, vom Maschinenbetreiber bevorzugte Kommunikationsprotokolle integrieren. Im Vergleich zu einer klassischen Automatisierung reduziert dieser Ansatz die Verkabelung um bis zu 90 Prozent. Der Einspareffekt ist noch höher, da Sensoren, E/As und Feldbuskomponenten direkt an den dezentralen Antrieben angeschlossen werden können. Über das Hybridkabel ist es ausserdem möglich, Energie zwischen den Antrieben auszutauschen. Beispielsweise kann die beim Bremsen eines Antriebs entstehende Energie einem beschleunigenden Antrieb in der Maschine direkt zur Verfügung gestellt werden. So sind Energieeinsparungen von bis zu 50 Prozent möglich.

Antriebsdaten mit IT-Programmen abrufbar Im IndraDrive MI steht nun auch die Schnittstellentechnologie Open Core Interface zur Verfügung. Diese ermöglicht den direkten Zugriff auf alle Antriebsparameter über hochsprachenbasierte Anwendungen auf externen Geräten wie PCs. So lässt sich zum Beispiel nun der Energieverbrauch eines Achsantriebs ohne Anpassungen im SPS-Programm direkt abrufen und auswerten. Mit Open Core Interface for Drives genügt es, Makros der gängigen Tabellenkalkulationsprogramme zu schreiben, um auf die Antriebsdaten zuzugreifen. Die offene Schnittstellentechnologie ermöglicht so den Austausch von Daten zwischen Automatisierung und Unternehmens-IT und unterstützt die für Industrie 4.0 notwendige vertikale Vernetzung. ■

Zertifizierte Sicherheitsfunktionen Schaltschranklose Antriebe IndraDrive Mi haben zertifizierte Sicherheitsfunktionen von Safe Torque Off bis hin zu Safe Motion an Bord. Besonders interessant ist die einfache Realisierung von Sicherheitszonen mit mehreren Antrieben am Antriebsstrang. Die Definition der Sicherheitszonen erfolgt bei der Konstruktion, der Maschinenbetreiber muss diese nur noch separat aktivieren.

INFOS Bosch Rexroth Schweiz AG CH-8863 Buttikon SZ Tel. +41 (0)55 464 61 11 info@boschrexroth.ch www.boschrexroth.ch

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INTERVIEW MIT CEO EUGEN ELMIGER VON MAXON MOTOR

«Ich bin vom 3D-Druck total fasziniert» Die Maxon Motor-Gruppe legte im Geschäftsjahr 2014 deutlich zu. Im Interview erläutert CEO Eugen Elmiger, wie dieses Wachstum erreicht wurde und mit welchen strategischen Entscheidungen es fortgeführt werden soll. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Integration neuer Fertigungsverfahren und eine Ausbildungsinitiative.

In Europa verzeichnete die Maxon MotorGruppe im Geschäftsjahr 2014 ein kräftiges Wachstum von 199,1 auf 218,4 Millionen Schweizer Franken. Welche Branchen waren hierfür verantwortlich? Die Industrieautomation, die Robotik sowie die Medizintechnik waren unsere stärksten Wachstumstreiber. In der Medizintechnik waren es insbesondere Infusionspumpen, die für mehr Umsatz sorgten.

Sie vertreten die Ansicht, dass die Robotik in den kommenden zehn bis zwölf Jahren Ihr Geschäftsfeld sehr stark verändern wird. Wohin geht die Entwicklung? Die Robotik braucht künftig nicht nur Motoren, sondern vor allem intelligente, ganzheitliche Antriebssysteme. In unseren Entwicklungsabteilungen werden wir darum mehr Robotiker als heute benötigen. Derzeit beschäftigen wir viele Ingenieure, die auf ei-

ne Disziplin, wie zum Beispiel den Maschinenbau, die Elektrotechnik oder die Software, fokussiert sind. Da die Mechanik, die Elektronik und die Software aber immer weiter verschmelzen, benötigen wir vermehrt Mitarbeiter mit interdisziplinären Kenntnissen. Nun wurde das Berufsbild des Mechatronikers ja schon vor bald zwanzig Jahren definiert. Da

Die humanoide Robotik erfordert intelligente, ganzheitliche Antriebssysteme. «Für deren Entwicklung», sagt CEO Eugen Elmiger, «bedarf es vor allem Mitarbeitende mit interdisziplinären Fähigkeiten.» Bild: Maxon Motor

Geschäftsbericht Maxon Motor-Gruppe Die Maxon Motor-Gruppe steigerte im Geschäftsjahr 2014 nach zwei Jahren Stagnation ihren Umsatz um über fünf Prozent auf CHF 378,6 Mio. (2013: CHF 360,2 Mio.). Der Cashflow bewegte sich mit CHF 36,9 Mio. im Rahmen des Vorjahres (CHF 36,2 Mio.). Die Mitarbeiterzahl an den Standorten Sachseln/CH, Sexau/DE, Veszprém/HU und Sejong/KR erhöhte sich auf 2173 (2013: 2091). Durch die Übernahme der mdp France in Lyon ist das Unternehmen nun in praktisch allen wichtigen europäischen Industrieländern mit eigenen Vertriebsgesellschaften tätig. Zudem brachte Maxon Motor im vergangenen Jahr eine Rekordzahl an Innovationen auf den Markt. Diese kommen unter anderem auch in der ExoMars-Mission der European Space Agency zum Einsatz, die im Jahr 2019 eine Marslandung plant. Im laufenden Geschäftsjahr geht Maxon Motor davon aus, dass trotz des widrigen Marktumfeldes und des starken Frankens der Umsatz gehalten werden kann.

erscheint es erstaunlich, dass sich der interdisziplinäre Ansatz noch immer nicht durchsetzen konnte! In einzelnen Branchen konnte der Mechatroniker sicherlich Fuss fassen, aber es fand in diesen dann auch gleich wieder eine sehr grosse Spezialisierung statt. In der Robotik bedarf es beispielsweise umfangreicher Software- und Sensorik-Kenntnisse und eines allgemeinen Verständnisses für solche interaktiven Systeme.

Vor zwei Jahren hatten wir in den USA eine einmalige Bestellung mit einem hohen Umsatzvolumen, da ein anderer Lieferant Probleme mit seinen Motoren hatte und wir einspringen konnten. Diesen Abnehmer konnten wir damals bezüglich Qualität und Preis überzeugen, woraus neue Aufträge entstanden sind. Ausserdem haben wir unser Programm um weitere Produkte ergänzt, die insbesondere für den US-amerikanischen Markt sehr interessant sind. Im Geschäftsjahr 2014 nahm innerhalb der Maxon Motor-Gruppe die Anzahl der weltweiten Vollzeitstellen von 1949 auf 2028 zu. In der Schweiz selbst kam es zu einem Stellenrückgang. In welchen Bereichen fielen diese weg? Knapp 20 Prozent entfielen auf den administrativen und etwa 80 Prozent auf den produktiven Bereich. Die letzteren bauten wir an unserem Standort in Ungarn wieder auf. Was mir in diesem Punkt wichtig ist: Der Stellenabbau in der Schweiz lief ausschliesslich über natürliche Fluktuation. Keinem dieser rund 25 Mitarbeitenden sprachen wir die Kündigung aus.

Ihr Hauptaktionär Karl Braun mahnt die Politik an, aktiv gegen die schleichende Produktionsverlagerung vorzugehen. Nun haben Sie ja aber selbst Stellen von hier nach Ungarn verlagert. Wie sieht die weitere Zukunft für den Standort Die Maxon Motor-Gruppe baut derzeit eine Sachseln aus? Mechatronik-Division auf. Wie decken Sie für Wir werden die Produktionskapazitäten in diese Ihren Mitarbeiterbedarf? Eine ganz wichtige Rolle spielt für uns die der Schweiz sicher nicht mehr so ausbauen Ausbildung. Neben Automatikern, Konstruk- wie in der Vergangenheit, sondern das Bestehende stabilisieteuren, Polymecha«Wir benötigen vermehrt Mitarbeiter ren. Forschung und nikern, Elektronikern mit interdisziplinären Kenntnissen.» Entwicklung treiben und Informatikern Eugen Elmiger, CEO Maxon Motor wir global weiter vowerden wir bald ran, wovon unsere auch neue Ausbildungslehrgänge anbieten. Daneben pflegen Produktion in Sachseln profitiert. Einfachere wir mit verschiedenen Studentenprojekten Produktionseinheiten, aber auch arbeitsineinen engen Draht zu Universitäten und tensivere Arbeiten wandern vermehrt nach Hochschulen und versuchen so bereits früh, Ungarn oder Korea ab. den Nachwuchs für unsere Produkte und Für den EC4-Motor nahm Maxon eineinhalb Anwendungen zu begeistern. Jahre Entwicklungsaufwand auf sich, obwohl es weder eine Kundenanfrage noch eine Ihre Ausbildungsinitiative ist eine strategische Marktanalyse gab. Wie hat der Markt denn Entscheidung, eine andere war die Übernahme diese Innovation aufgenommen? des Vertriebs von mdp France. In welchen Sehr gut. Es gibt einige Anwender, die uns wichtigen europäischen Industriemärkten fehlt sagten, dass sie genau darauf gewartet hätIhnen nun noch eine eigene Vertretung? Da gibt es noch einige Industriemärkte, in ten. Einsatz findet er vor allem in minimaldenen wir Wachstum generieren können, invasiven Chirurgierobotern und in Insulininsbesondere in Osteuropa. Die Betreuung pumpen. Zudem steht der EC4-Motor im dieser Länder erfolgt derzeit über unsere Mittelpunkt eines KTI-Projekts, bei dem es um die Entwicklung eines optischen SysNiederlassung in Wien. tems geht. Trotz Produktionsverlagerungen von den USA Was macht den EC4-Motor für diese Anwendunnach Fernost rechnen Sie im laufenden Jahr mit gen so interessant? einem Umsatzwachstum im nordamerikanischen Markt. Was gibt Ihnen Anlass zu diesem Vor allem sein massiv verbessertes VolumenOptimismus? Leistungs-Verhältnis. Mit ihm haben wir unse-

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und ausführliche Tests erfolgreich absolviert hatten, legte sich bei den internen Kritikern die anfängliche Skepsis. Im Versuch erfüllten diese Teile nämlich alle die von uns gestellten Anforderungen einwandfrei. Da dieses Verfahren die Herstellung markttauglicher Produkte erlaubt, ergeben sich für uns vollkommen neue Möglichkeiten. Die da wären ... Beispielsweise für eine schnelle Ersatzteilbeschaffung ohne hohe Lagerkosten. Wird ein Ersatzteil bestellt, drucken wir dieses über Nacht und schicken es am nächsten Morgen zu unserem Kunden. Ob dieses dann dauerhaft oder nur zur Überbrückung eingesetzt werden kann, ist eine andere Sache. Auch die ersten BikeDrive-Designs sind mit dem 3D-Drucker entstanden.

Vom Ausbau von Forschung und Entwicklung am Unternehmenssitz in Sachseln profitiert nach Ansicht von CEO Eugen Elmiger auch die dort ansässige Produktion. Bild: Maxon Motor

ren 6- durch einen 4-Millimeter-Motor ersetzt – und das bei gleichem oder teilweise besserem Wirkungsgrad. Von den Leistungsparametern ist er eben so gut wie unser 6-Millimeter-Motor. Im vergangenen Geschäftsjahr brachten Sie verschiedene Produkte auf den Markt, die im

3D-Druck-Verfahren entstanden sind. Was waren die Hürden, die es zu nehmen galt? «Das brauchen wir nicht», hiess es aus unserer Entwicklungsabteilung, als die ersten 3D-Drucker auf den Markt kamen und ich das unbedingt einmal ausprobieren wollte. Nachdem wir die ersten Bürstendeckel gedruckt, an bestehenden Motoren eingebaut

Wie interessant ist das Verfahren für den Prototypenbau? Sehr, da wir nicht mehr Wochen oder Monate, sondern maximal 24 Stunden bis zum ersten Prototyp warten müssen. Gerade bei der Entwicklung komplexer Produkte ist es hilfreich, wenn man diese in die Hand nehmen, ineinanderschieben und gleich prüfen kann, ob sie so funktionieren, wie man sich das vorgestellt hat. Ich bin vom 3D-Druck zumindest total fasziniert. ■

AUTOR Markus Back Redaktion Megalink INFOS Maxon Motor AG CH-6072 Sachseln Tel. +41 (0)41 666 15 00 info@maxonmotor.com www.maxonmotor.com

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VLT MIDI DRIVE ERSETZT SCHRITTWEISE VLT 2800 VON DANFOSS

Wachablösung

Der VLT Midi Drive von Danfoss soll Anwendern das Leben erleichtern. So unterstützt er den Betrieb von Permanentmagnetmotoren, integriert Safetyfunktionen und lässt sich via Speichermodul integrieren. Dazu bietet der Frequenzumrichter, der sukzessive den VLT 2800 ablösen soll, weitere hilfreiche Eigenschaften.

er Midi Drive ist neu konzipiert und unterstützt zukünftig alle wichtigen Feldbusse – Profibus, Modbus, Profinet, EthernetIP und CANopen. Zudem hat Danfoss seine mechanischen Eigenschaften verbessert. So hat der Nachfolger des VLT 2800 steckbare Steuerungs- und Leistungsklemmen (bis 7,5 kW), die das Verdrahten im Feld deutlich vereinfachen. Der VLT Midi Drive hat ausserdem eine serienmässige Bremsansteuerung sowie eine STOFunktion, wie sie bisher nur in den Highend-Geräten von Danfoss zum Einsatz kommt. Bislang notwendige zusätzliche exter- Die Produktfamilie Midi Drive für den Spannungs- beziehungsweise Leistungsbereich 1 x 200Bild: Danfoss ne Komponenten 240 V/0,37-2,2 kW, 3 x 200-240 V/0,37-3,7 kW und 3 x 380-480 V/0,37-22 kW. entfallen damit. Zusätzlich steht eine externe 24-VDC-Versorgung zur Verfü- Midi Drive sichert Kontinuität gung. Damit ist die Steuerung des Umrich- Der Midi Drive entspricht im Platzbedarf ters auch dann kommunikationsbereit, dem VLT 2800: Breite und Tiefe sind gleich wenn die Netzversorgung getrennt ist. oder geringer, sodass im Schaltschrank der Über den Feldbus lassen sich die Frequenz- vorhandene Platz immer ausreicht. Für den umrichter in eine übergeordnete Steuerung Fall eines schnellen Austausches oder falls einbinden und parametrieren. Als weitere Geräte mit gleicher Leistung durch Geräte Option gibt es einen Speicherbaustein, der mit anderer Gehäusegrösse ersetzt werden zum Kopieren von Parametersätzen von ei- sollen, stehen Adapterplatten zur Verfünem Umrichter zum anderen oder zur Si- gung. Die Klemmenbelegung selbst bleibt cherung der Programmierung des Umrich- gleich. Für den OEM bedeutet das, dass er ters dient. Dieses Memory-Modul eignet ein neues Gerät problemlos in den bisherisich insbesondere für eine einfache Inbe- gen Anlagenaufbau übernehmen kann. triebnahme und einen einfachen Austausch im Servicefall. Der Anwender kann es mit- Fazit tels Programmiergerät am PC programmie- Der VLT Midi Drive ist voll abwärtskompatiren beziehungsweise beschreiben und es bel einsetzbar für alle Anwendungen, in despeichert Firm- und Software, die automa- nen bisher ein VLT 2800 arbeitet. Er steigert tisch ins Gerät aufgespielt wird, wenn der die Energieeffizienz von Applikationen noch weiter, da er neben DrehstromasynchronSpeicher in den Umrichter gesteckt wird.

motoren mit IE2- und IE3- auch PM-Motoren unterstützt. Als All-round-Drive eignet er sich für Standardanwendungen wie Fördersysteme, Prozesstechnik, Mischer, Verpackungstechnik und Nebenantriebe wie Pumpen, Lüfter und Kompressoren, die in der Anwendung nicht so viele Funktionen benötigen, wie sie ein VLT AutomationDrive zur Verfügung stellt. Neben seiner Kommunikationsfähigkeit zeichnet ihn seine einfache Bedienbarkeit und Inbetriebnahme mithilfe des Memory-Moduls aus. ■

INFOS Danfoss AG CH-4402 Frenkendorf Tel. +41 (0)61 906 11 11 info@danfoss.ch www.danfoss.ch

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Marktübersicht Gehäuse- und Kühltechnik Schutzarten Gehäuse-/Schranktyp

ABM Elektronik GmbH

www.abm-elektronik.ch

Arrow Electronics

www.arrowce.com

Carl Geisser AG

www.carlgeisser.ch

Dietrich + Blum AG

www.dietrichundblum.ch

Eaton Industries II GmbH

www.eaton.com

EHS Elektrotechnik AG

www.ehs.ch

Elcase AG

www.elcase.ch

Elma Electronic AG

www.elma.ch

EVE GmbH

www.eve.de

Häwa (Schweiz) AG

www.haewa.ch

Hager AG

www.hager.com

Lütze AG

www.luetze.ch

Omni Ray AG

www.omniray.ch

PHOENIX CONTACT AG

www.phoenixcontact.com

Phoenix Mecano Komponenten AG

www.phoenix-mecano.com

PowerParts AG

www.powerparts.ch

RS Components

www.rs-online.com

Rutronik AG

www.rutronik.com

Schukat Electronic Vertriebs GmbH

www.schukat.com

Simpex Electronic AG

www.simpex.ch

Trenew Electronic AG

www.trenew.ch

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Material

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Schutzeigenschaften

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Lüfter Bestückung

19-Zoll-Einschübe

Zubehör

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Wärmetauscher

Kühltechnik für Gehäuse

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SUPPORT FÜR LEUCHTEN-DESIGNER

Effizientes LED-Leuchten-Design Beim Umstieg von konventionellen Leuchten auf Solid State Lighting benötigen Hersteller neben lichttechnischer Kompetenz Know-how in den Bereichen Elektronik, thermisches Design und LED-Optiken/Reflektoren. Mit einem Partner, der in diesen Bereichen Entwicklungsunterstützung bietet und bei anderen Fragen rund um die elektronische Systemlösung berät, können nun selbst Hersteller ohne Erfahrung im Elektronikbereich die LED-Technologie einsetzen.

er Wandel von mit konventionellen Lampen ausgestatteten Leuchten hin zu LED-Leuchten bedarf eines Paradigmenwechsels. Nun ist spezifisches Knowhow in den Bereichen Elektronik, Thermodesign und Optik gefragt, in der Vergangenheit gewonnene Erfahrungen sind aufgrund des Technologiewechsels meist nicht übertragbar. Zudem gibt es noch immer Unsicherheiten bei Themen wie der Einteilung in Schüttgutgruppen/Farbortklassen, der Auswahl der richtigen Bauteile, der korrekten Entwärmung über den gesamten thermischen Pfad, der Einhaltung von Normen sowie Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Effizienz des gesamten LED-Systems. Elektronisches Design Da es in der Realität keine absolut konstanten Spannungsquellen gibt, Dioden einer Exemplarstreuung der Vorwärtsspannung unterliegen und ein gleichmässiger Lichtstrom gewährleistet werden soll, werden LEDs mit Konstantstromtreibern versorgt. Diese ECGs müssen Sicherheitsnormen und Richtlinien wie EN 61347-1, EN 613472-13, EN55015, EN61547, EN 61000-3-2, EN 62384 entsprechen, Prüfzeichen wie ENEC / VDE / EMC / EL / CE aufweisen, Gegentaktund Gleichtaktstörungen vermeiden, et cetera. Für die Entwicklung eines serienproduzierbaren, EMV-gerechten Schaltnetzteils kann leicht ein halbes Jahr bis zu einem Jahr vergehen, da es sich hier um einen iterativen Prozess handelt. Zudem sind die Tests im EMV-Testlabor aufwendig und teuer, sodass viele Anwender auf fertige Lösungen zurückgreifen. Sind spezielle Features gefragt, zum Beispiel besondere Formfaktoren oder höchste Effizienz, kann EBV in Zusammenhang mit seinen Anbietern von Schaltregler-IC echte Turnkey Solutions entwickeln. Je nach Wattage und Zielvorgaben können Buck-, Boost-, Flybackoder Resonanzkonverterdesigns realisiert werden.

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Optisches Design und Lichtmessungen In seinem hausinternen Lightlab verfügt EBV über zwei Ulbricht-Kugeln, eine 2-π-Kugel mit 250 mm und eine 4-π-Kugel mit 1000 mm Innendurchmesser sowie ein Photogoniometer und Spektrometer, mit denen die üblichen photometrischen Messungen von diskreten Bauelementen bis hin zu fertigen Leuchten durchgeführt werden können. Dies macht zum Beispiel Sinn, um den wahren Lichtstrom sowie die wahre Lichtstärke von LEDs zu erfassen und diese mit den im Datenblatt angegebenen Werten vergleichen zu können. Darüber hinaus werden die Lichtverteilungskurven, die spektrale Verteilung inklusive

Farbwiedergabeindex, die Angabe des Farbortes im CIE-Farbraum, et cetera ganzer Leuchten vermessen. Um das Angebot zu vervollständigen, werden Lichtplanungen auf der Basis von Software wie Dialux angeboten, auch um Prototypendesigns von Leuchten zu validieren, bevor diese in Serie gehen. Im Lichtlabor werden dazu Lichtstärkeverteilungen untersucht, um zu verifizieren, ob mit diesen Leuchten bei vorgegebener Raumgeometrie bestimmte Beleuchtungsaufgaben gelöst werden können. Thermisches Design und Lebensdauer Nur wenn die Halbleiterbauelemente richtig entwärmt werden, ist im Langzeitbetrieb ein langer Lichtstromerhalt gewährleistet. Als Kühler kommen überwiegend schwarz anodisierte, passive Kühlkörper zum Einsatz, die in den meisten Fällen von den Kunden selbst extrudiert werden. Für spezielle Anwendungen, wie zum Beispiel High-BayLighting jenseits von 10 000 lm mit hoher Wärmeverlustleistung von 50 W und mehr, kommen Zweiphasenkühler mit integrierten Heatpipes zur Anwendung. Diese sind Wärmeübertrager, die unter Nutzung der Verdampfungswärme eines Mediums wie Wasser oder Alkohol eine hohe Wärmestromdichte erlauben. Ein Trend sind auch thermisch leitfähige Kunststoffe auf Basis leitender und isolierender Additive, die in Bezug auf Design und Gewicht neue Gestaltungsmöglichkeiten bieten. Um für das jeweilige Leuchtendesign die optimale Entwärmung zu finden, ist eine thermische Simulation des Gesamtdesigns mithilfe des CFD-Verfahrens (Computational Fluid Dynamics) zweckmässig. Je nach Design ist eine Optimierung in puncto Kosten, Volumen, Struktur, Gewicht und Platzierung im Rahmen der Umgebungsparameter angesagt.

Hilfe für Leuchtenhersteller EBV Elektronik bietet Leuchtenherstellern intensive Unterstützung rund um LED-Designs: vom Design der Elektronik, Optik und Kühlung bis hin zur Überführung von der Entwicklung in die Produktion. Hierfür hat EBV im Rahmen der Vertikalen Segmente ein eigenes Technologiesegment namens «EBV Lightspeed» geschaffen. Das dezidierte Team hat es sich dabei zur Aufgabe gemacht, die Marktsegmente Allgemeinbeleuchtung aber auch Automotive, Healthcare und Consumer mit Systemlösungen zu bedienen. Es werden entwicklungsnahe Dienstleistungen, fachspezifische Publikationen, Technologiedemonstratoren, die EBV Lighting Academy und vor allem komplette, bausteinbasierte Systemlösungen angeboten. Der Leuchtenhersteller kann von Midund High-Power-LED über COB- und LED-Module, COB-Halter, zu Optiken und Reflektoren, Kühlkörpern, Konstantstromtreibern, DMX-, DALI- und KNX-Steuerungen bis hin zu Funksteuerungen alle elektrotechnischen Bauteile und Baugruppen beziehen, die er zum Bau einer Leuchte benötigt.

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Für eine lange Lebensdauer der Leuchte bei hoher Lichtausbeute ist ein effektiver Wärmeabtransport von essenzieller Bedeutung. Aus diesem Grund bietet EBV seinen Kunden die thermische Simulation per CFD als kostenlose Dienstleistung an. Effektiv zur effizienten LED-Lösung Im Rahmen von Technologiedemonstratoren bietet EBV eine Zusammenstellung der für die spezielle Applikation am zweckmässigsten befundenen Bauteile, deren Parameter wie Effizienz, Euro/lm, winkelabhängige Farbtemperaturverteilung, thermischer Widerstand des Gehäuses/Substrates, et cetera an. Ebenso werden Untersuchungen und Berechnungen zur Lebensdauer und Zuverlässigkeit angestellt. Leuchte im Internet der Dinge Eine Leuchte kann ein Ding im Rahmen des Internets der Dinge sein. Dabei passt sich diese zum Beispiel dem Umgebungslicht an oder bringt den Sonnenauf- und untergang ins Heim («Human Centric Lighting»). Mit dem Datenübertragungsprotokoll IEEE 802.15.4 für Wireless Personal Area Networks (WPAN) und dem darauf aufbauenden ZigBee steht eine Funktechnologie zur Verfügung, die für Anwendungen mit niedriger Datenrate (250 KB/s) entwickelt wurde. Es eignet sich aufgrund der geringen Energieaufnahme besonders zum Aufbau von Home Automation Networks, in dem viele Sensoren und Aktoren nur zeitweise und über kurze Strecken (x*10 m) wenig Daten versenden und empfangen und sich damit überwiegend im Standby-Modus befinden. Somit sind Batterielaufzeiten von mehreren Jahren gewährleistet. Dabei werden die lizenzfreien Frequenzen 868 MHz (Europa), 915 MHz (Nordamerika, Australien) oder 2,4 GHz (weltweit) genutzt. Um die Brücke zwischen ZigBee-Netz und WLAN herzustellen, wird ein mit dem Internet verbundendes Gateway benötigt, um das Heimnetz von innen typischerweise über ein Smartphone oder Tablet oder von aussen über die Cloud bedienen zu können. Auch bei Fragen aus diesem Themenfeld steht das Team von EBV beratend zur Seite. ■

AUTOR Sebastian Hülck Director Vertical Segment LightSpeed INFOS EBV Elektronik GmbH & Co. KG CH-8953 Dietikon Tel. +41 (0)44 745 61 61 dietikon@ebv.com www.ebv.com

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APPLIKATIONSNOTE – PWM-CONTROLLER FÜR LED-ANWENDUNGEN

Dimmbare Triacs richtig angesteuert Triac-Dimmer am Netzanschluss erfordern eine intelligente LED-Treiberschaltung. Wie sich eine solche Schaltung mit einem einfachen 8-Bit-Mikrocontroller realisieren lässt, beschreibt dieser Beitrag.

as beschriebene Design basiert auf einem Sperrwandler mit hohem Leistungsfaktor, der im Boundary-Modus (CCM; Critical Conduction Mode) betrieben wird, lediglich der Stützkondensator nach dem Vollbrückengleichrichter fehlt. Der Sperr-

AUTOR Christine A. Sumague and Mark Pallones INFOS Microchip Switzerland GmbH CH-5605 Dottikon Tel. +41 (0)56 610 15 01 www.microchip.com

wandler stellt die Grenze zwischen nicht-lückendem und lückendem Spulenstromfluss dar. Anstatt einer festen Gleichspannung dient die gleichgerichtete Sinuskurve als Eingang für den Wandler. Dabei kommt der 8-Pin-Mikrocontroller PIC12HV752 von Microchip zum Einsatz, der einen Signalgenerator (COG; Output Waveform Generator) und für Leistungswandler geeignete HLT-Peripherie integriert. Die Hauptaufgabe des COG ist die Umwandlung zweier getrennter Eingänge in einen PWM-Ausgang. Der HLT fungiert als zeitgesteuerte Hardware-Begrenzung, die mit asynchronen, analogen Rückkopplungsschleifen verwendet wird. Der interne Reset synchronisiert den HLT mit der Analog-Anwendung. Zur weiteren

Peripherie zählen I/O-Ports, eine Festspannungsreferenz (FVR), Komparatoren, ein D/A-Wandler (DAC), Timer, eine CaptureCompare PWM (CCP) und ein A/D-Wandler (ADC). Damit steht ein dimmbarer Triac mit einem aktiven Leistungsfaktor von 0,95; einem Eingang von 90 bis 240 VAC; einem Ausgang von 20 VDC und maximal 325 mA Ausgangsstrom zur Verfügung. Die Komparatoren verknüpfen die Analogschaltkreise mit einem Digitalkreis, indem zwei Analogspannungen verglichen werden und ein digitaler Anzeigewert ihrer relativen Grössen bereitsteht. Das 5-Bit-DAC-Modul setzt die gleichgerichtete Eingangsspannung um. Der ADC wandelt das Eingangssignal in ein entsprechendes 10-Bit-Binärsignal.

Bild 1: Vereinfachtes Blockschaltbild eines dimmbaren Triac-LED-Treibers.

Vorteile Eine Glühlampe funktioniert sehr gut mit einem Triac-Dimmer, da sie eine rein ohmsche Last ist. Bei einem Triac-kompatiblen LEDTreiber sollten dessen Eingangskennwerte also ebenfalls eine rein ohmsche Last darstellen. Eine PFC kann einen LED -Treiber am Netzeingang wie einen reinen Widerstand aussehen lassen, indem der Netzeingangsstrom in Phase mit der Netzeingangsspannung gebracht wird. Neben dem hohen Leistungsfaktor bietet diese Topologie die Isolation zwischen AC-Netz und Wandlerausgang als weiteren Vorteil. Zudem verringert sich der Kühlbedarf, was Kühlkörper erübrigt.

Bild 2: Bootstrap-Schaltkreis.

Bilder: Microchip

Der CCM sorgt auch für geringe Schaltverluste des MOSFET. Der hohe Leistungsfaktor senkt die Verlustleistung im Brückengleichrichter, zudem erlaubt die geringere Bauteileanzahl einen kleineren Formfaktor und spart Kosten. Ein kleiner, kostengünstiger Folienkondensator ersetzt den grossen und teuren High-Voltage-Elektrolytkondensator nach dem Brückengleichrichter. Funktionsweise Bild 1 zeigt den vereinfachten Schaltkreis des LED-Treibers mit PIC-Mikrocontroller, der mithilfe seiner Peripherie den Primärschaltkreis steuert. Die COG-Peripherie

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B A U E L E M E N TE

Bild 3: Bootstrap-Signalverlauf.

stellt ein PWM-Signal bereit, das den Eingang des MCP1416-MOSFET-Treibers ansteuert, um den MOSFET (Q1) einund auszuschalten. Die steigende Flanke des PWM-Signals wird über den HLT oder den Komparator C1 gesteuert; die fallende Flanke über den Komparator C2. Der Eingang von C1 wird aus der Spannung der Transformator-Hilfswicklung T1 abgeleitet, die mit VSS verglichen wird, um den Nulldurchgang der Spannung der Hilfswicklung (Vaux ) zu erkennen. Der Eingang von C2 ist die Spannung über dem Widerstand Rsense, die mit dem DAC-Ausgang verglichen wird. Der DAC-Ausgang hängt von Vref ab, die mit der Eingangssignalform verbunden ist, welche aus dem gleichgerichteten Eingangssignal und einem einfachen Spannungsteiler abgeleitet wurde. Der wesentliche Vorteil dieser Regelung auf der Primärseite ist die Einbeziehung der PFC. Dies erfolgt durch Vorsteuerung (Feed Forward) und Spitzenstromsteuerung (Peak Current Mode Control). Start-up Beim Anlegen der AC-Eingangsspannung steigt die Basisspannung des Transistors Q4 im Bootstrap-Schaltkreis (Bild 2). Ist die Basisspannung ausreichend, schaltet sich Q4 ein und die Diode D14 ist in Durchlassrichtung gepolt. Die Spannung über der Basis von Q4 wird über die Zenerdiode D13 auf 10 V gehalten. Schaltet Q4 ein, fliesst der Kollektorstrom durch RC und D14, um VDD der PIC-MCU zu erhöhen. Ist VDD gross genug (in der Regel die Mindest-VDD der MCU), werden der HLT, COG, DAC, ADC und die Komparatoren initialisiert. Da-

nach gibt der HLT einen Puls mit 58 kHz aus, um Q1 einzuschalten. Die Primärspule T1 wird daraufhin mit Energie versorgt und der Magnetisierungsstrom induziertVaux sobald Q1 abschaltet. Erreicht die gleichgerichtete Vaux den Wert 10 V, fällt die Durchlassspannung von D14 auf unter 0,7 V. D14 wird dadurch nicht-leitend und Q4 schaltet ab. Nach dem Abschalten von Q4 wird VDD durch Vaux bereitgestellt. Wichtig ist, dass Q4 im normalen Schaltkreisbetrieb immer ausgeschaltet bleibt, um eine Verlustleistung in Q4 zu vermeiden. Q4 bleibt so lange ausgeschaltet, solange Vaux ausreicht. Der Betrieb des Bootstrap-Schaltkreises wird durch die Signalformen in Bild 3 erläutert. Stabiler Zustand Ist Q1 eingeschaltet, ist die Sekundär-Diode D2 ausgeschaltet und die Spannung über der Primärspule T1 (VLP ) gleich zu Vin(f). Da-

Bild 4: Schaltstörungen im Vsense-Verlauf.

bei handelt es sich um die gleichgerichtete Eingangsspannung, die der Spitzen-Eingangsspannung (Vpk ) multipliziert mit dem Phasenwinkel des gleichgerichteten Eingangssignals entspricht. Ist Q1 eingeschaltet, steigt der Strom der Primärspule (ILP ) linear. Dieser Strom fliesst durch den Widerstand Rsense; dessen Spannungsabfall wird als Messspannung (Vsense ) verwendet, um ILP abzuleiten. Durch das Einschalten von Q1 wird ILP meist durch Störungen beeinträchtigt, die sich auch bei Vsense widerspiegeln (Bild 4). Um falsches Auslösen durch diese Schaltstörungen zu verhindern, verwendet die COG-Peripherie die Verzögerungstimer des Komparators, um einige Zyklen abzuwarten. Vsense wird mit der DACSpannung (VDAC ) verglichen, die über den Komparator C2 auch den Spitzenstrom festlegt. VDAC leitet sich über einen Spannungsteiler von der gleichgerichteten Eingangsspannung ab, folgt dem gleichgerichteten Eingang und zwingt den Spitzenstrom der Primärspule (ILpk ) synchron und proportional zum gleichgerichteten Eingang zu sein. Damit stellt der Schaltkreis die PFC-Funktion bereit. Erreicht Vsense den VDAC -Wert, schaltet Q1 aus und HLT wird zurückgesetzt. Wie erwähnt, arbeitet der Schaltkreis im Critical-Conduction-Modus. Um diesen sicherzustellen, sollte Q1 wieder eingeschaltet werden, sobald ILS (Strom der Sekundärspule) den Wert Null erreicht. Eine Nullstromerkennung über C1 macht dies möglich, das heisst, wenn ILS den Nullwert auf Basis von Vaux durchläuft. Bild 5 zeigt den Zeitverlauf der Steuerung vom Start bis zum stationären Zustand. Zusätzliche Schaltkreise Bild 1 zeigt einige Schaltkreisblöcke, die für mehr Zuverlässigkeit im Design sorgen. Der Einschaltstrom-Schaltkreis ist ein aktiver Schaltkreis, der die Komponenten auf der Primärseite schützt, indem er Eingangsstromspitzen unterdrückt. Die Ableitschal-

Bild 5: Zeitdiagramm der LED-Treiberansteuerung.

tung (Bleeder) zieht zusätzlichen Strom, um den Triac-Haltestrom bei niedriger Eingangsspannung aufrechtzuerhalten (Bild 6). Wird der erforderliche Haltestrom des Triac nicht eingehalten, löst dieser ungewollt aus. Der Überspannungsschutz (Snubber) schützt Q1 vor grossen Spannungsspitzen, die durch die Streuinduktivität von T1 entstehen. Wenn Q1 abschaltet, wird die Energie der Streuinduktivität zurück in die Primärspule reflektiert. Der Snubber-Schaltkreis baut diese Energie ab und reduziert die Spannungsspitze. Firmware Der Firmware-Aufwand ist klein und besteht hauptsächlich aus der Initialisierung der Core-unabhängigen Peripherie. Die Anschlüsse an der PIC-MCU werden entsprechend ihrer Funktion konfiguriert. Nach der Konfiguration wird die Peripherie aktiviert. Bei der Initialisierung werden die internen

Bild 6: Schaltvorgänge der Ableitschaltung.

Verbindungen und Funktionen der Peripherie hergestellt. Der ADC erkennt den Zustand des Triac-Dimmers. Wenn die vom ADC abgetastete gleichgerichtete Eingangsspannung die Schwellenspannung des Triac-Mindesthaltestroms übersteigt, schaltet der Bleeder-Schaltkreis aus, anderenfalls schaltet er sich ein. Bevor er sich einschaltet, ist eine gewisse Verzögerung erforderlich, um den Zustand des Triac-Dimmers zu bestimmen. Fazit Für ein stufenloses Dimmen und einen einwandfreien Betrieb muss ein ungewolltes Schalten des Triac verhindert werden, das durch Ringing entsteht, wenn der Triac ausgelöst wird. Der Eingangsfilter des hier beschriebenen LED-Treibers muss daher optimiert werden, um dieses Problem und eine Veränderung des Eingangssignals zu vermeiden. ■

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NI-TUTORIUM «ERSTELLUNG EINES MESSSYSTEMS» – DIE PASSENDE ANWENDUNGSSOFTWARE

Entscheidend ist die Zukunft Die Erstellung eines Messsystems ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Diese erläutert eine zehnteilige Serie von National Instruments. Der siebte Teil befasst sich mit den Kriterien für die Bestimmung der passenden Anwendungssoftware.

ie Anwendungssoftware ist Kernbestandteil moderner Datenerfassungssysteme. Somit ist die Wahl eines Softwarewerkzeugs, das sowohl dem aktuellen Bedarf einer Anwendung entspricht als auch bei zukünftigen Anforderungen leicht erweitert werden kann, von entscheidender Bedeutung. Ein Anwender möchte auf keinen

Fall den gesamten Programmcode umschreiben, wenn er neue Anwendungssoftware einsetzt, nur weil sich der alte Code nicht mehr erweitern lässt. Die Entscheidung darüber, welche Kompromisse bei der Auswahl des passenden Softwarewerkzeugs für das Datenerfassungssystem eingegangen werden müssen, hängt von den

zu erfüllenden Anforderungen ab. Nachfolgend werden fünf Punkte eingehender betrachtet, die bei der Auswahl der Anwendungssoftware hilfreich sein können. Flexibilität für zukünftige Anforderungen Werkzeuge für die Datenerfassung reichen von sofort einsatzbereiten Programmen

«Grosse Aktivitäten in Foren deuten auf gute Supportmöglichkeiten hin.»

Bild 1: Nicht der Nerd, sondern die Anwendung bestimmt die Wahl der Anwendungssoftware.

Bild: © istockphoto.com

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(keine Programmierung erforderlich) bis hin zu vollständig benutzerdefinierten Anwendungsentwicklungsumgebungen. Zwar ist es einfach, eine Entscheidung über die Anwendungssoftware auf Grundlage aktueller Anforderungen bezüglich der Systementwicklung zu treffen, jedoch muss auch berücksichtigt werden, ob die Software erweiterbar ist und sie die Aufgabenstellungen eines Systems lösen kann, das sich immer weiterentwickelt. Einsatzfertige Softwarewerkzeuge bieten zumeist festgelegte Funktionen und sind für spezielle Messoder Prüfroutinen ausgelegt. Auch sind häufig die Hardwareoptionen eingeschränkt. Diese Art von Softwarewerkzeug ist für ein Datenerfassungssystem gut geeignet, wenn es den Anforderungen des aktuellen Entwicklungsprojekts entspricht und keine Modifizierungen oder Erweiterungen der Funktionalität des Systems mehr anstehen. Der grösste Nachteil besteht darin, dass einsatzfertige Anwendungssoftware sich nicht immer ohne weiteres ausbauen lässt, um neue Funktionen in ein bestehendes Datenerfassungssystem zu integrieren. Damit die Anwendungssoftware zu den Anforderungen des vorhandenen Systems passt und sich erweitern lässt, sollte eine Entwicklungsumgebung gewählt werden, mit der sich benutzerdefinierte Anwendungen erstellen lassen. Anwendungsentwicklungsumgebungen sind sehr flexibel, was die Integration von Datenerfassungstreibern in die Software sowie die Entwicklung einer massgeschneiderten Benutzeroberfläche und von Programmcode betrifft, um die benötigten Messoder Prüfroutinen auszuführen. Der einzige Nachteil ist, dass zunächst Zeit für das Erlernen der Programmiersprache aufgewendet werden muss und die Anwendungen selbst zu entwickeln sind. Das mag zwar eine grosse Verpflichtung bedeuten, doch stellen moderne Entwicklungsumgebungen etliche Werkzeuge für einen einfachen Einstieg bereit: Online- und persönliche Schulungen, Beispiele für die ersten Schritte, Assistenten für die Codegenerierung, Anwenderforen zum Austausch von Pro-

grammcode und zum Diskutieren von Herausforderungen sowie persönliche Unterstützung durch Applikationsingenieure oder andere Supportmitarbeiter. Zeitaufwand für das Erlernen der Software Jeder erlernt den Umgang mit neuer Software in einem anderen Tempo. Die dafür benötigte Zeit hängt vom ausgewählten Softwarewerkzeug ab und von der Sprache, mit der die Anwendungen für die Datenerfassung programmiert werden.

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Sofort einsetzbare Softwarewerkzeuge lassen sich am einfachsten und schnellsten erlernen, da sich der Anwender nicht mit den Programmierdetails auseinandersetzen muss. Wenn eine benutzerdefinierte Anwendung für das Datenerfassungssystem ausgewählt wird, sollte sichergestellt sein, dass Ressourcen verfügbar sind, um mit dem Werkzeug schon nach kurzer Zeit umgehen zu können. Dazu zählen Benutzerhandbücher, Hilfedateien, Online-Anwendergemeinschaften und Supportforen. è

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Um sich mit Anwendungsentwicklungsumgebungen vertraut zu machen, ist oft mehr Zeit nötig. Der Grossteil dieser Zeit muss für das Erlernen der Sprache eingesetzt werden, die innerhalb der Umgebung für die Programmierung der Anwendungen verwendet wird. Wird eine Entwicklungsumgebung mit einer Sprache gefunden, die dem Anwender bereits vertraut ist, lässt sich die Zeitspanne bis zum kompetenten Umgang mit der neuen Umgebung reduzieren. Viele Entwicklungsumgebungen können in verschiedenen Sprachen innerhalb einer einzigen Architektur integriert werden und sie sogar kompilieren. Wenn Umgebungen in Betracht gezogen werden, für die eine neue Sprache erlernt werden muss, sollten jene berücksichtigt werden, mit denen sich der Anwender auf die zu lösende technische Aufgabenstellung konzentrieren kann und nicht auf die maschinennahen Details einer Programmiersprache achten muss. Textbasierte Sprachen wie ANSI C/C++ stellen oft eine Herausforderung dar. Sie beinhalten viele komplexe Regeln zu Grammatik und Syntax, die eingehalten werden müssen, um den Programmcode zu kompilieren und auszuführen. Grafische Programmiersprachen wie jene, die NI LabView (Bild 2) anbietet, lassen sich oft leichter erlernen, denn ihre Implementierung ist intuitiver und entspricht von der Darstellung her eher den Gedankengängen eines Ingenieurs. Ebenfalls nützlich ist das Material zu den ersten Schritten, das mit der Anwendungssoftware bereitgestellt wird. Es unterstützt die zügige Konfiguration und Ausführung eines neuen Softwarewerkzeugs innerhalb einer kürzeren Zeitspanne. Integration von Treibern und Werkzeugen Allzu oft gehen Entwickler davon aus, dass bereits der Gerätetreiber ausreicht, um ihr Messgerät in ein Datenerfassungssystem zu integrieren. Dabei wird nicht immer berücksichtigt, wie dieser Treiber sich in die Anwendungssoftware integriert, die zur Systementwicklung verwendet wird. Der Treiber und das Softwarewerkzeug müssen zueinander kompatibel sein, damit die Integration ins gesamte Datenerfassungssystem erfolgreich ist. Datenerfassungssysteme erfordern häufig die Integration von System- und Datenverwaltungssoftware, damit etwa eine Nachbearbeitung, Analysen oder Datenspeicherungen durchgeführt werden können. Die Anwendungssoftware sollte auch eine einfache Möglichkeit bereitstellen, um die Daten nach der Erfassung zu verwalten. Analysen kommen bei einem Messsystem häufig vor und der Grossteil der Anwendungssoftware für die Datenerfassung stellt

Bild 2: Vergleich zwischen textbasierter und grafischer Programmiersprache.

diese Routinen über ein Signalmanipulationswerkzeug oder eine Programmierschnittstelle (API) bereit. Es sollte darauf geachtet werden, dass die für das System benötigten Analyseroutinen innerhalb der Anwendungssoftware bereitgestellt werden. Ansonsten müsste der Umgang mit zwei Umgebungen erlernt werden: eine für die Erfassung und eine für die Analyse. Hinzu käme, dass Daten zwischen beiden Umgebungen hin und her übertragen werden müssten. Darstellung und Datenspeicherung gehen häufig Hand in Hand in einem Datenerfassungssystem. Die ausgewählte Anwendungssoftware sollte eine einfache Möglichkeit bieten, um die erfassten Daten darzustellen, entweder über eine vordefinierte Benutzeroberfläche oder anpassbare Oberflächenelemente, sodass die erfassten Daten dargestellt werden können. Des Weiteren sollte eine Gelegenheit vorhanden sein, System- und Datenverwaltungssoftware zu integrieren, sodass grosse Mengen Daten oder mehrere Tests gespeichert werden können. Die Anwendungssoftware sollte verschiedene Werkzeuge bieten, sodass verschiedene Speicher- und Zugriffsoptionen abgedeckt werden. Dadurch verfügt der Anwender über die zusätzliche Flexibilität, Daten nachbearbeiten und standardisierte, professionelle Berichte für die Zusammenarbeit mit anderen Anwendern generieren zu können. Unterstützung Das Umfeld einer Anwendungssoftware ist ebenso wichtig wie das Softwarewerkzeug selbst. Ein Umfeld, das aktiv gepflegt wird, bietet unterschiedliche Hilfsmittel und auch Feedback, damit ein Anwender ein neues Softwarewerkzeug erlernen kann. Mit etwas Zeit lässt sich feststellen, wie aktiv Anwender in den entsprechenden Foren einer Anwendergemeinschaft sind und welche Informationen ausgetauscht werden (Programmcode, Diskussionen, Tipps und Tricks). Viel Aktivität deutet auf gute Supportmöglichkeiten hin. Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die Anwendergemeinschaft sich zu Aufgabenstellungen austauscht, die den eigenen ähneln.

Bild: NI

Das Umfeld aus Anwendern zu einer Anwendungssoftware bringt häufig zukünftige Entwicklungen voran. Es sollte überprüft werden, ob das Unternehmen hinter einer Anwendungssoftware auf die Bedürfnisse der Anwendergemeinschaft reagiert und ob die Anwenderbasis Vorschläge liefern kann, die sich womöglich in zukünftigen Funktionen der Software niederschlagen. Stabilität der Software Abschliessend sollte ein Kriterium berücksichtigt werden, das nicht mit formeller Dokumentation oder Funktionsspezifikationen, sondern vielmehr durch Mundpropaganda belegt werden kann. Dazu können Anwenderberichte durchgesehen werden, die über den erfolgreichen Einsatz der Anwendungssoftware informieren. Der direkte Kontakt zu Anwendern, die das Softwarewerkzeug in eigenen Projekten genutzt haben, kann ebenfalls aufschlussreich sein. Der Blickwinkel anderer Anwender ausserhalb des Unternehmens, in dem die Software entwickelt wird, ist ein echter Indikator ihrer langfristigen Stabilität und erfolgreichen Nutzung. Fällt die Entscheidung für eine Anwendungssoftware, die erwiesenermassen stabil und langlebig ist, trägt das dazu bei, die Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit des Systems sicherzustellen. Das schlägt sich wiederum darin nieder, dass die gewählte Umgebung nicht schon nach kurzer Nutzungsdauer des Systems überholt ist. ■

INFOS NI Switzerland GmbH CH-5408 Ennetbaden Tel. +41 (0)56 200 51 51 ni.switzerland@ni.com www.ni.com/switzerland

P R O D U K TE Ü B E R S I C H T A B S O L U T D R U C K S E N S O R E N

Anbieter A + P Komponenten AG Homepage www.apkompo.ch

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Endress+Hauser (Schweiz) AG www.ch.endress.com

PEWATRON AG www.pewatron.com

Schneider Electric AG www.schneider-electric.com

Deltarbar FMD71/FMD72

IPPS-015

OsiSense XMLR

Differenzdrucktransmitter

Absolutdrucksensor

Elektronischer Drucksensor

Füllstandmessung in drucküberlagerten Behältern, Anlagenund Maschinenbau, Prozessindustrie

HLK

Anlagen und Maschinenbau, HLK, Prozessautomation, Kompressoren, Pumpen und Mobile Fahrzeuge

bis 40bar

300...1100 mBar

-1 bis 600 Bar

je nach Sensor – 40 bis + 150°C

– 40 bis 85°C

– 20 bis +80°C

Einzelsensor ± 0,075 %

± 0.2%

korrosive, abrassive

–

Hydrauliköle, Wasser; Luft, Kühlf

IP66/88

–

IP65, IP67

4-20mA HART

–

M12-Stecker 4 oder 5 Pin

Aluminiumdruckguss, Edelstahl

–

Polyarylamid

Transmitter: 111 x 220 x 111 mm

4,5 x 4,0 x 1,1 mm

42 x 93 x 41 mm

Sonstige Merkmale / Optionen DIE’s, SMD und Leiterplattenausführungen sind erhältlich

elektrischer Differenzdrucktransmitter mit wahlweise Keramik- oder Metalsensoren, Absolut- und Relativdruckmesszellen

Der Sensor entspricht allen RoHS- und REACH-Richtlinien. Für mobile Anwendungen geeignet.

Umkehrbare Anzeige G1/4A, 1/4"-18 NTP 7/16-20 UNF-2B Programmierbar

Anbieter Schneider Electric AG Homepage www.schneider-electric.com

Siemens Schweiz AG www.siemens.de/sitransp200

Siemens Schweiz AG www.siemens.de/sitransp300

Siemens Schweiz AG www.siemens.de/sitransp

Sitrans P200

Sitrans P300

Sitrans P DSIII

Produkttyp Elektronischer Drucksensor

Absolutdruckmessumformer

Einsatzgebiete Anlagen und Maschinenbau, HLK, Prozessautomation, Kompressoren, Pumpen und Mobile Fahrzeuge

Maschinenbau, Schiffsbau Energietechnik, Chemie Wasserversorgung

Lebensmittelindustrie Pharma, Biotechnik, Chemie, Anlagenbau, Schiffsbau, Energietechnik, Petrochemie

Chemie, Anlagenbau, Schiffsbau, Energietechnik, Petrochemie, Zellstoff und Papier, Wasser, Abwasser

0 bis 16 bar

0 bis 30 bar

0 bis 30 bar a

– 40 bis + 145°C

– 60 bis + 300°C

≤ 0,25%

≤ 0,1 %

Produktname CAU-T series Produkttyp Drucktransmitter Einsatzgebiete Anlagen- und Maschinenbau, HLK, industrielle Prozesssteuerung, etc. Absolutdruckmessbereich 1.0 bis 25 bar Mediumstemperaturbereich – 25 bis + 85°C Genauigkeit, typ. Nichtlinearität ± 0.2 % Messbare Medien Luft, nicht aggressive Gase Schutzart Drucktransmitter IP65 Schnittstellen zur Signalübertragung Voltage output Gehäusematerial Edelstahlgehäuse Baugrösse Diverse

Produktname OsiSense XMLP

Absolutdruckmessbereich – 1 bis 600 bar Mediumstemperaturbereich – 30 bis + 120°C Genauigkeit, typ. Nichtlinearität ± 01% Messbare Medien Hydraulik, Gas, Wasser; Luft, Kühlfl Schutzart Drucktransmitter IP65 bis IP69K

aggressive und nicht aggressive aggressive, hochviskose

aggressive, hochviskose

IP65 bis IP67

IP65 bis IP69k

IP65 bis IP68

HART, Profibus-PA, Foundation Fieldbus,

HART, Profibus PA, Foundation Fieldbus, Profisafe

Schnittstellen zur Signalübertragung M12-Stecker Gehäusematerial Stainless steel Baugrösse 30 x 26 mm ohne Steckverbinder Sonstige Merkmale / Optionen Externe Anzeige (ZMLPA) G1/4" A Aussengewinde

Edelstahl

Aluminiumdruckguss, Edelstahl

24 mm Ø x 30,2 mm

91 mm Ø x 125 mm

80 x 171 x 143 mm

kompakte Bauweise Zertifikate und Zulassungen

frontbündige Membrane Hygiene- und Aseptikausführungen, Zertifikate und Zulassungen, Diagnose- und Simulationsfunktionen

Turn-Down-Rate 1:30; Langzeitstabilität ≤ 0,1% pro Jahr; Zertifikate und Zulassungen; Diagnose- und Simulationsfunktionen

Quersektion 200

«Networks & Communication»

CLOUD-BASIERTE SOFTWARE OPTIMIERT ENERGIEVERBRAUCH VON HLK-SYSTEMEN

Proaktive Algorithmen

Die Cloud-basierte Softwareplattform PEO reduziert mittels proaktiver Algorithmen den Energieverbrauch von Grossgebäuden um bis zu 25 Prozent. Für die Analyse und Visualisierung der mehrere Gigabyte grossen Datensätze setzt deren Entwicklerin BuildingIQ auf Matlab.

Swiss Technology Network swissT.net Quersektion 200 Networks & Communication 8604 Volketswil Tel. 044 947 50 90 info@swisst.net Präsident: Christian Studer (ITRIS Enterprise AG) Vorstand: Stéphane Rey (WAGO Contact SA) Max Felser (Berner Fachhochschule) Urs Thönen (Phoenix Contact AG) Adrian Frutig (Harting AG)

ürogebäude, Krankenhäuser und andere grosse Gewerbebauten machen etwa 30 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs aus. Gerade in diesen sind die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensysteme (HLK) oft ineffizient, da Wetterveränderungen, schwankende Energiekosten oder die thermischen Eigenschaften des Gebäudes nicht berücksichtigt werden. BuildingIQ hat daher die Cloud-basierte Softwareplattform Predictive Energy Optimization (PEO) entwickelt, die bei Normalbetrieb den HLK-Energieverbrauch um 10 bis 25 Prozent verringert. PEO wurde in Zusammenarbeit mit der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) entwickelt, der staatlichen Behörde für wissenschaftliche und industrielle Forschung Australiens. Die in Matlab umgesetzten Algorithmen

und Methoden für maschinelles Lernen optimieren die HLK-Leistung ständig auf Basis kurzfristiger Wettervorhersagen und Energiekostensignale. Die Herausforderung BuildingIQ musste Algorithmen entwickeln, die ununterbrochen Gigabytes an Informationen aus einer Vielzahl verschiedener Quellen wie Stromzähler, Thermometer, HLK-Drucksensoren sowie Wetter- und Energiekostendaten verarbeiten können. Ein einziges Gebäude erzeugt oft Milliarden Datenpunkte. Die Wissenschaftler und Ingenieure benötigten Werkzeuge für eine effiziente Filterung, Verarbeitung und Visualisierung dieser Daten. Um ihre Optimierungsalgorithmen auszuführen, mussten die Wissenschaftler und

In grossen Gewerbebauten können mit dem BuildingIQ Energieoptimierungssystem die EnergieBild: © istockphoto.com kosten um 10 bis 25 Prozent gesenkt werden.

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KO M M U N I K A TI O N

Ingenieure ein präzises mathematisches Modell der thermischen Dynamik und Leistungsdynamik eines Gebäudes erstellen. Der Algorithmus verwendet dieses berechnete Modell, um beschränkte Optimierungen auszuführen, die den Komfort für die dort arbeitenden Menschen sicherstellen und gleichzeitig die Energiekosten minimieren. BuildingIQ benötigte eine Methode, mit der mathematische Modelle schnell entwickelt, Optimierungen und Ansätze für maschinelles Lernen getestet, Prototypen von Algorithmen erstellt und diese in eine IT-Produktionsumgebung implementiert werden konnten.

Validierung von tatsächlichen Energiedaten und Modelllastverhalten in Matlab.

für maschinelles Lernen aus der Statistics and Machine Learning Toolbox, um die Daten zu segmentieren und den relativen Beitrag von Gas, elektrischem Strom, DampfDie Lösung und Solarenergie zu Aufheiz- und AbkühlBuildingIQ setzte Matlab ein, um die Ent- prozessen zu ermitteln. wicklung und Implementierung von Progno- Das Team baute ein PEO-Modell in Matlab, se-Algorithmen zur Energieoptimierung zu das die Wirkung des HLK-Systems und der beschleunigen. Der Optimierungs-Workflow Umgebungsbedingungen auf die Innentembeginnt in Matlab. BuildingIQ-Ingenieure im- peratur in jeder Zone sowie den Gesamtportieren und visualisieren Temperatur-, stromverbrauch des Gebäudes erfasst. UnDruck- und Enerter Verwendung giedaten, die über «Das Entwickeln von Algorithmen in Matlab von Control Sysdrei bis zwölf tem Toolbox anaist zehn Mal schneller als in Java.» Monate gesamlysierten sie die Borislav Savkovic melt wurden und Pol- und Nullstelzusammen mehrere Milliarden Datenpunkte len des HLK-Steuerungssystems, um den umfassen. Mit der Statistics and Machine Gesamtenergieverbrauch abzuschätzen und Learning Toolbox wurden Spitzen und Lü- zu bestimmen, wie schnell sich jede Zone cken in den Daten ermittelt sowie Rauschen voraussichtlich dem jeweiligen Sollwert anentfernt, das durch Sensorausfälle und wei- nimmt. tere Quellen verursacht wird, welche die Fil- BuildingIQ-Ingenieure verwendeten die Opterfunktionen der Signal Processing Toolbox timization Toolbox und das PEO-Modell, um verwenden. BuildingIQ-Ingenieure passten multi-objektive Optimierungen mit Hunderein mathematisches Modell in Matlab an ten von Parametern durchzuführen, sowie diese entrauschten Daten unter Verwendung nichtlineare Kostenfunktionen mit Randbevon Kleinster-Quadrate-Anpassungsfunktio- dingungen, um die Energieeffizienz ständig nen aus der Optimization Toolbox an. Dieses in Echtzeit zu optimieren. Diese OptimierunMessungs- und Verifikationsmodell setzt gen berücksichtigen Wettervorhersagen soUmgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit wie prognostizierte Energiepreise für die mit dem Stromverbrauch des HLK-Systems nächsten zwölf Stunden, um optimale HLKin Beziehung. Sollwerte zu ermitteln. Im Betrieb werden Im Rahmen des Modellierungsprozesses die Matlab-Optimierungsalgorithmen in reverwendete das Team SVM-Regression, gelmässigen Abständen über den Tag verGauss’sche Mischverteilungsmodelle und teilt durch eine Cloud-basierte Java-Softk-Mittelwerte von Clustering-Algorithmen ware aufgerufen.

Darstellung der BuildingIQ zur Plattform für Energieoptimierung (PEO). Die Plattform optimiert den Energieverbrauch mittels Überwachung und Steuerung einer Vielzahl von Variablen.

Bilder: Mathworks

BuildingIQ berechnet täglich die Grundenergiekosten auf Basis des Messungs-/Verifikationsmodell und ermittelt so, wie viel der Kunde für HLK-Energie ohne Einsatz der BuildingIQ PEO-Plattform bezahlt hätte. Die Einsparungen reichen von 10 bis 25 Prozent. Die Ergebnisse Mehrere Gigabyte Daten werden analysiert und visualisiert: «Matlab erleichtert die Verarbeitung und Visualisierung grosser Datensätze, mit denen wir arbeiten», sagt Borislav Savkovic, leitender Datenwissenschaftler bei BuildingIQ: «Wir erstellen Scatter-Plots, 2D- und 3D-Grafen und weitere Schaubilder, die aussagekräftig zeigen, was unser System leistet.» Die Geschwindigkeit der Algorithmen-Entwicklung hat sich verzehnfacht: «Das Entwickeln von Algorithmen in Matlab ist zehn Mal schneller und robuster im Vergleich zur Entwickelung in Java», so Borislav Savkovic: «Wir müssen unsere Daten filtern, Pole und Nullstellen betrachten, nichtlineare Optimierungen ausführen und eine Vielzahl weiterer Aufgaben durchführen. In Matlab sind all diese Funktionen integriert, robust und in der Praxis erprobt.» Beste algorithmische Lösungsansätze lassen sich schnell ermitteln: «Mit Matlab können wir schnell neue Ansätze testen, um die zu identifizieren, die für unsere Daten am besten geeignet sind», betont Borislav Savkovic: «Wir haben zum Beispiel mehrere Optimierungsansätze getestet, bevor wir uns für sequenzielle quadratische Programmierung entschieden haben, und wir haben ausserdem verschiedene Clustering-Algorithmen für maschinelles Lernen ausprobiert. Es ist ein enormer Vorteil, verschiedene Methoden so schnell untersuchen zu können.» ■

INFOS MathWorks CH-3008 Bern Tel.+41 (0)31 950 60 20 info@mathworks.ch www.mathworks.ch

PRODUKTMELDUNGEN

PC-based Control schafft Wettbewerbsvorspung In der Möbelindustrie werden Kundenbedürfnisse individueller. Das fordert Hersteller heraus: Wachsende Variantenvielfalt, kleine Losgrössen und schnelle Durchlaufzeiten bei gleichzeitig optimierter Ressourcen- und Energieeffizienz. Die Lösung bietet eine vernetzte Produktion mit hohem Automatisierungsgrad: ein Steuerungskonzept, das die zunehmende Konvergenz von Informationsund Automatisierungstechnik nutzt und für durchgängige Kommunikation sorgt. Industrie 4.0 steigert die Flexibilität, Effizienz und Nachhaltigkeit der Produktion durch die Vernetzung entlang der Wertschöpfungskette. Einen Beitrag liefert die PC-basierte Steuerungstechnik: Der PC als Steuerungsplattform mit offenen Kommunikationsschnittstellen liefert die Voraussetzung, um die für Industrie 4.0 erforderliche vertikale und horizontale Integration optimal umzusetzen

und eine vernetzte Fertigung zu realisieren. Mit PC-based Control können Fertigungssysteme und -module nahtlos in Produktionssysteme integriert werden und damit und mit überlagerten Produktionsplanungs- und Steuerungsebenen auf gesicherten Wegen kommunizieren. Änderungen in der Auftragsplanung oder in der laufenden Produktion können direkten Einfluss auf den aktuellen Produktionsschritt nehmen. Mit der Automatisierungssoftware TwinCAT 3 ist die notwendige Modularität und Objektorientierung sowie ein durchgängiges Engineering über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg gegeben.

Beckhoff Automation AG | CH-8200 Schaffhausen | Tel. +41 (0)52 633 40 40 info@beckhoff.ch | www.beckhoff.ch

Kompakte Hochleistungs-Sicherung für eigensichere Anwendungen Die Methode der elektrisch eigensicheren Anwendungen schränkt die elektrische und thermische Energie in einem System ein, sodass sich die gefährliche Atmosphäre nicht entzünden kann. Das hohe Ausschaltvermögen von 1500 A, der Kappenabstand von >10 mm und die Vergussfähigkeit machen Anwendungen im Bereich des Explosionsschutzes möglich. Die UMT-H SMD-Sicherung wird in insgesamt 19 Nennströmen angeboten und deckt einen Strombereich von 160 mA bis 10 A bei Spannungen von bis zu 277 VAC und 250 VDC ab. Durch diese und weitere Merkmale ist die quaderförmige UMT-H die platzsparende Alternative zu den zylinderförmigen Sicherungs-

einsätzen und eignet sich optimal für die kosteneffiziente, automatisierte Bestückung. Die UMT-H ist speziell zum Primärschutz in der Industrieelektronik für Nennspannungen von bis zu 277 VAC geeignet. Weiter gibt es eine Vielzahl von Anwendungsbereichen in der Energieversorgung, Medizintechnik, Telekommunikation und der E-Mobilität.

Schurter AG | CH-6003 Luzern | Tel. +41 (0)41 369 31 11 contact@schurter.ch | www.schurter.com

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PRODUKTMELDUNGEN

Leitungen online konfigurierbar Konstrukteure erhalten mit dem Programm von 3200 verschiedene Antriebsleitungen, die mit hoher Materialverfügbarkeit fertig konfektioniert lieferbar sind, mehr Freiheit. Die Leitungen sind speziell für den Einsatz in Energieketten konstruiert, dabei können Anwender zwischen sieben verschiedenen Qualitätsstufen auswählen. Die Leitungen verfügen über verschiedene Zulassungen und Konformitäten und werden dabei mit Steckern nach 22 verschiedenen Herstellerstandards konfektioniert. Die Leitungen und Stecker werden in Wunschlänge geliefert, und das ohne Mindermengenzuschlag. Sie verfügen über eine Lebensdauer von 36 Mo-

Einphasen-Filter mit hoher symmetrischer Dämpfung Ein kompaktes Design, verbunden mit hoher Performance, zeichnet die FMAB NEO Filter Serie aus. Ausgerüstet sind die Varianten mit grossen X-Kondensatoren, die eine hohe symmetrische Dämpfung im unteren Frequenzbereich gewährleisten. Symmetrische Störungen entstehen durch PhasenanschnittSteuerungen oder Halbleiter-Relais. Das Schalten der Leistungshalbleiter bewirkt Störströme zwischen Pol- und Neutralleiter. Sie bezeichnet man als symmetrische Störungen, die durch die X-Kondensatoren zwischen den betroffenen Leitern wirksam zurückgeführt werden. Die Reihe besitzt glänzende Stahlgehäuse. Dadurch wird der Filter abgeschirmt, gleich wie er montiert wird. Die Filterserie ist geeignet für Geräte mit hohen symmetrischen Störungen: Geräte mit Halbleiter, die grosse Leistungen regeln, wie etwa professionelle Kaffeemaschinen, Geräte mit Warmwasseraufbereitung und alle

Arten von Industrieelektronik. Auch für Medizinalgeräte und Haushaltgeräte sind sie gut geeignet. Die Serie ist erhältlich mit Steckanschlüssen oder Gewindebolzen (30-A-Version). Optional gibt es Ausführungen mit Litzenkabelanschluss. Sie besitzen einen Metallflange für einfache Schraubmontage auf Gehäuse. Die Baureihe ist für Stromstärken von 1 A bis 30 A bei 250 VAC gemäss IEC-Norm und UL-Norm ausgelegt. Sie hat die ENEC- und cURus-Zulassung und eignet sich für Anwendungen gemäss IEC 60950.

Schurter AG | CH-6003 Luzern | Tel. +41 (0)41 369 31 11 contact@schurter.ch | www.schurter.com

naten. Die Sicherheit kann aufgrund ausgiebiger Tests im grössten Testlabor der Branche garantiert werden. Um die Auswahl zu richtigen Leitungen noch einfacher zu gestalten, sind alle Antriebsleitungen im readycable-Produktfinder aufgeführt. Hier können Anwender einfach ohne Registrierung die richtige Leitung mit Stecker auswählen. Anschliessend erfahren sie Lieferzeit und den genauen Preis, dank Berücksichtigung des tagesaktuellen Kupferzuschlags. Auch werden in der Übersicht vergleichbare Leitungen gegenübergestellt, um Sparpotenziale und Unterschiede der Leitungen schnell und einfach ausfindig machen zu können.

igus Schweiz GmbH | CH-4622 Egerkingen | Tel. +41 (0)62 388 97 97 info@igus.ch | www.igus.ch

Lüfterlose PC-Power und Multitouch im Einbaugerät Die Einbau-Panel-PCs CP27xx sind lüfterlos und kompakt, bieten Multitouch in Verbindung mit der hohen Rechenleistung eines 1,4-GHz-IntelCeleron-Prozessors oder einer Intel-AtomTM-CPU mit bis zu vier Cores. Zur Verfügung stehen sieben Displaygrössen von 12 bis 24", mit denen sich – je nach Betriebssystem – Dualtouch- bis hin zu 5-Finger-Multitouch-Applikationen realisieren lassen. Mit frontseitiger Schutzart IP65 und dem weiten Betriebstemperaturbereich von 0 bis 55 °C eröffnet sich ein breites Einsatzspektrum. Dabei wird die Anwendung erleichtert, da sich alle Anschlüsse unten auf der Rückseite befinden und alle Komponenten bei dem hinten zu öffnenden PC leicht erreichbar sind. Eine Steckerblende ermöglicht das Herausführen von Motherboard-Schnittstellen

im Anschlussbereich. Ausklappbare Klemmhebel sorgen für eine schnelle Installation ohne lose Teile. Grosse Flexibilität erreicht der Anwender durch einen optionalen PCIe-Modulslot. Über die Schnittstelle können zwei unabhängige Ethernet- oder EtherCAT-Ports integriert werden. Ausstattungsmerkmale der CP27xx-Reihe sind 2 GB DDR3-RAM, CFast-Karte, On-Board-Dual-Ethernet-Adapter mit 10/100/1000Base-T-Anschluss und On-Board-SATA-RAID-1-Controller.

Beckhoff Automation AG | CH-8200 Schaffhausen | Tel. +41 (0)52 633 40 40 info@beckhoff.ch | www.beckhoff.ch

PRODUKTMELDUNGEN

Elektrozylinder mit hoher Kraftdichte Der Servomotor ist beim GSXElektrozylinder direkt in die Planetenrollenspindel integriert. Die Motorbaulänge wird somit komplett eingespart und der Tothub auf ein absolutes Minimum reduziert. Mit diesem patentierten System bietet der GSX eine bisher unerreichte Kraftdichte. Dieses Kraftpaket eignet sich besonders bei engen Platzverhältnissen wie z. B. für den Hydraulik-Ersatz. Der elektromechanische Antrieb ermöglicht flexible Positionierungen sowie spezifische Fahrprofile bei dynamischen, leisen und präzisen Bewegungen. Dank individueller Steckerbelegung und Gebereinstellung ist der GSX kompatibel zu jedem Servodrive. Mit optional im Gehäuse integrierten Kraftsensoren eignet er sich auch ideal als Servopresse. Die Planetenrollenspindel garantiert hohe Lebensdauer bei 100% Einschaltdauer

und ist äusserst robust gegen Stösse. Weiter zeichnet sich der GSX-Elektrozylinder durch seine vielfältigen Optionen aus wie IP65S, Edelstahlgehäuse oder ATEX-Ausführung für explosionsgefährdete Bereiche. Die fünf Baugrössen mit 57 bis 178 mm Kantenmass erzeugen bis zu 102 kN Vorschubkraft.

Parkem AG | CH-5405 Baden-Dättwil | Tel. +41 (0)56 493 38 83 info@parkem.ch | www.parkem.ch

DC/DC-Wandler mit Weitbereichseingang

Mit den DDC15- und DDC30-Serien liegen schmale DC/DC-Wandler mit 15 und 30 W im DIN-RailFormat vor. Sie wurden entwickelt um in Systemen mit DIN-Rail-Geräten weitere Spannungen und isolierte Ausgänge zur Verfügung zu stellen. Die Singleausgangswandler arbeiten in einem 4:1-Eingangsbereich mit 9–36 VDC und decken die Nominalspannungen 12 und 24 VDC ab. Sie verfügen über die Nennausgangsspannungen 5, 9, 12, 15 oder 24 VDC, wobei die DDC15 noch einen 3,3-VDC-Ausgang bie-

ten. Die Isolation zwischen Einund Ausgang beträgt 1500 VDC. Mit den Abmessungen von nur 91 x 56.5 x 8 mm der DDC15 und 91 x 56.5 x 35 mm bei den DDC30 benötigen diese schmalen Geräte deutlich weniger Platz auf der Hutschiene als vergleichbare Geräte auf dem Markt. Geeignet für den Betrieb über einen Temperaturbereich von –40 bis +70 °C liefern die DDC die volle Leistung bis +50 °C. Damit sind sie für die meisten Anwendungen einsetzbar. Die DDC15 und DDC30 verfügen über die Sicherheitszulassungen nach UL508 für Industrielle Steuerungstechnik sowie IEC60950-1+A1:2009 und EN60950- /A12:2011 für IT-Equipment. Weiter erfüllen sie die Anforderungen der EN55022 Grenzkurve B für leitungsgebundene und abgestrahlte EMV ohne zusätzliche Filterbauteile und vermeiden damit zusätzliche Kosten und weiteren Platzbedarf auf der Hutschiene.

MPI-XP Power AG | CH-5405 Dättwil AG | Tel. +41 (0)56 483 34 00 power@mpi-xp.com | www.mpi-xp.com

8.15 megalink

megalink 8.15

PRODUKTMELDUNGEN

Dreiphasige USV-Anlage mit hohem Wirkungsgrad Die Galaxy VM ist eine dreiphasige unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) und erreicht einen Wirkungsgrad von 99%. Sie eignet sich für den Einsatz im sauberen Datacenter, im rauen Umfeld von Industrie- und Infrastrukturanlagen. Sie senkt die Energiekosten: ECOnversion korrigiert die Eingangsspannungen und kombiniert die Vorteile der Doppelwandler-Online- und ECO-Mode-Technologien. Dabei ist das Elektro-Anschlussfeld von den Elektromodulen abgetrennt: die Leistungselektronik-Module können später zugeschaltet werden. Deshalb stellt Staub während der Installation kein Problem dar. Das System ist erdbebensicher und nach OSHDP und IBC seismisch zertifiziert. Das System bietet flexible Lösungen für die Energiespeicherung dank modularer Batterien und Lüfter. Dadurch tauschen Anwender Batterien und Lüfter im laufenden Betrieb aus. Missionskritische Anlagen eines Unternehmens sind so

DC/DC-Wandler für anspruchsvolle Umgebungen Sechs DC/DC-Wandler erweitern die Produktfamilie Quint Power und decken mit hoher Funktionalität weitere Spannungsebenen ab. Neben den Geräten für die Spannungsebenen 12 und 48 V DC gibt es zwei Geräte mit Weitbereichseingang. Diese setzen Eingangsspannungen im Bereich von 42 bis 96 VDC und 67 bis 154 VDC in eine galvanisch getrennte, einstellbare 24-V-DC-Ausgangsspannung um. Somit können die Nennspannungsebenen 60 und 110 VDC, wie sie im Energiebereich auftreten, abgedeckt werden. Durch die galvanische Trennung zwischen Ein- und Ausgangsspannung können unabhängige Versorgungssysteme aufgebaut und präventiv überwacht werden. Zwei weitere Geräte, die auf den Eingangsspannungsbereich für Bahnanwendungen abgestimmt sind, runden das Programm ab. Durch

kontinuierlich verfügbar und noch besser vor Stromausfall geschützt. Galaxy VM verfügt über einen integrierten Filter, der Netzrückwirkungen reduziert. Zudem beansprucht sie wenig Raum. Das USV-System verfügt oben und unten über Kabelöffnungen im Gehäuse und erlaubt den frontseitigen Zugang zu allen Komponenten. Dadurch ist eine Platzierung an der Wand möglich. Galaxy VM ist integraler Bestandteil von StruxureWare, der Data Center Infrastructure Management-(DCIM)Software.

Schneider Electric (Schweiz) AG | CH-3063 Ittigen | Tel. +41 (0)31 917 33 33 ittigen@ch.schneider-electric.com | www.schneider-electric.ch

Konfektionierbare Einbauflansche für den Einsatz in Hydraulikmotoren

ihre Schutzlackierung erfüllen sie die Bahnnorm EN 50155. Sie sind auch in anderen anspruchsvollen Umgebungen einsetzbar. Alle Wandler unterstützen den Power Boost, der den 1,25-fachen Nennstrom dauerhaft zur Verfügung stellt. Weiterhin verfügen die Geräte über die Selective Fuse Breaking Technology (SFB), die den sechsfachen Nennstrom für 12 ms liefert, und somit zuverlässig StandardLeitungsschutzschalter auslöst. Eine Diagnose erfolgt durch Überwachung der Eingangs- und Ausgangsspannung sowie des Ausgangsstroms.

PHOENIX CONTACT AG | CH-8317 Tagelswangen | Tel. +41 (0)52 354 55 55 infoswiss@phoenixcontact.com | www.phoenixcontact.ch

CONEC erweitert sein M12x1-Flanschproduktportfolio um eine konfektionierbare Variante. Sie liegt in kompakter Bauform vor. Individuelle Applikationen erfordern Flexibilität beim Geräteanschluss. Diese Anforderungen erfüllt der neue Flanschstecker M12x1. Der Anwender hat nun die Möglichkeit, das Flanschgehäuse von vorne («aussen») und die Kontakte und den Kontaktträger von der Innenseite zu montieren (Kombimontage). Dieses Konzept wird häufig bei der Herstellung von Motoren (Hydraulikmotoren) und Drehgebern angewendet. Durch die Codierung der

Schlitze im hinteren Bereich (Vierkantgehäuse) ist eine Codierung von 8 x 45° möglich, sodass bei einem gewinkelten Gegenstecker die Wunschlage des Leitungsabgangs realisiert werden kann. Sie erfüllen Schutzart IP67. Zudem lassen sie sich zum Beispiel in der Antriebstechnik, etwa in der Hydraulik oder in Motoren, einsetzen oder eignen sich für den Gehäuseoder Geräteanschluss.

Precimation AG | CH-2555 Brügg BE | Tel. +41 (0)32 366 69 99 welcome@precimation.ch | www.precimation.ch

PRODUKTMELDUNGEN

HMI zum Anbau direkt an der Maschine Das ETT 353 von SIGMATEK arbeitet als MenschMaschine-Schnittstelle im Kleinformat. Es ist mit einem resistiven 3,5" Touch-Display ausgestattet und in Verbindung mit einer CPU optimal für die Prozessüberwachung von Maschinen und Anlagen geeignet (Versorgungsspannung +24 VDC). Der Datenaustausch erfolgt über CAN-Bus. Auf dem 3,5" LC-Grafikdisplay wird die Anwendung dargestellt, Parameter sowie Prozessdaten lassen sich einfach eingeben und ändern. Das Bediengerät mit Abmessungen von 11 x 15,7 x 5,9 cm (B x H x T) kann direkt an der Maschine ange-

bracht werden, da es IP54-geschützt ist (Kunststoffgehäuse). Mit LASAL steht ein durchgängiges und vollintegriertes Engineering Tool für die Programmierung und Visualisierung der Funktionalitäten zur Verfügung.

SIGMATEK Schweiz AG | CH-8308 Illnau | Tel. +41 (0)52 354 50 50 office@sigmatek.ch | www.sigmatek-automation.ch

DIN-Rail-Netzteile für 1+2 Phasen Anschluss

DELTA führt in der DIN-Rail QliQ II Serie zu den 1Ph und 3Ph Netzteilen neu auch ein 120 und 240 W Netzteil für den 1+2 Phasen Anschluss. Deren Eingangsspannungsbereich beträgt 180 bis 305 VAC (L-N) oder 2 x 180 bis 550 VAC (L-L), die Ausgangsspannung 24 VDC (5/10A), einstellbar von 24–28 VDC. Sie sind IEC/EN/UL 60950-1 und UL 508 Sicherheitsgeprüft und CB Zertifiziert für den weltweiten Einsatz. Einen Wirkungsgrad >90%, Bower Boost

von 120% für 3s, DC O.K. RelaisKontakt, Temperaturbereich –40 bis +70 °C (mit Derating), horizontale Einbaumöglichkeit, Schutzlackierung der Elektronik gegen Staub und Verschmutzung und eine Lebenserwartung der Kondensatoren von 10 Jahren zeichnen diese Geräte aus. Eine Besonderheit sind die durchgehend sehr guten EMV-Spezifikationen (Immunität und Störaussendung) mit klaren Definitionen der Level und Kriterien.

Altrac AG | CH-8953 Dietikon | Tel. +41 (0)44 744 61 11 info@altrac.ch | www.altrac.ch

8.15 megalink

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Industrieller LTE/4G-Mobilfunk-Gateway Der OnCell G3470A-LTE von Moxa ist ein LTE-/Ethernet-IP-Gateway, der für datenintensive MobilfunkAnwendungen, wie Videoüberwachung oder Streaming entwickelt wurde. Über den integrierten 4Port-Gigabit Ethernet Switch kann auf einfachste Weise ein lokales Netzwerk aufgebaut werden. Dies bei niedrigen Gesamtbetriebskosten. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit sind beim OnCell G3470A-LTE sowohl die Betriebsspannungs- als auch die Antenneneingänge isoliert aufgebaut. In Verbindung mit dem hohen EMV-Schutz und dem weiten Betriebstemperaturbereich von –30 bis 70 °C, erreicht der G3470ALTE auch unter schwierigsten Betriebsbedingungen hohe Gerätestabilität. Eine unterbrechungsfreie und hohe verfügbare Vernetzung wird mit der Unterstützung von zwei SIM-Karten und den doppelt geführten Betriebspannungseingängen von 12 bis 48 VDC gewährleistet. Die LTE-Technologie sorgt für eine «high speed»-Übertragung

mit einer Datenrate bis zu 100 Mbps und ist somit rund 7-mal schneller als HSPA. Zur Sicherstellung einer stabilen WAN-Verbindung (LTE) entwickelte Moxa die innovative «Guaran Link»-Technologie, welche stetig die Verfügbarkeit der Verbindung über vier Stufen prüft und bei Bedarf einen erneuten Verbindungsaufbau in die Wege leitet.

Mini-Board erbringt Höchstleistungen

Das Mini-ITX CPU Board basiert auf der Intel Bay Trail, 22nm Atom Plattform. Das Model eKINO-BT hat einen weiten Eingangsspannungsbereich von 9 bis 26 VDC und eignet sich für Industrieanwendungen. eKino gibt es mit drei verschiedenen Celeron SoC. Einen stromsparenden N2807 Dual Core 1,58 GHz mit 4,3 W TDP, einen N2930 Quad Core mit 7,5 W TDP und einen leistungsstarken J1900 Quad Core mit 2,0 GHz und 10 W TDP. Versionen mit Intel 22 nm Atom E38xx SoC werden auf Anfrage produziert. Bis zu 8 GB DDR3L Arbeitsspeicher finden auf

zwei SO-DIMM Speicherbänken Platz. Die integrierte Intel HD Graphics Gen 7 Engine stellt eine gute Basis für Bildverarbeitungs- und «Digital Signage Systeme» dar. Es werden ein VGA- (bis 2500 x 1600), und zwei unabhängige LVDS-Ausgänge unterstützt. Es sind folgende Schnittstellen vorhanden: 4 x RS-232, 1 x RS- 422/485 oder 1 x CFast slot, 2 x SATA, 2 x USB 3.0 (rear IO), 1 x 6-pin header for KB/MS, sowie Audio. Für Erweiterungen ist ein PCIe x1 und ein PCIe Mini Card Slot vorhanden. Es stehen 2 Batteriepakete im Angebot, die direkt ans eKino-Bt angeschlossen werden können und als UPS dienen. Die Betriebstemperatur beträgt +20 °C ~ +60 °C ohne Batteriepack und 0 bis 40 °C mit UPS-Subsystem.

Omni Ray AG | CH-8600 Dübendorf | Tel. +41 (0)44 802 28 80 info@omniray.ch | www.omniray.ch

MPI Distribution AG | CH-5405 Dättwil AG | Tel. +41 (0)56 483 34 44 sales@mpi.ch | www.mpi

Technologie für schnelle Safety-Anwendungen

6W DC-DC-Wandler mit 4:1 Weitbereichseingang

Die programmierbare Sicherheitstechnik reACTION für Safety ermöglicht sichere Reaktionszeiten von 100 µs. Damit wird jetzt auch der Einsatzbereich auf sicherheitsrelevante Anwendungen erweitert. Zeitkritische Subprozesse werden direkt in den I/O-Modulen abgearbeitet, wodurch die Reaktionszeit um den Faktor 100 oder mehr sinkt. Für ihren Einsatz ist keine teure Spezialhardware nötig, die Programmierung ist ebenso einfach wie bei herkömmlichen Steuerungslösungen. Da das reACTION-Modul einen Teil der Steuerungsaufgaben übernimmt, wer-

Der neue DC-DC-Wandler EC4SAW von CINCON liefert 5-6 W Ausgangsleistung mit 4:1 Weitbereichseingang im kompakten SIP-8-Gehäuse. Diese Serie hat einen Wirkungsgrad von 89 %, 1500 VDC Isolation und arbeitet in einem Temperaturbereich von –40 bis +85 °C. Mit dem 4:1 Weitbereichseingang wurden Eingangsspannungen von 9 bis 36 VDC respektive 18 bis 75 VDC entwickelt. Die Wandler sind erhältlich mit den Ausgangspannungen von +3.3 V, +5 V, +12 V und +15 V. Ausgerüstet mit Remote ON/OFF-Kontrolle, Kurzschlussschutz und einem Leerlaufstromverbrauch von ty-

den Steuerung und Netzwerk entlastet. Beide können daher in vielen Fällen kleiner dimensioniert werden und haben keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit. Dadurch ergibt sich ein Kostenvorteil, der häufig bereits die Investitionskosten für die reACTION-Module mehr als wettmacht.

B&R Industrie-Automation AG | CH-8500 Frauenfeld | Tel. +41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com | www.br-automation.com

pisch 4 mA sind diese Konverter die ideale Lösung für Anwendungen mit kritischem Energieverbrauch. Der DC-DC-Konverter weist geringe Abmessungen von nur 21.8 x 11.1 x 9.2 mm auf und benötigt daher wenig Platz auf der Leiterplatte. Dadurch bleibt mehr Platz für weitere Komponenten respektive wird eine kleinere Bauform des Komplettsystems ermöglicht.

Simpex Electronic AG | CH-8622 Wetzikon ZH | Tel. +41 (0)44 931 10 10 contact@simpex.ch | www.simpex.ch

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Magnetische Drehgeber mit Ethernet-Schnittstelle

POSITAL hat bei seiner IXARC-Baureihe präziser magnetischer Drehgeber eine Kommunikationsschnittstelle implementiert: In die flexibel einsetzbaren, kompakten und kosteneffizienten Geräte wurde eine Ethernet-Schnittstelle einge-

setzt. Sie bieten eine maximale Auflösung von 16 Bit, eine Genauigkeit von 12 Bit sowie eine Dynamik, die den Werten von optischen HighEnd-Drehgebern gleichkommt. Die robusten Geräte basieren auf magnetischer Messtechnik und sind für den zuverlässigen Betrieb in feuchten und schmutzigen Umgebungen ausgelegt. Sie ermöglichen ein berührungsfreies magnetisches Messprinzip, eine lange Lebensdauer ohne Batterien und sind mit LED-Indikatoren ausgestattet. EtherCAT und PROFINET magnetische Drehgeber sind in verschiedenen Gehäu-

Omni Ray AG | CH-8600 Dübendorf | Tel. +41 (0)44 802 28 80 | info@omniray.ch | www.omniray.ch

Browsing-Funktion für OPC UA Die herstellerunabhängige Kommunikation mit OPC UA wird nun weiter vorangetrieben. Dazu wurde extra ein PLCopen-Funktionsbaustein entwickelt, mit dem sich dynamische Anwendungen auf Basis von Daten beliebiger OPCUA Server problemlos umsetzen lassen. Mit dem Funktionsbaustein kann ein OPC UA Client abfragen, welche Variablen auf einer Steuerung vorhanden sind. Diese Variablen können anschliessend bei Bedarf abonniert werden. Bisher war das nur möglich, wenn Name und Struktur der Variable bereits bekannt waren. Browsing ermöglicht zum Beispiel dynamische Visualisierungslösungen, die sich

automatisch an die Maschine anpassen. Da die Kommunikation über OPC UA läuft, funktioniert dieser Prozess herstellerunabhängig.

B&R Industrie-Automation AG | CH-8500 Frauenfeld | Tel. +41 (0)52 728 00 55 office.ch@br-automation.com | www.br-automation.com

Direkter Zugriff auf IO-Link-Geräte im Netzwerk

IO-Link ist eine feldbusunabhängige Punkt-zu-Punkt-Verbindung, mit der Signale und Daten ausgetauscht werden. Die Geräte sind über Funktionsbausteine parametrierbar. Hardwareverbindungen werden über eine USB-Box aufgebaut. Der Device Manager greift über die Ethernet-Architektur und die installierten IO-Link-Master auf die Link-Devices zu; zentrales Handling der Geräteperipherie mit einer Software ist möglich. Das Tool erlaubt den Zugriff auf Parameter- oder Diagnoseinformationen der Sensorik und Aktorik. So lassen sich

Konfigurationen ändern oder Geräte neu parametrieren. Funktionalitätstests sind unter Umgehung der Maschinensteuerung möglich: Es wird geprüft, ob Geräte ansprechen oder die Sensoren im richtigen Slot stecken. IO-Link ist ein veritable Enabler- und Push-Technologie. Feldgeräte stellen nutzbare digitale Daten zur Verfügung. Der Manager wird integrierter Bestandteil von Netzwerkmanagementsystemen. Gängige Systeme stellen nur Anlagenbestandteile dar, die über eine eigene IP-Adresse verfügen. In einem nächsten Schritt werden auch nicht IP-fähige IOLink-Geräte für NetzwerkmanagementSysteme sicht- und für eine direkte Einflussnahme verfügbar. Mit Netzwerkmanagementsystemen sind in Multi-Gerätekonfigurationen, die Behandlung von Störungsmeldungen und statische und dynamische Anlagendiagnosen bis auf Feldebene von überallher realisierbar.

Balluff Sensortechnik AG | CH-8953 Dietikon | Tel. +41 (0)43 322 32 40 sensortechnik@balluff.ch | www.balluff.com

segrössen und -materialien, Flansch-Möglichkeiten und Wellenausführungen verfügbar. PROFINET umfasst spezielle Ethernet-Kommunikationsprotokolle, die Echtzeit-Signalübertragung zwischen Geräten ermöglichen. EtherCAT ist ein offengelegtes Protokoll. Die Schwerpunkte der Entwicklung von EtherCAT liegen auf kurzen Zykluszeiten bis zu 62 µs, niedrigem Jitter für exakte Synchronisierung und niedrigen Hardwarekosten. Sie können in der Lager- und Fördertechnik, Fabrikautomation oder in der Liftkonstruktion eingesetzt werden.

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L I E F E R A N TE N V E R Z E I C H N I S

Dienstleistungen

Hier könnte Ihr Eintrag erscheinen! Gerne berate ich Sie: Susanna Franzoni MEGALINK Fliederweg 460 CH-5053 Staffelbach

Tel. +41 (0)62 721 00 00 Fax +41 (0)86 062 721 00 00 megalink@bluewin.ch

Elektronikfertigung Systembau Kabelkonfektion www.hadimec.com

Antriebstechnik Avnet EMG AG · Silica & Avnet Memec ausfahrt 46 · Rössliweg 29b · CH-4852 Rothrist · Switzerland

Antriebs- und Regeltechnik AG Mühlentalstrasse 372 CH-8200 Schaffhausen Tel. 052 / 643 10 00, Fax. 052 / 643 10 05 info@amk-antriebe.ch, www.amk-antriebe.ch

Mattenweg 1 3855 Brienz Tel. + 41 33 952 24 24 Fax + 41 33 952 24 00 www.emwb.ch info@emwb.ch

Alfred Imhof AG

Jurastrasse 10, 4142 Müchenstein Tel. 061 417 17 17, Fax 061 417 17 00 E-Mail: info@imhof-sew.ch Web: www.imhof-sew.ch

Elektronikfertigung

Phone: +41 (0)62 919 55 55 Fax: +41 (0)62 919 55 00

www.silica.eu

www.avnet-memec.eu

ASSEMTRON AG CH-5630 Muri AG Tel. +41 (0)56 675 10 10 • Fax +41 (0)56 675 10 11 info@assemtron.ch • www.assemtron.ch Elektronikfertigung • Kabelkonfektion Baugruppen • Komplett-Systeme

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Systempartner für Industrieund Medizin-Elektronik Iftest AG | www.iftest.ch

Bildverarbeitung

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Batterien und Ladegeräte

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vision systems & robotics Tel. +41 55 416 10 60 | info@compar.ch

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Bauteile und Distribution

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CH-1010 Lausanne Av. des Boveresses 52 Tel. +41 (0)216 54 01 01 Fax +41 (0)216 54 01 00

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Spectra (Schweiz) AG, CH - 8132 Egg ZH Phone +41 43 277 10 57 / Fax +41 43 277 10 51 www.spectra.ch, info@spectra.ch

L I E F E R A N TE N / I M P R E S S U M

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Impressum

Messen + Prüfen

Megalink – Elektronik + Automation ISSN 1662-9558 22. Jahrgang «Megalink» 36. Jahrgang «Precision» www.megalink.ch

31. Jahrgang «EC Woche» 54. Jahrgang «Elektroniker»

Auflage / Verbreitung WEMF/SW-Beglaubigung 2014 Druckauflage* 10 500 Exemplare Total verbreitete Auflage 7457 Exemplare davon verkauft 1699 Exemplare *inkl. Probe- und Werbeexemplare, Veranstaltungen und Messen Kontakt Alle Mitarbeiter erreichen Sie unter vorname.name@azmedien.ch Herausgeberin AZ Fachverlage AG, Neumattstrasse 1, 5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 50, Fax +41 (0)58 200 56 51 Geschäftsführer Roland Kühne Leiterin Zeitschriften Ratna Irzan Redaktion Megalink, Neumattstrasse 1, Postfach, CH-5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 42, Fax +41 (0)58 200 56 61 Chefredaktor: Markus Back, Tel. +41 (0)58 200 56 59 Redaktor: Daniel Wallimann, Tel. +41 (0)58 200 56 30

USV – Unterbrechungsfreie Stromversorgung

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CTA Energy Systems AG 3110 Münsingen Tel. 031 720 15 50 www.usv.ch info@usv.ch

Copyright Mit der Annahme von Manuskripten durch die Redaktion und der Autor-Honorierung durch den Verlag erwirbt der Verlag das Copyright und insbesondere alle Rechte zur Übersetzung und Veröffentlichung der entsprechenden Beiträge in anderen verlagseigenen Zeitschriften sowie zur Herausgabe von Sonderdrucken. Für unverlangt eingesandte Text- und Bildunterlagen übernimmt die Redaktion keine Gewähr. Produkte und Highlights sind kostenpflichtig. Nachdruck, auch auszugsweise, nicht gestattet. Leiter Werbemarkt Jürg Rykart, Tel. +41 (0)58 200 56 04 Anzeigen Thorsten Krüger, Tel. +41 (0)58 200 56 32 Nicole Lüscher, Tel. +41 (0)58 200 56 42 Anzeigentarif unter www.megalink.ch Leiter Lesermarkt/Online Valentin Kälin Aboverwaltung /-Bestellung www.fachtitel.ch, abo@megalink.ch, Tel. +41 (0)58 200 55 64 Preise Abonnementspreis Fr. 85.–, Ausland Fr. 85.– plus Postgebühren

Wickelgüter

Layout/Produktion Ursula Urech Druck Vogt-Schild Druck AG, 4552 Derendingen Ein Produkt der

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Verleger: Peter Wanner, CEO: Axel Wüstmann

Werner Weberstrasse 9 CH-8630 Rüti Tel. 055 240 40 87

Fax 055 240 42 27 info@bachelag www.bachelag.ch

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Namhafte Beteiligungen nach Art. 322 Abs. 2 StGB, AZ Anzeiger AG, AZ Verlagsservice AG, AZ Fachverlage AG, Atmosphären Verlag GmbH, AZ Management Services AG, AZ Regionalfernsehen AG, AZ TV Productions AG, AZ Zeitungen AG, FixxPunkt AG, Belcom AG, Media Factory AG, Mittelland Zeitungsdruck AG, Vogt-Schild Druck AG, VS Vertriebs GmbH, Weiss Medien AG, Dietschi AG, TrisCom-Media AG, Radio 32 AG, AZ Vertriebs AG, Zofinger Tagblatt AG

Vorschau Megalink 09-2015 erscheint am 21. September 2015 Vorzugsthemen:

Inserateschluss:

Branchenfokus «Lebensmittelindustrie» Automation mit Marktübersicht «I/O-Karten» Messtechnik und Sensorik mit Produktübersicht «Optosensoren» Embedded Computing mit Marktübersicht «SBC- & CPU-Boards» Antriebstechnik mit Schwerpunkt «Servotechnik» 02. September 2015

megalink 8.15

Z U G U TE R L E T Z T !

Ein Mausklick und es geht fast wie von alleine.

Firmen in dieser Ausgabe ABB Technikerschule Baden

FAULHABER MINIMOTOR SA

PHOENIX CONTACT AG

Altrac AG

Finder (Schweiz) AG

PowerParts AG

gateweb GmbH

Precimation AG

7, 58

GLYN GmbH & Co. KG

Puls Electronic GmbH

RAFI ELTEC GmbH

reichelt elektronik GmbH & Co. KG

Saia-Burgess Controls AG

Schmersal Schweiz AG

Antrimon Holding AG AZ Fachverlage AG B&R Industrie-Automation AG

US 3 20, 60, 61

Balluff Sensortechnik AG

Beckhoff Automation AG

3, 56

Bibus AG

Bosch Rexroth Schweiz AG

Compona AG

Iftest AG igus Schweiz GmbH M+S Industrielle Automaton AG MathWorks GmbH Maxon Motor AG MCH Messe Schweiz (Basel) AG

Danfoss AG

Microchip Switzerland GmbH

Eaton Industries II GmbH

MPI Distribution AG

EBM Management AG

EBM

MPI-XP Power AG National Instrument Germany GmbH

56, 59 5 52 6, 34 10, 11 44 15, 60

3, 28, 58

Schneider Electric (Schweiz) AG Schurter AG

58 55, 56

SIGMATEK Schweiz AG

Simpex Electronic AG

Suva - Bereich SRA

17, 55

US 2, 48

Traco Electronic AG

EBV Elektronik GmbH & Co. KG

Omni Ray AG

60, 61

WAGO CONTACT SA

EPLAN Software & Service AG

Parkem AG

41, 57

Weidmüller Schweiz AG

Europa Forum Luzern

Paul Scherrer Institut

Titelseite

US 4 57 PHOENIX CONTACT AG

AUGUST 2015

www.megalink.ch

Gebäudeautomation – Es geht ohne Ben Hur (S. 12) | Komfort ist programmiert (S. 26) Interview mit Maxon-CEO E. Elmiger (S. 36) | Ansteuerung dimmbarer Triacs (S. 44)