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SEPTEMBER 2015

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Lebensmittel-Industrie – Besuch bei Chocolat Frey (S. 16) | Kochen 2.0 (S. 30) Mehr Intelligenz für Smart Factory (S. 32) | Bausteine für innovative Lösungen (S. 42)

E D I TO R I A L

Vom Essen und Trinken Wetterprophet Martin Horat behielt Recht! In unserer Juni/Juli-Ausgabe prognostizierte der Muotathaler Ameisenflüsterer einen sehr heissen Sommer 2015, in dem man um ein kühles Blondes kämpfen wird.

Zwar blieben bürgerkriegsähnliche Zustände vor den Getränkemärkten aus, doch die hohen Temperaturen liessen in diesen zumindest ordentlich die Kassen klingeln.

Mit dafür verantwortlich, dass ausreichend Getränke bereit standen, ist die Leibinger GmbH aus dem deutschen Teningen. Die Herstellerin von Flaschenabfüllanlagen entwickelte nämlich ein Verfahren, dass ohne CO2 funktioniert und erst noch doppelt so schnell als herkömmliche ist. Welche Rolle dabei die S7-1200 von Siemens spielt, erfahren Sie ab Seite 28.

Geschwindigkeit ist nicht nur in Flaschenabfüllanlagen entscheidend!

Die grösste Schweizer Süsswarenproduzentin Chocolat Frey trimmte ihre Produktionsanlagen ebenfalls auf Tempo. Auf was es ankommt, dass täglich 320 000 Schoggi-Stengeli das Werk im aargauischen Buchs verlassen können, recherchierte mein Kollege Daniel Wallimann im Rahmen unseres Branchen-Schwerpunkts «Lebensmittel-Industrie» ab Seite 16.

Von Lebensmittel-Industrie zu Industrie 4.0 ist es nur ein kleiner Schritt. Derzeit untersuchen Wissenschaftler am Fraunhofer IWU, wie sich mit übergreifender Automatisierung in der Lebensmittelproduktion Losgrösse 1 realisieren lässt. Mehr dazu ab Seite 30. Einen Schritt weiter sind da schon die Forscherkollegen der ZHAW School of Engineering.

Sie entwickelten einen Regelalgorithmus für einen Dampfkochtopf von Kuhn Rikon, der mithilfe eines Sensors und einer App punktgenaues Garen ermöglicht. Die Geschichte dazu lesen Sie ab Seite 24.

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

Bild: © istockphoto.com

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16 Lebensmittel-Industrie

24 Automation

30 Kommunikation

Von der Bohne zum Branchli Die grösste Schweizer Süsswarenproduzentin Chocolat Frey AG könnte die «Schoggistengeli» auf der Autobahn von Baden nach Zürich aneinanderreihen, die sie täglich im aargauischen Buchs herstellt. Ein Besuch in der Schokoladenfabrik.

Kundenindividuelle Menüs Industrie 4.0 ist selbst in der Lebensmittelindustrie ein heisses Thema. Welcher Rahmenbedingungen es für kundenindividuelle Menüs vom Fliessband bedarf, beschreibt Peter Stich vom Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik.

Funkverkehr aus dem Dampfkochtopf Punktgenaues Druckgaren mit dem Dampfkochtopf ist eine Kunst für sich. Deshalb entwickelte die ZHAW School of Engineering nun für Kuhn Rikon einen Regelalgorithmus, bei dem ein Sensor per Bluetooth die verbleibende Garzeit aufs Mobile funkt.

THEMEN 1 Editorial 4 Sehr kleine Blitze 5 Nachrichten TECHNIK & MÄRKTE 12 «Das Rennen ist längst im Gange» BRANCHENFOKUS «LEBENSMITTEL» 17 Von der Bohne zum Branchli 22 Süsses in Zahlen AUTOMATION 24 À-la-carte vom Fliessband 28 Es geht auch ohne CO2 …

KOMMUNIKATION 30 Kochen 2.0 32 Jeder Anwendung ihren Kern 36 Marktübersicht I/O Karten TITELSTORY 38 Nicht nur klassischer Support

BAUELEMENTE 42 Inspirierende Lösungen 44 Ausgelegt für komplexe Aufgaben 45 Wärme direkt ins Lot transferiert MESSTECHNIK & SENSORIK 46 Mit Speichern allein ist es nicht getan 50 Datenvisualisierung inklusive 51 Produkteübersicht Optpsensoren 52 Tags garantieren Ordnung INDUSTRIEBEDARF 54 Schlaufenbildung ausgeschlossen ANTRIEBSTECHNIK 56 Für höchste Produktivität PRODUKTMELDUNGEN 57 Diverse Produkte 62 Lieferanten 63 Impressum, Vorschau 64 «Zu guter Letzt» / Inserenten

42 Bauelemente Bausteine für inspirierende Lösungen Rohm Semiconductor hat sein Portfolio um mehrere Familien innovativer Bausteine erweitert. Diese sollen Ingenieuren vor allem die Entwicklung von Stromrichterund Wechselrichter-Anwendungen sowie von Stromversorgungen erleichtern.

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ZUR TITELSEITE

IoT @ EBV Die Unterstützung von EBV beim «Internet of Things» geht weit über den technischen Support hinaus. Von Basis-Informationen über technische Seminare zu Applikationen sowie/oder vertikalen Märkten gibt es umfassende Beratungsdienstleistungen, die sogar ein radikales Überdenken des Geschäftsmodells zur Folge haben können.

Natürlich entscheiden EBV-Kunden selbst, wie ihre Geschäftsmodelle aussehen, aber mit ihren Fragen können die Experten von EBV interessante Diskussionen anstossen.

EBV Elektronik GmbH & Co. KG CH-8953 Dietikon Tel. +41 44 745 61 61 dietikon@ebv.com www.ebv.com

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Die PSI-Forscher Mostafa Shalaby und Christoph Hauri im Laserlabor am PSI, an dem sie den kleinstmöglichen Blitz aus Terahertzlicht erzeugt haben.

Bild: PSI/ Scanderbeg Sauer Photography

TERAHERTZLICHT IN DER MATERIALFORSCHUNG

Sehr kleine Blitze Ein Forscherkollektiv hat mithilfe von Terahertzlicht kleine Lichtblitze erzeugt, die ferner dem Erforschen von neuen Materialien helfen sollen.

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in Lichtblitz ist nicht beliebig kurz. Er enthält mindestens einen Wellenberg.

Nun hat ein Forscherteam vom PSI und der ETH Lausanne ein Verfahren entwickelt, das diese physikalische Grenze erreicht und Lichtblitze erzeugt, die das kleinstmögliche Volumen einnehmen und sehr kurz dauern.

Dafür haben sie extra einen Blitz aus Terahertzlicht verwendet und ihn in allen Raumrichtungen und in der Zeit fokussiert. Terahertzlicht ist z. B. mit Röntgenstrahlung oder Mikrowellen verwandt – Formen von elektromagnetischer Strahlung. Sie unterscheiden sich durch ihre Wellenlänge, also den AUTOR Paul Piwnicki INFOS PSI CH-5232 Villigen PSI Tel. +41 56 310 21 11 info@psi.ch www.psi.ch

Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen. Es hat dabei eine Länge von fast 0,1–1 mm, die rund 100 – 1000 Mal grösser ist als die von sichtbarem Licht.

Einblicke in Materialien Von Untersuchungen mit Terahertzlicht erhoffen sich Forscher neue Einblicke: Damit lässt sich das Verhalten von Elektronen in den Materialien steuern, sodass sich ihre Eigenschaften für einen Augenblick verändern. Zum Beispiel wandeln sich Materialien von einem Isolator in ein Metall um, wenn sie mit entsprechendem Licht beleuchtet werden. Damit lassen sich dann Spiegel realisieren, die nur für einen Wimpernschlag existieren und nur in diesem Zeitfenster Licht reflektieren. Die Forscher wollen dieses Terahertzlicht nutzen, um neue Sensoren oder schnelle optische Geräte zu entwickeln. Solche Geräte wären die oben genannten Spiegel, die sich schnell zwischen reflektierend und durchsichtig um-

schalten lassen, oder optische Modulatoren, mit denen schnell die Eigenschaften von Licht verändert werden können.

Licht mit hoher Qualität Als Ausgangsbasis haben die Forscher ein herkömmliches Lasersystem genutzt, dessen Licht mithilfe eines speziellen Kristalls in das gesuchte Terahertzlicht umgewandelt wird.

Um es zu erzeugen, haben sie das Licht mit einer ausgeklügelten Spiegelanordnung auf einen kleinen Punkt konzentriert. Damit aber ein Strahl so genau konzentriert werden kann, muss er bereits eine hohe Qualität haben – die Forscher sprechen davon, dass er eine ebene Wellenfront haben muss. Das kennt man auch von einem Brennglas – Licht, das von der Sonne kommt, lässt sich gut auf einen Punkt konzentrieren, weil die Sonnenstrahlen parallel zueinander sind. In einem Raum mit vielen Lampen wird man es hingegen nicht schaffen, alles Licht auf einen einzelnen Punkt zu konzentrieren.

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Kooperation beschert EBV und Infineon Rekordumsätze in 2014

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Hoffmann + Krippner und Janz Tec kooperieren Die Hoffmann + Krippner GmbH, Spezialist für Tastaturen und komplexe Eingabesysteme, und die Janz Tec AG, Hersteller von industriellen Computersystemen, arbeiten nun enger zusammen.

Vereinbart ist eine Kooperation bei der Entwicklung und Fertigung von industrietauglichen Touchdisplays und Panel PC Systemen, heisst es in der Medienmitteilung. www.tastatur.ch

Sichere Motorradhelme aus «Rüeblifasern» Schnapsidee oder Erfolgsrezept? Häufig stehen Unternehmer vor solchen Entscheidungen. Lohnt es sich, den Produktionsprozess auf ein neues und ökologisch besseres Material umzustellen? Dafür hat die Empa eine Analysemethode entwickelt, die es Firmen erlaubt, Szenarien theoretisch durchzuspielen – und so Fehlinvestitionen zu vermeiden. Die MPAS-Methode («Multi Perspective Application Selection») beinhaltet drei Schritte. Ein sinniges Beispiel: Nanofasern aus Rüebliabfällen, die bei der Herstellung von Karottensaft anfallen. Mit ihnen lassen sich etwa Kunststoffteile verstärken. www.empa.ch

RS Components stellt DesignSpark Electrical vor Grund zur Freude: Bernd Pfeil, VP Sales Zentraleuropa EBV und Susanne Horn, VP DistriBild: EBV bution & EMS EMEA Infineon.

EBV Elektronik und Infineon Technologies erzielten in 2014 in Zentraleuropa einen neuen Umsatz von 100 Mio. Euro. Dieser Meilenstein stellt für beide Unternehmen einen Erfolg dar. Sowohl im EMEA-Wirtschaftsraum als auch in Zentraleuropa ist Infineon einer der wichtigsten und grössten Herstellerpartner von EBV Elektronik.

Gleichzeitig zeichnet sich EBV als grösster Partner im EMEA-Distributionsnetzwerk von Infineon aus. www.ebv.com

RS Components, der globale Distributor für Ingenieure und Techniker, führt DesignSpark Electrical auf dem Markt ein. Hiermit können Anwendergruppen, die bisher noch keine Tools für Elektro-CAD nutzen, von den Vorteilen dieser Entwicklungssoftware profitieren. Die neue Software zielt auf Entwicklungsingenieure und andere professionelle Anwender im Bereich Elektrik und hilft ihnen bei der Einsparung von Zeit und Geld. DesignSpark Electrical wird durch Schneider Electric unterstützt und ist eine Erweiterung des preisgekrönten Pakets der DesignSpark Engineering Ressourcen, mit denen Innovationsbarrieren für jeden Ingenieur abgebaut werden. dech.rs-online.com

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Schurter und Danielson und AMT

Bachmann Monitoring zieht um

Schurter und AMT sind seit 14 Jahren Partner im Bereich kundenspezifischer Touch-Panel-Lösungen. Danielson, als neues Mitglied der Unternehmensgruppe, wurde in diese Partnerschaft voll integriert. Die qualifizierten AMT PCAP Touch-Sensoren und PenMountController und resistive Touch-Screens liegen der Gruppe für die Systemintegration vor. www.schurter.ch

Seit mehr als 15 Jahren liefert und betreut die Bachmann Monitoring GmbH vom Technologiestandort Rudolstadt/Jena in Deutschland Condition Monitoring-Systeme für On- und Offshore-Windenergieanlagen. Unlängst konnte das Team die neuen Räumlichkeiten im Industriepark beziehen: ein modernes und zentrales Ferndiagnose- und Trainingszentrum. www.bachmann.info

Kostenlose Sercos Webinare Sercos International bietet im Herbst zwei kostenlose deutsch- und englischsprachige Webinare zur individuellen Weiterbildung an. Am 30. September erläutert Rigobert Kynast, Technischer Leiter Sercos-III-Kommunikation bei der Bosch Rexroth AG, die Funktionsweise des Service Kanals (SVC). Es wird erklärt, wie der Master den

Service Kanal öffnet und wie Daten gelesen und geschrieben werden. Am 12. November findet das Webinar zum Thema «Diagnose» statt. Kynast erklärt dann in seiner Präsentation, was bei Sercos unter Diagnose verstanden wird und wie die Diagnose im Slave strukturiert ist.

Infos und Anmeldung: www.sercos.de/events

Arrow erweitert EntwicklungsKit-Portfolio Arrow Electronics stellt das DECA Evaluation Board vor, das auf dem MAX 10 FPGA den Enpirion Stromversorgungslösungen von Altera basiert. Die MAX 10 FPGAs sind nicht-flüchtig und integrieren Dual-Konfigurations-Flash, Analogblöcke, Speicher, DSP und Embedded-Processing-Funktionen auf kleinstem Raum in einem SingleChip-Package. www.arroweurope.com

Frankenstärke hinterlässt Spuren Die Unternehmen der MEM-Industrie haben nach dem 15. Januar 2015 rasch gehandelt und zahlreiche Massnahmen eingeleitet, um die Auswirkungen der Frankenstärke abzudämpfen.

Dennoch sind die Folgen der Überbewertung des Frankens beträchtlich.

Die Auftragseingänge und die Umsätze in der MEM-Industrie sind im ersten Halbjahr 2015 im Vergleich zum Vorjahr deutlich gesunken. Über die Hälfte der Unternehmen kämpft mit Margeneinbrüchen. Mehr als ein Drittel der Firmen erwartet für 2015 einen operativen Verlust. Bei den Gegenmassnahmen der Unternehmen stehen vor allem Produkt- und Prozessoptimierungen im Vordergrund.

Allerdings planen 18 Prozent der Betriebe zumindest Teile ihrer Produktion ins Ausland zu verlagern, falls der Wechselkurs bei 1.05 CHF/Euro verbleibt. Mit einem Katalog konkreter Massnahmen fordert nun Swissmem die Politik auf, umgehend die Attraktivität des Werkplatzes Schweiz zu stützen. www.swissmem.ch

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Hoffmann + Krippner zieht um Nach 7 Jahren im aargauischen Rudolfstetten hat die Hoffmann + Krippner Schweiz GmbH per Anfang September 2015 neue Räumlichkeiten in Geroldswil bezogen. Im Kanton Zürich setzt die Spezialistin für Bediensysteme auf mehr Platz und eine verbesserte verkehrstechnsiche Infrastruktur.

Neue Anschrift: Hoffmann + Krippner Schweiz GmbH Dorfstrasse 81 CH-8954 Geroldswil www.tastatur.ch

B&R baut den Vertrieb in der Westschweiz aus

Samuel Charmillot verstärkt seit dem 1. August 2015 das B&R Verkaufsteam als Verkaufsingenieur für die Westschweiz. Der Wirtschaftsingenieur weist Erfahrung in den Bereichen Maschinen- und Energietechnik auf und kennt den hiesigen Markt sehr gut. Denn, er wuchs dort auf, studierte und arbeitete da.

Als neue Vertriebsunterstützung für die B&R Industrie-Automation AG in Biel bringt er ideale Voraussetzungen mit, für die Beratung und Betreuung der vielschichtigen Anforderungen der Kunden im Maschinen- und Anlagenbau sowie für die Prozessleittechnik. www.br-automation.ch

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Symposium: Resilience Engineering Wie lassen sich Risiken von Technologien möglichst umfassend bewerten? Wie können Stakeholder-Interessen in den Risikomanagement-Prozess einfliessen? Was bedeutet integriertes Risikomanagement für Unternehmen?

Diesen Fragen geht das Symposium «Resilience Engineering» am 23. Oktober 2015 auf den Grund und bietet einen vertieften Einblick in die Thematik. Key-Note-Sprecher ist Prof. Dr. Erik Hollnagel, einer der massgeblichen Begründer und Experte

des Resilience Engineerings. Organisiert wird der ganztägige Anlass vom Institut für Nachhaltige Entwicklung (INE) der ZHAW School of Engineering Symposium Resilience Engineering «New Solutions with a New Perspective» 23. 10. 2015, 9.00 bis 16.30 Uhr ZHAW School of Engineering, Winterthur www.zhaw.ch/ine/resilience

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RS passt Website an und verbessert das Online-Erlebnis Die Distributor RS Components hat eine Reihe wichtiger Verbesserungen ihrer Website durchgeführt, um das Online-Erlebnis weiter zu verbessern. Alle durchgeführten Änderungen, wie vorausschauende Suche, verbesserte Filterung, erweiterte technische Inhalte und bessere Verwaltung des Warenkorbs, basieren auf dem Wissen und Feedback der Kunden. So kann die Website schneller, einfacher und treffsicherer gestaltet werden. dech.rs-online.com/web/

Thomas Rienessl verantwortet B&R-Business Development Die B&R-Geschäftsleitung hat Thomas Rienessl zum neuen Head of Business Development Industries bestellt und stockt so die Abteilung Business Development personell auf. Das Unternehmen habe eine hervorragende Ausgangsposition geschaffen, um den Kunden noch spezifischer bei der Umsetzung der optimalen Automatisierung ihrer Maschinen- und Anlagenprozesse zu unterstützen, begründet Peter Gucher, General Manager International bei B&R, diesen strategischen Entscheid in einer Pressemitteilung. www.br-automation.ch

Bild: B&R

Wieland Electric verstärkt Vertrieb in der Westschweiz

Bild: Wieland

Die Mittelständerin Wieland Electric AG ist seit 2014 mit einer Tochtergesellschaft in der Schweiz aktiv und vergrössert jetzt erneut das hiesige Vertriebsteam. Für den Vertrieb in der Westschweiz konnte Pascal Dubosson verpflichtet werden. Der Ingenieur verfügt über gute Kenntnisse des Westschweizer Marktes. Denn, er ist dort aufgewachsen und darum bestens mit den Gepflogenheiten vertraut. So bringt er ideale Voraussetzungen mit für die Beratung und Betreuung der vielschichtigen Anforderungen der Industrie und Gebäudeautomation, aber auch der Elektroinstallation und ebenso der Ingenieurbüros und Anwender. www.wieland-electric.ch

Thomas Röttinger ist neuer Pewatron-CEO Die Pewatron AG hat Thomas Röttinger zum neuen CEO ernannt. Er folgt auf Stephen Neff. Röttinger ist Maschinenbauingenieur mit Master in Business Administration und bringt Erfahrung im Sensorikbereich mit. 15 Jahre lang hat er in verschiedenen Funktionen bei Sensor-Herstellern gearbeitet – vor allem in den Bereichen Druck-, Temperatur-, Winkel- und Drehzahlsensoren. Mit seinem Branchen-Know-how, seiner Führungserfahrung und seiner Kenntnis der deutschsprachigen Märkte soll er das Sensorgeschäft von Pewatron weiter vorwärtsbringen, heisst es in der Medienmitteilung. www.pewatron.com

Bild: Pewatron

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Schiff und Haus zugleich

Die «MS 2017» im Bau in der Werft in Luzern. Sie wird aus rund 6000 individuell zugeschnittenen Stahlblechen gebaut.

Ziemlich imposant: Für die Schifffahrtsgesellschaft des Vierwaldstättersees baut die Shiptec AG in Luzern ein Fahrgastschiff für ganze 1000 Passagiere. Mit an Bord sein werden Extras, wie ein Raum mit Unterwasser-Fenstern und eine Terrasse mit Seewasser-Fussbad. In Sachen

Energieeffizienz soll die «MS 2017» auch ein Flaggschiff werden. Dafür arbeitet das Unternehmen mit Ingenieuren der Hochschule Luzern zusammen. Für das Schiff wurde der Energieverbrauch exakt dimensioniert. So können die technischen Systeme genau dimensioniert werden. Zur «Ge-

Bild: Beat Brechbühl

bäudetechnik» des Schiffs gehört beispielsweise ein Wärmespeicher, der es ermöglicht, die Wärme der Motoren länger zu nutzen. Nach dem Abstellen der Motoren kann die «MS 2017» noch rund eineinhalb Stunden mit dieser Wärme geheizt www.hslu.ch werden.

bbv stärkt die Geschäftsleitung ABB ernennt Bazmi Husain zum neuen CTO Der IT-Manager Beat Scheurer führt seit Mitte August 2015 als Mitglied der Geschäftsleitung den Bereich Business Development & Customer Relations bei der bbv Software Services AG. Zuvor war der Berner in unterschiedlichen Führungsfunktionen bei Schweizer KMUs und internationalen Unternehmen in der IT- und Technologie-Branche tätig. www.bbv.ch

ABB hat Bazmi Husain zum Chief Technology Officer (CTO) ab dem 1. Januar 2016 ernannt. Husain, ein Experte im Bereich Energie und Automation, wie es in der Medienmitteilung heisst, ist seit über 30 Jahren bei ABB und wird direkt CEO Ulrich Spiesshofer unterstellt. Husain führt derzeit die Geschäfte von ABB India Ltd. In seiner neuen Rolle wird er in Bangalore, Indien, tätig sein und ein Büro in der Schweiz haben. www.abb.ch

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Elektrofahrzeuge kabellos laden und entladen

Dieses Spulensystem zum induktiven Laden von Elektroautos ist in der Strasse untergeBild: Fraunhofer IWES bracht.

Es ist bemerkenswert: Über ein kabelloses Ladesystem können Elektroautos künftig nicht nur tanken, sondern die Energie wieder ins Stromnetz zurückspeisen. Auf diese Weise helfen sie das Netz zu stabilisieren. Forscher vom Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) haben nun ein kostengünstiges Ladesystem gestaltet, das hohe Wirkungsgrade erreicht – über den vollen Leistungsbereich von 400 Watt bis 3,6 Kilowatt. Die Abstände zwischen Auto und Ladespule können gerade noch bis zu 20 Zentimeter betragen. www.iws.fraunhofer.de

Kontrons neuer Aufsichtsrat

Harting: 70 Jahre Unternehmensgeschichte Am 1. September jährte sich der Gründungstag des Familienunternehmens Harting zum 70. Mal. Seit dem Beginn im Jahr 1945 hat sich das Unternehmen zu einer weltweiten Unternehmensgruppe entwickelt. In der 100 m2 grossen Halle eröffneten Wilhelm und Marie Harting 1945 die Firma «Wilhelm Harting Mechanische Werkstätten». Der gelernte Ingenieur hatte in Berlin einen Betrieb der Luftfahrtindustrie geleitet und wagte den Schritt in die berufliche Selbstständigkeit. Gefertigt wurden zunächst Dinge des täglichen Bedarfs, wie Sparlampen oder Kochplatten. Ehefrau Marie lieferte die Produkte mit dem Rad in der Umgebung aus. Bezahlt wurde mit Lebensmitteln. Bereits 1947 war Harting auf der ersten Hannover Messe präsent. 1950 folgte der Umzug nach Espelkamp.

1962 starb Wilhelm Harting. Marie Harting leitete bis 1967 das Unternehmen alleine. Danach traten ihr Sohn Dietmar sowie 1969 ihr Sohn Jürgen in die Geschäftsführung ein.

Nach dem Tod von Jürgen Harting leiteten Marie und ihr Sohn Dietmar die Geschäfte bis zum Jahr 1987. Im März 1987 wurde Margrit Harting, die Frau von Dietmar, geschäftsführende Gesellschafterin.

Mehr als ein Vierteljahrhundert leitete das Paar die Firmengruppe.

Heute arbeiten Margrit und Dietmar Harting mit ihren Kindern, Philip F. W. Harting und Maresa Harting-Hertz, sehr eng zusammen.

Ende 2013 wurden die Geschwister persönlich haftende Gesellschafter. www.harting.ch

Erdbeben – eine ernst zu nehmende Gefahr für die Schweiz

Embedded-Spezialist Kontron gab bekannt, dass Aufsichtsrat und Vorstand der Gesellschaft einvernehmlich die Berufung von Dr. Dieter Düsedau als gerichtlich bestelltes Mitglied des Aufsichtsrats bis zur nächsten ordentlichen Hauptversammlung beschlossen haben.

Düsedau übernimmt das Mandat von Peter Bauer, der Ende August aus dem Aufsichtsrat ausschied. Mit ihm gewinnt Kontron einen im Technologie- und Finanzwesen erfahrenen Experten für den Aufsichtsrat, schreibt das Unternehmen. www.kontron.com

Whitepaper: Profinet wird zur Lösungsplattform der Prozessautomatisierung Die industrielle Kommunikation ist eine Schlüsseltechnologie für die moderne Automatisierungstechnik, in der Profibus eine Vorreiterrolle übernommen hat. Profibus steuert und überwacht Anlagen, Maschinen oder Fertigungs- und Produktionsabläufe und verbindet Insellösungen und verknüpft den Hauptprozess mit Nebenprozessen wie Logistik oder Qualitätssicherung. Diese Technologie wird nun durch Profinet abgelöst. Profibus & Profinet International (PI) arbeitet daher daran, Profinet als die Lösungsplattform für die Prozessautomatisierung zu etablieren. Ein Aspekt dabei ist der Investitionsschutz bestehender Anlagen und Ausrüstungen. Um das sicherzustellen, wird in der Prozessindustrie ihre Einführung schrittweise eingeleitet. Ein Whitepaper stellt die Funktionen und Fähigkeiten die Profinet bereits heute die Anforderungen der Prozessautomation erfüllen. Es kann kostenfrei heruntergeladen werden. www.profibus.com/whitepaper_pa

Erdbebenland Schweiz: Die neue Karte gibt für das ganze Land eine erhöhte Gefährung an.

Bild: Schweizerischer Erdbebendienst - SED

Jedes Jahr registriert der SED über 500 Erdbeben in der Schweiz.

Das letzte mittelstarke Erdbeben liegt gut drei Jahre zurück: Bei Zug ereignete sich 30 Kilometer tief im Erdinnern ein Beben der Magnitude 4,2. Dieses wurde in weiten Teilen der Zentral- und Ostschweiz von zehntausenden von Menschen deutlich verspürt. Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich hat nach zehn Jahren intensiver Forschung ein aktualisiertes Erdbebengefährdungsmodell erstellt. Dieses bestätigt: Erdbeben sind eine ernst zu nehmende Gefahr für die Schweiz. www.seismo.ethz.ch

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Bild: © istockphoto.com

ROUND-TABLE-GESPRÄCH ZU «INDUSTRIE 4.0» – MADE IN SWITZERLAND: IST DIE SCHWEIZ FIT DAFÜR?

«Das Rennen ist längst im Gange» An der Automation & Electronics in Zürich diskutierte Technica-Chefredaktor Eugen Albisser mit Vertretern aus der Schweizer Automations- und Maschinenbaubranche über «Industrie 4.0». Dabei ging es unter anderem um Risiken, Herausforderungen, Zusammenarbeit, die nächsten Schritte und wer hierzulande die Leaderrolle übernimmt.

Ein Begriff machte in den letzten Jahren die Runde und dieser heisst «Industrie 4.0». Dazu gibt es inzwischen einige Definitionen. Wie würden Sie ihn definieren und warum beschäftigt sich ihr Unternehmen damit?

Arnd Szelagowski, Trumpf: Industrie 4.0 ist für uns das, was wir schon seit Jahren machen: die intelligente Fortsetzung und digitale Vernetzung aller am Entwicklungsund Produktionsprozess beteiligten Bereiche, die wir miteinander verknüpfen wollen, um in Zukunft noch intelligenter und ressourcensparender Produkte herstellen zu können. Am Ende des Tages geht es um Produktivität – nicht nur bei der Massenfertigung, sondern auch bei Individualisierung und Losgrösse eins.

Christian Landis, Schmalz: Industrie 4.0 heisst für mich, Informationen zur Verfügung zu haben – wann und wo man diese

braucht. Wir beschäftigen uns deswegen damit, weil wir sicher sind, dass die Einbindung unserer Vakuum-Komponenten neue Chancen und Geschäftsmodelle eröffnet und unseren Kunden Vorteile ermöglicht.

René Brugger, Swisst.net: Für uns als Verband geht es um die ultimative Flexibilisierung der Produktion; um damit die Wettbewerbsfähigkeit des Werkplatzes Schweiz, aber auch die westeuropäischen Werkplätze konkurrenzfähig gestalten zu können.

Konrad Wegener, inspire/ETHZ: Industrie 4.0 ist für mich die konsequente Umsetzung von modernen Technologien in der Kommunikationstechnik.

Peter Balimann, Fanuc: Industrie 4.0 bedeutet vor allem die Durchgängigkeit von Daten. Es ist daher wichtig, dass man eine bessere Kommunikation zwischen den Steuerungen und den Maschinen erhält. Wir

müssen schneller und flexibler in der Industrie werden, daher stellt sich für uns mit dieser Technologie eine grosse Verantwortung.

Thomas Wengi, GF Machining Solutions: Industrie 4.0 ist vor allem die Integration aktuell verfügbarer Kommunikationsmittel in den aktuellen Fertigungsprozess. Es ist aber eine Herausforderung, es zu bedienen und zu verstehen, um es in den Fertigungsprozess von Maschinen zu integrieren.

In einem Zeitungsbericht stand kürzlich, die Schweiz sei bei der «Industrie 4.0» in der Pole-Position. Sehen Sie die Schweiz auch an vorderster Stelle?

Arnd Szelagowski: Ich denke, es geht nicht direkt um die Pole-Position, sondern ob wir vorbereitet sind für dieses Thema. Wir haben aber in der Schweiz sehr gute Voraussetzungen. Aber nicht nur an den Hochschu-

len, sondern auch in den Unternehmen In Deutschland wird dies fast planwirtschaftlich muss man sich damit auseinandersetzen von oben aufgedrückt, oder?

Konrad Wegener: Das sehe ich anders. Der und dies in der Ausbildung verankern. Die Schweiz ist Innovationsführer bei F+E und beste Vergleich für mich: es ist wie ein bestedaher sehr gut vorbereitet, dieses Thema hender Laserstrahl, bei dem man nur noch die anzugehen.

Linse in den Strahlengang halten muss. Aber Christian Landis: Wir müssen auf jeden die grosse Frage ist, wer die Linse in den Fall im Startblock sein, wenn es losgeht! Strahlengang hält? Es könnte auch ein AnreizWichtig wird es sein, wie es die Schweizer system darstellen, zum Beispiel wie KooperaIndustrie aufnimmt. Noch viel wichtiger wird tionsprojekte. Dass sich Verbände dieser Thees aber sein, den Nutzen aus diesen Infor- matik annehmen, finde ich sehr gut, da der Swisst.net-Verband oder Swissmem grosse mationen zu generieren.

René Brugger: Pole-Position klingt nach Mitgliederzahlen haben.

Thomas Wengi: Ich möchte hier nochmals Konkurrenz. Aber wir müssen uns bewusst sein, dass wir unsere industrielle Wert- auf die Pole-Position zurückkommen, welches schöpfung zu einem Drittel in die umliegen- der falsche Begriff ist: Denn eines ist sicher, den Länder exportieren. Daher müssen wir wir sind mitten im Rennen. An der EMO 2013 in Zusammenarbeit mit Deutschland und an- wurden bereits eine Fertigungszelle und ein deren Ländern Industrie 4.0 umsetzen, Controlpanel gezeigt, mit dem man weltweit sonst verlieren wir. Es ist ein gemeinsames verschiedene Fertigungszellen steuern konnProjekt für die Werkplätze in Zentraleuropa. te. Es ist natürlich toll, wenn für solche und Die Schweizer sind auch etwas anders andere Industrie-4.0-Innovationen rund 200 Millionen Euro in gepolt und zwar in Deutschland invesdem Sinne, dass «Die Schweiz muss das Thema mit tiert werden. Aber wir Pragmatiker sind.

Pragmatismus angehen. die Frage ist, was Deutschland hat viel René Brugger, Präsident SwissT.net bringt es? Denn InArbeit in der Begriffsdustrie 4.0 ist aktuell definition und den Standards geleistet; jetzt ist die Schweizer In- eine riesige Cloud und aus meiner Sicht noch dustrie gefragt, Industrie 4.0 mit Pragmatis- nicht für alle Firmenbesitzer greifbar. Wir in der Schweiz sind Praktiker und sollten vermus anzugehen. suchen, konkrete Lösungen für unsere Kunden zu finden, damit wir diese für die Herr Brugger, Ihr Verband hat kürzlich die Zukunft erfolgreich machen. Hierbei sollte Initiative «Industrie 2025» zusammen mit man ganz konkrete Projekte angehen, die anderen Verbänden lanciert. Kann damit man mit diesen modernen Tools lösen dieser Pragmatismus angegangen werden?

René Brugger: Es geht es uns vor allem um könnte. den Dialog. Denn es gibt schon viele Technologieanbieter mit vielen grossartigen Ideen. 200 Millionen Fördergelder gibt es in DeutschAber die Problematik steckt in der Produktion, land: haben sie auch den Anspruch, dies mit der die in Zyklen von 15 und 20 Jahren denkt. Initiative in der Schweiz umzusetzen?

René Brugger: Wir sprechen vom westeuDaher werden diese Botschaften sehr vorsichtig aufgenommen. Die Plattform «Indus- ropäischen Werkplatz, der beispielsweise in trie2025.ch» will, als eines der Ziele, die Sy- der Konkurrenz zum chinesischen Werkplatz napse zwischen Technologieanbietern und steht und nicht zu einem deutschen Werk-anwendern bilden und dazu auch die Kommu- platz. Die Schweiz braucht da nicht 200 Milnikation mit dem umliegenden Ausland för- lionen Franken Fördergelder, um dies zu readern. Es ist sozusagen eine Drehscheibe, die lisieren. Wie gesagt, da sind wir Schweizer die Industrie auch wollen muss. Bildlich ge- zu pragmatisch. Ein Vorteil wäre sicher, sprochen: der Wurm muss dem Fisch schme- wenn man das KTI einbinden könnte, denn Industrie 4.0 ist dort noch nicht angekomcken!

1. Schweizer Strategietag «Industrie 4.0» Die Veranstaltung «1. Schweizer Strategietag Industrie 4.0; Chefsache Industrie 4.0» wird unter der Schirmherrschaft der Zeitschriften Technica und Megalink vom AZ Fachverlag organisiert. Die Publikationen erreichen die wesentlichen Entscheidungsträger und Meinungsbildner in der Schweizer Industrie.

Die Themen im Überblick: • Was umfasst der Begriff «Industrie 4.0» und wo stehen Schweizer Unternehmen?

• Welche Rolle soll die Politik bei der Gestaltung der Rahmenbedingungen für die «Industrie 4.0» spielen?

• Ist «Industrie 4.0» Fluch oder Segen für die ausgeprägte KMU-Welt in der Schweiz?

• Kann mittels Digitalisierung und Prozessoptimierung eine schleichende De-Industrialisierung verhindert werden?

• Vernetzte Maschinen gehen online – wie schütze ich mich vom Zugriff unbefugter Dritter?

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Der Round Table, von links nach rechts: Prof. Konrad Wegener (Leiter IWF/inspire AG/ETHZ), Thomas Wengi (Managing Director GF Machining Solutions International SA), Peter Balimann (Geschäftsführer Fanuc Switzerland GmbH), Eugen Albisser (Chefredaktor Technica), René Brugger (Präsident Swisst.net), Christian Landis (Geschäftsführer Schmalz GmbH) und Arnd Szelagowski (Director Research & Development Trumpf Maschinen AG).

Bilder: Markus Frutig

men. Hier bräuchten wir ein gemeinsames Instrument, um Hochschulen und Industrie für konkrete Projekte zusammenzubringen.

Peter Balimann: Ich denke, dass die Impulse von unten kommen müssen. Wenn man etwas in der Industrie erreichen möchte, dann muss es interessant sein. In der Schweiz haben wir viele KMU, daher sind die Anforderungen anders als in Deutschland.

Aber Fördermittel können natürlich helfen, um den Dialog und Erfahrungsaustausch unter den Firmen aufrechtzuerhalten.

Gehen wir also mal pragmatisch vor: Wie soll ein KMU konkret agieren, um ins Thema Industrie 4.0 hineinzukommen?

Christian Landis: Jeder sollte sich heutzutage überlegen, was Industrie 4.0 für sein eigenes Unternehmen und seine eigene Zukunft bedeutet. Ich bin überzeugt, dass wir damit viele Chancen haben, aber die Verantwortung liegt bei jeder einzelnen Firma, sich damit zu beschäftigen und sich danach auszurichten.

Arnd Szelagowski: Zunächst: Keiner kann sich diesem Thema entziehen! Weder als Anbieter noch als Nutzer. Daher sollte sich jeder, der heutzutage Produkte herstellt, überlegen, was er damit konkret machen kann, wobei immer ein Kundennutzen generiert werden muss. Aber darüber hinaus geht es auch um Abläufe in der Produktion und wie diese optimiert werden können, bis hin zu ganz neuen Businessmodellen.

Sollten Firmen hier unabhängig vorangehen oder sich zusammenschliessen – vielleicht sogar mit einem Konkurrenzunternehmen?

Thomas Wengi: Ich begrüsse den Ansatz des gemeinsamen Vorwärtsgehens. Diese Ideen müssen in die Firmen getragen werden und das sollte gemeinsam geschehen.

Dieses kombiniert mit einem pragmatischen

Ansatz im eigenen Unternehmen. Also beispielsweise einen Entwickler oder einen Ingenieur mit einem Softwareentwickler aus einer komplett anderen Branche zusammen

«Es ist wichtig, nicht ziellos und planlos vorwärts zu gehen.»

Christian Landis, Schmalz GmbH

denken und neue Dinge entwickeln zu lassen! Da bin ich überzeugt, dass wir alle überrascht wären, was heutzutage schon möglich ist!

Herr Szelagowski, würden Sie mit der Konkurrenz zusammenarbeiten, um Industrie 4.0 voranzutreiben?

Arnd Szelagowski: Es darf sich nicht jeder für sich etwas im stillen Kämmerlein überlegen. Wir werden Wettbewerber auf jeden Fall nicht ausschliessen. Im Gegenteil: Viele Kunden, die Maschinen aus unserem Haus haben, besitzen oftmals Maschinen von verschiedenen Anbietern. Daher ist es wichtig, dass diese Systeme untereinander kommunizieren können, das heisst, es geht darum, einheitliche Schnittstellen zu definieren.

Dem können wir uns nicht verschliessen.

Wenn man Automatisierungsmessen mit den Maschinenbaumessen vergleicht, dann bekommt man das Gefühl, die Automatisierer sind stärker mit dem Thema beschäftigt. Kann es sein, dass die Automatisierungsbranche alleine vorausreitet und vor allem die KMU im Maschinenbau eher zurückbleiben?

Konrad Wegener: Ich glaube nicht, dass dies so stimmt. Wer jetzt noch in der PolePosition ist, hat geschlafen. Denn das Rennen ist längst im Gange. Der Maschinenbau hat schon sehr viel gemacht, was intelligen-

te Steuerungslösungen oder Internetfähigkeit betrifft. Für mich persönlich hat Industrie 4.0 bereits angefangen, als wir bei der Firma Schuler vor circa 20 Jahren den Teleservice eingerichtet haben. Das sind die Kristallisationspunkte von Industrie 4.0. Da könnte ich eine ganze Reihe weiterer Lösungen aufzählen, die unterwegs sind, und das zum Teil schon seit geraumer Zeit.

Apropos Lösungen: Womit beschäftigen Sie sich momentan, das die Idee der Industrie 4.0 in sich trägt?

Thomas Wengi: Bei uns geht heute darum, die heutigen Kommunikationstools auf die Maschine zu bringen. Beispiel: mit Apps zu arbeiten, um immer die neuesten Technologien zu verwenden, um Produkte zu fertigen oder aus der ganzen Welt auf die Maschine zuzugreifen. Oder von einem Standort weltweit mehrere Fertigungszellen kontrollieren und steuern. Das sind Dinge, bei denen wir dran sind und das wird in naher Zukunft kommen.

Peter Balimann: Wenn ich die Anforderungen unserer Werkzeugmaschinenkunden anschaue, tendiert die Nachfrage ehrlich gesagt tatsächlich gegen null. Aber ich gehe mit Professor Wegener überein, dass wir schon sehr viel haben. Denn schon vor über 20 Jahren haben wir Bearbeitungszentren komplett automatisiert und die Steuerungen sind dafür ausgerüstet. Vielleicht haben wir auch deswegen keine Anfragen, da die Möglichkeiten für unsere Kunden schon da sind. Aber sie müssen eventuell standardisiert und durchgängiger gemacht werden.

Christian Landis: Mir hat die Aussage von Professor Wegener sehr gut gefallen, dass jeder seine Vision haben sollte. Es ist wichtig, nicht ziellos und planlos vorwärts zu gehen: Wir brauchen die Plattformen, aber auch die Förderungen und die KMU, die sich

damit beschäftigen. Wir haben ein konkretes Beispiel: den Vakuumschalter, den man über NFC (Near Field Communication) mit dem Smartphone auslesen kann; er meldet dem Anwender, wie es ihm geht und welche Daten er gespeichert hat oder wie man ihn nachbestellen kann.

Arnd Szelagowski: Wir sind schon seit Jahren in diesem Thema unterwegs. Egal ob Telepräsenz oder RFID-Chips an den Schneidlinsen, um den Zustand der Linse zu detektieren und den Bediener rechtzeitig darüber genau zu informieren. Wir schauen aber auch den gesamten Prozess bis hin zu peripheren Themen wie dem Angebotsbereich an. Ein Kunde kann beispielsweise heute schon bei uns im Webshop ein Stanzwerkzeug bestellen; das System gibt es in die entsprechende Planung ein. Sprich der Kundenauftrag stösst die Produktionsmaschine an und der Kunde erhält sofort eine Rückmeldung über den Liefertermin.

Ich möchte nochmals zum Punkt zurückkommen, wie Firmen Schritt für Schritt sich an Industrie 4.0 herantasten können. Wie lautet Ihr Rat? Konrad Wegener: Die erste Frage, die es zu stellen gilt, ist immer diese: Was ist ihre Vision? Dann kann man das auf die einzelnen Themen herunterbrechen und diese gezielt lösen. Es gibt im Maschinenbau an ganz vielen Stellen Punkte, bei denen wir an die Grenzen der Technologien stossen. Daher braucht es die Kooperationen über die Firmengrenzen hinweg, um gemeinsam an Technologien zu forschen und diese weiterzuentwickeln. Für unsere Maschinenhersteller würden wir uns sehr viele Punkte wünschen, welche ein Steuerungshersteller beispielsweise realisieren könnte ...

Sie dürfen das gerne konkretisieren.

Entscheidend ist, dass Industrieunternehmen selber eine Roadmap für Industrie 4.0-Themen entwickeln, in der sie sich bewegen. Daher braucht es eine sorgfältige Beobachtung des Standes der Technik und eine klare Vorstellung, was der Kunde erwartet. Denn am Ende soll Geld verdient werden.

Müssen wir lernen, Industrie 4.0-konform zu denken?

Arnd Szelagowski: Ja, wir müssen! Denn wer nicht mitmacht, wird seine Position am Markt verlieren und zurückbleiben. Auf einem Innovationsabend kürzlich meinte der CEO von V-Zug: Wir werden alle mit Industrie 4.0 konfrontiert werden. Ob die lernfähigen, automatisierten Lieblings-Backprogramme des Backofens oder elektrische Rollläden, die man aus den Ferien über das Smartphone heute steuern kann: Wir sind schon mitten drin und nutzen es, aber wir verbinden öfters noch sehr viel Negatives mit Industrie 4.0, wie vielleicht die dunkle Cloud ...

Herr Wegener, Sie lachen über die dunkle Cloud?

Konrad Wegener: Cloud muss nicht dunkel sein. Wenn man eigene Kinder hat, dann weiss man sehr wohl, was Industrie 4.0 heisst.

Denn wenn sie denen das Smartphone wegnehmen wollen, dann merken Sie, welches Potenzial vorhanden ist!

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AUTOR Markus Frutig, Redaktor Technica INFOS AZ Fachverlage AG CH-5001 Aarau Tel. +41 58 200 56 50 markus.frutig@azmedien.ch www.azmedien.ch

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DIE CHOCOLAT FREY AG STELLT PRO TAG MEHR ALS 300 000 BRANCHLI HER

Von der Bohne zum Branchli Die Chocolat Frey AG könnte die täglich produzierten «Schoggistängeli» auf der Autobahn von Baden nach Zürich der Länge nach aneinanderreihen. Was es braucht um diese süsse Spur zu fertigen, zeigt ein Besuch in der Schokoladenfabrik im aargauischen Buchs. Mit einem raffinierten Verfahren werden zuerst die Branchlifüllung, dann ihr Überzug hergestellt und zuletzt die Nusssplitter darübergestreut.

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in süsser Duft hängt im Gang der Schokoladenfabrik im aargauischen Buchs.

Hinter grossen Glasscheiben sind Anlagen erkennbar, die die Schokolade, Schokoküsse und Süssigkeiten herzaubern, wofür das Traditionsunternehmen Chocolat Frey seit mehr als 125 Jahren bekannt ist. Diese bringen nicht nur Kinderaugen zum Leuchten.

Die Mitarbeiter, die im langen Gang entgegenkommen und wieder in verschiedene Produktionshallen gehen, tragen weisse Kittel und Haarnetze – der Hygiene wegen.

Zugeschnittene Schokoladenkerne Zwei Etagen tiefer stellen dieselben Fachleute an einer Anlage, die der Maschinenbauer Bühler aus der Ostschweiz entwickelt hat, mehr als 300 000 «Schoggistängeli» pro Tag her. Bis ein Stück fertig ist, vergehen im Schnitt 30–40 Minuten. An der Anlage werden nämlich schrittweise seine drei Hauptbestandteile hergestellt: Im Kern steckt die dunkle Füllung, obenauf liegen der Überzug und die Nusssplitter. Die meisten der mit der bekannten Folie verpackten Branchli verschickt die grösste Schokoladenproduzentin im Land an den Schweizer Detailhandel. Der Rest wird ins Ausland exportiert.

In Reih und Glied laufen die Branchli über das Förderband.

Stichprobe: Damit die Branchli auch allesamt gleich lang sind, wird noch nachgemessen.

Bittersüsse Geschichte Bereits 600 n. Chr. pflanzten die Azteken Kakao an und kultivierten ihn auf Plantagen. Die Frucht verarbeiteten sie zur Trinkschokolade «Xocokati», die gewürzt mit Chili war. Daneben diente die Kakaobohne auch als Zahlungsmittel. Als die spanischen Kreuzfahrer schliesslich den fremden Boden betraten, waren sie vorerst an Gold und Schätzen interessiert. Im 16. Jahrhundert brachten sie das Getränk nach Europa, wo es wegen seines Geschmacks gerne von den Aristokraten genascht wurde.

Während der Industrialisierung wurde die feste Schokolade immer beliebter. Der Cailler-Sprössling Francois-Luis Cailler lernte in Italien das Schokoladenhandwerk und eröffnete als Erster 1819 in Vevey eine Schokoladenfabrik. Auf ihn folgten nun recht bekannte Namen: Philipp Suchard, Rudolf Sprüngli, Georg Munz oder Henri Nestlé und die Brüder Frey, die der Schweizer Schokolade zu Weltruhm verhalfen. Eigentlich ist es bemerkenswert, dass die Schweizer Schokolade derart bekannt wurde, weil die Rohstoffe mühsam und für teures Geld beschafft werden mussten. Schliesslich war es der Metzgersohn Daniel Peter, der in die Cailler-Dynastie einheiratete und mehr durch Zufall die Milchschokolade erfand. Rudolph Lindt entwickelte die Conchiermaschine, mit der Schokolade cremig angerührt werden kann.

Zuallererst beginnen die Mitarbeiter von Chocolat Frey mit dem Kern der «Schoggistängeli». An der Anlage wird die vorgefertigte Füllung durch kleine Düsen in lange Schokoladenbahnen geformt, die Spezialisten nennen den Vorgang «Extrusion». Die Stränge werden dann gekühlt. Nur so kann sie die messerscharfe Harfe in gleichlange Stücke schneiden. Daneben darf die Schokolade nicht zu schnell heruntergekühlt werden, weil sie ihre Fettstruktur ausbilden muss; das gilt für die ganze Produktion. Die zerkleinerten Branchli-Kerne oder -Herzen sind allesamt zehn Zentimeter lang. Eine Mitarbeiterin nimmt trotzdem Stichproben. Ausreisser werden aussortiert und wieder eingeschmolzen. Mit den Rohstoffen und insbesondere mit dem Kakao wird hier sorgfältig umgegangen.

Die Mitarbeiter stellen an einer Anlage mehr als 300 000 «Schoggistängeli» pro Tag her.

Da, wo der Kakao wächst Die Kakaobohne hat einen weiten Weg hinter sich. Sie wächst am Kakao-Baum (Theobroma Cacao L.), der zur Sterkulienfamilie gehört und am besten entlang dem Äquator gedeiht. Die Schokoladenindustrie unterscheidet zwischen drei Sorten: Dem Criollo (der Edelkakao wächst in Ecuador oder Venezuela), dem Forastero (die Konsumsorte mit Hauptanbaugebieten in Westafrika, Brasilien und Südostasien) und dem Trinitario (einer Kreuzung der zwei Sorten).

Seine fast 500 Gramm schwere Frucht wechselt, während sie am Baum reift, die Farbe, von Grün, Gelb zu Rotbraun, bis sie dann mit einer scharfen Machete vom Baum geschnitten wird. Die Kakaofrucht wird am Sammelplatz geöffnet. Die Bohnen werden anschliessend fermentiert und später unter der Sonne getrocknet, sodass sich Aromavorstufen bilden und der Kakao lagerfähig wird.

Fakten und Zahlen Den Grundstein für die Chocolat Frey AG legten die beiden Brüder Robert und Max Frey 1887 in Aarau. Seit 1967 befindet sich die Produktionsstätte im aargauischen Buchs. Die Chocolat Frey AG gehört zur Migros-Gemeinschaft und besitzt 37 Prozent Marktanteil im Schweizer Detailhandel. Das Unternehmen beschäftigt rund 900 Mitarbeiter und stellt unter anderem Schokoladentafeln, Confiserie, Osterhasen oder Weihnachtsmänner her – und als einziges Unternehmen in der Schweiz auch Kaugummi. Der Jahresbruttoumsatz von Chocolat Frey hat 2014 ganze 404 Mio. Franken betragen. Der Absatz lag bei 43 071 Tonnen. Das Sortiment umfasst rund 2500 verschiedene Produkte.

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Die «Schoggistängeli» werden mit der bekannten Folie verpackt.

Die 5-er Packungen werden dann an den Detailhandel verschickt.

Schokolade dient als süsser Kleber ten bleiben sollen, darübergestreut. Auf ErdZurück in der Fabrik, werden die Bohnen nüsse wird mittlerweile gezielt verzichtet, da erst einmal debakterisiert, geschält und in viele Konsumenten auf sie allergisch sind. kleine Stücke oder «Nibs» zerbrochen. Diese Kakao-Bruchstücke werden geröstet, so- Aufs Äussere kommt es an dass sie ihr Aroma entwickeln können. Nach Die mit Nuss bestreuten Branchli werden dem Zermahlen kommen zur braunen Ka- über ein Gitterband befördert. Die losen kaomasse auch Milchpulver und Zucker Splitter fallen herunter, werden gesammelt oder Kakaobutter und wieder rückgeführt. Jetzt kommt hinzu, und sie wird Die zerkleinerten Branchli-Herzen die letzte Couverweiter verfeinert. sind allesamt zehn Zentimeter lang.

Das entstandene ture auf die «Stängeli»: In diesem Walzgut wird in grossen Behältern – den Conchen – auf fast Fall ist es dunkle Schokolade. Sie gibt dem 80 Grad erhitzt und umgerührt. Diese Cou- Branchli die Farbe und den unverkennbaren verture köchelt während fast 24 Stunden Geschmack. darin, bis sie zart schmelzend wird und sich Vom Förderband weg gelangen sie nun in Feuchte sowie unerwünschte Geschmacks- Dutzenden in einen Zwischenspeicher, der als Pfuffer zwischen der Herstell- und Verstoffe verflüchtigen.

Das Förderband auf der Anlage mit den packungsanlage dient. Nach dieser letzten Schokokernen, das sich mit zwei bis drei Me- Pause werden die Branchli noch einmal auf tern pro Sekunde bewegt, beschleunigt und Abweichungen untersucht. Die Verpadie Couverture wird darübergegossen – sie ckungsanlage umhüllt sie dann zuerst Stück dient als Kleber. Anschliessend werden die für Stück und füllt schliesslich in 5er-Pagerösteten Haselnusssplitter, die darauf haf- ckungen ab. Ein kleines Kartonrechteck auf

dem Boden gibt ihnen die nötige Stabilität, damit die «Schoggistängeli» auf ihrer Fahrt nicht brechen. Bereits gebrochene «Stängeli» werden gar nicht erst verpackt. Es soll ja zuletzt eine süsse und keine klebrige Überraschung sein.

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INFOS Text: Daniel Wallimann; Bilder: Chocolat Frey AG INFOS Chocolat Frey AG CH-5033 Buchs Tel. +41 62 836 26 26 info@chocolatfrey.ch www.chocolatfrey.ch

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Süsses in Zahlen

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MIT ÜBERGREIFENDER AUTOMATISIERUNG LEBENSMITTELPRODUKTION IN LOSGRÖSSE 1

À-la-carte vom Fliessband Industrie 4.0 bietet für die Lebensmittelproduktion grosse Potenziale. Mögliche Ansätze, um kundenindividuelle Menüs in kleinen Losgrössen zu realisieren, beschreibt Peter Stich aus der Projektgruppe «Ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen» RMV des Fraunhofer Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik.

N

icht nur in der Automobil-, Pharmazie oder Konsumgüterindustrie ist die Bereitstellung von personalisierten und kundenindividuellen Produkten ein unausweichlicher Trend. Auch innerhalb der Lebensmittelherstellung ist die Individualisierung zunehmend prägend. Die damit verbundene Verzahnung der Konsumentenwelt mit der Produktionswelt stellt in Bezug auf die kundenindividuelle Herstellung eine zentra-

le Herausforderung dar. Die heutigen Fertigungsstrukturen der Lebensmittelindustrie sind noch nicht ausgelegt, um die geforderte Mengen- und Formatflexibilität wirtschaftlich und nachhaltig sicherzustellen.

Auch wenn bereits vereinzelt individualisierbare Lebensmittel auf dem Markt existieren, stossen die dort eingesetzten Produktions- und Prozessleitstrukturen schnell an ihre Grenzen.

Herstellung individualisierter Mahlzeiten Um wirtschaftlich kundenindividuelle Mahlzeiten herstellen zu können, ist eine übergreifende Automatisierungslösung sinnvoll.

Die Schwierigkeit besteht dabei in der Verarbeitung der unterschiedlichen Komponenten eines Gerichtes, unter Einhaltung einer genauen Reihenfolge. Bevor eine konkrete Automatisierung umgesetzt werden kann, muss erst eine Reihenfolge- und Maschinen-

Ob industriell gefertige, kundenindividuelle Menüs optisch so schön daherkommen, ist fraglich. Doch technisch machbar ist es mittlerweile allemal.

Bild: © istockphoto.com

«Die Obst- und Gemüseverarbeitung erfordert neue Konzepte zum taktilen Greifen.»

Bild 2: Die Lebensmittelproduktion in Losgrösse 1 erfordert Automatisierungslösungen zur Verarbeitung nicht pufferbarer Güter.

Bild: Fraunhofer IWU

belegungsplanung bei der Herstellung kundenindividueller Mahlzeiten analysiert werden. Hierzu wurde an der Fraunhofer Projektgruppe RMV ein Planungsalgorithmus entwickelt, der ausgehend von den Wunschterminen des Kunden die Aufträge einplant, sodass möglichst geringe Wartezeiten zwischen Komponenten eines Auftrages entstehen. Dies ist notwendig, da die Bestandteile eines Gerichts nur eine bestimmte Zeitdauer weiterverarbeitet werden können. Als Grundlage für die Optimierung der Belegungsplanung der automatisierten Lebensmittelproduktion wurde eine Produktmodellierung vorgenommen, wobei massgeblich die Qualität des Endproduktes als eine durch beeinflussbare Prozessparameter beschriebene Grösse darstellt. Der Algorithmus wird zudem anhand des Kundenfeedbacks über den Zeitverlauf weiter optimiert, sodass die Parameter des Qualitätsmodells eine bessere Planung ermöglichen.

Für die konkrete Lebensmittelproduktion wurde eine automatisierte Verarbeitungsstrasse konzeptioniert und prototypisch umgesetzt, mit der exemplarische Gerichte durch den Einsatz mobiler und stationärer Roboter sowie intelligent vernetzter Kochmodule hergestellt werden konnten (Bild 2). Die vorgelagerten Schritte der Obst- und Gemüseverarbeitung, die aktuell vor allem manuell erfolgen, wurden ebenfalls bezüglich der Automatisierbarkeit untersucht. Dabei wurde in Kooperation mit dem produktionstechnischen Anwenderzentrum des iwb1 in Augsburg ein Prototyp einer produktflexiblen Obst- und Gemüseverarbeitungsanlage entwickelt. Durch neue Konzepte zum taktilen Greifen drucksensitiver Produkte, neuartigen Algorithmen für das Problem des «Griffs in

die Kiste» sowie universell einsetz- und erweiterbare Module zum individuellen Schneiden (automatische Schäl-, Entkern- und Slice-Funktionen) der Produkte konnte der Automatisierungsgrad wesentlich erhöht werden. Damit kann ein höherer Absatzwert des verzehrfertig zubereiteten Obstes und Gemüses erreicht werden, da weniger zeitund ressourcenaufwendige Tätigkeiten manuell erfolgen müssen.

Getränkeabfüllung Losgrösse 1 Die Getränkeindustrie mit ihren meist starren Abfülllinien ist trotz unumstrittenen Marktperspektiven noch nicht auf den Megatrend der kundenindividualisierten Produkte vorbereitet. Nach der individualisierten Herstellung von Mahlzeiten und zugehörigen Frischeprodukten werden daher bei der Fraunhofer Projektgruppe RMV auch neue Ansätze der mengen- und formatflexiblen Getränkeabfüllung untersucht.

Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Brauund Getränketechnologie, dem Lehrstuhl für Lebensmittelverpackungstechnik der Technischen Universität München sowie einem schlagkräftigen Industriekonsortium werden dabei neuartige Anlagenkonzepte (Bild 3) untersucht und umgesetzt. Im Fokus stehen kleine Losgrössen bis zu Unikaten. Alle Anlagenkomponenten sollen als Cyber-Physische-Systemkomponenten gestaltet werden, die mittels Netzwerk- und Cloudtechnologien kontinuierlich untereinander und mit überlagerten Systemen kommunizieren.

Im Mittelpunkt steht neben der Bereitstellung und Entwicklung eines adaptierbaren und flexibel erweiterbaren Abfüll- und Materialflusskonzeptes ein dezentrales Steuerungskonzept, welches die intelligenten Be-

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Bedrucken

Verschließen

Rinsen

Verschließen

Füllen

Kundenportal Produktionsaufträge

Produktionssteuerung

Bedrucken

Verschließen Anlagensteuerung

Füllen Füllen

Bild 3: Grafische Darstellung einer individualisierten Abfüllung von Getränkeflaschen.

Bedrucken

Rinsen

Bild: Fraunhofer IWU

einzusehen, dass bei variierender Geometrie der Tiefziehschale eine flexiblere Methode für das Zuschneiden erforderlich wird. Hierfür wurden die strahlbasierten Verfahren, nämlich Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden, untersucht. Beide Verfahren eignen sich durch die individuelle Führung des «Schneidwerkzeuges», um eine Flexibilisierung der Anlage zu erreichen. In Summe ist festzustellen, dass für ein qualitativ hochwertiges Schnittergebnisse ein Optimum der Prozessparameter zu finden ist. Die Erkenntnisse der Voruntersuchungen werden aktuell in bestehende Verpackungsanlagen transferiert.

Für den standardisierten Prozess der Kommissionierung in Versandverpackungen erscheint zunächst nur ein geringer Handlungsbedarf bezüglich einer Formatflexibilisierung.

Bei der Betrachtung von Einzelsequenzen, wie zum Beispiel einem Faltschachtelaufrichter, ist jedoch auch hier ein Formatwechsel mit hohen Rüstzeiten verbunden. Daher wurde das Prinzip des Differenzbandes zum automatisierten Aufstellen diverser Faltschachtelzuschnitte entwickelt und an einer Demons-trationsanlage (Bild 4) validiert.

Durch eine intelligente Bildverarbeitung können beliebige Objekte hinsichtlich ihrer Pose analysiert werden. Diese Daten werden dem Handhabungssystem (im umgesetzten Fall ein Delta-Roboter) bereitgestellt. Durch einen Anforderungs-Fähigkeiten-Abgleich wird je nach Problemstellung ein produktangepasstes Greifersystem aus einem Wechselmagazin bereitgestellt und automatisiert ins Gesamtsystem integriert. Somit entfallen hier manuelle Aufwände zur Adaption des Verpackungsprozesses.

standteile des Abfüllsystems orchestriert. ren, die flexibel auf eine bestimmte Position Über eine virtuelle Repräsentanz in der verfahren können. Dadurch lassen sich unCloud werden Kundenwünsche, Produkti- terschiedliche Formen realisieren, ohne onsaufträge sowie die zugehörige Produkti- dass aufwendige Umrüstvorgänge anfallen.

Ein flexibles Tiefziehen onsplanung und -steubedarf zusätzlich der erung synchronisiert.

«Bei der Aktuatormatrix besteht Flexibilisierung des Dabei wird auf die dedas Umformwerkzeug zentrale Intelligenz der aus einer Vielzahl an Aktuatoren.» nachfolgenden Siegelns der Deckfolie sowie des einzelnen Systembestandteile zurückgegriffen und bei der situa- Vereinzelns der Verpackungsmulden aus dem tiven Gestaltung des Prozessablaufes be- Folienverbund. Für das Siegeln konnte das Imrücksichtigt.

Im Vergleich zu starr pulssiegeln mit dem Fokus auf Multikonturkonfektionierten und gesteuerten Linien der siegeln validiert werden. Hierbei werden auf Abfüll- und Getränkeindustrie sollen in die- einer Siegelplatte mittels Dickschichtdrucksem Projekt hochflexibel arbeitende und in- technik diverse Zielkonturen der Siegelnähte telligent durch das Produkt gesteuerte Bear- aufgebracht. Dies ermöglicht es dem Anwender, ohne Werkzeugwechsel einen Formatbeitungsstationen entstehen. wechsel durchzuführen. Der Schritt des Vereinzelns wird heute mit mechanischen Individuelle Verpackungslösungen Entlang der Wertschöpfungskette folgt nach Trennverfahren durchgeführt. Auch hierbei ist der Herstellung die Verpackung der Lebensmittel. Die aktuellen Konzepte mit komplexen und fest verketteten Maschinen und Anlagen können nur eine eingeschränkte Verpackungs- und Packgutvariabilität verarbeiten. Dies liegt teilweise in der aufwendigen und nur in Grenzen realisierbaren Umrüstbarkeit der Anlagen. An der Fraunhofer Projektgruppe RMV in Augsburg wurden daher neue Ansätze zur Flexibilisierung der Primär- und Tertiärverpackung (Versandverpackung) entwickelt. Die Flexibilisierung der Sekundärverpackung (Gruppierungen von Primärverpackungen) wurde bewusst ausgeblendet, da diese bei einer kundenindividuellen Produktion einzelner Stückgüter nicht weiter benötigt werden.

Die Herstellung von Primärverpackungen erfolgt aktuell über monolytische Maschinen, die beispielsweise Tiefzieh-Trays in einer hohen Stückzahl herstellen. Um in diesem Prozess schnell auf geänderte Formate reagieren zu können, wurde eine Aktuatormatrix realisiert, die die konventionellen Formwerkzeuge ersetzt. Das Umformwerkzeug be- Bild 4: Kundenindividuelle Bestellungen erfordern Anlagenkonzepte, mit denen sich Mengen- und Format flexibel verpasteht dabei aus einer Vielzahl an Aktuato- cken lässt.

Bild: Fraunhofer IWU

Virtuelle Prozesse & Abläufe

Stammdaten Produktionsplan

Bild 5: Eine mögliche Systemarchitektur für die Lebensmittelproduktion 4.0, bestehend aus flexibel vernetzbaren Verarbeitungs- und Verpackungsmodulen.

Bild: Fraunhofer IWU

Flexible Verkettung von Systemen Aktuell vorherrschende Typen von Anlagen bei der Lebensmittelproduktion und -verpackung sind fest verkettete Systeme, deren überwiegend geringe Flexibilität durch eine vordefinierte Fähigkeitsspanne mit Skalierbarkeit in einem begrenzten Bereich gekennzeichnet ist. Daneben werden von einigen Maschinenbauern zur applikationsorientierten Konfiguration Modulbaukästen angeboten, mit denen die wesentlichen Funktionen abgebildet werden. Diese Module werden allerdings fast ausschliesslich fest verkettet.

Den vergleichsweise hohen Anschaffungskosten für eine flexible Maschine stehen geringe Umrüstkosten im Flexibilitätsbereich gegenüber. Ausserhalb des vordefinierten Flexibilitätsbereiches ist jedoch eine Adaption des Systems nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich.

Eine intelligente Vernetzung und flexible Verkettung einzelner Funktionsmodule, wie die oben dargestellten Verarbeitungs- oder Verpackungsmodule, bietet somit ein grosses Potenzial, die Kundenindividualität in der Lebensmittelproduktion zu ermöglichen. An der Fraunhofer-Projektgruppe RMV in Augsburg werden hierfür neue Ansätze entwickelt, wie einzelne Technologiezellen für spezifische Verarbeitungsaufgaben gestaltet werden müssen, um gemäss des Leitgedankens von Industrie 4.0 flexibel vernetzt werden zu können. Die Verkettung der einzelnen Stationen ist dabei nicht mehr fest vorgegeben, sondern wird über flexible, mobile Transporteinheiten, die teilweise mit zusätzlichen Handhabungsrobotern bestückt sind, durchgeführt. Für jeden Fertigungsauftrag erfolgt eine Planung der einzelnen Prozessschritte anhand des «digitalen Zwillings» (Bild 5). Den virtuellen Prozessen und Abläufen werden im Anschluss reale Module zugewiesen, die die gegebenen Produkti-

onsaufgaben unter den gesetzten Rahmenbedingungen erfüllen. Dem Weg des Produktes durch die Anlage wird hierbei eine Vorzugsrichtung aufgeprägt. Allerdings können bei einer vorübergehenden Belegung benötigter Verarbeitungsstationen alternative Prozessrouten automatisch identifiziert und über das flexible Transportsystem realisiert werden.

Chancen von Industrie 4.0 Mechatronische Systeme sind heute in der Lage, anhand festgelegter Strategien auf Änderungen während des Prozessablaufs zu reagieren. Es ist aber nur mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand möglich, alle eventuell auftretenden äusseren Einflüsse bei der Entwicklung von komplexen Systemen vorherzusehen und dafür Regel- und Steueralgorithmen vorzuhalten. Adaptive, intelligent vernetzte Systeme, die ihre Fähigkeiten kennen und an andere Systembestandteile kommunizieren können, bieten hierfür alternative Ansätze. Durch die inhärente Intelligenz der Verarbeitungsmodule können sie sich automatisch an unregelmässige Produktzuführungen, variable Taktraten, geringe Pufferstrecken, Qualitätsschwankungen, Umgebungseinflüsse und variierende Produkte und Verpackungen (z. B. Art, Format, Festigkeit, Verpackungsmaterial) anpassen.

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AUTOR Peter Stich Abteilungsleiter Anlagen- und Sicherheitstechnik INFOS Fraunhofer IWU DE-86153 Augsburg Tel. +49 821 5688 365 peter.stich@iwu.fraunhofer.de www.iwu.fraunhofer.de

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Für die Controller der Reihe Simatic S7-1200 mit den sechs schnellen Zählereingängen genügen kleine Schaltkästen oberhalb der Füllventile. Diese Basic Controller dienen der selbstoptimierenden Füllventilansteuerung.

Bilder: Siemens

INNOVATIVES ABFÜLLVERFAHREN MIT SELBSTOPTIMIERENDER VENTILANSTEUERUNG

Es geht auch ohne CO2 …

Eine innovative Flaschenabfüllanlage kommt ohne CO2 aus und nutzt konsequent die Möglichkeiten heutiger Basic Controller. Das Ergebnis: hohe Füllgeschwindigkeit, exakte Füllmengen durch selbstoptimierende Füllventilansteuerung und ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis.

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er entscheidende Punkt beim Abfüllen von Bier, Wein oder Softdrinks: Die Flaschen dürfen keinen Sauerstoff enthalten, um Geschmack, Aussehen und Haltbarkeit der Getränke nicht zu gefährden. Üblicherweise werden die Flaschen deshalb vor der Befüllung mit CO2 gespült. Das ist teuer, aufwendig und wenig umweltfreundlich. Benedikt Leibinger, Geschäftsführer der Leibinger GmbH in Teningen, wollte sich damit

INFOS Siemens Schweiz AG CH-8047 Zürich Tel. +41 84 882 28 44 industry.ch@siemens.com www.siemens.ch/industry

nicht länger zufriedengeben: «Die Rückgewinnung des CO2 ist zwar möglich, erzeugt aber hohe Zusatzkosten. Gerade für die kleineren Betriebe, die unseren Kundenstamm ausmachen, ist das unwirtschaftlich.»

Sauerstoff stattdessen mithilfe eines Vakuums zu entziehen. Dies mag naheliegend erscheinen, erfordert in der Ausführung aber ein immenses Know-how.

Bei den neuen Balloon-Style-Füllern beginnt der Füllvorgang damit, dass ein GummiDoppelt so schnell als bisherige Verfahren schlauch in die Flasche eingeführt wird.

Benedikt Leibinger übernahm 2008 die Durch ein an die Flasche angelegtes VakuAnfang des 20. Jahrhunderts gegründete um dehnt sich der Schlauch soweit aus, bis und in Mannheim ansässige Winterwerb, er den Innenraum der Flasche und des VenStreng & Co. GmbH, eitils vollständig aus«Der Sauerstoff wird mithilfe nen der ältesten deutkleidet. Das einschen Hersteller von strömende Getränk eines Vakuums entzogen.»

Flaschenabfüllanlagen. verdrängt und entlasEr baute das Unternehmen unter dem tet den Ballon, er kann der Flasche wieder Namen Leibinger GmbH in Teningen neu entzogen werden. Der Schlauch wird bei auf. Benedikt Leibinger hatte die Idee, auf der täglichen Reinigung erneuert, das Matedie Spülung mit CO2 zu verzichten und den rial ist recycelbar.

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Neben dem vollständigen Verzicht auf CO2 besteht der Hauptvorteil des Verfahrens darin, dass damit eine wesentlich höhere Füllgeschwindigkeit erreicht wird. «Entscheidend ist, dass Verwirbelungen und damit ein Aufschäumen vermieden wird», erläutert Benedikt Leibinger: «Beim herkömmlichen Verfahren kommt es bereits bei mehr als 250 ml/s zu Verwirbelungen. Wir schaffen es, bis 1000 ml/s im laminaren Bereich zu bleiben, beschränken uns aber auf 600 ml/s, um keinerlei Risiko einzugehen.

Immerhin sind wir damit bereits mehr als doppelt so schnell.» Erste Balloon-Style-Füller sind im Einsatz, das Verfahren hat Serienreife erreicht und es eignet sich sogar für PET-Flaschen: Damit diese nicht unter dem Vakuum kollabieren, wird hier der Ballon per Überdruck an die Flaschenwandung angelegt und die Flasche dann mit dosiertem Gegendruck befüllt.

je sechs Füllstellen aufgebaut. Jeweils sechs Füllventile werden von einer S71200-CPU geschaltet. Die Füllmengen werden mithilfe von jeweils sechs magnetisch induktiven Durchflussmessern erfasst, die an die sechs Zähleingänge der SPS angeschlossen sind.

Für ein exaktes Einhalten der Füllmenge muss das Füllventil unter kontinuierlicher Berücksichtigung der Nachlaufmenge geschaltet werden. Verändert sich das Schliessverhalten eines Ventils, beispielsweise durch Verschleiss des Dichtrings, muss der Schaltzeitpunkt des Füllventils in Echtzeit angepasst werden. Christoph Mutschler dazu: «Schon minimal ungleiche Einstellungen der Füllventile würden sofort an unterschiedlichen Füllhöhen in den Flaschen erkennbar werden. Wir schreiben deshalb die Kennlinien, die das individuelle Schliessverhalten der einzelnen Ventile erkennen

Benedikt Leibinger, Geschäftsführer der Leibinger GmbH (rechts) und Christoph Mutschler, Leiter Steuerungs- und Automatisierungstechnik, sehen vor allem kleinere Brauereien als Zielkunden für das neue Verfahren. Interessant ist die Technik aber auch für das Abfüllen von Wasser, Sekt, Wein und Softdrinks.

Datenanalyse über Webserver Mit der neuen Technologie entschied sich der Hersteller auch für ein neues Automatisierungskonzept. Es nutzt Simatic Controller, Comfort Panels und das Engineering Framework TIA Portal. «Ausschlaggebend war die Leistungsfähigkeit der SimaticSteuerungen der Reihe S7-1200 und dass dieser Basic Controller mit seinen sechs integrierten Highspeed Countern optimal zu unserem modularen Maschinenaufbau passt», so Christoph Mutschler, Leiter Steuerungs- und Automatisierungstechnik. Leibinger Füllsysteme sind in einem Raster zu

lassen, bei jedem Füllvorgang mit und passen die Kompensation kontinuierlich an.»

Die dabei anfallenden Datenmengen sollen für die Servicetechniker einsehbar sein. Hier kommt den Entwicklern bei Leibinger der integrierte Webserver der S7-1200-Steuerungen zugute, mit dessen Hilfe die Daten aus den Controllern auf einem PC dargestellt werden können. «Damit haben wir Zykluszeit, Speicher und Funktionalität der von uns verwendeten CPU 1215 voll ausgenutzt», freut sich Christoph Mutschler, denn: «Das heisst auch, dass wir ein optimales PreisLeistungs-Verhältnis erreichen.»

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Trace-Funktion erkennt Optimierungspotenzial Christoph Mutschler nutzt für die Feineinstellung der Füller die Trace-Funktion der Steuerungen: «Fliessgeschwindigkeit und Druck müssen absolut konstant gehalten werden. Das erfordert Know-how und die Möglichkeit, den Einfluss jeder Änderung in den Einstellungen exakt nachzuvollziehen. Mithilfe des Trace erkennen wir Abhängigkeiten viel schneller, können Fehler schneller beheben und Verbesserungen effizienter vorantreiben.» Er nutzte das Engineering Framework TIA Portal für den Balloon-Style-Füller zum ersten Mal produktiv. Da es sich gleichzeitig um eine neue Technologie handelt, konnte er mit einem komplett neuen Projekt beginnen und von Anfang an alle Vorteile und neuen Funktionen der Software ausnutzen. Sein Resümee: «Die Programme lassen sich einfach und schnell um die benötigte Anzahl an Füllstellen erweitern. Änderungen brauchen nur einmal durchgeführt zu werden und werden automatisch auf alle Füllstellen übertragen. Die durchgängig symbolische Programmierung erhöht dabei die Übersichtlichkeit deutlich.»

Die S7-1200-Steuerungen sind als I-Device über einen Schleifring an den zentralen Controller der Abfüllanlage angeschlossen, eine SPS der Reihe Simatic S7-1500. Hier genügt eine CPU 1511, denn ihre Aufgabe beschränkt sich auf die Integration der Antriebe und die Koordination der unterlagerten Basic Controller S7-1200. Ausserdem kommuniziert der zentrale Controller mit einem Simatic Comfort Panel zum Bedienen und Beobachten der Anlage.

Leichtere Diagnose und Instandhaltung Benedikt Leibinger legt Wert auf einen hohen Bedienkomfort seiner Abfüllanlagen: «Unsere Kunden sind vorwiegend kleinere Regionalbrauereien. Nicht selten ersetzen unsere elektro-pneumatischen Füller dort in die Jahre gekommene Anlagen mit mechanischen Füllventilen. Die Entscheidung für die neue Technik setzt meist voraus, dass diese ohne grossen Einarbeitungsaufwand vom Braumeister übernommen werden kann. Auf den Simatic Comfort Panels können wir nicht nur gut strukturierte, leicht verständliche Bedienoberflächen realisieren, es lassen sich hier auch zusätzliche Anleitungen hinterlegen. Auf Kundenwunsch können wir uns zudem per Smart Server von hier aus auf die Kundenanlage schalten.

Dabei kann der Kunde die Füllerkennlinien auf dem Webserver der S7-1200-Steuerungen für uns freischalten, sodass wir unsere Erfahrung bei der Diagnose und Instandhaltung einbringen können. So konnten wir es wagen, gleich eine der ersten Anlagen nach Hongkong zu liefern.»

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Quersektion 200

«Networks & Communication»

PUNKTGENAUES DRUCKGAREN MIT DER APP

Kochen 2.0

Die ZHAW School of Engineering erstellte einen Regelalgorithmus für einen Dampfkochtopf von Kuhn Rikon.

Ein Sensor misst dabei die Temperatur und berechnet die Garzeit. Per Bluetooth gelangen die Infos aufs Mobilgerät.

A

ls zügige Kochmethode ist seit 1679 – lem ungeübte Köche vor Probleme. Die als Denis Papin den nach ihm benann- Speisen weisen oft nicht die gewünschte ten Papin’schen Topf erfand – der Schnell- Konsistenz auf, sondern sind verkocht. Um kochtopf bekannt. Diese Erfindung macht gerade dieser potenziellen Kundengruppe den Einstieg zum sich den durch den «Die App arbeitet mit Prognosen Schnellkochtopf zu Dampf aufgebauten erleichtern, hat Druck zunutze, um über die zukünftige Kuhn Rikon vor gut die Siedetemperatur Temperaturentwicklung.» zwei Jahren mit der im Topfinneren anzuheben und somit höhere Temperaturen zu Entwicklung von Duromatic Comfort begonerreichen. Bei 2 Bar (1 Bar Überdruck) liegt nen. In Zusammenarbeit mit dem Institut die Siedetemperatur des Wassers bei für Mechatronische Systeme (IMS) und 121 °C, dadurch verkürzt sich die Garzeit um dem Zentrum für Signal- und Nachrichtenbis zu 70 Prozent. Wichtig ist, dass diese technik (ZSN) der ZHAW School of EngineeVerkürzung alleine durch die höhere Tempe- ring entstand ein Forschungsprojekt, das ratur erreicht wird. Werden die Speisen ein- durch die Kommission für Technische Innofach unter Druck gesetzt, geschieht gar vation des Bundes (KTI) unterstützt wurde.

Das Ergebnis ist ein Dampfkochtopf, der nichts.

Die extreme Garzeitverkürzung und die Tat- seine Innentemperatur an eine App sendet, sache, dass der Dampfkochtopf nicht nach welche die Kochzeit exakt berechnet und Belieben geöffnet werden kann, um den Zu- dem Benutzer entsprechende Anweisungen stand des Gargutes zu prüfen, stellt vor al- zur Bedienung gibt .

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)

Temperaturverlauf bei einem Kochprozess. Dabei sind folgende Phasen erkennbar: 1. Initialisieren, 2. Aufheizen, 3. NachBild: ZHAW heizen, 4. Nachgaren, 5. Abkühlen.

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Regelalgorithmus überwacht Kochprozess Das IMS erhielt den Auftrag, einen Regelalgorithmus zu entwickeln, der den Kochprozess überwacht und mittels Mitteilungen an den Benutzer entsprechend Einfluss darauf nimmt. Zu Beginn wurde der Kochprozess als physikalisches Matlab-Simulink-Modell abgebildet und mittels Abgleich mit Messdaten optimiert. Die somit simulierten Temperaturverläufe kommen sehr nahe an die gemessenen Werte heran. Somit lässt sich anhand des Modells eine Übertragungsfunktion TPfanne=f (Herdstufe, t) aufstellen, welche die Gargutmenge, Topfgrösse, Herdleistung und so weiter als Parameter enthält.

Idealerweise liesse sich nun aufgrund einer gemessenen Temperaturkurve auf die einzelnen Parameter der Übertragungsfunktion zurückschliessen, wodurch das System identifiziert würde und sich dementsprechend auch Voraussagen machen liessen.

Doch beim gegebenen Abtastintervall von 5 s lässt sich selbst beim simulierten Modell keine saubere Parameteridentifikation durchführen; nicht zu reden von den echten Messungen, bei denen noch Messrauschen, Turbulenzen und ähnliche Phänomene mitspielen. Zu viele Parameter sind im Spiel und viele davon haben einen ähnlichen (oder geradewegs entgegengesetzten) Einfluss auf die einzige messbare Ausgangsgrösse: die Temperatur auf der Innenseite des Pfannendeckels. Aus diesem Grund musste auf eine modellbasierte Regelung verzichtet werden; stattdessen werden Prognosen über die zukünftige Temperaturentwicklung, basierend auf statistisch ermittelten Werten, generiert. Dazu wurden unzählige Kochvorgänge wiederholt durchgeführt: Dabei musste jeweils der Herdtyp, die Gargutmenge sowie der Garguttyp variiert werden. Um Prognosen zu erstellen, wurde der Kochprozess in verschiedene Phasen unterteilt . Aus den gemessenen Temperaturwerten wird der Gradient berechnet. Dieser wird verwendet, um den Temperaturtrend für die kommenden Phasen vorherzusagen. Nebst dem Gradienten werden diverse Angaben zum Kochvorgang benötigt. Diese sind entweder bereits in einer Datenbank hinterlegt (z. B. Kochdauer und Temperatur) oder als einmalige Einstellungen gespeichert (Art des Kochfeldes, Höhe über Meer etc.) oder werden manuell durch den Benutzer eingegeben (z. B. die ungefähre Menge). Die Berechnung der Prognosen sowie der notwendigen Regeleingriffe, die durch den Benutzer durchgeführt werden müssen, berücksichtigt somit weiterhin viel Physik; allerdings wird kein globales Modell der Kochumgebung erstellt, sondern Schritt für Schritt in diversen Teilmodellen berechnet.

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Der Dampfkochtopf Duromatic Comfort sendet seine Temperaturdaten über Bluetooth Low Energy an eine App. Diese gibt dem Koch Anweisungen für eine perfekt gelungene Mahlzeit.

Bild: Kuhn Rikon

Obwohl kein Modell hinterlegt ist, lassen sich durch Beobachtung des Temperaturverlaufes Abweichungen vom Soll- oder Normalverhalten feststellen, die auf Fehler oder Störungen deuten lassen. Dies kann beispielsweise fehlendes Wasser im Topf, das Anbrennen der Speisen oder ein Fehlverhalten des Ventils sein. In diesen Fällen wird der Benutzer angeleitet, die Störung zu beheben.

Kochen mit der App Der Dampfkochtopf Duromatic Comfort soll vor allem jene Köche unterstützen, die mit dem Schnellkochtopf wenig vertraut sind.

Die konstante Temperaturüberwachung und -anzeige mitsamt der präzisen Berechnung der Kochzeit beseitigt die Berührungsängste oder Frusterlebnisse. Dennoch übernimmt dieser Dampfkochtopf, auch wenn er um eine Schnittstelle zu einer App erweitert wurde, noch nicht den gesamten Kochvorgang.

Das Kocherlebnis und das Erfolgsgefühl bei einer gelungenen Mahlzeit werden damit dem Benutzer nicht vorenthalten: Er kocht weiterhin selbst, während ihm die App unterstützend zur Seite steht. Sie übernimmt die Funktionen eines Kochbuches, einer Schnellkochtopf-Garzeittabelle und eines Küchentimers. Apps, welche die genannten

Funktionen einzeln oder kombiniert implementieren, gibt es zuhauf. Durch das aktive Feedback aus dem Topf ist es der App nun jedoch möglich, die Geschehnisse in der Küche zu überprüfen und gegebenenfalls Einfluss darauf zu nehmen. Ausführender bleibt aber letztlich immer der Koch selbst.

Ausblick Abhängig von der Betrachtungsweise wäre ein höherer Automatisierungsgrad ein mögliches Entwicklungsziel für die Zukunft. Es ist beispielsweise denkbar, dass die App den Herd steuert oder dass das Essen dank genauem Timing pünktlich für Heimkehrende bereitsteht.

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AUTOR Nicola Haggenmacher Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Mechatronische Systeme INFOS ZHAW School of Engineering CH - 8400 Winterthur Tel. +41 58 934 73 33 info.engineering@zhaw.ch www.zhaw.ch/engineering

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Bild 1: Leistungsfähige PCs erlauben die Umsetzung einer Maschinensteuerung, bei der alle SPS-, Motion-, Robotik- und CNC-Applikationen auf einem IPC ausgeführt werden.

Bilder: Beckhoff Automation

MANY-CORE CONTROL FÜR MEHR INTELLIGENZ IN DER SMART FACTORY

Jeder Anwendung ihren Kern Die Leistungsfähigkeit heutiger PCs erlaubt Maschinensteuerungen, bei der alle SPS-, Motion-, Robotik- und CNC-Applikationen in einem IPC zusammengefasst sind. Wie dabei TwinCAT genutzt werden kann, um die Funktionen auf die einzelnen Kerne zu verteilen und gleichzeitig die Zykluszeit von Tasks zu reduzieren, beschreibt dieser Beitrag.

D

as Spektrum skalierbarer CPUs von Beckhoff reicht von ARM- oder Intelbasierten Prozessoren für Kleinsteuerungen

AUTOR Dr. Henning Zabel Software-Entwicklung Echtzeit INFOS Beckhoff Automation AG CH-8200 Schaffhausen Tel. +41 52 633 40 40 info@beckhoff.ch www.beckhoff.ch/many-core-control www.beckhoff.ch/TwinCAT3

über moderne Core-i-Prozessoren bis hin zu Many-Core-Systemen aus dem Serverbereich. Zu Letzterem zählt der Industrie-Server C6670 (Bild 2) mit seinen zwei IntelXeon-Prozessoren, die jeweils eine gewisse Anzahl Kerne auf einem Package vereinen.

Jedes davon besitzt einen eigenen internen Cache und einen eigenen Speicher. Damit basieren diese Systeme physikalisch auf zwei getrennten Hauptspeichern, was die Zugriffsgeschwindigkeit deutlich erhöht. Für Echtzeitanwendungen stellen sich diese zwei Hauptspeicher jedoch wie ein grosser Speicher dar. Aufgrund der Speicherarchitek-

tur werden solche Systeme als «Non-Uniform Memory Access» oder kurz als «NUMA-Systeme» bezeichnet.

Die aktuelle TwinCAT-Version 3.1 nutzt bis zu 256 Kerne gezielt. Dem Anwender steht damit das komplette Spektrum aktueller Prozessoren für Automatisierungsanwendungen zur Verfügung. Je nach Bedarf an Rechenleistung wird die erforderliche Anzahl an Kernen für die Ausführung von Echtzeitanwendungen konfiguriert. Dabei können sowohl Windows-Kerne als auch von Windows nicht genutzte Kerne (isolierte Kerne) für Echtzeitanwendungen verwendet

werden. Bei der Verwendung von Windows-Kernen wird die Prozessorzeit in Echtzeit und Windows-Zeit unterteilt. Der Anteil der Echtzeit wird durch das «CpuLimit» begrenzt und ist zwischen 10 und 90 Prozent einstellbar. Der Wechsel zwischen Echtzeit und Windows erfolgt zyklisch in einer frei wählbaren Basiszeit. Von dieser leiten sich die Zykluszeiten der Tasks als ein Vielfaches ab. Bei isolierten Kernen ist kein Wechsel zwischen Echtzeit und Windows notwendig, sodass hier die volle Rechenleistung des Prozessors für die Echtzeitanwendungen zur Verfügung steht. Für schnelle Tasks mit Zykluszeiten von 100 µs und weniger ist die Verwendung von isolierten Kernen zu empfehlen. Bei der Verwendung von NUMASystemen mit vielen Echtzeitkernen ist die Isolierung eines kompletten Prozessors sinnvoll, da dadurch der Cache des isolierten Prozessors exklusiv für die Echtzeit zur Verfügung steht.

Anwender definiert Abtastrate In TwinCAT werden einzelne Automatisierungsaufgaben in Modulen realisiert. Module können zum Beispiel Motion-Control-, SPSoder auch C++-Applikationen sein. Diese Module werden einzelnen Tasks des TwinCAT-Systems zugewiesen, die diese zyklisch mit einer vom Anwender definierten Abtastrate (Zykluszeit) aus-

«Eine höhere Abtastrate bedarf eines Feldbusses mit entsprechender Bandbreite.» führen. Die Tasks werden danach auf die vorhandenen Echtzeitkerne verteilt. Typischerweise werden mehrere Tasks auf einem Kern ausgeführt. Daher werden den Tasks Prioritäten zugeordnet, um die Ablaufreihenfolge zu definieren. Prioritäten steuern die Ablaufreihenfolge von Tasks. Je höher die Priorität, desto exakter kommt eine Task zur Ausführung. Tasks mit niedrigen Prioritäten können zudem in ihrer Abarbeitung von Tasks mit höheren Prioritäten unterbrochen werden. In der Regel gilt: «Je kürzer die Zykluszeit, desto höher die Priorität.»

Kürzeste Zykluszeit hat Vorrang In Bild 3.1 ist beispielhaft die Ablaufreihenfolge der Tasks einer typischen Motion-Control-Anwendung mit SPS und C++-Anteil zu sehen. Der Echtzeitanteil ist auf 90 Prozent der Basiszeit (hier 200 µs) begrenzt, sodass Windows (OS) immer mindestens 10 Prozent der Rechenkapazität zugeordnet wird. Damit ist das Windows-Betriebssystem innerhalb einer Basiszeit immer für eine minimale garantierte Zeit aktiv. Motion Control NC PTP ist in eine SAF-Task (Satz-Ausführungs-Task) mit einer Zykluszeit von 200 µs und einer Rechenzeit von 30 µs sowie in eine SVB-Task (Satz-Vorbereitungs-Task) mit einer Zykluszeit von 400 µs und einer Rechenzeit von 100 µs aufgeteilt. Die C++-Task und die SPS-Task werden jeweils mit 200 µs ausgeführt und benötigen eine Rechenzeit von 40 beziehungsweise 60 µs. Zum Einhalten der Zykluszeit muss die Rechenzeit natürlich kleiner als die geforderte Zykluszeit sein, was in diesem Beispiel der Fall ist. Die Tasks werden hier entsprechend der Prioritäten 1, 2, 3 und 4 in der gezeigten Reihenfolge SAF, C++, SPS und SVB ausgeführt. Alle Tasks werden zum Zeitpunkt 0 µs aktiviert und der TwinCAT-Echtzeit-Scheduler arbeitet diese anhand der Prioritäten der Reihenfolge nach ab. Die Tasks SAF, SPS und C++ haben eine Zykluszeit von 200 µs und werden daher zum Zeitpunkt 400 µs erneut aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt ist die SVB-Task noch nicht vollständig abgearbeitet. Den Tasks mit den kürzeren Zykluszeiten wird hier Vorrang gegeben, indem diesen die Prioritäten 1 bis 3 zugeordnet wurden, die gegenüber der Priorität 4 der SVB-Task bevorzugt werden. Nur so ist sichergestellt, dass sie wie im vorherigen

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Zyklus ihre Zykluszeit einhalten und nicht durch die SVB aufgehalten werden. Die Abarbeitung der SVB-Task wird anschliessend fortgesetzt. Sollte eine Task wiederholt ihre Aktivierung verpassen, kommt es zur Zykluszeitüberschreitung (Exceed). Eine Task, die eine Überschreitung meldet, muss jedoch nicht zwingenderweise dafür verantwortlich sein. In diesem Fall sollte immer ein Blick auf die Tasklaufzeiten der höher priorisierten Tasks auf dem Kern geworfen werden.

chend dimensioniert sein, denn es verdoppelt sich die Anzahl der Feldbustelegramme pro Zeiteinheit, wodurch sich die Gesamtauslastung des Feldbusses erhöht.

Schlussbetrachtung Eine Aufteilung auf mehrere Kerne ist dann sinnvoll, wenn es viele rechenintensive Instanzen eines Modules gibt, die sich unabhängig voneinander berechnen lassen. Eine Anwendung wäre das Condition Monitoring. Prinzipiell muss nicht, wie im obigen Beispiel, jedem Zusätzliche Rechenzeit Modul eine eigene Task zugedurch Kernteilung wiesen werden. Abhängig von Beim im vorherigen Abschnitt dem Rechenbedarf eines einzelgenannten Beispiel ist die Renen Moduls können auch mehchenkapazität des IPCs vollstänrere Module einer Task zugedig ausgenutzt. Um die Anwenwiesen werden. Dabei darf die dung zu erweitern, bietet sich entstehende Tasklaufzeit nicht eine Verteilung auf zwei Kerne die geforderte Zykluszeit eines an. Bild 3.2 zeigt eine mögliche Moduls überschreiten. AndeAufteilung. Bei dieser Konfigurarenfalls müssen weitere Modution werden alle Tasks mit Ausle einer zusätzlichen Task zugenahme der SPS-Task einem se- Bild 2: Der Industrie-Server 6670 mit 12, 24 oder 36 physikalischen Kernen bietet ausreiwiesen und auf einem paraten Kern zugeordnet. chend Rechenleistung für komplexe Steuerungsaufgaben in grossen Produktionsanlagen. separaten Kern ausgeführt werHierbei ist zu beachten, dass in den. Das Verhalten ist natürlich der Single-Core-Konfiguration stark von der jeweiligen Andie SPS-Task nach der SAF und C++ ausge- tastrate. Zwar wird die SVB-Task hier häufi- wendung abhängig. Hier wird eine schrittführt wird. Da jeder Kern die Ablaufreihen- ger unterbrochen, dennoch werden alle weise Inbetriebnahme empfohlen. Wenn folge lokal für die ihm zugeordneten Tasks Tasks vor ihrer nächsten Aktivierung durch- Module mit unterschiedlichen Zykluszeiten berechnet, startet die SPS hier parallel mit gerechnet. Bei einem solchen Vorgehen abgearbeitet werden müssen, sollten sie der SAF-Task auf dem zweiten Kern. Durch muss die verfügbare Bandbreite auf dem immer getrennten Tasks mit passender die zusätzliche Rechenleistung wird die angeschlossenen Feldbus allerdings ausrei- Konfiguration zugewiesen werden.

■ SVB-Task innerhalb des ersten Zyklus berechnet, und es ist weitere Rechenzeit für zusätzliche Aufgaben auf beiden Kernen vorhanden. Diese kann entweder für eine Erweiterung der bisherigen Anwendung genutzt werden oder für weitere Module.

Erhöhung der Abtastrate Die Rechenleistung kann alternativ auch zur Erhöhung der Abtastrate der vorhandenen Anwendung genutzt werden. Dazu muss die Zykluszeit einer oder mehrerer Tasks abgesenkt werden. Ein solches Beispiel ist in Bild 3.3 dargestellt. Hier wird auf beiden Kernen die Basiszeit auf 100 µs halbiert und der zweite Kern wird zusätzlich isoliert. Letzteres ist am Fehlen des OS-Anteils in der Ablaufreihenfolge zu erkennen. Auf dem ersten Kern bleibt die Länge einer einzelnen Windows-Zeit absolut unverändert bei 20 µs, das heisst, das Echtzeitlimit liegt hier bei 80 Prozent. Dadurch steht Windows 20 Prozent der Rechenleistung des ersten Kerns zur Verfügung. Die Zykluszeiten der SAF, C++ und SPS Task werden auf 100 µs gesenkt. Dadurch verdoppelt sich deren Ab-

Bild 3: Mit TwinCAT 3.1 lassen sich bis zu 256 Kerne gezielt nutzen. Hier die grafische Darstellung von im Beitrag beschriebenen Nutzerszenarien.

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Marktübersicht I/O-Karten

I/O-Karten für interne Bussysteme Axiomtek

www.axiomtek.com

Beckhoff Automation AG

www.beckhoff.ch

Bihl+Wiedemann

www.bihl-wiedemann.de

B&R Industrie-Automation AG

www.br-automation.ch

Ineltro AG

www.ineltro.ch

Keba

www.keba.com

Kontron

www.kontron.com

Kuhnke Automation

www.kuhnke.com

Meilhaus Electronic

www.meilhaus.de

MPI AG

www.mpi.ch

Murrelektronik AG

www.murrelektronik.ch

National Instrument Germany GmbH

www.ni.com

Omni Ray AG

www.omniray.ch

Pilz Industrieelektronik GmbH

www.pilz.ch

RS Components (Analog Devices)

www.rs-online.com

SIGMATEK Schweiz AG

www.sigmatek.ch

Sealevel Systems

www.sealevel.com

Smart Testsolutions

www.smart-ts.de

Spectra (Schweiz) AG

www.spectra.ch

Steinhoff Automation

www.steinhoff-automation.com

WAGO CONTACT SA

www.wago.com

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Feldbus

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Kommunikation

Telekommunikation

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Peripherie

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Wie bringt man eine Anwendung in die Cloud? Die Experten bei EBV wissen auf diese und andere Fragen rund ums Thema «Internet der Dinge» Antwort.

Bild: ©istockphoto.com

EBV VERFÜGT ÜBER JAHRELANGE ERFAHRUNG IN DEN BEREICHEN «INTERNET OF THINGS» UND «INDUSTRIE 4.0»

Nicht nur klassischer Support

Das «Internet of Things» und «Industrie 4.0» lassen die Disziplinen Sensorik, Aktorik, Connectivity und Security noch enger zusammenwachsen. Da sich EBV schon seit vielen Jahren mit dieser Thematik und der damit verbundenen Datenaufbereitung, -verarbeitung und -ausgabe befasst, kann es massgeschneiderten Support anbieten.

E AUTOR Thomas Staudinger Vice President Vertical Segments EMEA INFOS EBV Elektronik GmbH & Co. KG CH-8953 Dietikon Tel. +41 (0)44 745 61 61 dietikon@ebv.com www.ebv.com

ine der Stärken von EBV ist, Einzelthemenbereiche miteinander zu verknüpfen und aus diesen Kombinationen heraus neues Marktpotenzial für seine Kunden zu schaffen. Diese Fähigkeit spiegelt sich in den von EBV fokussierten Marktsegmenten: einerseits den klassischen «Industrial», «Automotive», «Consumer», «Healthcare», «High-Rel» und «Erneuerbare Energien» sowie andererseits den technologiegetriebenen «FPGA», «Identifikation», «LightSpeed» und «RF&Wireless».

IoT-Lösungen für klassische EBV-Kunden Der klassische EBV-Kunde ist mit seinen Kernprodukten, den autonomen Geräten, oftmals Weltmarktführer oder Hidden Champion. Durch das «Internet of Things» wird er nun aber mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Zu diesen zählen zum Beispiel die Hochfrequenztechnik und Security.

Mit beiden Themen musste er sich bisher gar nicht oder nur sehr wenig beschäftigen, sodass längst nicht immer die passenden Ressourcen in ausreichender Menge vor-

können. So half EBV beispielsweise einem Sportartikelhersteller dabei, einen Pulsfrequenzsensor in die Oberbekleidung sowie Drucksensoren in die Laufschuhe zu integrieren. Ebenso gibt es Uhrenhersteller mit langer Tradition und exzellentem Ruf, die nun mit einer Smartwatch auf den Markt kommen, um sich nicht von klassischen Elektronik-Lieferanten das Wasser abgraben zu lassen und um dieses Zukunftssegment ebenfalls zu besetzen. Dabei ermöglicht EBV «Matchmaking», indem es diese neue Kundengruppe bei Bedarf mit anderen Kunden zusammenbringt, die sie dann mit ihrer Expertise bei der Realisierung ihrer Anwendung unterstützen können.

handen sind. Exakt an dieser Stelle legt EBV einen Schwerpunkt, um diesen klassischen Kunden mit passenden Ressourcen und spezifischem Know-how zu helfen, ihre Produkte IoT-tauglich zu machen. Besonders Wert wird dabei auf die Sicherheit gelegt, die durch geeignete Halbleiterbausteine und adäquate Software erreicht wird.

Support für Elektronik-Newcomer Das «Internet of Things» verbindet bisher quasi als Insellösung existierende Märkte, wodurch die bisher scharfe Trennung zwischen Applikationen aufweicht. Sehr gute Beispiele hierfür sind Sportbekleidungsstücke mit integrierten Sensoren oder Möbel mit Ladestation für das drahtlose Laden mobiler Endgeräte. Da die Sportartikel- oder Möbelhersteller bisher typischerweise keine Elektronik-Spezialisten waren, benötigen sie nun Partner, die für sie die ElektronikFunktionalität umsetzen.

EBV zeigt diesen Unternehmen, welche Möglichkeiten die Technologien bieten und baut Brücken zu Partnern, die auf die individuellen Bedürfnisse der entsprechenden Branche beziehungsweise Lösung eingehen

Unterstützung von Start-ups EBV Elektronik hat schon diversen Start-ups geholfen, ihre Produkte auf den Markt zu bringen – manchmal auch durch das Vermitteln eines Kontakts zu einem potenziellen Geldgeber beziehungsweise Investor oder zum geeigneten Fertigungspartner. Auch wenn es darum geht, die Logistik zu organisieren, kann ihnen EBV entscheidenden Support bieten, beispielsweise bei der Organisation von Software-Updates oder bei der Auslagerung von Gateway- und Serverbeziehungsweise Cloud-Dienstleistungen.

EBV ist überzeugt, dass clevere Start-ups rund um das «Internet of Things» selbst in Europa sehr gute Möglichkeiten haben, um ihre Ideen umzusetzen. Daher unterhält der Distributor in Zentraleuropa eine Mannschaft von sieben Mitarbeitern, die sich alleine mit Start-up-Unternehmen beschäftigen.

Allein im Jahr 2014 identifizierte das Team so gut 400 Kunden.

Halbleiter (auch) für Nischenmärkte Zum Teil gibt es die für den entsprechenden Markt oder das angestrebte Design erforderlichen Halbleiter gar nicht. Ein Grund dafür könnte sein, dass sich dieser Markt zu schnell bewegt oder verändert oder aber, dass die klassischen Halbleiterhersteller einen Markt beziehungsweise ein Applikationsfeld als nicht attraktiv ansehen. In letzterem Falle ist EBV im Rahmen seines EBVchips-Programms in der Lage, relativ schnell eine Lösung für diese bisher nicht abgedeckten Anwendungen zu schaffen – auch für IoT-Applikationen.

Sensorik und Low-Power Ein wesentliches Element im «Internet der Dinge» sind die Sensoren, die den IstZustand diverser Grössen erfassen. Durch eine intelligente Vorverarbeitung der Daten direkt am Sensor lässt sich das über die Funkschnittstelle übertragene Datenvolumen signifikant verringern. So ist das jeweils genutzte Frequenzband weniger stark

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belastet, und auch der zum Senden benötigte Energieaufwand verkleinert sich.

Gerade dann, wenn Sensordaten vor Ort erfasst, eventuell vorverarbeitet und anschliessend weitergesandt werden sollen, ist Low-Power-Design oft ein ganz wesentliches Thema. Ein gutes Beispiel hierfür ist ein batteriebetriebener Temperatursensor, der seine Daten über eine Funkverbindung an einen Rechner übermittelt. Je geringer der Energiebedarf der Schaltung, umso länger arbeitet das Sensorsystem mit einer Batterieladung und umso geringer ist der Wartungsaufwand. Vor allem die Low-Power-Mikrocontroller von Atmel, Freescale, NXP und STMicroelectronics, die einen Ultra-Low-Power-Rechenkern enthalten, ermöglichen mittlerweile erstaunlich lange Batterie-Laufzeiten.

Aktoren EBV hat zur Regelung und Ansteuerung von Motoren eine breite Palette von Motortreibern im Programm. Auch rund um das Smart-Lighting, bei dem es um intelligente Lichtlösungen mit Regelung von Helligkeit und Farbtemperatur geht, bietet EBV verschiedene Lösungsmöglichkeiten an.

Neue Anwendungen Die Bereiche «Home Automation» und «Medizintechnik», um nur einige mögliche neue Anwendungsfelder zu nennen, bieten interessante Möglichkeiten. So kann beispielsweise beim Hausbau auf einen Grossteil der Lichtschalter verzichtet werden, wenn Sensoren erkennen, in welchen Räumen sich gerade Menschen befinden. Solche Sensoren lassen sich ebenfalls für intelligente Heizungslösungen nutzen.

Im Bereich der Medizin ermöglicht das «Internet of Things» neue Formen der Patientenüberwachung. Mit entsprechenden Sensoren am Körper und dem Smartphone in der Tasche lassen sich bestimmte Vitalparameter rund um die Uhr überwachen, ohne dass die erkrankte Person hierzu im Krankenhaus bleiben oder täglich eine Arztpraxis

IoT-Software-Qualifizierung Obwohl das Kerngeschäft von EBV Elektronik ganz klar die Halbleiter-Distribution ist, investiert das Unternehmen seit geraumer Zeit in den Software-Support. So ist ein EBV-Mitarbeiter ausschliesslich damit beschäftigt, Software potenzieller und bereits existierender Partner zu untersuchen und zu qualifizieren. Damit ist EBV in der Lage, qualifizierte Third-Party-Anbieter mit ins Spiel zu bringen, um so eine möglichst zügige Umsetzung der Kundenlösung zu ermöglichen. Schon jetzt hat EBV Elektronik zirka 20 Unternehmen zertifiziert, deren Software speziell auf IoT-Anwendungen zugeschnitten ist.

Das Spektrum reicht dabei von Ingenieur-Dienstleistern über Softwarehäuser bis hin zu Cloud-Partnern.

Das «Internet der Dinge» birgt viele Chancen. Damit diese nicht zum unternehmerischen Risiko werden, bietet EBV umfangreiche Dienstleistungen zum Thema an.

Bild: ©istockphoto.com

aufsuchen muss. In derartigen Applikationen ermöglicht das «Internet of Things» nicht nur eine höhere Lebensqualität, sondern es senkt zugleich die Behandlungskosten. Derartige Systeme zur Patientenüberwachung nutzen vor allem Bluetooth Low Energy (BLE) und WiFi zur Datenübertragung – erhältlich sind solche Systeme einschliesslich umfassende Beratung bei EBV. Security Ein wichtiges Thema ist die Datensicherheit. Dies spiegelt sich auch in der steigenden Nachfrage nach Security- und Identifikationsprodukten. Gab es diesbezüglich bis vor einem Jahr drei bis vier Anfragen pro Monat, sind es inzwischen 15 bis 20. Dabei ist Security kein Hexenwerk. Je nach Anwendung erzielt schon ein kleiner KryptoBaustein grosse Wirkung. Hersteller solcher Bausteine sind unter anderem Atmel, Infineon, NXP und ST, die EBV alle auf seiner Linecard hat. Mitunter bedarf es aber kompletterer Sicherheitslösungen mit Schlüssel-Management et cetera. Auch hier arbeitet EBV mit entsprechenden Partnern zusammen, zum Beispiel mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit (Fraunhofer AISEC) in Garching bei München. Die FAEs von EBV sind spezi-

ell im Bereich Security geschult und helfen den Entwicklern dabei, die potenziellen Gefahren zu erkennen und die entsprechenden Themen abzuarbeiten. Da die wenigsten mittelständischen Firmen die Ressourcen haben, eine eigene sichere Server-Infrastruktur aufzubauen, ist hier die Zusammenarbeit mit den entsprechenden Fachleuten ein absolutes Muss für den langfristigen Erfolg und das Überleben des Unternehmens.

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IoT @ EBV Die Unterstützung von EBV beim «Internet of Things» geht weit über den technischen Support hinaus. Von Basis-Informationen über technische Seminare zu Applikationen sowie/oder vertikalen Märkten gibt es umfassende Beratungsdienstleistungen, die sogar ein radikales Überdenken des Geschäftsmodells zur Folge haben können. So verkauft ein EBV-Kunde, der früher Kompressoren entwickelte und fertigte, nun Druckluft als Dienstleistung.

Mithilfe der Predictive Maintainance im Rahmen des «Internet of Things» ist er nun in der Lage, durch das Anbieten einer Dienstleistung eine intensivere Wertschöpfung zu erzielen. Natürlich entscheiden EBV-Kunden selbst, wie ihre Geschäftsmodelle aussehen, aber mit ihren Fragen können die Experten von EBV interessante Diskussionen über valide Punkte anstossen.

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B A U E L E M E N TE

Neue, isolierte Low-Power-Flyback-Gleichspannungswandler.

Bilder:ROHM Semiconductor GmbH

BAUSTEINE FÜR INNOVATIVE STROMVERSORGUNGEN SOWIE NACHHALTIGE WECHSELRICHTER- UND STROMRICHTER-ANWENDUNGEN

Inspirierende Lösungen

Mit einem Sperrwandler, der ohne Optokoppler arbeitet, einem hochintegrierten und intelligenten Powermodul sowie einem isolierten Gatetreiber möchte Rohm Semiconductor Entwickler zu neuen Designs inspirieren. Die Bausteine eignen sich vor allem für Stromversorgen sowie Wechselrichter- und Stromrichter-Anwendungen.

D

er IC des Typs BD7F100HFN-LB ist Teil einer Familie isolierter Sperrwandler, die ohne Optokoppler auskommt. Damit vereinfacht er das Design eines isolierten Gleichspannungswandlers, da die notwendige Signalrückführung entfällt. Dies reduziert den Bauteileaufwand und die Leiterplattenfläche, wodurch sich kompakte und isolierte Stromversorgungslösungen realisieren lassen.

Der IC arbeitet mit einer Technologie zur Regelung der Ausgangsspannung, deren Höhe

INFOS ROHM Semiconductor GmbH 47877 Willich Tel. +49 2154 9210 webcontact@de.rohmeurope.com www.rohm.com/eu

mit externen Widerständen und über das Windungsverhältnis des Übertragers festgelegt wird. Externe Bauelemente zur Phasenkompensation entfallen. Zudem erlaubt der IC ein schnelles Lastsprungverhalten, sodass sich hocheffiziente, isolierte Stromversorgungsanwendungen entwickeln lassen. Standardmässig verfügt er über einen Eingangsspannungsbereich von 3 bis 40 V, enthält einen 60-V-MOSFET-Schalter und integriert eine Softstart- sowie eine Shutdown-Funktion.

Seine konstante Schaltfrequenz verringert die Restwelligkeit und der PFM-Betrieb sorgt für einen hohen Wirkungsgrad bei geringer Last.

Kondensationsprobleme, wie sie in konventionellen Designs mit Optokopplern auftreten, entfallen. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der entwickelten Produkte enorm.

Hochintegrierte Power-Module Die hochintegrierten, intelligenten PowerModule der IPM-Familie ermöglichen hohe Schaltgeschwindigkeiten und einen energieeffizienten Betrieb von Antriebs- und Wechselrichter-Applikationen. In einem einzigen Gehäuse integrieren die 600-V-Module eine Vielzahl von Bauelementen, wie zum Beispiel Gatetreiber, Bootstrap-Dioden, IGBTs, proprietäre SuperJunction-Leistungs-MOSFETs mit niedrigem Einschaltwiderstand sowie eine Freilaufdiode. Selbst Schutzfunktionen sind in dem platzsparenden Gehäuse enthalten. Die Produktlinie besteht aus Versionen für Ströme von 1,5, 2,5, 10, 15 und 20 A. Eine 30-A-Version ist in Entwicklung.

Die neue Produkt-Familie erzielt deutlich geringere Verluste bei niedriger wie hoher Last und ist zusätzlich für höhere Leistun-

Sperrwandler BD7F100HFN-LB

Power-Module IPM-Familie

• Versorgungsspannung: 3 bis 40 V • Betriebsspannung am SW-Anschluss: max. 50 V • Grenzstrom des eingebauten MOSFET: 1,25 A (typ.)

• Schaltfrequenz: 400 kHz (typ.)

• Genauigkeit der Referenzspannung: ±1,5 % • Ruhestromaufnahme: 0 µA (typ.)

• Betriebsstrom: 2 mA (typ.)

• Umgebungstemperatur im Betrieb: –40 bis 85°C • Sperrschichttemperatur im Betrieb: –40 bis 125°C

• Freilaufdiode mit niedriger Vorwärtsspannung und geringem trr-Wert • Gatetreiber und Bootstrap-Diode für kurze Sperrverzögerungszeit und Fehlerschutz • SOI-Technologie für Hochvolt-IC für geringe Leckströme und Latch-up-Sicherheit • Strombegrenzung für Bootstrap-Diode, Unterdrückung des Inrush-Stroms • Kurzschlussschutz, UVLO, Überhitzungsschutz und Fehlersignal-Ausgang • Eingangs-Interface 3,3 V, 5 V (aktiv High) • Verschiedene Ausgangsströme zur Auswahl (1,5 A, 2,5 A, 10 A, 15 A und 20 A) • Gehäuse mit Keramik-Isolation • Isolationsspannung 1500 Vrms; geringer Wärmewiderstand

Gatetreiber BM6001x • Gleichtaktunterdrückung: dV/dt >100 kV/μs • Isolationsspannung: 2,5 kVrms • I/O-Signallaufzeit: <150 ns • Minimale Pulsbreite: 90 ns • Gatestrom-Ausgang: 3 A (min.)

• INA/INB-Eingänge zur Vermeidung falscher Schaltvorgänge • Aktive Miller-Clamp-Schaltung • UVLO/DESAT-Funktion • Kurzschluss- und Übertemperaturschutz • Soft-Abschaltung (einstellbar)

Gatetreiber BM610x • Gleichtaktunterdrückung: dV/dt >100 kV/μs • Isolationsspannung: 2,5 kVrms (3,75 kVrms BM60015FV) • Signallaufzeit: 95..120 ns • Minimale Eingangspulsbreite: 70 ns • Gatestrom-Ausgang: 3 A (min.)

• INA/INB-Eingänge zur Vermeidung falscher Schaltvorgänge • UVLO-/DESAT-Funktion • Aktive Miller-Clamp-Schaltung

gen geeignet. Auf der Grundlage einer innovativen, auf Aluminium basierenden Siliconon-Insulator-Technologie, zeichnet sich das Modul durch verbesserte Hochspannungsfestigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und geringe Leckströme aus. Gleichzeitig ist es vor Latch-up-Effekten geschützt. Im Interesse einer hohen Zuverlässigkeit enthält der IC ferner eine umfassende Palette an Schutzfunktionen.

Zwei neue Gatetreiber-Serien Die neuen, isolierten Gatetreiber sind in ein kompaktes Gehäuse integriert und werden in zwei Serien angeboten. Während die BM6001x-Familie auf einfache Designs abzielt, ist die komplexere BM610xFV-Familie mit umfassenden Schutzfunktionen ausgestattet. Beide Familien zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad, geringe Leistungsaufnahme und hohe Schaltgeschwindigkeit aus. Durch ihre spezielle Isolation können sie dabei die Leistungsfähigkeit von SiC-Bauelementen, IGBTs und LeistungsMOSFETs maximal ausschöpfen. Da diese Isolation mit einem Niedervolt-Schnittstellenchip und einem Hochvolt-Treiberchip in einem kompakten Multi-Chip-IC-Gehäuse untergebracht ist, fällt die benötigte Leiterplattenfläche gegenüber konventionellen Optokoppler-Schaltungen um ungefähr 50 Prozent kleiner aus. Dies ermöglicht kompaktere Wechselrichter und Stromrichter bei gleichzeitiger Verbesserung der Zuverlässigkeit.

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Neue, hochintegrierte Intelligent Power Modules für leistungsfähige Schalt-Anwendungen

Die digital programmierbaren und kompakten Primärschaltregler der 400-W-Klasse sind ein intelligentes, zeitsparendes Prüf-, Test- und Laborgerät.

Bild: Kniel

KNIEL ERWEITERT PROGRAMM UM DIGITAL PROGRAMMIERBARE 400-W-STROMVERSORGUNG

Ausgelegt für komplexe Aufgaben Kniel hat seine digital programmierbaren Stromversorgungen der Energy-Serie um eine 400-W-Ausführung mit bis zu 120 V Ausgangsspannung erweitert. Mit ihren digitalen und analogen Schnittstellen eignet sie sich ideal für komplexe Simulationen und Tests unter sich verändernden Rahmenbedingungen.

B

ei den Ausführungen der Energy-Serie kann der Anwender nicht nur Soll- und Grenzwerte für Strom, Spannung und Leistung definieren, sondern unterschiedliche Sequenzen programmieren, die selbsttätig abgearbeitet werden. Die Stromversorgungen eignen sich dadurch als intelligentes, zeitsparendes Prüf-, Test- oder Laborgerät.

Da sie als Stromquelle und als Stromsenke arbeiten, eignen sie sich unter anderem für Akkutests. Ein weiterer typischer Anwendungsbereich sind Bordnetzsimulationen im Bereich der Kfz-Elektronik. Hier kann die Stromversorgung beispielsweise die temperaturabhängigen Eigenschaften von Batterien simulieren, ebenso wie den typischen

Spannungseinbruch bei Motorstart oder beim Zuschalten starker Verbraucher. Medizintechnische Anwendungen, Prüfaufbauten oder Fertigungseinrichtungen, bei denen Anlagensicherheit eine wichtige Rolle spielt, profitieren davon, dass die Stromversorgungen die Anforderungen nach funktionaler Sicherheit gemäss EN/IEC 62061 SIL2 und EN ISO 13849-1, Performance Level (PL) d erfüllen. Zwei geprüfte und zertifizierte Enable-Eingänge sorgen für eine sichere Abschaltung im Fehlerfall.

Standardmässig sind die Stromversorgungen mit RS232-, USB- und CAN-OpenSchnittstelle ausgestattet, über die das am PC erstellte Programm eingespielt werden

kann. Eine LAN-Schnittstelle und eine 5-VAnalog-Schnittstelle sind optional verfügbar.

Bei Bedarf lassen sich die Geräte auch vor Ort direkt am Gerät oder mit einer als Option erhältlichen Handbedieneinheit programmieren. Letzteres bietet dem Anwender in puncto Sicherheit Vorteile, da am Gerät selbst nichts mehr versehentlich verstellt werden kann.

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INFOS AIP Wild AG CH-8154 Oberglatt ZH Tel. +41 44 852 20 20 info@aip-wild.ch www.aip-wild.ch

B A U E L E M E N TE

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MINEL AG BIETET BÜGELLÖTEN ALS NEUE DIENSTLEISTUNG AN

Wärme direkt ins Lot transferiert Die Schweizer Dienstleisterin Minel AG hat neu eine Bügellötanlage installiert, mit der Flexverbindungen, Flachbandkabel oder Applikationen im Reflowverfahren optimal gelötet werden können.

D

ie Minel AG ist ein Schweizer Dienstleistungsunternehmen und seit 1971 ein gefragter Outsourcing-Partner für die Entwicklung (EEMS) und Fertigung von Elektronikbaugruppen (EMS) in der IndustrieElektronik. Das Unternehmen hat sein Dienstleistungsangebot erneut ausgebaut: Nachdem anfang 2015 die Ultraschallnassreinigung als Dienstleistung eingeführt wurde, hat die Minel AG jetzt auch eine Bügellötanlage für das Löten von Flexverbindungen auf Leiterplatinen installiert. Sie ermöglicht eine optimale Fertigungslösung zum Löten von Flexverbindungen, Flachbandkabel oder Keramik- und Epoxy-Applikationen im Reflowverfahren.

transferiert die erforderliche Wärmeenergie in die Lötstelle. Das Lot befindet sich in Form eines ungeschmolzenen Pastedepots bereits auf dem Leiterplattenpad. Zum Löten wird lediglich etwas Flussmittel aufgetragen. Die Zentrierung der Flexverbindung

auf den Lötpads der Leiterplatine erfolgt über Passstifte und entsprechenden Bohrungen in der Flex und Leiterplatine. Das Ganze wird durch eine leiterplatinespezifische Adapterplatte in der Anlage positioniert.

Beheizter Bügel drückt von oben Beim Bügellöten, das auch Stempel- oder Drucklöten bezeichnet wird, drückt ein beheizter, temperaturgeregelter Bügel von oben mit festgelegter Kraft auf die übereinander liegenden Teile – die Leiterplatte und Flexverbindung. Die Temperatur des Bügels

So funktioniert es mit einem O-LED Display.

Bauelemente werden nur gering belastet Die Prozesssicherheit wird gewährleistet durch die Überwachung des Zeitablaufs, des Temperaturprofils und der Abkühlung, der Krafteinwirkung durch den Bügel und den Temperaturübergang durch angepasste Thermoden.

Die thermische Belastung der Bauelemente ist bei diesem Verfahren sehr gering.

Mit der neuen Bügellötanlage kann die Minel AG für ihre Kunden zum Beispiel Flexverbindungen, Flachbandkabel, Heat Seal, Keramik- und Epoxy-Applikationen im Reflowverfahren optimal löten.

Bilder: Minel AG

INFOS Minel AG CH-8863 Buttikon SZ Tel. +41 55 464 35 20 info@minel.ch | www.minel.ch

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NI-TUTORIUM «ERSTELLUNG EINES MESSSYSTEMS» – WAHL DES PASSENDEN DATENFORMATS

Mit speichern allein ist es nicht getan Die Erstellung eines Messsystems ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Diese erläutert eine zehnteilige Serie von national Instruments. Der achte Teil befasst sich mit den Kriterien für die Bestimmung des passenden Datenformats.

Während es zum Speichern von Getreide lediglich ausreichend Platz in den Silos braucht, entscheidet beim Speichern von Dateien das Format über deren spätere Wiederverwertbarkeit.

Bild: © istockphoto.com

B

ei vielen neuen Messsystemen fällt die Entscheidung für das passende Datenformat erst nach dem Entwurf der gesamten Anwendung. Häufig wählen Ingenieure letztlich die Speicherstrategie, welche die Anwendungsanforderungen zum gegenwärtigen Zeitpunkt am einfachsten erfüllt, ohne dabei an zukünftige Anforderungen zu denken. Doch die Wahl des Speicherformats kann sich entscheidend auf die Gesamteffizienz eines Datenerfassungssystems sowie auf die Effizienz, die sich aus der Auswertung der Rohdaten im Lauf der Zeit ergibt, auswirken. Welche Kriterien dabei entscheidend sind, beschreiben die folgenden Abschnitte.

Verarbeitung des Datenvolumens Als erster Schritt zu einer einheitlichen Lösung für das Datenmanagement muss sichergestellt werden, dass die Daten so effizient, organisiert und skalierbar wie möglich gespeichert werden. Allzu oft werden diese ohne beschreibende Zusatzinformationen in diversen Dateiformaten verteilt auf Festplatten und Netzlaufwerken gespeichert. So entsteht schnell ein Datenfriedhof, aus dem sich nur mühsam die Datensätze extrahieren lassen, die Ingenieure für ihre tägliche Arbeit benötigen.

Je nach Art der Anwendung können bestimmte Merkmale höher priorisiert werden als andere. Die gängigen Speicherformate wie ASCII-, Binär- und XML-Dateien haben ihre Stärken und Schwächen in unterschiedlichen Bereichen.

«Das TDMS-Format bietet den Vorteil einer integrierten und dreigliedrigen Hierarchie.»

ASCII-Dateien: Viele Ingenieure bevorzugen es, Daten als ASCII-Dateien zu speichern, da das Dateiformat einfache Austauschbarkeit und Lesbarkeit für den Anwender bietet. Diese bergen jedoch einige Nachteile. So nehmen sie viel Speicherplatz ein, was ein Problem sein kann, wenn der Speicherplatz begrenzt ist. Zudem kann das Lesen und Schreiben von Daten aus einer ASCII-Datei wesentlich langsamer ablaufen als bei anderen Formaten. In vielen Fällen kann die Schreibgeschwindigkeit einer ASCII-Datei nicht mit der Geschwindigkeit des Datenerfassungssystems Schritt halten, wodurch es zu Datenverlust kommen kann.

Binärdateien: Ein weiteres gängiges Speicherformat sind Binärdateien. Deren zugrunde liegender Ansatz ist ein völlig anderer als bei ASCII-Dateien.

Im Gegensatz zu diesen benötigen Binärdateien wesentlich weniger Speicherplatz und können mit hoher Geschwindigkeit auf die Festplatte übertragen werden, weshalb sie sich für Anwendungen in Echtzeit und mit hoher Kanalanzahl eignen. Ein Nachteil von Binärdateien ist ihr nicht lesbares Format, das die Austauschbarkeit zwischen den Anwendern verkompliziert.

XML-Dateien: In den vergangenen Jahren wurde das XML-Format immer beliebter, da damit selbst komplexe Datenstrukturen gespeichert werden können. Mit ihnen lassen sich Daten und Formatierungen ausserdem zusammen mit den Rohwerten der Messungen speichern.

Dank der Flexibilität des XML-Formats können zusätzliche Informationen mit den Daten strukturiert gespeichert werden. Zudem ist XML austauschbar und für den Anwender gut lesbar. Ähnlich wie beim ASCII-Format können XML-Dateien in vielen gängigen Texteditoren und XML-fähigen Browsern, zum Beispiel im Microsoft Internet Explorer, geöffnet werden. è

Datenbankdateien: Datenbankdateien bestehen aus einer Vielzahl von in Spalten und Reihen aufgebauten Tabellen. Informationen können, müssen aber nicht zwingend zwischen den Tabellen verlinkt sein. Obwohl Datenbanken unter anderem den Vorteil bieten, dass sie durchsucht werden können, sind diese Dateien für zeitbasierte Messanwendungen ungeeignet, da eine grosse Datenmenge erfasst und eine formelle Datenbanklösung neu erworben oder erstellt werden können muss.

viele Unternehmen mit einem Verlust an Effizienz und steigenden Kosten konfrontiert, je mehr Daten gespeichert werden.

ASCII-Dateien: Mit ASCII-Dateien können während einer Datenerfassung geschriebene Dateien einfach und schnell geöffnet und sofort dargestellt werden. Diese lassen sich zudem einfach mit Kollegen teilen, da die Dateien mithilfe von auf den meisten Computern installierten, gängigen Softwareanwendungen geöffnet werden, zum Beispiel Notepad, WordPad und Microsoft Excel.

TDMS-Dateien: TDMS ist ein binäres Datenformat, das somit nur geringen Speicherplatz einnimmt Binärdateien: und Daten bei hohen Geschwindigkeiten Wenn Daten als benutzerdefinierte Binärdaauf die Festplatte übertragen kann. Zudem teien gespeichert werden, ist der Nachteil, verfügen TDMS-Dateien über einen Datei- dass diese nicht direkt von Menschen leskopf (Header), in dem sich Beschreibungen bar sind und es deshalb für Anwender oder Zusatzinformationen zusammen mit schwierig ist, sie untereinander auszutauden Daten speichern schen. Binärdateien lassen. Einige Zukönnen zudem nicht «Bei der Speicherung von Daten satzinformationen muss an deren Wiederverwertbarkeit unmittelbar mit einer wie Dateiname, DaStandardsoftware gedacht werden.» tum und Ablageort geöffnet werden, werden automatisch gespeichert, doch es sondern müssen mithilfe einer speziellen können auch eigene, benutzerdefinierte In- Anwendung oder eines eigenen Programms formationen eingefügt werden. Das TDMS- interpretiert werden. In unterschiedlichen Dateiformat bietet zudem den Vorteil einer Anwendungen können Binärdaten auf unterintegrierten, dreigliedrigen Hierarchie: Datei, schiedliche Arten interpretiert werden, was Gruppe und Kanal. Die TDMS-Datei kann ei- zu Konflikten führen kann. Um die Dateien ne unbegrenzte Anzahl von Gruppen und je- mit Kollegen zu teilen, müssen sie in einer de Gruppe wiederum eine unbegrenzte An- Anwendung enthalten sein, die die spezielle zahl von Kanälen enthalten. Somit lassen Binärdatei korrekt interpretiert. Ändert sich sich auf jeder dieser Ebenen Attribute hinzu- die Art und Weise, wie die Daten in der Dafügen, mit denen die Testdaten zum besse- tenerfassungsanwendung geschrieben werren Verständnis beschrieben und dokumen- den, müssen diese Änderungen in der Antiert werden. Diese Hierarchie führt dazu, wendung vorgenommen werden, welche dass die Testdaten durchweg organisiert die Daten liest. Dies kann möglicherweise sind. langfristig zu Kompatibilitätsproblemen und schliesslich Datenverlusten führen.

Datenaustausch mit Kollegen Simulations- und Prüfsysteme werden im XML-Dateien: Laufe der Jahre immer umfangreicher und Grundsätzlich enthält das XML-Format in eimit Komponenten verschiedener Hersteller ner Datei Tags, die zur Beschreibung der ausgestattet. Aufgrund dessen werden Da- Dateistrukturen dienen. Diese Tags erscheiten ohne beschreibende Informationen in nen auch, wenn XML-Dateien in diesen Anverschiedenen Dateiformaten und an unter- wendungen geöffnet werden, und setzen schiedlichen Speicherorten abgelegt. Diese die Lesbarkeit herab, da nicht jeder AnwenFaktoren stellen Hürden dar, die den opti- der mit den Tags vertraut ist. Für Kollegen, malen Informationsaustausch behindern die nicht sehr häufig in die Entwicklung der und es sehr schwierig machen, bestimmte Dateiarchitektur involviert sind, kann dies eiDatensätze aufzufinden und Entscheidun- ne Herausforderung darstellen. Ausserdem gen daraus abzuleiten. Deshalb sehen sich kann es schwierig sein, diese komplexen

Austauschbarkeit

ASCII ü

Binär

XML ü

ü

Geringer Speicherplatz

ü

Suchfunktion

ü

Zusatzinformationen Hochgeschwindigkeits-Streaming Unterstützung der NI-Plattform

Datenbank

ü

Die Vorzüge der einzelnen Datei-Formate.

ü ü

ü

ü

TDMS ü ü ü ü ü ü

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tionen zu extrahieren und mit ihrer Hilfe die Entwicklung neuer Produkte zügig voranzutreiben und die Markteinführung zu verkürzen. Viele Datenerfassungssysteme sind dafür konzipiert, Rohdaten schnell zu samDatenbankdateien: meln und auf der Festplatte zu speichern. Dies umfasst möglicherweise Die Teammitglieder können Datenauch die Inline-Verarbeitung für die bankdateien untereinander austauEntscheidungsfindung. Um jedoch schen und über gängige Anwenaus Rohdaten wirklich verwertbare dungen öffnen. Bei Messdaten ist Ergebnisse zu erhalten, sind Werkdiese Funktionalität ähnlich wie bei zeuge notwendig, mit denen sich ASCII- und XML-Dateien durch geschnell Trends und Ausreisser in den ringen Speicherplatz, möglichen DaDaten ermitteln, diese Trends analytenverlust und Streaming an die sieren und Berichte erstellen lassen, Festplatte eingeschränkt. die an andere weitergeleitet werden TDMS-Dateien: können.

Nur Datenbank- und TDMS-Dateien TDMS-Dateien sind zwar Binärdakönnen durchsucht werden, ohne jeteien, allerdings lassen sie sich in de Datei öffnen und manuell nach vielen Standardanwendungen, beiden erforderlichen Daten suchen zu spielsweise Microsoft Excel und müssen. Je nachdem, wie eine DaOpenOffice Calc, öffnen und an Koltenbankdatei strukturiert ist, kann legen weitergeben. Sie können einder Suchprozess langsam ablaufen. fach ausgetauscht werden und entZudem müssen die Datenbankdateihalten Attribute, ohne dass en, die durchsucht werden sollen, Geschwindigkeit und Grösse beam selben Ort abgelegt und exakt grenzt werden müssen. gleich aufgebaut sein. Bei verschiedenen Entwicklerteams, die auf der Nutzung für Analyse und Hält die Schreibgeschwindigkeit einer ASCII-Datei nicht mit der Geschwindigkeit ganzen Welt verstreut sind, kann es Visualisierung des Datenerfassungssystems Schritt, kann es zu Datenverlust kommen.

Bild: © istockphoto.com beinahe unmöglich sein, eine strenBei der Wahl eines Dateiformats ist ge Dateistruktur für die Datenbank darauf zu achten, welche Formate die eingesetzte Analyse- oder Visualisie- kann schwierig und komplex sein und zu zu implementieren, da jeder Ingenieur, jede Verzögerungen und Fehlern bei einem Pro- Abteilung und jedes Unternehmen bereits rungssoftware unterstützt. jekt führen. Zudem können Fehler, die bei über eigene Vorgaben für die DatenverwalASCII-Dateien: der Verarbeitung einer XML-Datei auftreten, tung verfügt, die sich vermutlich voneinanASCII-Dateien können mit beinahe jedem auf die Nachbearbeitung stören und ein Projekt der unterscheiden.

Im Gegensatz dazu können TDMS-Dateien dem Markt verfügbaren Analyse- und Visualisie- verzögern. durchsucht werden und es ist nicht nötig, rungspaket geöffnet werden, doch die Lesegesie am gleichen Ablageort zu formatieren schwindigkeit von Daten ist bei diesem Datei- TDMS-Dateien: format üblicherweise eingeschränkt. Die Aufgrund ihres binären Dateiformats kön- und zu speichern. Je mehr benutzerdefinierVerarbeitung und Visualisierung von ASCII-Datei- nen Daten aus einer TDMS-Datei äusserst te Eigenschaften genutzt werden, um die en ist deutlich langsamer als die von Binärdatei- effizient analysiert und dargestellt werden. Messdaten zu dokumentieren, desto einfaTDMS ist ein offener Standard, mit dem cher kann deren Ablageort zum späteren en. sich TDMS-Daten über Plugins oder eine Zeitpunkt ermittelt werden. Die ZusatzeiBinärdateien: kostenlose DLL in eine Reihe verschiedener genschaften innerhalb der Datei, ein wichtiGängige Binärdateien müssen im Lauf der Softwarepakete laden lassen. ger Vorteil des TDMS-Formats, bieten eine Zeit ausgetauscht und aktualisiert werden, einfache Möglichkeit, Daten zu dokumentieweshalb auch die eingesetzte Analyse- und Zukunftsfähigkeit des Speicherformats ren, ohne dass eine eigene Header-Struktur Visualisierungssoftware angepasst werden Entscheidungen über die Datenspeicherung erstellt werden muss. Bei zunehmenden muss. Wenn die Anwendungssoftware so sind manchmal widersprüchlich oder wer- Dokumentationsanforderungen muss die aktualisiert wird, dass mit ihr die Binärdatei den je nach Bedarf getroffen, ohne dass Anwendung nicht neu entwickelt werden. interpretiert werden kann, werden die Ana- weiter an Wiederverwendbarkeit und Er- Stattdessen wird einfach das Datenmodell lyse- und Visualisierungsraten durch das bi- weiterbarkeit gedacht wird. Daraus entste- erweitert, um spezifische Anforderungen zu näre Dateiformat deutlich verbessert, da die hen komplexe und kostenaufwendige Soft- erfüllen.

■ Software keinen ASCII-Overhead zu verar- warearchitekturen. Zu beachten ist dabei die Skalierbarkeit des gewählten Datenformats, beiten hat. damit die Wiederverwendbarkeit in späteXML-Dateien: ren Anwendungen gewährleistet ist.

INFOS National Instruments Switzerland GmbH Das XML-Format basiert auf einem BaumCH-5408 Ennetbaden modell. Aus diesem Grund ist die Abbildung Datenabruf zu späterem Zeitpunkt Tel.+41 56 200 51 51 der Baumstruktur auf die Analyse- und Visu- Mehr denn je ist es wichtig, aus den Rohdani.switzerland@ni.com alisierungsschnittstelle erforderlich. Dies ten ohne Zeitverlust verwertbare Informawww.ni.com/switzerland Strukturen zu speichern, da mit dem Entwurf des Layouts oder Schemas der XML-Strukturen ein erheblicher Planungsaufwand verbunden ist.

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GRAFISCHES SAMPLING DIGITALMULTIMETER DMM7510 VON KEITHLEY INSTRUMENTS INTEGRIERT 18-BIT-DIGITIZER

Datenvisualisierung inklusive

Das DMM7510 von Keithley Instruments kombiniert ein hochgenaues Digitalmultimeter und einen Digitizer für die Signalerfassung mit einer kapazitiven Touchscreen-Bedienoberfläche. Diese basiert auf der Touch-, Test- und Invent-Design-Philosophie, die ein schnelleres, intelligenteres und leichteres Arbeiten erlaubt.

D

as siebeneinhalbstellige grafische Sampling-Multimeter DMM7510 soll Anwendern eine grössere Sicherheit hinsichtlich der Genauigkeit von Ergebnissen geben. Dabei sollen sie von der intuitiven Touchscreen-Bedienung profitieren. Dazu Jerry Janesch, Senior Market Development Manager bei Keithley Instruments: «Um einen tief gehenden Einblick in die Testobjekte zu erhalten, müssen die Ingenieure kleine Signale mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit erfassen, was mit konventionellen DMM nicht möglich ist. Durch die intuitive Bedienung und den schnellen Digitizer eignet sich das DMM7510 für unterschiedlichste Testanwendungen, wie die Charakterisierung, das Debugging und die Analyse von Bauteilen, Produktionstests und Anwendungen in Forschungslaboren und Universitäten.»

Hohe Messgenauigkeit Das Präzisionsmultimeter DMM7510 bietet eine einstellbare Auflösung von 3-1/2 bis 71/2 Stellen und eine DCV-Grundgenauigkeit von 14 ppm im Jahr. Dabei verbessert die niedrige Bürdenspannung insbesondere die Messgenauigkeit bei kleinen Strömen, die

unter anderem durch den erweiterten Messbereich (100 mV, 1 Ohm und 10 µA) erreicht wird. Für zusätzliche Messsicherheit sorgt die Autokalibrierfunktion, die den Temperatur- und Zeitdrift minimiert. Ein weiterer Vorzug des Geräts ist seine hohe DC-Genauigkeit, die normalerweise nur von Laborinstrumenten erreicht wird.

Hochgenaue Signalabtastung Das DMM7510 bietet eine Signalabtastung mit 18-Bit-Digitizer und 1 MS/s. Dabei ist eine Darstellung und Analyse von Strom- und Spannungssignalen sowie transienten Ereignissen ohne zusätzliche Instrumente oder PC möglich. Zudem integriert das Sampling-Multimeter eine erweiterte analoge Triggerung mit Flanken-, Puls- und FensterTrigger, wodurch es sich unter anderem ideal für Analysen von kleinen Leistungen in den verschiedensten Anwendungen eignet.

Interaktive Bedienung und Visualisierung Die 5-Zoll-Touchscreen-Bedienoberfläche erlaubt eine schnellere und intuitivere Einstellung der Tests sowie eine numerische und grafische Darstellung der Ergebnisse. Die Touchscreen-Schnittstelle ermöglicht dem

Sampling-Digitalmultimeter DMM7510 • 5-Zoll-Touchscreen und einfache Navigation • Gespeicherte Testergebnisse können als Grafik, Histogramm oder in numerischer Form als Datentabelle angezeigt werden • Grafikfunktionen erlauben eine Darstellung und direkten Vergleich von Messwerten oder Signalen von bis zu vier gespeicherten Messungen • Testergebnisse und Screenshots können über den USB-2.0-Anschluss gespeichert werden • Unterstützung für Anwendungen mit niedrigem Widerstand, wie Dry-Circuit-Test, Offset-Kompensation und Erkennung von Leitungsunterbrechungen • Drehknopf als Alternative zur Touchscreen-Navigation • Eingangsumschalter zeigt, ob die Eingänge auf der Vorder- oder Rückseite aktiv sind • Schnittstellen für GPIB, USB 2.0 und LXI/Ethernet, 9-poliger D-Sub I/O-Digitalport und TSPLinkBuchsen • Kostenlose KickStart-Start-up-Software zur Instrumentensteuerung über einen PC • Online-Hilfe-Funktionen per Knopfdruck

Anwender dabei eine Interaktion mit den zu untersuchenden Signalen, was ihm einen besseren Einblick in die Ergebnisse gewährt. Fingergesten sowie Cursor-Funktionen gestatten zudem eine flexible Signalerfassung und Interaktion mit den Testdaten.

Das Sampling-Multimeter DMM7510 kombiniert ein hochgenaues Digitalmultimeter und einen Digitizer für die Signalerfassung mit einer kapazitiven Bild: Keithley Instruments Touchscreen-Bedienoberfläche.

INFOS Linktronix AG CH-8800 Thalwil Tel. +41 44 722 70 00 info@linktronix.ch www.linktronix.ch

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

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Programmierbare Hintergrundausblendung

Integriertes Display für Messwertdarstellung

Der BOD 66M von Balluff Sensortechnik arbeitet mit Rotlicht und Laserlicht (Klasse II, Wellenlänge der Lichtquelle 660 nm) und ist mit zwei verschiedenen Ausgangssignalen verfügbar. In der Version RA01S92-C stellt er am Ausgang ein 1..10VDC-Signal und in der Version RB01-S92-C ein 4..20mA-Signal bereit. Dabei misst er mit einer Auflösung von 0,5 mm über einen Messbereich von 100 bis 600 mm bei einer Linearitätsabweichung von 0,5 Prozent. Seine Schaltfrequenz beträgt 100 Hz und seine Ansprechzeit ±5 ms. Das robuste Aluminiumgehäuse garantiert Schutzart IP 65 und hat die Abmessungen 30 x 90 x 73,2 mm.

Die optischen Distanzsensoren ODSL 9 von Leuze garantieren selbst unter schwierigsten Bedingungen, wie beispielsweise bei glänzenden Objekten, genaue Messergebnisse. Das integrierte Display zeigt die Messwerte an und erleichtert zudem die Einstellung des Sensors, der mit Laserlicht (Klasse I, 655 nm Wellenlänge) arbeitet und am Ausgang ein 1..10-VDC-Signal beziehungsweise 4..20-mASignal bereitstellt. Dabei misst er mit einer Auflösung von 0,1/0,01 mm bis zu einem maximalen Schalt- Mess-Abstand von 650 mm (Blindbereich 50 mm) bei einer Linearitätsabweichung von 0,5 Prozent.

Er misst mit einer Frequenz von 160 Hz und einer Ansprechzeit von 2 ms. Der Sensor ist in ein 50 x 21 x 50 mm grosses Kunst-

Einsetzbar ist der BOD 66M, der über einen fünfpoligen M12-Anschluss verfügt, im Temperaturbereich von –20 bis 50 °C. Durch seine kratzsichere Optik eignet er sich auch für den Einsatz in rauem Umfeld, wobei er sich durch die Fähigkeit auszeichnet, sowohl weisse als auch schwarze Objekte bei gleichem Abstand richtig zu erfassen.

stoffgehäuse integriert, das Schutzart IP 67 garantiert. Einsetzbar ist der ODSL 9 in einem Temperaturbereich von –20 bis 50 °C.

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

Leuze electronic AG | CH-6331 Hünenberg | Tel. +41 (0)41 784 56 56 info@leuze.ch | www.leuze.ch

Miniatursensor in glasverstärktem Kunststoffgehäuse

Zuverlässige Abstandsmessungen

Der FT25 von Sensopart arbeitet mit einer roten LED (632 nm Wellenlänge) und stellt am Ausgang ein 1..10-VDC-Signal beziehungsweise 4..20-mA-Signal bereit. Dabei misst er mit einer Auflösung von 0,12 mm bis zu einem maximalen Schalt- Mess-Abstand von 200 mm (Blindbereich 20/30 mm) bei einer Linearitätsabweichung von ±0,4 mm. Seine Schaltfrequenz ist ≤1000 Hz, während seine Ansprechzeit 400 µs beträgt. Der Sensor ist in ein 34 x 20 x 12 mm grosses, glasfaserverstärktes Kunststoffgehäuse integriert, das Schutzart IP 67/69K garantiert. Einsetzbar ist der FT25, der über einen vierpoligen M8-Anschluss verfügt und sich durch einen gut sichtbaren Lichtfleck einfach ausrichten lässt, in einem Temperaturbereich von –20 bis 60 °C. Aufgrund seiner ASIC-Technologie schaltet er selbst bei glänzendem Hintergrund sicher.

Durch seine Variantenvielfalt lässt er sich in zahlreichen Prozessen der Fabrikautomation einsetzen – von der Kleinteileerkennung im Montageautomaten über die Vollständigkeitskontrolle bis zur Druckmarkenerkennung.

Bibus AG | CH-8320 Fehraltorf | Tel. +41 (0)44 877 50 11 info.bag@bibus.ch | www.bibus.ch

Der VDM28 von Pepperl+Fuchs erlaubt durch seine Pulse-Range-Technologie eine sehr exakte Abstandsmessung aufs Objekt. Durch seine geringe SchwarzWeiss-Differenz garantiert er in den verschiedensten Anwendungen präzise, eindeutige und reproduzierbare Ergebnisse. Der optische Sensor arbeitet mit Laserlicht (Klasse I, 660 nm Wellenlänge) und stellt am Ausgang ein 0..20-mA-Signal beziehungsweise ein 4..20-mA-Signal bereit. Dabei misst er mit einer Auflösung von 1..10 mm bis zu einem maximalen Schalt-MessAbstand von 50 m (Blindbereich 0..200 mm) bei einer Linearitäts-

abweichung <5 mm. Er misst mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Ansprechzeit von 10 ms. Der Sensor ist in ein 26 x 88 x 54 mm grosses Kunststoffgehäuse integriert, das Schutzart IP 65 garantiert. Einsetzbar ist der VDM 28 in einem Temperaturbereich von –30 bis 50 °C.

Pepperl + Fuchs AG | CH-2557 Studen BE | Tel. +41 (0)32 374 76 76 info@ch.pepperl-fuchs.com | www.pepperl-fuchs.ch

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M E S S TE C H N I K & S E N S O R I K

Der Schreibkopf in der Gerüstaufnahme des Walzblocks liest die ID der RFID-Transponder aus.

Bild: Kocks

WALZWERKHERSTELLER FRIEDRICH KOCKS ERHÖHT PROZESSSICHERHEIT MIT RFID-SYSTEMEN VON CONTRINEX

Tags garantieren Ordnung

In modernen Stabwalzwerken sichern widerstandsfähige Ganzmetall-NiederfrequenzRFID-Systeme die korrekte Zuordnung von Gerüsten, Führungen und Walzen.

Sie sorgen damit für einen höheren Automatisierungsgrad sowie eine deutlich verbesserte Prozesssicherheit der Anlage.

I

n Stabwalzwerken eingesetzte RFID-Systeme müssen hart im Nehmen sein. Denn ihre Arbeitsbedingungen sind alles andere als angenehm: Temperaturen bis 120°C, Wasserdampf, Säuren und Schmutzablagerungen setzen den Transpondern und Schreibleseköpfen heftig zu. Unter diesen Gegebenheiten bewähren sich dauerhaft nur Ganzmetall-Systeme aus Edelstahl. Für eine solche Ganzmetalllösung entschied

AUTOR Dipl.-Ing. Norbert Matthes Produktmanager INFOS Contrinex Schweiz AG CH-6314 Unterägeri Tel. +41 41 752 17 00 info@contrinex.ch www.contrinex.ch

sich auch die Friedrich Kocks GmbH & Co KG. Das Familienunternehmen aus Hilden ist auf die Entwicklung von Walzblöcken spezialisiert. In der jüngsten Generation seiner Stabwalzblöcke setzt das deutsche Unternehmen seit einiger Zeit Niederfrequenz-RFID-Systeme des Schweizer Sensorikspezialisten Contrinex zur Erkennung von Walzgerüsten ein.

Stabstähle können als Vorprodukt für Achsen und Wellen, rotationssymmetrische Werkzeuge oder Präzisionsdrehteile dienen.

Die Herstellung erfolgt durch mehrstufiges Reduzieren eines Knüppels. Dazu wird der Vorblock zunächst im Wärmofen erhitzt und anschliessend in einer Entzunderungsanlage vom Zunder befreit. Erst danach erfolgt der Verfahrensschritt des Reduzierens in einer Formstahlstrasse bestehend aus Vor- und Zwischenstrasse und der Fertigstrasse, in diesem Fall ein Reduzier- & Sizingblock

(RSB). Ein solcher RSB der Firma Kocks besteht aus drei bis zwölf Gerüstplätzen. An jedem Gerüstplatz kommt jeweils ein 3-Walzen-Gerüst zum Einsatz. Diese Technologie erlaubt das drallfreie Walzen von Qualitätsstählen, Sondergüten, Superlegierungen, gesinterten Materialien sowie NE-Metallen und deren Legierungen. Jedes Gerüst benötigt einen speziellen Walzensatz aus drei Walzen mit einem bestimmten Profil, das durch die Einsatzposition des Gerüsts im Walzblock vorgeben wird. Je nach zu walzendem Abmessungsbereich werden die Gerüste mit einem anderen Walzensatz ausgestattet. Für einen reibungslosen Prozessablauf ist es von Bedeutung, dass jedes Gerüst mit dem richtigen Satz Walzen an dem vorgesehenen Platz im Walzblock steht. Ist das nicht der Fall, kommt es zu Fehlwalzungen oder im schlimmsten Fall zum Steckenbleiben des Stabes in der Anlage.

auswertung, Benutzerführung und BedienRFID sorgt für Prozesssicherheit Früher überprüfte der Maschinenführer, ob oberflächen entwickelten die IT-Spezialisten der Walzblock korrekt bestückt wurde. Heu- von Kocks in Eigenregie. Die Schreibleseköpte übernimmt ein RFID-System diese Auf- fe werden zyklisch abgefragt und damit gabe und steigert Prozesssicherheit sowie sämtliche Veränderungen des Systems erAutomatisierungsgrad des Stabwalzwerks. fasst und in die Datenbank geschrieben.

Kocks rüstete jedes Gerüst und die Füh- «Unsere Anwendungen sind PC-basiert und rung, die den Stab von Gerüst zu Gerüst wir nutzen einen TCP-IP-Server zur Übertraführt und ein Drehen beim Walzen verhin- gung der Signale über das lokale Ethernetdert, mit einem RFID-Transponder aus. Je- Netzwerk (LAN) anstelle einer Anbindung der Gerüstplatz verfügt über entsprechende und Auswertung über eine speicherprogramSchreibleseköpfe. «Wir haben uns nach ein- mierbare Steuerung», erläutert Dr. Gork Ullgehenden Versuchen für das Ganzmetall- rich. Der Transponder enthält zurzeit nur die Gerüst-ID. Kocks hat sich je125 kHz-System von Contrinex entschiedoch die Möglichkeit ofden, nachdem es unter den harten fen gehalten, ihn künfUmgebungsbedingungen nicht nur tig mit Informationen beschreiben zu könzuverlässig arbeinen. Zudem arbeiten tete, sondern ihdie Spezialisten des Hilnen auch dauerdener Unternehmens haft standhielt», aktuell daran, die RFIDerklärt Dr. Gork Technologie für RohrUllrich, Senior Enwalzblöcke anzubieten. gineer Technology bei Kocks und zuRobustes System ständig für die Die Ganzmetall - RFID Entwicklung des Datenträger und Gerüsterken-Schreibleseköpfe aus nungssystems.

V4A-Edelstahl von ConDie extrem robusDie Ganzmetall-Transponder mit RFID-Niederfrequenztrinex eignen sich für eiten Ganzmetalltechnologie sind bündig einbaubar.

Bild: Contrinex nen Temperaturbereich Transponder wervon –40 bis 125°C. den bündig in die Walzgerüste integriert und fallen so kaum Kocks setzt Transponder vom Typ RTL auf. Sie enthalten jeweils eine eindeutige 0262-001 mit einem Durchmesser von ID, die einem Gerüst zugeordnet ist. Der 26 mm und IP69K ein. Diese sind bündig in Schreiblesekopf liest diese ID aus, die von Metall einbaubar und können durch das Meeiner speziellen PC-Software in eine Daten- tall hindurch beschrieben beziehungsweise bank geschrieben wird. In der Datenbank gelesen werden. Die Speicherkapazität der sind die aktuellen Gerüstdaten hinterlegt, Tags beträgt 120 Worte zu je 16 Bit. Diese die über die ID den Gerüsten zugeordnet oder gleich ganze Speicherbereiche kann der Anwender mittels Passwort lesesind. und/oder schreibschützen. Die Anzahl der Schreibzyklen beträgt bei diesem Typ der Eigenentwickelte Softwarelösungen Um bei der Umstellung auf einen anderen Datenträger 100 000, die Zahl der LesezykAbmessungsbereich möglichst wenig Zeit zu len ist unbegrenzt. Für mindestens zehn verlieren, werden die auszutauschenden Ge- Jahre garantiert der Hersteller die Erhaltung rüste für die nächste Aufgabe vorab vorberei- der Daten. tet. Werden beim anschliessenden Gerüst- Die Ausrüstung der Stabwalzwerke mit wechsel Fehlbestückungen erkannt, wird RFID-Systemen hat neben der erhöhten dies dem Walzer über die zugehörige Benut- Prozesssicherheit noch einen weiteren Vorzeroberfläche gemeldet, sodass dieser ent- teil. «Wir können mithilfe des Systems sprechende Korrekturen vornehmen kann. sämtliche Prozessdaten gerüstspezifisch erDamit auch bei der Gerüstvorbereitung alles fassen und wissen nicht nur zu jeder Zeit zueinander passt und Fehler vor dem Einset- den aktuellen Zustand der Gerüste, sondern zen in den Walzblock ausgeschlossen wer- auch, wann welches Gerüst wo und in welden können, entwickelte Kocks einen Hand- chen Zustand eingesetzt wurde, welche scanner mit integriertem Schreiblesekopf für Tonnagen es in einem bestimmten Zeitraum die Erkennung der Gerüste. Er erfasst die gewalzt hat et cetera. Das gibt dem WalzDaten des Gerüst-Transponders und leitet werkbetreiber die Möglichkeit zu einer besdiese an einen PC weiter. Eine Bedienober- seren Ressourcenplanung, zum Beispiel bei fläche zeigt dem Werker an, ob alles korrekt der Wartung und Instandhaltung der Gerüsmontiert und eingestellt wurde. Alle erfor- te oder der Beschaffung der Walzen», so Dr. ■ derlichen Softwarekomponenten für Daten- Gork Ullrich.

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I N D U S TR I E B E D A R F

SICHERES E-KETTEN-RÜCKZUGSYSTEM ERMÖGLICHT FÜHRUNG VON ZUFÜHRSCHLÄUCHEN FÜR NIETEN UND SCHRAUBEN

Schlaufenbildung ausgeschlossen

Da Industrieroboter neben Energie-, Daten- und Medienleitungen oftmals auch Zuführschläuche für Nieten oder Schrauben führen, hat Igus ein Rückzugsystem entwickelt. Triflex RSE verhindert eine Schlaufenbildung der Energieketten, wodurch Festkörper sicher zum Ende des Roboterarms geführt werden können.

D

a heutzutage nicht mehr nur elektrische und pneumatische Leitungen, sondern häufig auch Zuführschläuche für Bolzen, Nieten oder Schrauben am Roboter geführt werden müssen, können zu enge Biegeradien oder herabhängende Schlaufen mitunter Probleme bereiten. Dabei bietet jede Umlenkung und jede Unterschreitung des zulässigen Mindestbiegeradius der Zuführschläuche eine potenzielle Störstelle und kann zu einer negativen Beeinflussung

des Prozesses führen. Im schlimmsten Fall bleibt eine Niete oder eine Schraube im Zuführschlauch stecken, was dann zu einem Anlagenstillstand führt. Das Rückzugsystem Triflex RSE bietet durch seinen linearen Rückzug der E-Kette eine effiziente und preiswerte Lösung, die ohne Bogen, Federstäbe oder Umlenkrollen auskommt.

Das sehr leichte System basiert auf der schmier- und wartungsfreien Drylin-Linearführung von Igus, bei der ein beweglicher

Triflex-R-Serie Die Triflex-R-Serie wurde speziell für hochdynamische Industrieroboter-Anwendungen konzipiert und kann sich als 3-Achs-Energiekette in alle Richtungen im Raum bewegen. Die universell einsetzbaren Triflex-Ketten aus Hochleistungskunststoffen trotzen selbst anspruchsvollen industriellen Umgebungen, sind einfach zu montieren und mit Leitungen von aussen zu befüllen. Zudem weisen sie eine hohe Zug- und Torsionsfestigkeit auf.

Schlitten die Kette auf einem Rückzugsweg von bis zu 600 Millimetern transportiert. Elastische Bänder ziehen die ausgefahrene Kette automatisch zurück. Damit wird die Schlaufenbildung der Energiekette ausgeschlossen. Durch die daraus resultierende Optimierung der Prozesssicherheit können die Standzeiten deutlich erhöht werden. Das selbstführende Rückholsystem ist auf die geschlossenen oder aufklappbaren Triflex-Ketten TRC, TRE und TRCF in den Baugrössen von 60 bis 125 Millimetern Durchmesser ausgelegt. Sie werden mittels eines Anschlusselementes und einer Gleitdurchführung auf dem System arretiert, das wiederum durch Befestigungsplatten variabel an eine Vielzahl von Robotertypen angebunden werden kann. Da Triflex RSE die E-Kette direkt am Roboter führt und keine Umlenkungen nötig sind, verringert sich die benötigte Leitungs- und Kettenlänge, wodurch sich die Kosten reduzieren lassen.

Das Triflex-RSE-Rückzugsystem basiert auf einer schmier- und wartungsfreien Drylin-Linearführung. Ein beweglicher Schlitten transportiert die Kette, elastische Bänder halten sie auf Spannung und ziehen sie automatisch zurück.

Bild: Igus

INFOS igus Schweiz GmbH CH-4622 Egerkingen Tel. +41 62 388 97 97 info@igus.ch www.igus.ch

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ALTIVAR-PROZESS-FAMILIE UM VIER MODELLREIHEN ERWEITERT

Für höchste Produktivität Die Altivar-Prozess-Baureihe erhält Zuwachs: Die Wand- und Schrankgeräte ATV 930/950 gibt es in IP21/23 beziehungsweise IP54/55. Die Schrankgeräte ATV 960 lassen sich hingegen individuell zusammenstellen, während der ATV 980 eine sinusförmige Netzrückspeisung integriert.

D

ie Antriebslösung Altivar Prozess verbessert die Leistungsfähigkeit von Anlagen. Dies erreicht sie durch eine hohe Drehmomentgenauigkeit bei offenem und geschlossenem Regelkreis, wodurch sich selbst komplexe Master/Slave-Antriebssysteme mit optimalem Lastausgleich realisieren lassen. Zudem können Anwender mit ihr alle

Sicherheitsfunktionen direkt im Antrieb umsetzen. Weitere technische Details sind: • Kompatibel mit synchronen und asynchronen Motoren • Integration in PlantStruxure-Architekturen und Foxboro-Evo-Systeme • Unterstützung des Energiemanagements anhand von Echtzeitdaten Dank des integrierten Web-Servers und der Ethernet-Schnittstelle verbindet die AltivarProzess-Plattform die Managementmit der Antriebsebene. Das ermöglicht Anwendern ein Asset Management für den Lebenszyklus ihrer Anlagen sowie einen reduzierten Energieverbrauch.

Anhand dieser Lösung lässt sich überwachen, ob Applikationen im optimalen Bereich arbeiten.

Weichen die ermittelten Werte vom Optimum ab, kann der Antrieb über den Web-Server komplett parametriert werden. Dafür verfügt der Altivar Prozess über ein Dashboard mit frei konfigurierbaren Grafiken zum Betriebszustand. Das wiederum vereinfacht die Wartung und Instandhaltung. Besonders geeignet sind die neuen Modelle der Altivar-Prozess-Reihe für den Einsatz im Nahrungs- und Getränkemarkt sowie in der Hubwerks- und Fördertechnik.

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Mit der Altivar-Prozess-Baureihe lassen sich aussergewöhnliche Motorsteuerungen Bild: Schneider Electric in anspruchsvollen Anwendungen realisieren.

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

PRODUKTMELDUNGEN

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Perfekt synchronisiert

Kompatible Einzelachsensteuerung

In Linienproduktionsanlagen mit Förderbändern werden Prozesse eingesetzt, die synchron dazu stattfinden. Um präzise und schnell zu sein, waren aufwendige Steuerungslösungen notwendig. Produktionsanlagen mit ConveyorBelt-Tracking stellen sicher, dass der Produktionsprozess nie stillsteht und hohe Stückzahlen erreicht werden. Die Komplexität dieser Anlagen steigt kontinuierlich und es kommen Roboter zum Einsatz. Ihre Aufgaben reichen von einfachen Sortierungen bis hin zu aufwendigen Produktbearbeitungen auf dem laufenden Förderband. Die PLCopen-Bausteine lassen sich für jede Art von Roboterkinematik verwenden und können Roboter sogar auf mehreren Förderbändern synchronisieren. Die Schnittstellen eignen sich hervorragend, um Maschinenvisualisie-

PiezoMotor Uppsala AB kündigt seine Antriebsoption für die Piezo LEGS Motorenserie an. Die DMC30019 ist eine Einzelachsensteuerung, die auf der Konstruktion des Unternehmens Galil Motion Control, Inc. basiert. Ingenieure profitieren weltweit von der Vertrautheit mit der Galil Steuerschnittstelle, wenn sie Systeme mit piezoelektrischen Motoren entwickeln.

Piezo LEGS, zusammen mit der DMC-30019, bietet herausragende Leistungen bei Hochpräzisionsanwendungen. Der Motion Controller arbeitet autark oder kann per Ethernet mit dem PC verbunden werden. Zur Ausstattung gehören PID-Regler mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvorsteuerung, Programmspeicher mit Multitaskfunktion für eine gleichzeitige Ausführung von vier Programmen und flexible, optisch isolierte Ein- und Ausgänge für die Synchronisation von Bewegungen

rungen für jede Kinematik einzubinden. Der Roboter kann während der Synchronphase beliebig bewegt werden. Eine Besonderheit ist, dass das Förderband vollständig in die Applikation eingebunden wird. Ein externer Geber reicht aus, der die aktuelle Position des Förderbandes liefert. Das Conveyor-Belt-Tracking ist hardwareunabhängig, daher können verschiedene Antriebssysteme mit unterschiedlichen Kinematiken verwendet werden. Die Applikation kann schnell erstellt und später leicht erweitert werden.

mit externen Ereignissen. Betriebsarten sind: Punkt-zu-PunktPositionierung, Jogging, Konturierung, PVT, elektronische Getriebe und elektronische Kurvenscheibe.

Wie alle Galil Motion Controller, verwenden diese Controller eine einfache Befehlssprache, mit dieser ist eine einfache Programmierung möglich.

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

FAULHABER MINIMOTOR SA f | CH-6980 Croglio | Tel. +41 91 611 31 00 info@minimotor.ch | www.faulhaber.com

Rüttelsichere Verbindungen

Kleine, transparente Verbindungsklemme

M12-Steckerverbinder mit Schraubanschluss sind für Anwendungen mit hohen Vibrationen eher ungeeignet. Daher hat Binder nun einen M12-Kabelsteckverbinder mit Crimpanschluss entwickelt, der selbst bei hohen Schwing- und Schockbelastungen zuverlässig Kontakt hält. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist die gasdichte Verbindung, die selbst unter extremsten Belastungen geringe Durchgangswiderstände garantiert. Zudem lassen sich die Kontakte ausserhalb des Steckverbinders verarbeiten. Für die Montage werden handelsübliche Crimpzangen und Crimpmaschinen verwendet, mit welchen die gedrehten Kontakte an die Adern

Dank reduzierter Abmessungen benötigt die Verbindungsklemme der Serie 221 weniger Platz.

Durch das transparente Gehäuse können nicht weit genug eingesteckte und nicht in der richtigen Länge abisolierte Leiter erkannt werden. Zwei gut zugängliche Prüföffnungen, eine in Leiteranschlussrichtung und eine auf der gegenüberliegenden Seite, schaffen selbst im eingebauten Zustand komfortable Prüfbedingungen. Die seitlichen Griffmulden erleichtern dem Anwender, die Klemme während der Installation festzuhalten. Das Öffnen der Betätigungshebel ist mit weniger Aufwand verbunden . Die Kontaktierung basiert auf der WagoCage-Clamp-Technologie, sodass kein Werkzeug benötigt wird. Der Aufdruck der technischen Daten zeigt dem Installateur alle wichtigen Informationen. Für die Serie 221 ergeben sich vielfältige Ein-

des Kabels angecrimpt werden.

Diese sind zunächst im Querschnittbereich von 0,34 bis 0,5 mm lieferbar. Für zusätzliche Sicherheit sorgt ein Schieber. Der Steckverbinder lässt sich erst montieren, wenn dieser geschlossen ist.

Compona AG | CH-8320 Fehraltorf | Tel. +41 0848 840 100 info@compona.com | www.compona.com

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satzmöglichkeiten: Anwendungen in der Gebäudetechnik sind das Anschliessen von Leuchten und Jalousienmotoren; in der Industrie eignet sich die Verbindungsklemme für die Verdrahtung von Motoren und Pumpen. Dank der Dauergebrauchstemperatur von 105 °C ist sie für Umgebungstemperaturen von bis zu 85 °C (T85) geeignet und damit auch in Anwendungen wie in Beleuchtungssystemen einsetzbar. Die Zulassungen wie ENEC, UL, PSE/JET und DAX ermöglichen auch den internationalen Einsatz.

WAGO CONTACT SA | CH-1564 Domdidier | Tel. +41 26 676 75 00 info.switzerland@wago.com | www.wago.com

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PRODUKTMELDUNGEN

RF-Upconverter bis 40 GHz

Effiziente und robuste 24-VDC-Schaltnetzteile

Der R&S SGU100A RF-Upconverter ist nun in einer Variante bis 40 GHz erhältlich. Er erweitert den Frequenzbereich des R&S SGS100A Vektorsignalgenerators von 12,75 auf 40 GHz. Somit bildet er den kleinsten Mikrowellen-Vektorsignalgenerator am Markt für durchgehende Signale von 80 MHz bis 40 GHz. Trotz der kompakten Masse von zwei Höheneinheiten und ½ 19" Breite (oder einer Höheneinheit und volle 19" Breite) bietet die Gerätekombination eine hohe Performance. Das Setup eignet sich bestens für sehr breitbandige Aerospace & Defense-Anwendungen, da ab 12 GHz mit dem R&S SGU100A eine I/Q-Mo-

Die DC-Netzteile der Serie UNOtec von J. Schneider Elektrotechnik erzielen einen Wirkungsgrad von bis zu 95 % bei einer minimalen Verlustleistung. Die Produktfamilie dieser 24-VDC-Netzteile umfasst Geräte mit 5, 10 und 20 A Ausgangsstrom, die über eine Power BoostFunktion verfügen. Damit können auch grössere Lasten und Kapazitäten während bis zu 4 s mit bis zu 150 % des Nennstromes versorgt werden. Zudem bieten die Geräte eine hohe Netzausfallüberbrückungszeit von >20 ms. Durch die weiten Eingangsspannungsbereiche von 85–265 VAC oder 90–250 VDC sind die Netzteile für den weltweiten Einsatz geeignet. Die integrierte Strombegrenzung die den Strom auf 100 % (Power-Boost-Modus auf 150 %) des Nennstroms begrenzt,

dulationsbandbreite von 2 GHz verwendet werden kann. In Verbindung mit dem High-End-Vektorsignalgenerator R&S SMW200A bis 40 GHz lässt sich ein kompaktes System mit bis zu drei phasenkohärenten Ausgängen bis 40 GHz aufbauen, ideal für den Test von Phased Array Antenna Systemen. Der SGU100A ist als reiner CW-Upconverter sowie als Version für I/Q-modulierte Signale ab sofort erhältlich.

schützt das Netzteil bei Überlast vor Beschädigungen. Die Ausgangsspannung ist von 24–28 VDC einstellbar. Ebenfalls sind die Reihenschaltung (max. zwei Geräte) und die Parallelschaltung (max. fünf Geräte) möglich. Da diese Netzteile im Temperaturbereich von –25 bis 60 °C ohne Lastreduzierung betrieben werden können, lassen sich diese auch für Anwendungen in anspruchsvollen Umgebungen einsetzen. Die Geräte erfüllen mit den Metallgehäusen optimale EMV-Eigenschaften.

Roschi Rohde & Schwarz AG | CH-3063 Ittigen | Tel. +41 31 922 15 22 sales@roschi.rohde-schwarz.com | www.roschi.rohde-schwarz.com

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

Kapazitive und kompakte Füllstandssonden

Pneumatische Systemlösungen

Die Sensoren verfügen über ein kompaktes PPGehäuse mit Abmessungen von 16 x 34 x 8 mm und zwei LEDs für die Betriebsspannungsund Ausgangsfunktionsanzeige. Die Befestigung erfolgt schnell über eine im Lieferumfang enthaltene Universalhalterung, mit Kabelbinder oder per Schraubmontage über zwei vorhandene Bohrungen. Geteacht werden die Füllstandssonden über die Anschlussleitung. Mit der Standardausführung der kapazitiven Micro Box-Sensoren lassen sich nichtleitende Medien in Kunststoff- oder Glasbehältern mit Wanddicken von bis zu 4 mm zuverlässig erfassen. Der Sensor, der auch als Leckagemelder eingesetzt werden kann, ist bündig einzubauen und verfügt über einen Schaltabstand von bis zu 8 mm.

Die zweite Variante, die Micro Box-Sensoren, erkennt selbst leit-

In Zusammenarbeit mit Festo, Asco Numatics und Aventics hat B&R die nahtlose Integration von pneumatischen Lösungen in ihr Automatisierungssystem perfektioniert. Kunden profitieren vom einfachen Handling, hoher Taktgenauigkeit im Systemverbund und grosser Wahlfreiheit bei der eingesetzten Hardware. Die Ventilinselfamilien sind durch die Verwendung von Gerätebeschreibungsdateien leicht in die Engineering-Umgebung Automation Studio integrierbar. Funktionen wie grafische Darstellung, simple Parametrierung von Komponenten, automatischer FirmwareDownload und einfache Diagnosemöglichkeiten, stehen für die Ventilinseln zur Verfügung. Dadurch wird die Inbetriebnahme-

fähige Medien, Säuren und Laugen bis zu einer Konduktivität von bis zu 50 ms/cm durch eine bis zu 10 mm starke Gehäusewandung aus Kunststoff. Besonderer Vorteil: Anhaftungen, Verschmutzungen, Flüssigkeitsfilme oder auch Schaumbildungen beeinträchtigen die Messung nicht, denn sie werden zuverlässig ausgeblendet. Damit sind die Sensoren auch überall dort einsetzbar, wo ohne Medienkontakt kritische Medien, etwa Blut in der Medizintechnik oder Prozessmedien in der Halbleiterindustrie, zu detektieren sind.

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

zeit verkürzt, die Produktivität maximiert und die Stillstandszeiten reduziert. Das Kommunikationsprotokoll Powerlink zeichnet sich unter anderem durch seine hohe Performance in Hinblick auf Zykluszeit und Taktgenauigkeit aus.

Durch die Einbindung pneumatischer Lösungen in das Automatisierungssystem sind schnelle Reaktionszeiten auch bei pneumatischen Anwendungen möglich.

Mechanische Abläufe in Maschinen können präziser aufeinander abgestimmt werden, wodurch neue Konzepte möglich werden.

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

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Kühlketten-Temperatur-Logger

Motormodule für die hochflexible Produktion

Beim Transport sensibler Fracht, wie pharmazeutische Güter oder technische Produkte, ist die Kühlkette gemäss vorgegebenen Richtlinien einzuhalten. Ob das geschieht, überwacht der TemperaturLogger TL-CC1 zuverlässig. Der EinwegLogger ist preisgünstig und einfach in der Handhabung. Er lässt sich ohne Software frei konfigurieren und per Klick auf Start / Stop aktivieren. Tritt beim Transport eine Situation ein, die später des besonderen Augenmerks bedarf, wie zum Beispiel ungeplantes Öffnen des Laderaums unter Sonneneinstrahlung, kann dies mit der Taste «Mark» als Lesezeichen gekennzeichnet werden. Am Ende des Transports lässt sich der übersicht-

Mit neuen Motormodulen wird das eXtended Transport System (XTS) deutlich flexibler. Die geraden und gebogenen Motormodule (180°) werden durch Varianten mit 22,5°-Radius ergänzt. Damit sind Geometrien wie etwa Vollkreise, als Innenoder Aussenläufer möglich. So lässt sich das Anwendungsspektrum etwa um den flexiblen Rundtakttisch und neue individuelle Bahnverläufe erweitern. Das lineare Transportsystem besteht aus modularen Linearmotoren mit integrierter Leistungselektronik und Wegerfassung, aus 1 bis n kabellosen Movern und der mechanischen Führungsschiene. Mit diesen wenigen Komponenten sind unterschiedlichste Applikationen, Geometrien, Längen und Radien realisierbar. Die Motormodule AT2020-0250 (+22,5°, Aussenläu-

liche Rapport herunterladen. Einfach an USB-Port anschliessen und PDF ausdrucken. Er ist zudem manipulationssicher und liefert mit 8000 Messwerten eine hohe Speicher- kapazität. Zudem ist er GxP-, EN12830- und FDA 21 CFR Part 11/GAMP 5-konform.

fer) und AT2025-0250 (–22,5°, Innenläufer) erweitern die Möglichkeiten des Systems in Bezug auf seine Bahnverläufe. Durch die Kombination von unterschiedlichen Radien und Geraden erfolgt eine optimale Anpassung an die Anwendung. Auch für die Motormodule sind entsprechende Führungsschienen verfügbar. XTS bietet die Möglichkeit, Produkt- und Formatwechsel und kleine Losgrössen ohne mechanischen Eingriff in kürzester Zeit umzusetzen.

Aufwändige und teure Mechanik wird durch Software ersetzt.

Rotronic AG | CH-8303 Bassersdorf | Tel. +41 44 838 11 11 info@rotronic.ch | www.rotronic.ch

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

Hygienegerechte Steckverbindungen

CAN- und CAN-FD-Analysepaket

Die Edelstahlmotoren im Hygienedesign sind jetzt noch einfacher zu handhaben. Mit einer speziellen Steckverbindung kann der Motor im Feld an- und abgesteckt werden.

Die Verbindung erfüllt die strengen Hygienekriterien wie die bisherige Variante mit festangebautem Kabel. Mit der Verbindungstechnik lässt sich die Maschine auch im Hygienebereich wie gewohnt verkabeln. Zudem ergeben sich damit im Servicefall viele Vorteile. Sollte das Kabel zum Beispiel gequetscht werden, wird es abgesteckt und ersetzt. Der Motor muss dazu nicht getauscht werden. Das konsequente Design des Motors wur-

Die CAN- und CAN-FD-Symbolic-Analysepakete erlauben den Einsatz von benutzerdefinierten .dbc-Dateien beim Triggern oder Messen von CAN- oder CAN-FDbus-Signalen. Die Möglichkeit stellt dem Entwickler eine benutzerfreundlichere Umgebung zur Verfügung. Alle Pakete unterstützen ISO und non-ISO Frames nach ISO 11898-1 Standard. Wer Analysen direkt auf der Symbolic-Ebene durchführt, kann Werkzeuge effizienter einsetzen.

Wenn beim Debug-Prozess mit dem Oszilloskop auf die SymbolicEbene getriggert wird, können problembehaftete Sequenzen isoliert werden. Die Decoder erstellen eine farblich hinterlegte Ebene auf dem physikalischen Signal und machen es einfach, Fehler schnell zu finden. Bei der Analyse von CAN und CAN FD werden .dbc-Dateien eingesetzt, um die codierten Werte zu extrahieren und daran umfas-

de auch auf die Stecker angewandt. Sie entsprechen nämlich der Schutzart IP69K und erfüllen die Hygienestandards EHEDG und FDA. Die Hybridkabel mit FDA-Zulassung und Hitzebeständigkeit bis 150 °C fügen sich nahtlos in die B&R-Umgebung mit dem hohen Standard an Safety und Betriebssicherheit ein. Durch den Einsatz des Motorhybridkabels lassen sich zudem Zeit und Geld sparen.

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

sende Timing-Messungen durchzuführen. Die Werte können geplottet werden, um Verhaltensänderungen über die Zeit grafisch zu zeigen. Die Kombination aus den Paketen ermöglicht eine Messlösung an CAN-Systemen, indem korrelierte physikalische Signale und Protokolldaten auf einem Display dargestellt und gleichzeitig Messungen und Plots der CANbus Leistungsmerkmale möglich sind.

Neben der optimalen Darstellung der decodierten Daten können vier unterschiedliche Busse gleichzeitig decodiert werden. Diese können aus verfügbaren Bussen kombiniert werden.

Teledyne LeCroy | D-69126 Heidelberg | Tel. +49 6221 8270 74 contact.gmbh@lecroy.com | www.lecroy.de

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Flexible Servopresse

Lüfterloser Embedded-Controller

flexiPRESS ist die flexible Servopresse. Dank mehrstufigem Aufbau garantiert sie Kostenoptimierungen und maximale Wertschöpfung beim Integrator und Endkunden.

Denn es soll nur in die effektiv benötigte Hardware und Funktionalität investiert werden. Dadurch unterscheidet sie sich von schlüsselfertigen Servopressen, die oft zu viele Funktionen und Features bieten und so ein schlechtes Kosten-Nutzen-Verhältnis darstellen. Der Elektrozylinder mit Planetenrollenoder Kugelgewindetrieb mit 25 bis 1600 mm Hub bildet ihre Basis.

Das Kraftspektrum reicht von 0,1 bis 180 kN. Der Kraftsensor ist auf Wunsch geschützt im Modul integriert. Die multifunktionale Kraftmess-Steuerung comPRESS vereint Kraftregler und Servoregler in einer Steuerung. Dies reduziert die Kommunikationszeit und sorgt für hohe Genauigkeit. Sie verfügt

Die MXC-2300-Serie von Adlink sind lüfterlose Industrie-PCs auf Basis des 1,91 GHz Intel Atom E3845 Prozessors, der sich durch geringe Leistungsaufnahme sowie beeindruckende Rechenleistung auszeichnet.

Der MXC-2300 besitzt zwei SODIMMSockel die standardisiert mit 4 GB bestückt sind und optional auf bis zu 8 GB DDR3L-Arbeitsspeicher erweitert werden können. Durch die zwei PCI- und den PCIe-x4-Slots (alternativ auch mit 3x PCI erhältlich) besteht die Möglichkeit, Standard-PCI- oder PCIe-Karten in Ihr System zu integrieren und Sie erhalten so eine massgeschneiderte Lösung für Ihre Applikation. Gängige I/O-Schnittstellen wie GigabitEthernet, COM- und USB-Ports

über alle gängigen Feldbusse und lässt sich in jede Umgebung integrieren. Je nach Applikation werden die miteinander kombinierbaren Software-Kraftmessfunktionen easyPRESS in der comPRESSSteuerung eingesetzt. Die Servopresse eignet sich für die Integration in Produktionslinien und Anlagen oder für Pressenapplikationen, die günstig, schnell und flexibel realisiert werden sollen. Die easyPRESS-Software kann für identische Folgeprojekte wiederverwendet werden, es entstehen keine weiteren Lizenzkosten.

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

bieten umfangreiche Konnektivität, während Sie über den DVI-I-Ausgang und den DisplayPort zwei unabhängige Displays anschliessen können. Typische Anwendungen für das industrielle Embedded System sind Anwendungen mit hochauflösender Grafik und rechenintensive Bildverarbeitung für die Automatisierung, Medizingeräte oder die industrielle Maschinen-Automatisierung.

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

Servoregler ermöglicht Anbindung ans offene Bürstenloser DC-Motor Netzwerk für die harte Arbeit im OP Mitsubishi Electric präsentiert den Servoregler MR-J4-TM, der sich mit Anybus-Steckkarten von eF@ctory Alliance Partner HMS Industrial Networks kombinieren lässt. Damit öffnet Mitsubishi seine Servotechnik für Steuerungsund Netzwerktechnologien von Drittanbietern, sodass Maschinenbauer die Vorteile der kompakten Technologie nutzen können. Die Steckkarte von HMS sorgt für die Kompatibilität. Häufig sind Maschinenbauer durch die Lastenhefte der Kunden an bestimmte Komponenten gebunden. Mit dem auf der MR-J4-Technologie basierenden Servoverstärker MR-J4-TM können Anlagenbauer trotz einer vorgeschriebenen Steuerung die Mitsubishi Electric Servotechnologie einsetzen, die wesentliche Vorteile unter anderem in puncto Platzeinsparung und Konstruktionsflexibilität bietet. Auch die spe-

ziellen Funktionen der MR-J4-Serie wie die Vibrationsunterdrückung ersten und zweiten Grades oder die One-Touch-Tuning-Funktion lassen sich nutzen. Die Komponenten bieten eine 30 bis 40 Prozent höhere Leistungsdichte.

In der ersten Version verfügt der MR-J4-TM über eine EtherCATSteckkarte von HMS.

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

Der bürstenlose Elektromotor EC-4pole 30 besitzt ein hohes Drehmoment (106 mNm) und ist sterilisierbar.

Ein perfekter Antrieb für medizinische Handgeräte. Der Schweizer Antriebsspezialist maxon motor hat ihn für medizinische Handgeräte entwickelt. Dieser Gleichstrommotor mit zwei Polpaaren liefert 150 W. Er besitzt einen hermetisch abgedichteten Rotor und übersteht dadurch mehr als 1000 Sterilisationszyklen im Autoklaven. Er ist mit der speziellen eisenlosen Wicklung ausgestattet. Dadurch erhält er unter anderem einen hohen Wirkungsgrad. Drehmoment und Stromstärke verhalten sich zudem

linear. Der Antrieb kann überlastet werden. Er ist mit und ohne HallSensor erhältlich – optional auch mit einer Hohlwelle von bis zu 4,1 Millimetern Durchmesser. Schleifen, bohren, sägen. Auch in Kochsalzlösungen. Ingenieure erhalten mit dem EC-4pole 30 einen erstklassigen Antrieb für chirurgische Handgeräte, die unter harten Bedingungen in Operationssälen einwandfrei funktionieren.

Maxon Motor AG | CH-6072 Sachseln | Tel. +41 41 666 15 00 info@maxonmotor.com | www.maxonmotor.com

PRODUKTMELDUNGEN

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Kompakte Drucksensoren für robuste Anwendungen Die PS-500 Display-Drucksensoren sind vor allem für Anwendungen im Anlagen- und Maschinenbau, Automotive oder für anspruchsvolle Hydraulik- und Pneumatikanwendungen gedacht. Das ist dank ihren robusten Gehäusen aus Edelstahl und Kunstoff in kompakter Baugrösse (34 x 34 x 88,7 mm) überhaupt erst möglich. Sie arbeiten zudem im breiten Temperaturbereich von –40 bis 85 °C. Sie erfüllen die Schutzart IP69K und sind mit einem IO-Link, zwei Schaltausgängen und je einem Spannungs- und Schaltausgang ausgestattet. Besonders ist ausserdem der Hysterese-/Fenstermodus. Der Sensorkörper lässt sich 360° ausrichten und verfügt über einen Druckspitzenspeicher.

Die Display-Drucksensoren von Turck sind auf Wunsch in kunden-

spezischen Ausführungen erhältlich.

Hans Turck GmbH & Co. KG | D-45472 Mülheim a. d. R. | Tel. +49 208 495 20 more@turck.com | www.turck.com

Vielfältig einsetzbare Drucktransmitter

Multitouch bietet Highend-Rechenleistung

Die Drucktransmitter PBMN und PFMN von Baumer Electric sind für ein breites Anwendungsfeld, in denen aggressive, korrosive und viskose Medien zum Einsatz kommen, entwickelt worden: so zum Beispiel für die Nahrungsmittelindustrie, Pneumatik, Wasseraufbereitung, Chemieindustrie oder die Fabrikautomatisierung. Ihr Gehäuse besteht aus Edelstahl und ist mit der Baugrösse von 22 x 22 x 80 mm sehr kompakt. Die Transmitter sind zudem in einem breiten Temperaturbereich von –40 bis 120 °C einsetzbar. Sie erfüllen die Schutzart IP67 und IP69K und weisen eine Turn-Down-Rate von 1: 5 auf. Die kurze Ansprechzeit ≤5 ms kommt den Kunden sehr entgegen. Daneben kompensieren die Drucktransmitter von Baumer ihre Temperatur aktiv sel-

Mit der IPC-Baureihe CP32xx lässt sich Multitouch als Highend-PanelPC im Feld nutzen. Die Tragarm-Geräte sind IP65-geschützt und kombinieren die Control-Panel mit einem starken AnbauIPC kompakten verpackt. Rückseitig sind die Komponenten thermisch voneinander entkoppelt: Im Gehäuse durch Kühlrippen umbaut der Rechner den integrierten Tragarm. Trotz kompakter Bauweise leitet die Wärme gut ab. Die Anschlusskabel werden durch den Tragarm bis in den Anschlussraum für bis zu sechs IP65-Stecker verlegt. Zwei der Steckerfelder sind mit Ethernet oder der Spannungsversorgung belegt; übrige stehen optional für eine weitere Ethernet-, USB- oder serielle Schnittstelle zur Verfügung. Die Steckerhaube in der Gerätemitte lässt sich leicht abnehmen. Das erleichtert das Reinigen der Kühlrippen. Die Panel-PC CP32xx bieten für maximale Re-

ber. Die Messkörper können kundenspezifisch angefertigt und auf Wunsch mit drehbarem Display bestellt werden.

Baumer Electric AG | CH-8500 Frauenfeld | Tel. +41 52 728 13 13 sales.ch@baumer.com | www.baumer.com

chenleistung, und ergänzend zur Celeron-CPU, mit 1,6 GHz und zwei Cores, die Intel-Core-i-Prozessoren der zweiten, dritten und vierten Generation. Die Displays gibt es von 12 bis 24" im 4:3- oder im Widescreen-Format. Weitere Features sind ein Mini-PCI-Slot frei für ab Werk installierte Karten, 2 GB DDR3-RAM, Festplatte und CFast-Karte oder SSD. Das Aluminium macht das Panel robust und industrietauglich. Ein schmaler Metallschlagschutz sichert die Touchscreen-Oberfläche zuverlässig vor mechanischer Zerstörung. Die durchgängige Glasoberfläche ist gehärtet, entspiegelt und bietet hohe Widerstandskraft gegen Umwelteinflüsse.

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

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Dienstleistungen

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

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Elektronikfertigung

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

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 10 - 2015 erscheint am 19. Oktober 2015 Vorzugsthemen: Branchenfokus «Erneuerbare Energien» Rückblick «1. Performance Stammtisch» Gossau Energiespeicher (Akkus & Batterien) Bauelemente & Leistungselektronik Automation mit Marktübersicht «Komplette IPC-Systeme» Inserateschluss: 30. September 2015

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

Guten Appetit!

Bild: Šistockphoto.com

Firmen in dieser Ausgabe AIP Wild AG

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gateweb GmbH

55

Pilz Industrieelektronik GmbH

AZ Fachverlage AG

12

Hans Turck GmbH & Co. KG

61

PowerParts AG

13

53

Precimation AG

7

PSI

4

B&R Industrie-Automation AG Balluff Sensortechnik AG Baumer Electric AG Beckhoff Automation AG Bibus AG Compona AG

19, 57, 59

HMS Industrial Networks GmbH

8, 51, 58

igus Schweiz GmbH

41, 54

6, 61

Leuze electronic AG

51

Linktronix AG

50

32, 33, 59 51 1, 57

M+S Industrielle Automaton AG

9

Maxon Motor AG

60

Connectronic GmbH & Co.KG

48

Mesago Messe Frankfurt GmbH

41

Contrinex Schweiz AG

52

Minel AG

45

Danfoss AG Eaton Industries II GmbH EBV Elektronik GmbH & Co. KG EUROFORUM Schweiz AG

5 27 3, 38 US 3

MPI Distribution AG Napier Partnership Limited National Instrument Germany GmbH Omni Ray AG

FAULHABER MINIMOTOR SA

57

Parkem AG

Finder (Schweiz) AG

43

Pepperl + Fuchs AG

Fraunhofer IWU

24

PHOENIX CONTACT AG

39, 60 21 US 2, 46 58

3

reichelt elektronik GmbH & Co. KG

11

ROHM Semiconductor GmbH

42

Rotronic AG

55, 59

Schaffner GmbH

21

Schneider Electric (Schweiz) AG

56

Siemens Schweiz AG

28

SIGMATEK Schweiz AG

47

Swiss Technology Network Teledyne LeCroy

35 US 4, 59

WAGO CONTACT SA

57

51

ZHAW School of Engineering

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15

Titelseite

25, 60

EBV Elektronik GmbH & Co. KG