Aandrijven en Besturen 8 - 2021

TIJD VOOR LIJSTJES Secure Coding Practices Top 20

10

8 AANDRIJVEN & BESTUREN Jaargang 26 | november 2021

14

17

22

VEILIGHEID BOVEN PRESTATIE

VOOR EEN VEILIG ‘BAKKIE’

MEER DAN ALLEEN FUNCTIONEEL

Bij Marelec willen ze gewoon Perfomance Level E halen

Inclinosensoren in een rail-infra hoogwerker

VHE lanceert eerste machine met ctrlX CORE met motion

AB_Cover.indd 1

11-11-2021 10:43

Power, Control & Green Solutions Official partner Benelux

Aandrijf & besturingsspecialist Hét online platform voor engineers!

Motoren (met rem/ATEX) Motorreductoren Planetaire reductoren Frequentieregelaars & HMI

Vind de juiste engineer voor uw vacature met Engineersonline.nl!

Lineaire aandrijvingen Servoaandrijvingen Koppelingen & componenten

Dagelijks bezocht door duizenden engineering professionals. vacatures.engineersonline.nl/mogelijkheden

AB_Advertenties.indd 2

T +31(0)88 7865200 E info@elsto.eu

elsto.eu

11-11-2021 10:59

w w w . e u c h n e r. n l

Veiligheidstechniek voor de Machinebouw

CTM

Transponderschakelaar met vergrendeling Bi-stabiele vergrendeling 1000N Veiligheidsniveau PLe, Categorie 4 IP65 / IP67 / IP69 / IP69K Compact & glad (ECOLAB) Kleinste radius 150mm Diagnose via IO-Link module OSSD (individueel of serieel)

EUCHNER (BENELUX) BV

I

P O S T B U S 11 9

I

N L- 3 3 5 0 A C P A P E N D R E C H T

I

+31 ( 0 )78 615 47 6 6

I

INFO@EUCHNER.NL

Euchner AB08.indd 1

20-01-21 12:52

Pneumatisch stro

ke Y

: 73,5

84

25.4

mm/s

48 V DC

Elektrisch P 3.5 ba

r

F 01 : 35

.6 N

F ADD =

4840652_Q-FESTO_Adv185x123_YourMotion_NLD.indd 1

AB_Advertenties.indd 3

o

www.festo.nl

19-10-2021 12:15

11-11-2021 10:59

IN DIT NUMMER editie 8 | november - december 2021

08

SLIMME STEEN MONITORT KADES

De ‘SmartBrick’ helpt Amsterdam de toestand van de kademuren te monitoren. De eerste 'slimme stenen’ zijn 12 oktober geplaatst.

10 CYBERVEILIG Programmeurs kunnen zelf ook

14

heel wat doen tegen een ‘hack’. Hulp komt van een nieuw initiatief.

VLEES OF VIS

‘Veiligheid boven prestatie’ als onderscheidende factor bij de ontwikkeling van een portiesnijder.

26 TAXI!

AGV-tjes als taxi voor onderdelentransport in

22 KABELSNIJDER VHE lanceert eerste machine met ctrX CORE met motion. “Er zit veel technologie in.”

4

AB_Inhoud.indd 4

& VERDER 6 17 20

AANDRIJFNIEUWS Een boek, een prijs, een platform, een cursus, een cobot en een zesde plaats

VEILIG OP HOOGTE Inclinosensoren in rail-infra hoogwerker ongevoelig voor externe invloeden

KAARSRECHT LOPEN 372 encoders bewaken loop schuiven Oosterscheldekering

Adaptive Machine Platform.

30 34 40

EÉN NETWERK VOOR ALLES Time Sensitive Networking (TSN) voor realtime Ethernet

SLIMME SLANGEN PUF-EN Het sensIC-project: slangen met geïntegreerde sensortechnologie

PRODUCTNIEUWS Contactoren, actuatoren, connectoren, kabels en camera's en nog een nieuwtje

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:44

37

DOOSOPZETTER

Lantech heeft een doosopzetter met volledig automatische formaatwissels ontwikkeld.

Voor de verstelling wordt een één type verstelmotoren gebruikt, aangesloten op een decentrale besturingseenheid, die aanvullende functionaliteit oproepbaar maakt.

OP DE COVER De 62 schuiven in de Oosterscheldekering moeten Zeeland beschermen tegen extreem hoge waterstanden in de Noordzee. Voor een feilloos neerlaten van de schuiven bij extreem hoogwater is een volkomen kaarsrechte loop essentieel.

372 gloednieuwe speciaal ontworpen SICK-encoders houden dit nauwlettend in de gaten. Meer op pagina 20.

Werk Het Dunning-Kruger-effect. Ik had er werkelijk nog nooit van gehoord. Nu is dat niet zo verwonderlijk want er zijn zoveel dingen waar ik niks van weet. Op alle mogelijke terreinen. Omdat er meer is dan werktuigbouwkunde – echt – en zelfs binnen die discipline meer kennis aanwezig is dan er mijn hoofd past.

Maar met techniek, technologie, natuurkunde of ander ‘exact’ gedoe heeft het al helemaal niks te maken. Nee – ik kwam het tegen in mijn lokale krant in een rubriek met de naam ‘Je brein op het werk’. Het Dunning-Kruger-effect komt er in het kort op neer dat als je, zoals de neuropsychologe die het stuk had geschreven het zei, ergens ‘glorieus slecht’ in bent, je zelf dus precies het tegenovergestelde denkt. Ook het omgekeerde schijnt waar te zijn. Dus als je echt op een terrein serieus expert bent, dan is de kans groot dat je daar zelf dus echt heel anders over denkt en je kwaliteiten en kennis danig onderschat.

In de bijdrage wordt ook die gevleugelde kreet van Pippi Langkous aangehaald: ‘Ik heb het nog nooit gedaan, dus ik denk dat ik het wel kan’.

Veel staat mij van die jeugdserie niet meer bij. Alleen dat ze heel competent was in het optillen van haar paard of haar vader – die zeerover die af en toe langskwam om het vlees te snijden.

Nu kan ik mij helemaal niet herinneren dat Pippi Langkous dat van dat ik-heb-het-nooit-gedaan-enzovoort ooit heeft geroepen maar het zal wel.

Zelf ben ik meer van het ‘ik weet er niks van maar leg het me maar uit’.

Dat lijkt mij geen verkeerde houding voor hetgeen ik doe. Dat ik wat onderliggende kennis heb van werktuigbouwkunde is handig maar meer ook niet. Of ik iets wel of niet kan laat ik graag ter beoordeling aan anderen over. Dat is thuis wel uitkijken geblazen.

Nu kan het natuurlijk ook zijn dat ik op mijn maximale creatieve incompetentie-niveau zit. Dat heet dan weer het ‘Peter-principle’. Zoek het zelf ook maar op want ik heb er – organisatiekunde – geen verstand van. Het betekent geloof ik zoveel dat ik maar beter kan blijven doen wat ik doe. Want in een andere functie, die dan meestal geldt als ‘hoger’ zou ik dus hopeloos falen. Dat geldt natuurlijk niet alleen voor mij. Of is dat dan weer een soort Dunning-Kruger om dat stellig te beweren?

ROBIN ZANDER H OOF DRE DAC T E U R R.Z ANDE R@ MY B U S INE SS ME DIA.NL

5

AB_Inhoud.indd 5

11-11-2021 10:44

A ANDRIJFNIEU WS Meer nieuws op www.aandrijvenenbesturen.nl

TRAININGSPLATFORM LEARN ONROBOT OnRobot, dat gereedschap als grijpers ontwikkelt voor cobots, heeft het gratis online trainingsplatform ‘Learn OnRobot’ gelanceerd. Cobotgebruikers worden op het platform stap-voor-stap begeleidt bij het ontwerpen en implementeren van cobotapplicaties met OnRobot-tools zoals grijpers, vision camera's, processing kits en sensoren.

Learn OnRobot bestaat uit een uitgebreide bibliotheek met eenvoudige ‘How To’-video’s en 3D-simulaties in negen talen met gedetailleerde informatie over cobot toepassingen. De toepassingen die aan bod komen zijn onder andere palletiseren, pick & place en schuren.

Stefan Stubgaard, directeur Application

Research & Product Management bij OnRobot: "Learn OnRobot is ontworpen om te helpen bij het beantwoorden van integratievragen en het overwinnen van implementatie-uitdagingen. Het nieuwe platform staat in het teken van eenvoud en gebruiksvriendelijkheid. Met Learn OnRobot als gids kunnen integrators en eindgebruikers van elk niveau het beste halen uit hun implementatie van collaboratieve automatisering." Learn OnRobot is beschikbaar via de website van OnRobot. In Nederland wordt OnRobot vertegenwoordigd door WiredWorkers. learn.onrobot.com

06

10

Nederland produceert in Europa de zesde grootste hoeveelheid e-waste per jaar met 47,5 kg per huishouden.

De nieuwe ReBeL van igus is een kunststof cobot die maar 10 kg weegt en minder dan 4.000 euro kost.

ZESDE PLAATS

COBOT VAN 10 KG

‘Grootste transformatie sinds de industrialisatie’ Digitalisering en duurzaamheid zijn de centrale thema’s op de komende Hannover Messe zo heeft de organisatie onlangs laten weten. "We staan aan de vooravond van de grootste transformatie sinds de industrialisering – richting klimaatneutrale en duurzame productie die efficiënt met natuurlijke hulpbronnen omgaat", aldus Dr. Jochen Köckler, voorzitter van de raad van bestuur van Deutsche Messe AG. De Hannover Messe heeft volgend jaar plaats van 25 tot en met 29 april met Portugal als Partnerland. IJs, weder en COVID-19 dienende gaat het dit jaar weer om een fysiek evenement "Digitalisering, automatisering, innovatieve technologieën en regeneratieve 6

AB_Aandrijfnieuws.indd 6

energieopwekking: deze al bestaande trends zijn de dynamische drijfveren voor het bereiken van de klimaatdoelstellingen. In dit verband moeten alle gebieden van de technologie met elkaar worden verbonden en moet een constructieve dialoog op gang worden gebracht tussen bedrijfsleven, politiek, wetenschap en samenleving. De Hannover Messe 2022 biedt daarvoor met zijn globale en thematische oriëntatie het ideale platform en maakt eindelijk weer persoonlijke uitwisseling ter plaatse mogelijk", aldus Köckler. En dat heet dan in goed Duits ‘Transforming Industry Together’. www.hannovermesse.de

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:45

GRATIS CURSUS CYBERSECURITY

ASPE eert Jan van Eijk Jan van Eijk, voormalig cto Mechatronics bij Philips Innovation Services, emeritus hoogleraar Advanced Mechatronics aan de TU Delft en medeoprichter van Mechatronics Academy, heeft de ASPE Lifetime Achievement Award 2021 ontvangen.

De uitreiking had plaats in een hybride setting waarbij Jan van Eijk en enkele van zijn oud-collega’s vanuit het Boordhuys in Nuenen een live verbinding hadden met de deelnemers van de ASPE Annual Meeting in Minneapolis (Verenigde Staten).

Van Eijk geldt als grondlegger van de mechatronica in Nederland. Hij heeft bijgedragen aan innovaties van Philips en spin-offs als ASML, zette zich vol in voor opleiding van mechatronici en legde veel nadruk op interdisciplinaire samenwerking en ‘soft skills’.

Jan van Eijk was enkele jaren lid van het bestuur van euspen (European Society for Precision Engineering and Nanotechnology) en de raad van bestuur van ASPE (American Society for Precision Engineering). In 2012 ontving hij de euspen Lifetime Achievement Award, en in 2016 kende de DSPE (Dutch Society for Precision Engineering) hem de Martin van den Brink Award toe voor zijn leidende rol in het architectuurdenken voor hoogtechnologische systemen.

Brabantse productiebedrijven in de hightech- en maakindustrie kunnen kosteloos een cursus cybersecurity volgen bij Mikrocentrum. De cursusdata zijn 1, 8 en 15 december 2021 of 25 mei, 1 en 8 juni 2022 steeds van 13.30 tot 21.00 uur. De cursus is mogelijk gemaakt door het Veldhovense opleidingsinstituut en Cyber Weerbaarheidscentrum Brainport (CWB) met ondersteuning van de Provincie Noord-Brabant. "Meer kennis van zaken en continue aandacht voor cyber security verlaagt het bedrijfsrisico", vindt ook Frank Bruls, Manager Opleidingen van Mikrocentrum. "Na de driedaagse cursus overzien cursisten de mogelijke bedreigingen, kennen ze de do's en dont's en weten ze hoe ze de standaard norm van OT-beveiliging, de IEC 62443 kunnen toepassen. De opzet is heel praktisch en interactief."

De driedaagse cursus helpt om de beveiliging van de industriële omgeving en controle systemen te verbeteren. De cursus is bedoeld voor werknemers die betrokken zijn bij Operational Technology (OT), oftewel de industriële- productieautomatisering. Deze OT beschermen tegen cyberincidenten vereist een andere aanpak dan de bescherming van Information Technology (IT). www.brabantleert.nl

NIEUWE EDITIE SAFETYBOOK

Euchner heeft een nieuwe editie van het SAFETYBOOK aangekondigd. Het naslagwerk is gebaseerd op decennia praktische ervaring in het veld. Het begint met een uitgebreide introductie in machineveiligheid, gevolgd door een blik op de onderliggende voorschriften en normen in Europa, VK, Japan en de VS. Tal van illustraties onderstrepen het praktische karakter van de veiligheidspublicatie. Het is volgens de samenstellers een geweldig hulpmiddel bij het ontwerp van elk functioneel veiligheidssysteem voor machines en installaties: ‘Het SAFETYBOOK is er voor u! Of u nu machinebouwer, integrator of gebruiker bent. In dit 250 pagina’s tellende naslagwerk kunt u niet alleen dingen opzoeken, het geeft ook nieuwe en bruikbare inzichten’. De gids is verkrijgbaar in het Engels, Duits en Frans. Een gratis exemplaar is op te vragen bij Euchner. www.euchner.nl

MOTORB E V E I L I G I N G S S C H AK E L AAR S M OTO R S TAR T E R C O M B I NAT I E S SERIE SM • beschikbaar van 0,1 tot 100A • hoog kortsluitvermogen • bediening met drukknop of draaiknop

AB_Aandrijfnieuws.indd 7

• • • •

modulaire afmetingen uitvoering tot 40A breedte 45mm ruim assortiment accessoires behuizing zowel inbouw als opbouw IP65

officieel distributeur

CALPE.NL

11-11-2021 10:45

TECHNIEK Sensoren

‘Slimste’ steen komt boven SmartBrick houdt Amsterdamse kades in de gaten Amsterdam telt talrijke historische bruggen en kades, die vanwege hun ouderdom en soms eeuwenlange belasting niet allemaal in even goede staat verkeren. In 2020 organiseerde de Gemeente Amsterdam in samenwerking met de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland de SBIR-Innovatiecompetitie Monitoring van bruggen en kademuren De ‘SmartBrick’ van Althen Sensors & Controls wist uiteindelijk de meeste punten in de wacht te slepen. Op 12 oktober zijn de eerste 'stenen’ geplaatst.

Met in totaal meer dan 200 kilometer kade met zandlagen gefundeerde kadeconstructies, is het voor Amsterdam essentieel om te weten welke kilometers prioriteit moeten krijgen. De kademuren – en 829 verkeersbruggen – zijn essentieel voor het functioneren van de stad.

“Momenteel worden bruggen en kademuren in onze stad op traditionele wijze gemonitord en bewaakt.

Dit gebeurt op slechts circa 10 procent van de stad terwijl het overige deel niet zonder risico is”, aldus Casper van der Peet, technisch manager monitoring bruggen en kademuren van de gemeente Amsterdam en projectleider van de SBIR (Small Business Innovation Research).

“De SBIR is in het leven geroepen om innovatieve technieken en methodieken te ontwikkelen waarmee

“Smartbrick is één van de vier winnende en veelbelovende technieken .. die ons hopelijk verder kan helpen” we in staat zullen zijn al onze bruggen en kademuren te monitoren, op een goedkopere en efficiëntere manier. Smartbrick is één van de vier winnende en veelbelovende technieken uit de SBIR die ons hopelijk verder kan helpen met deze opgave.”

Smartbrick Smartbrick is een nieuwe IoT-sensor ontworpen voor betaalbare en nauwkeurige monitoring van civiele 8

AB_ART_Techniek03_0003.indd 8

infrastructuur, zoals kades en funderingen. Smartbrick detecteert en bewaakt helling en andere fysieke parameters met hoge nauwkeurigheid en stuurt deze gegevens direct draadloos door naar een online controlecentrum. Het is uniek in zijn combinatie van nauwkeurige dagelijkse metingen, geïntegreerde AI en ultralaag stroomverbruik, waardoor een volledig draadloos, eenvoudig te installeren, batterijgevoed en goedkoop meetsysteem ontstaat.

“Smartbrick is een low-cost, hightech, ‘plak-and-play; monitoring-apparaat dat grootschalig constructies kan monitoren en zo toekomstige instorting van kademuren en infrastructuur kan voorkomen", zegt Bernd Rietberg, business development manager Althen Industrial IoT. “Door de opkomst van nieuwe elektronica en industriële IoT worden dit soort concepten toegankelijk en schaalbaar.”

Proefbelasting Overamstel De oplossingen uit de competitie worden nu doorontwikkeld en in de praktijk getest. De laatste fase van het SBIR-traject duurt tot juli 2022, waarna SmartBrick eventueel verder uitgerold kan gaan worden naar de 205 kilometer kade in Amsterdam.

De proeftuin waar 12 oktober de eerste SmartBrick is geplaatst, is een uitdagend project waarin een kade gecontroleerd wordt belast tot deze daadwerkelijk naar voren beweegt. “Het project biedt ontzettend veel waardevolle data voor onderzoekers om te begrijpen hoe kade-falen tot stand komt, en hoe dit tijdig kan worden voorspeld.” Aldus Erik Hutcheson, projectleider van Proefbelasting Overamstel. “Door

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:46

De plaatsing van eerste slimme baksteen door Althen Sensors & Controls

het gecontroleerde belasten van deze kade, kunnen rekenmodellen gevalideerd worden. Met dit model kunnen we straks heel precies voorspellen hoe kades bewegen en wanneer er risico optreedt en ingegrepen moet worden.”

Andere drie Ook de andere drie winnende oplossingen uit de competitie worden nu doorontwikkeld en in de praktijk getest: • AmsterScan van Sensar is een informatieproduct gebaseerd op satellietdata. Met de data maakt AmsterScan vervormingen aan bruggen en kademuren inzichtelijk. De oplossing zowel efficiënte monitoring binnen heel de gemeente als meer gerichte hoogfrequente monitoring mogelijk.

• Scheurvorming in staalconstructies meten met draadloze sensoren van Villari. Villari werkt aan de ontwikkeling en een pilottest van draadloze

sensoren. De sensoren meten minimaal 5 jaar lang scheurvorming in staalconstructies. Het doel is schaalbaar en betaalbaar, continu scheuren in binnenstedelijke stalen bruggen op te sporen en te monitoren voor een precies beeld van schadeontwikkeling in de kademuren of bruggen.

• Vervormingen van objecten lokaliseren vanaf het water door 3D-laserscan van Iv-Infra met een 3D-laserscansysteem op een varende boot. Met de 3D-laserscan kan Iv-Infra vanaf het water periodiek scans maken van de stad. De scans lokaliseren vervormingen van de ingemeten objecten.

Op vimeo.com/572540051 presenteren de vier winnaars hun oplossing en via vimeo.com/572529544 is de bekendmaking van de prijswinnaars deze zomer nog terug te kijken.• www.althensensors.com/nl 9

AB_ART_Techniek03_0003.indd 9

11-11-2021 10:46

TECHNIEK Besturingen

Veilig programmeren Secure Coding Practices Top 20 Cybersecurity is een onderwerp dat niet direct een relatie heeft met het programmeren van industriële besturingen. Het wordt toch gedaan door netwerkspecialisten en de IT-afdeling?

Maar de programmeurs kunnen zelf ook heel wat doen om hun besturing beter bestand te laten zijn tegen een ‘hack’. Een nieuw initiatief wil programmeurs hierbij helpen.

Rob Hulsebos

Programma’s voor industriële besturingen (PLC, CNC, robots, IoT, …) worden vaak onder tijdsdruk geschreven, dus de programmeur richt zich als eerste op het maken van de gewenste functionaliteit. Later, als er de tijd is, wordt de code stap-voor-stap aangepast voor onvoorziene situaties, (nieuwe) wensen van de klant, en extra diagnostiek. De programmeur vertrouwt erop dat de I/O goed werkt, het netwerk de juiste data op tijd aanlevert, en er geen onderdelen kapot zijn.

Dat is ook bijna altijd zo, maar niet altijd! Het I/O netwerk kan een kabelbreuk hebben; het netwerk kan te veel, te weinig, of verkeerde data aanleveren; en andere componenten (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch) kunnen kapot gaan. Om dit te detecteren is extra code nodig.

Deze code helpt om het systeem te beschermen Programmeurs kunnen zelf ook heel tegen gevolgschade omdat wat doen om hun besturing beter de besturing onverwacht bestand te laten zijn tegen een ‘hack reageert. Een simpel voorbeeld: als een eindschakelaar niet meer werkt of het signaal te laat binnenkomt, stopt een beweging niet op tijd.

Foutbestendigheid Door het toevoegen controles hierop wordt het systeem beter bestendig tegen allerlei soorten fouten.

Die fouten zijn vaak aanwezig in compleet nieuwe systemen (kinderziektes, tekeningfouten, configuratiefouten, etc.) maar kunnen in de loop der jaren ook 10

AB_ART_Techniek03.indd 10

door slijtage, veroudering, vochtinwerking, etc. ontstaan. Het is mijn ervaring dat het vanaf dag 1 hebben van diagnostische code in een applicatie heel erg helpt bij de inbedrijfsstelling (en het voorkomen van schade), in plaats het met verbazing aanzien van dat het systeem ‘raar’ doet. Als eenmaal alles loopt, lijkt de extra diagnostische code tijdverspilling. Maar dat is niet zo! De extra code helpt óók tegen potentiële hacks. Hackers zijn geïnteresseerd in industriële (OT) besturingen, omdat die vaak slechter beveiligd zijn dan IT-netwerken.

Ransomware is op zich niet geïnteresseerd in een industriële toepassing; men wil alleen maar geld.

Gevaarlijker zijn hackers die de werking van een PLC (of robot, medisch systeem, gebouw, voertuig etc.) te beïnvloeden. Dit kan door de PLC-programmatuur aan te passen, of deze aangepaste data te sturen (bijvoorbeeld een gewijzigd setpoint), of door de omgeving van het systeem te beïnvloeden -zoals het ‘spoofen’ van het GPS-signaal, waardoor een apparaat denkt op een andere positie te zijn dat waar het echt is.

Client en server-side checks Een wijziging van een setpoint begint vaak op een SCADA-systeem (of een HMI). Deze software controleert of het een geldige waarde is. Zo ja, dan wordt het via een netwerkbericht naar de besturing verzonden. Moet die het dan nog eens controleren?

Meestal is de gedacht van, nee dat hoeft niet, het is toch al gecontroleerd? De controle op het SCADA/ HMI-station heet 'client-side' checking. Maar wie

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:47

garandeert op de ontvanger dat elke setpointwijziging ook echt van het SCADA/HMI-station komt, en niet van iemand anders? Een hacker zou een setpoint wijziging buiten het geldige bereik kunnen uitvoeren door zelf een netwerkbericht te componeren en sturen. Daarom is het verstandig om op de ontvanger altijd de afzender te controleren, en de ontvangen waarde ook. Dit heet 'server-side checking’.

Zulke controles helpen tegen menselijke fouten (bijvoorbeeld een typefout), maar ook tegen hackers.

Een hacker kan in zijn malware een setpoint wijziging uitvoeren vanaf een ander systeem, en dan is er geen SCADA/HMI-controle. Met een server-side check is zo’n ongewenste wijziging toch te detecteren.

In de praktijk gebeuren server-side checks veel te weinig. Heel veel hacks, zowel in de IT als in de OT, bestaan uit het sturen van ‘verkeerde’ data naar een apparaat. De software kan erop crashen, daar kom je dan nog snel achter, maar vervelender is als de software aan de slag gaat met die rare data, met onvoorspelbare gevolgen. Bijvoorbeeld (echt praktijkvoorbeeld!): wat doet een bank als je een negatief bedrag overmaakt? Met internetbankierensoftware kan dit niet, maar wat houdt een hacker

tegen om zelf software te maken en negatieve overboekingen naar een bank te sturen? Erger is het, zoals onlangs bekend werd, dat op die manier de dosering van infuuspompen is aan te passen.

Diagnostische code in een applicatie helpt bij de inbedrijfsstelling en óók tegen potentiële hacks.

Buffer overflows Een ander favoriete hack is om meer data naar een apparaat te sturen dan het verwacht of verwerken kan. Het gevolg is dat die extra data andere data kan gaan overschrijven, die dan verloren gaat. Dit zijn de zogenaamde 'buffer overflow' aanvallen. Dit kan op elk soort apparaat voorkomen. Een programmeur moet daarom controles inbouwen op inkomend netwerkverkeer (niet teveel data, niet te weinig), met een validatie op de waardes van alle velden in die data, en ook op de relaties tussen velden. Bijvoorbeeld: als er een datum opgegeven is, dan moet de maand in het bereik 1..12 liggen, maar de dag is afhankelijk van de maand, en als het februari is, ook van het jaar (schrikkeljaar of niet).

Geldige data, van wie?

Controle op inkomende data is een van de eerste lessen die ik kreeg toen ik leerde programmeren.

Toch is opvallend hoe vaak dit nog niet gedaan wordt.

11

AB_ART_Techniek03.indd 11

11-11-2021 10:47

TECHNIEK Besturingen

Wie garandeert op de ontvanger dat elke setpointwijziging ook echt van het SCADA/ HMI-station komt?

TOP 20 SECURE PLC CODING PRACTICES 1. Modularize PLC code 2. Track operating modes 3. Leave operation logic in the PLC wherever feasible 4. Use PLC flags as integrity checks 5. Use cryptographic and/or checksum integrity checks for PLC code 6. Validate timers and counters 7. Validate and alert for paired inputs / outputs 8. Validate HMI variables at the PLC level, not only HMI 9. Validate indirections 10. Assign dedicated register blocks by function (read/write/validate) 11. Instrument for plausibility checks 12. Validate inputs based on physical plausibility 13. Disable unneeded / unused communication ports and protocols 14. Restrict third-party data interfaces 15. Define a safe process state in case of a PLC restart 16. Summarize PLC cycle times and trend them on the HMI 17. Log PLC update and trend it on the HMI 18. Log PLC hard stops and trend them on the HMI 19. Monitor PLC memory usage and trend it on the HMI 20. Trap false negatives and false positives for critical alerts 12

AB_ART_Techniek03.indd 12

Vaak nemen programmeurs aan dat controles elders gebeuren. En misschien was dat ook wel zo in de originele code. Maar als stukken code worden hergebruikt (copy/paste of bibliotheek), dan kan dat andere stuk code waar ooit de controle werd gedaan opeens weg zijn. En dan klopt de impliciete aanname niet meer, maar niemand die het weet. Documenteren van software is geen favoriete activiteit. Modulariseren van code vereist dus extra aandacht voor de implementatie.

Met weinig extra moeite is het mogelijk om een programma robuuster te maken, en ook beter bestand tegen hackers. Ervaren programmeurs weten wel dat waarschijnlijk wel, vanuit eigen ervaring (met vallen en opstaan geleerd). Maar voor nieuwelingen in het vak was dit nergens te leren, of te lezen.

Dit is recent veranderd, door de publicatie van de ‘Secure Coding Practices Top 20 List’.

Secure Coding Het is ontstaan in 2020, na een voordracht van ene Jake Brodsky, een ervaren PLC-programmeur, over zijn eigen ‘PLC Secure Coding Practices’ tijdens de S4x20 conferentie. Daarna ontstond een werkgroep (www.plc-security.com) van meer dan 900 vrijwilligers om de praktijkervaringen op papier te zetten (iedereen mag meedoen, cybersecurity ervaring is niet nodig). Dat resulteerde in een grote hoeveelheid aanbevelingen (‘practices’), waaruit de belangrijkste

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:47

Vaak nemen program-

Uiteindelijk is cybersecurity geen doel op zich, maar onderdeel van het voorkomen van onverwachte downtime

20 geselecteerd zijn, die dan ook enkele maanden geleden gepubliceerd zijn. Het werk gaat door, waarbij niet alleen naar PLC’s gekeken wordt, maar ook naar de systeemarchitectuur, HMI en documentatie. Inmiddels werkt ook een groep Nederlandse vrijwilligers aan de vertaling.

Als u geen PLC’s programmeert, dan zijn de coding practices zeker niet waardeloos. Het zijn eigenlijk vrij generieke aanbevelingen, die overal en altijd van toepassing zijn, op elk soort industriële besturing met een programmeermogelijkheid en een netwerkaansluiting.

Wie de 20 practices wil bekijken, kan dit via de website. Interessant is te zien dat er niet enkel staat ‘Doe dit’ of ‘Doe dat niet’, maar dat er ook uitgelegd is waarom wel / niet, aangevuld met voorbeelden.

Een voorbeeld: neem aanbeveling 12, ‘Validate inputs based on physical plausibility’. De uitleg ervan is: ‘Zorg dat de operator alleen dat kan invoeren wat fysiek mogelijk is in het systeem’. Tevens: ‘Monitor dat fysieke acties niet meer tijd kosten dan verwacht, en controleer dat activiteiten niet op onverwachte momenten gebeuren’. De ‘server side checking’ die ik al eerder noemde is aanbeveling 8, en ‘buffer

meurs aan dat controles op data elders gebeuren.

overflow’ is aanbeveling 10. Modulariseren van code is aanbeveling 1.

Dit zo lezende, zal u ongetwijfeld opmerken dat het allemaal erg logisch en vanzelfsprekend is, iedereen doet het toch zo? Maar de auteurs van de Top 20 Security Practices weten dat dit niet zo is. Daarom maken hackers graag gebruik van buffer overflows (en andere zwakheden). Geen virusscanner die dit zal detecteren.

Goede software-engineering Maar zoals ik hierboven heb proberen aan te tonen, een eerste stap kan een programmeur zelf al maken.

De principes achter goede software-engineering zijn net zo goed van toepassing op industriële toepassingen, ook al lijkt het geen programmeren, of noemen we het niet zo. Als extra voordeel heeft de code betere diagnostiek, en dit helpt tegen gevolgschade op menselijke fouten of kapot gegane onderdelen.

Uiteindelijk is cybersecurity geen doel op zich, maar onderdeel van het voorkomen van onverwachte downtime.• www.plc-security.com 13

AB_ART_Techniek03.indd 13

11-11-2021 10:47

REPORTAGE Machineveiligheid

‘We willen Performance Level e halen’ Bij machinebouwer Marelec gaat veiligheid boven prestatie Snel, sneller, snelst: de messen in de ‘Portio’-portiesnijders van de Belgische machinebouwer Marelec verdelen vlees of vis met een snelheid van minimaal 17 sneden per seconden in porties met een vast gewicht. Een staaltje hoge prestatie en nauwkeurigheid. Voor vormt ‘veiligheid boven prestatie’ de onderscheidende factor bij de ontwikkeling van zijn machines. Wat betreft veiligheidskwesties vertrouwt de fabrikant volledig op de competentie van Pilz.

Kwinten Cantraine, Pilz België

In 1983 begint de succesvolle geschiedenis van de machinebouwer Marelec: de eerste ontwikkeling van algemeen directeur Piet Rommelaeres bestond uit een netcontrolesysteem dat de fysieke krachten meet in de vislijnen die naar de netten leiden. Een toepassing waarbij toen al de veiligheid, namelijk die van de vissersboten, goed in de gaten werd gehouden. De successen

volgden elkaar op toen op Europees niveau de wetgeving omtrent de visquota veranderde. Vissersboten moesten nu heel precies kunnen aangeven, hoeveel vangst ze meevoerden. Hiervoor ontwikkelde Marelec weegschalen die speciaal voor gebruik aan boord van schepen waren ontworpen. Dit klinkt eenvoudiger dan het in de praktijk was. Bij het meten van

Het mes voert tot wel 17 snijbewegingen per seconde uit en vormt daarmee een enorm veiligheidsrisico.

14

AB_ART_Reportage03.indd 14

gewicht aan boord moet namelijk steeds de deining van de zee worden meegenomen.

Op zee geboren Vissen sorteren en met een transportband met een weegsysteem verbinden was slechts een tussenstap, er kwamen ook projecten op de wal bij, bijvoorbeeld sorteermachines voor visveilingen. Voor Marelec een verademing, omdat nu ook klanten uit andere branches de machines van de onderneming leerden kennen.

Wegen bleek hier de kern, want vooral de vlees- en gevogelte-industrie was hierin geïnteresseerd. Marelec concentreerde zich bij zijn machineontwikkeling voortaan op het portioneringsproces, waarbij vers vlees, gevogelte en ook vis in porties met exact voorgeschreven gewicht konden worden verdeeld. De visserij, die vroeger de toegang tot de markt betekende, vertegenwoordigt nu nog maar tien procent van de bedrijvigheid, maar de deur naar markten buiten deze branche staat wagenwijd open.

Acht uitvoeringen “Tegenwoordig worden de portioneermachines voor de diverse producten van onze productserie Portio in in totaal acht uitvoeringen aangeboden,” vertelt Roland Verleene van Marelec, die verantwoordelijk

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:48

De machines uit de Portio-productserie van Marelec snijden automatisch vis- en vleesporties op het gewenste gewicht.

is voor de afdeling Techniek. “Hoe ze werken? Het product wordt op twee of meer toevoerbanden aangevoerd. Het halfronde mes roteert tussen de beide banden. Op de eerste band loopt het product onder een 3D-camerasysteem door.

De daar uitgevoerde meting in combinatie met het bekende specifieke gewicht van het product garandeert, dat het mes exact zo kan snijden, dat een bepaald gewicht voor een afzonderlijke portie kan worden bereikt.” Nadat het product in de vooraf ingestelde porties is gesneden, gaan deze exact gemeten porties naar een tweede transportband waar ze verder verwerkt worden.

Hoogst mogelijk veiligheid Als in de machines aandrijvingen voor de beweging zorgen en messen roteren, moeten de bijbehorende gevarenrisico's voor personen worden gedekt. Ook voor Marelec heeft veiligheid prioriteit, omdat de huidige machines, efficiënt als ze zijn, toch een hoog risico op letsel vormen.

Roland Verleene wijst op de eigenlijke veiligheidsrisico's: “Hoewel onze 'oude’ machines een beperkt veiligheidsrisico hadden – bij transportbanden bestaat slechts beklemmingsgevaar – moeten we bij deze portioneermachines de beweging

van een messcherp blad veilig kunnen hanteren.”

Neem geen risico is dan ook het uitgangspunt voor alle veiligheidstechnische benaderingen. Het doel: de hoogst mogelijke veiligheid van de machines. Hoe? “We willen bijvoorbeeld de Performance Level e (PL e) halen, die staat voor de hoogst mogelijke betrouwbaarheid, maar ook voor veiligheid voor mens en machine.”

Grootste gevaar: de messen Hier komt automatiserings- en veiligheidsexpert Pilz in beeld. Kwinten

Cantraine en Timen Floré, beiden van Pilz, kennen de veiligheidsrisico's goed: “Het grootste gevaar gaat heel duidelijk van de messen in de machine uit. Mocht een medewerker zijn hand om wat voor reden dan ook in de machine steken, dan zal hij ernstig gewond raken.”

Het scenario: een mes dat niet alleen heel snel snijdt, minimaal 17 snijbewegingen per seconde, maar dat ook zo snel gaat dat de medewerker de beweging nauwelijks kan zien. De veiligheid moet ook door de machine zelf worden gewaarborgd, al het andere betekent restrisico's. Zeker omdat

Bij het openen van de afscherming zorgt de contactloze, gecodeerde veiligheidsschakelaar PSENcode van Pilz ervoor dat het mes in de portioneermachine direct veilig kan worden uitgeschakeld.

15

AB_ART_Reportage03.indd 15

11-11-2021 10:48

REPORTAGE Machineveiligheid

De configureerbare kleine besturing PNOZmulti 2 vormt het hart van het veiligheidssysteem van de installatie. Het veiligheidsniveau voldoet aan Performance Level e.

Marelec een productiecyclus van 33 snijbewegingen per seconden overweegt.

Een ander risico bij dit type machines wordt veroorzaakt door het feit dat de machinegebruiker vaak in de buurt van de gevarenzone ‘mes’ moet komen.

Veiligheidssensor Om deze risico's op PL e-niveau af te dekken heeft Pilz de toepassing van een veiligheidsafscherming inclusief veiligheidshekbewaking voorgesteld. Mocht de afscherming onbedoeld of per ongeluk worden geopend, dan zorgt de contactloze, gecodeerde veiligheidsschakelaar PSENcode ervoor dat het mes direct veilig uitgeschakeld wordt en ook niet meer kan worden geactiveerd, zolang de afscherming geopend is. De veiligheidssensor, die ongevoelig is voor schokken of trillingen, biedt zo maximale bescherming tegen manipulatie. Een tunnel als mechanische afbakening zorgt er bovendien voor dat de gebruiker zijn hand niet ver in de machine kan steken. In vergelijking met Performance Level d (PL d) beschikt PSENcode over een kortsluitingsdiagnose, die het product nog veiliger maakt, namelijk van PL e-niveau. “Bij Marelec hebben we voor sensoren gekozen die volgens de beschermingsklasse IP69K gecertificeerd zijn, zodat ze ook voor hogedrukreiniging geschikt zijn, wat bijzonder belangrijk is voor machines die in de levensmiddelenindustrie worden 16

AB_ART_Reportage03.indd 16

gebruikt. Verder zijn deze sensoren bestand tegen de in deze branche vaak gebruikte corrosieve reinigingsmiddelen.”

Vloeiende overgang naar meer prestatie en veiligheid Roland Verleene heeft nog een extra eis: “We ontwikkelen onze besturingen volledig in eigen huis, maar we hebben ook naar een betrouwbare partner voor de veilig-

heidsbesturingen gezocht.” Oorspronkelijk had Marelec met het oog op de techniek voor deze eis een veiligheidsbesturing nodig met vier uitgangen en 20 ingangen.

Want alleen de transportband, de laser en het mes moesten via deze uitgangen worden bestuurd. Tevens waren zeer veel veilige ingangen nodig, die bovendien redundant moesten zijn opgebouwd, om het gewenste veiligheidsniveau te bereiken.

Omdat Marelec al met de eerdere kleine besturing PNOZmulti goede ervaringen had, was het een logische stap ook de opvolger PNOZmulti 2 bij de doorontwikkeling van de machines in te zetten. De uitgangen van de veiligheidsbesturing kunnen via de seriële communicatie worden uitgelezen. Wanneer de bovengeschikte PLC-besturing toont dat deze gereboot moet worden, controleert PNOZmulti 2 of alle veiligheidsvoorwaarden zijn vervuld.

Marelec is ronduit tevreden met deze oplossing: “Zo garanderen we dat we alleen machines op de markt brengen die aan de hoogste eisen inzake prestatie en veiligheid voldoen. Als partner op het gebied van veiligheid komen we steeds bij Pilz terug.

Een geslaagd partnerschap, wat ons betreft!” • www.marelec.com www.pilz.com

De veiligheidsoplossing bestaat uit onder andere een veiligheidsafscherming met de gecodeerde veiligheidsschakelaars PSENcode en een tunnel die dient als bescherming tegen grijpen in de machine.

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:48

REPORTAGE Sensoren

Inclinosensoren in rail-infra hoogwerker ongevoelig voor externe invloeden Net als bij hijskranen hangt een veilig gebruik van hoogwerkers samen met het monitoren van het actuele koppel. Wanneer dit koppel de veilige grens overschrijdt, zal de hoogwerker omvallen met alle gevolgen van dien. Om dit te voorkomen, rust Koerts haar hoogwerkers uit met speciale dynamische inclinosensoren van DIS. Deze meten nauwkeurig en realtime de scheefstand van de hoogwerker en laten deze meting niet verstoren door externe invloeden door schokken en trillingen als gevolg van het rijden van de hoogwerker.

Marjolein de Wit-Blok

Eén van de rail-infra hoogwerkers van Koerts

17

AB_ART_Reportage01_0002.indd 17

11-11-2021 11:15

REPORTAGE Sensoren

interpreteren en zo de veiligheid van het gebruik van de hoogwerker te borgen.

De arm van het rail-infra voertuig van Koerts voorziet onder meer in twee dynamische inclinosensoren die realtime de scheefstand van de arm meten.

Hoogwerkers worden in verschillende uitvoeringen ontworpen en gebouwd. Zo bestaan er zogenaamde schaarhoogwerkers die zich uitsluitend recht omhoog kunnen bewegen, maar ook uitvoeringen die werken met een arm waaraan een werkplatform (‘werkbakje’) is gekoppeld dat ruimte biedt aan één of meer personen.

Met dit type hoogwerker kunnen deze mensen op veilige manier werkzaamheden op hoogte uit te voeren. Bijvoorbeeld onderhoud aan hoge gebouwen, groenonderhoud (bomen) of werkzaamheden aan bovenleidingen in de railsector.

Koppel Net als bij een hijskraan die een massa verplaatst, wordt bij hoogwerkers waar een werkplatform met mensen wordt verplaatst, een koppel geïntroduceerd. Dit koppel wordt bepaald door de massa in het bakje vermenigvuldigd met de horizontale afstand tot het zwaartepunt van de hoogwerker. Kracht maal arm. Wanneer het product van deze factoren een bepaalde waarde overschrijdt zal de stabiliteit van de hoogwerker zodanig reduceren worden dat de hoogwerker omvalt.

Veiligheid Om deze gevaarlijke situaties te voorkomen is wet- en regelgeving ontwikkeld.

18

AB_ART_Reportage01_0002.indd 18

Hoogwerkers vallen onder het warenwetbesluit machines en bijlage IV van de machinerichtlijn 2006/42/EG (gevaarlijke werktuigen). Verder dienen ze technisch te voldoen aan de Europese norm EN 280.

Hoewel de wetgeving dus al langer bestaat, gebeuren er af en toe toch nog ongelukken met hoogwerkers die de aandacht van de handhavers aanwakkeren.

Scheefstand bewaken Koerts Techniek houdt zich sinds 2006 bezig met het multifunctioneel aanpassen van spoorkranen (Krol) als hijskraan, hoogwerkers en grondverzet machines.

Daarnaast ontwikkelt en fabriceert het bedrijf haar eigen rail-infra machines waaronder hoogwerkers met de eerder genoemde werkplatforms. Om te voorkomen (dat het koppel dat het werkplatform uitoefent op de hoogwerker) de veilige grens overschrijft, past het bedrijf in haar hoogwerkers inclinosensoren van DIS toe.

Deze sensoren – ook wel elektronische waterpas genoemd – worden industriebreed toegepast om de helling van een machineonderdeel of een oppervlak te meten. In het geval van de hoogwerkers gaat het om de scheefstand van de arm. De realtime metingen worden naar het besturingssysteem gestuurd dat hiermee in staat is de commando’s van de machinebediener

Dynamische inclinosensor In traditionele oplossingen worden met behulp van conventionele inclinometers de zogenaamde vervuilingspieken in de metingen afgevlakt middels filteralgoritmes in het besturingssysteem. Daarnaast kunnen aanvullende sensoren een oplossing bieden. Gyroscopen of traagheidssensoren kunnen bijvoorbeeld informatie over de hoek geven maar hebben weer als nadeel dat zij uitsluitend werken in bewegende systemen. En hoewel gyroscopische metingen geschikt zijn om de verstoorde waarde van een inclinometer te compenseren, zijn er ook nadelen: iedere extra sensor en filter vertraagt het besturingssysteem en verhoogt de productie- en onderhoudskosten.

Om die reden ontwikkelde DIS een nieuw hardware platform dat gebaseerd is op de MEMS chip. MEMS staat voor Micro-Electrical-Mechanical Systems en combineert een versnellingsmeter met een traagheidshoekmeting op drie assen tegelijk. Dit betekent dat de hoek die de sensor doorgeeft aan de besturing gyro-gecompenseerd is en hiermee vrij van de invloed van versnellingen en schokken die niets met de scheefstand te maken hebben. Het doorgeven gebeurt als afzonderlijk CANopen/ J1939-object per as.

Bijzonder Bert Koerts is samen met zijn broer Ed Koerts directeur eigenaar van het bedrijf en geeft aan: ”Nu zijn inclinosensoren an sich niet nieuw, maar bijzonder aan deze dynamische varianten is het feit dat de metingen niet worden verstoord wanneer de hoogwerker tijdens de werkzaamheden ook rijdt. En dat is bij onze rail-infra hoogwerkers eigenlijk standaard. Veel

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 11:15

andere sensoren reageren wel op de rijbeweging of andere externe factoren die trillingen of schokken veroorzaken en geven hierdoor foutieve meetwaarden af.

Hierdoor heb je als bestuurder voortdurend te maken met onterechte alarmen en soms zelf een onterechte blokkering vanuit de besturing. Buiten het feit dat dit mensen stoort en werkzaamheden vertraagt, kan het ook leiden tot een soort ‘alarmmoeheid’. Wanneer je tien keer achter elkaar een alarm ontvangt dat achteraf niets betekent, hoe serieus neem je dan immers nog het elfde alarm?”

Loggen van gegevens Bert Koerts: ”De meetgegevens van deze sensoren worden samen met andere data – zoals de snelheid waarmee de hoogwerker rijdt, de hoogte van werkplatform, de wieldruk en de windbelasting – realtime door de besturing verwerkt. Op basis hiervan is bekend of de hoogwerker op dat moment veilig staat of niet. Een deel van de gegevens waarop de algoritmes zijn gebaseerd hebben we proefondervindelijk vastgesteld. Het uitgangspunt op het spoor is dat de wieldruk op de vier wielen hoog genoeg moet zijn om het sein ‘veilig’ te geven. Door testen weten we inmiddels waar de grenzen liggen.

“Een ander deel van de informatie op basis waarvan de algoritmes werken, zijn ingegeven vanuit de wet- en regelgeving. In spoortoepassingen mag de hoogwerker bijvoorbeeld maximaal 7° scheef staan.

Deze waarde wordt in de besturing gebruikt als grenswaarde voor een veilig gebruik maar tevens gecombineerd met andere metingen. Zo is 7° bijvoorbeeld niet veilig wanneer de wind er vol op staat vanuit een ongunstige positie en wil je bij een kleinere scheefstand al een alarm ontvangen. Maar ook wanneer je volledig vlak staat kun je niet zomaar met het

De redundant geplaatste inclinosensoren – elektronische waterpas – zijn ongevoelig voor schok- en trillingsignalen.

werkplatform naar alle posities bewegen.

Dit is bijvoorbeeld ook afhankelijk van de massa die op het platform heeft plaats genomen. Een andere eis is dat de hoogwerker tijdens werkzaamheden niet sneller rijdt dan 4 km/u. In ingeklapte toestand is de maximale snelheid 20 km/u; de typische snelheid waarmee de hoogwerker naar zijn specifieke locatie kan rijden.”

Eindoplossing De dynamische inclinosensoren zijn redundant toegepast in de hoogwerker waarmee een Performance Level d is behaald. Verder logt het bedrijf alle metingen en gegevens en zorgt ervoor dat

deze van minimaal de afgelopen week beschikbaar zijn. Bert Koerts: “Met deze gegevens kun je in het geval van een calamiteit nauwkeurig zien wat de omstandigheden waren op het moment dat het incident plaatsvond. Je voorkomt dan ook veel discussies omdat je weet hoe snel er werd gereden, wat de stand van de verschillende onderdelen van de hoogwerker was enzovoorts. Juridisch gezien belangrijk en daarnaast belangrijke input voor mogelijke toekomstige verbeteringen aan de hoogwerker.”• www.dis-sensors.com www.koerts-techniek.nl 19

AB_ART_Reportage01_0002.indd 19

11-11-2021 11:15

REPORTAGE Encoders

Schuiven kaarsrecht laten lopen Nieuwe SICK-encoders op de Oosterscheldekering Al jaren beschermen de Deltawerken Nederland, en met name Zeeland, tegen hoogwater vanaf de Noordzee. Prominent sluitstuk vormt sinds 1986 de Oosterscheldekering, waar 62 schuiven snel naar beneden kunnen worden gelaten om snel stijgend water tegen te houden. Voor een feilloos functioneren van de schuiven is een volkomen kaarsrechte loop essentieel. SICK-encoders houden dit nauwlettend in de gaten. Na 25 jaar trouwe dienst heeft Siemens Mobility in opdracht van Rijkswaterstaat inmiddels de huidige door nieuwe encoders vervangen die SICK speciaal voor de Oosterscheldekering heeft ontwikkeld.

Hoe werkt het precies? De 62 schuiven van de Oosterscheldekering hangen aan beide zijden aan een zuigerstang van een hydraulische cilinder. De zuigerstangen staan door middel van een cardan op de pijlers. De besturing van elke schuif wordt via een lokale computer geregeld. Als de schuiven zakken – deze zijn 45 meter breed en variëren in hoogte van 5 tot 15 meter – detecteren de encoders continu of de schuiven wel volkomen recht naar beneden

gaan. Deze controle is nodig, omdat scheefzakken de pijlers kan beschadigen of de constructie kan ontwrichten.

Er mag wel een minimaal verschil optreden, maar de lokale computer zal een gemeten verschil meteen corrigeren door het laten stijgen of dalen van de betreffende zuigerstang. Per schuif wordt de hoogte zowel aan de noord- als aan de zuidkant met drie encoders gemeten. Aan weerszijden van iedere schuif zitten drie encoders.

De 9 km lange Oosterscheldekering sluit de Oosterschelde af bij dreigend hoogwater.

20

AB_ART_Reportage02.indd 20

Ze meten de hoogte van de schuif en controleren of de schuif recht hangt.

Grondig testtraject In het vervangingsproject blijken Siemens Mobility, Rijkswaterstaat en SICK niet over één nacht ijs te zijn gegaan. Als eerste ondergingen de prototypes van de encoders – op maat gemaakt voor deze applicatie – een in-house test bij Siemens Mobility in Zoetermeer. Een speciaal ontwikkelde, robuuste testinstallatie die voldoet aan de bepalingen van de Machinerichtlijn, simuleerde het openen en sluiten van de schuiven. Hierin werden de encoders onderworpen aan een ononderbroken duurtest van 720 uur.

“We hebben in deze duurtest ook meegenomen dat de voedingsspanning kan variëren van 13 tot 30 volt”, vertelt technisch manager Piet van Stee van Siemens Mobility die de testinstallatie heeft ontworpen. De encoders doorstonden de in-house test met glans: de waarden die de encoders doorgaven kwamen overeen met wat ze moesten doorgeven.

Testen in de praktijk Met de afronding van de simulatietesten was het in september 2020 tijd voor de volgende stap: de praktijktest. Hiervoor heeft Siemens Mobility zes prototypes van de encoders op de Oosterscheldekering

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:50

De speciaal voor de Oosterscheldekering ontwikkelde encoders

De testinstallatie die het openen en sluiten van de schuiven simuleert

kering op maat detecteren continu of de schuiven wel volkomen

en elke vijf jaar 25 reserve-encoders op hun correcte functioneren

recht naar beneden gaan.

zal controleren. (Foto: Studio Oostrom)

geïnstalleerd. Op drie schuiven is aan weerszijden een oorspronkelijke encoder vervangen door een nieuwe. Rijkswaterstaat benutte het stormseizoen dat tot april loopt, om te testen.

Anders dan in de in-house simulatieomgeving werden de encoders op de kering blootgesteld aan temperatuurschommelingen, zilt zeewater en andere omgevingsfactoren. Volgens Maarten Braadbaart van SICK geen probleem: “De speciaal ontwikkelde encoders zijn bestand tegen de temperaturen op de Oosterscheldekering, de behuizing is gemaakt van zeewaterbestendig aluminium en ze zijn niet of nauwelijks gevoelig voor elektromagnetische straling.”

Geen afwijkingen Het testtraject in inmiddels lang en breed achter de rug. Rijkswaterstaat heeft de waarden van de nieuwe en bestaande

encoders met elkaar vergeleken en geen afwijkingen geconstateerd. Inmiddels heeft Siemens Mobility de oude encoders vervangen door 372 nieuwe encoders.

Siemens Mobility is ook 20 jaar lang verantwoordelijk voor het onderhoud.

Daarbij horen ook de terugkerende tests van de 25 reserve-encoders. Die moeten elke vijf jaar opnieuw worden gecontroleerd op de testinstallatie van Siemens Mobility. Het beheer is in handen van Siemens-onderdeel Yunex Traffic.

Co-creatie en samenwerking Van Stee kijkt terug op een constructieve samenwerking: “Het is fijn om te werken met mensen van hetzelfde technische niveau. Samen hebben we gekeken hoe we de technische grenzen konden verleggen.

Rijkswaterstaat stond open voor ontwerpwijzigingen, mits wij die goed konden onderbouwen.

Niet alleen de technische uitdaging maakt het Oosterscheldekering-project bijzonder voor Piet van Stee. Als Zeeuw heeft hij veel affiniteit met de Deltawerken. “De watersnoodramp van 1953 heeft ook in onze familie een diepe indruk nagelaten.

En ik heb de bouw van de Oosterscheldekering van dichtbij meegemaakt. Ik ben er trots op dat ik dit bijzondere project vanaf de tender tot en met de uitvoering heb mogen begeleiden.

Van Stee draagt het alle vertrouwen over aan de serviceafdeling: “We hebben de mensen en kennis in huis om ze twintig jaar lang uitstekend te servicen. Zo zorgen we er samen met SICK voor dat de betrouwbaarheid van de Oosterscheldekering geen moment te wensen overlaat.” • www.rijkswaterstaat.nl www.sick.nl www.yunextraffic.com 21

AB_ART_Reportage02.indd 21

11-11-2021 10:50

REPORTAGE Besturingen

‘Dit is voor ons meer dan een functionele toepassing’ VHE lanceert eerste machine met ctrlX CORE met motion Marc Wucherer, lid van de Raad van Bestuur bij Bosch Rexroth AG, verklaarde onlangs dat ctrlX AUTOMATION het ‘brein’ van de moderne fabriek is. Hij lijkt gelijk te krijgen: de reacties op het open besturingsconcept zijn lovend. Zoals bij VHE Industrial automation, dat onlangs de eerste machine in Nederland lanceerde met ctrlX CORE met motion. “Je kunt er ontzettend veel bruikbare technologie in kwijt”, aldus software/motion engineer Rob van Kempen.

Wat maakt ctrlX AUTOMATION zo anders dan conventionele aandrijftechnieken? Het antwoord daarop geeft Erik de Git, sales Factory Automation van Bosch Rexroth. “ctrlX AUTOMATION brengt werelden samen in een open en modulair systeem: machinebesturing, informatietechnologie en het Internet of Things. Zo maakt onder andere het open besturingsconcept een groot verschil: ctrlX ondersteunt meerdere programmeertalen.”

Meteen aan de slag “Vroeger was je bijvoorbeeld verplicht om CODESYS te gebruiken, maar met ctrlX AUTOMATION kies je als gebruiker je eigen programmeertaal”, vervolgt De Git. “Van C++ tot en met Python, het kan allemaal.

Dat is een groot voordeel, zeker ook omdat hedendaagse studenten niet meer werken met CODESYS – wat uiteraard wél nog steeds mogelijk is. Voorheen zouden ze, als ze ergens aan het werk gingen, dus eerst een nieuwe programmeertaal moeten leren. Werken ze met ctrlX AUTOMATION, dan kunnen ze werken in de programmeertaal van hun keuze en dus meteen aan de slag.”

22

AB_ART_Reportage01.indd 22

In een mum van tijd up and running Rob van Kempen is sinds kort bij VHE in dienst als software/motion engineer. De integratie van ctrlX AUTOMATION in de nieuwe cable-cutter maakte hij van dichtbij mee in zijn toenmalige rol als stagiair. “Wat

“Werken ze met ctrlX AUTOMATION, dan kunnen ze werken in de programmeertaal van hun keuze.”

me meteen opviel, was de open structuur van de ctrlX-architectuur. Een groot voordeel voor mij als pas afgestudeerde; ik kon werken in iedere gewenste programmeertaal. Natuurlijk was het in het begin even wennen om op deze nieuwe manier te werken, maar dat ging snel. Inmiddels

zouden we iedere machine met ctrlX CORE in een mum van tijd up-and-running hebben.”

Minder arbeidsintensief VHE pre-assembleert onder andere kabelsystemen voor bedrijven die werken met halfgeleiders. Projectleider Teun Jaspers: “We leveren een plug-and-play kabelbundels waarin alle benodigde kabels zijn verwerkt. Alleen: het in lengte knippen van al die kabels kent enkele beperkingen.

Zo konden we voorheen maar een maximale lengte van 50 meter knippen, simpelweg omdat onze knipstraat niet langer was. Daarnaast was het een arbeidsintensief project: de operators moesten steeds flinke afstanden lopen.”

Geen centimeter meer of minder Die twee punten wilde men bij VHE verbeteren: een optimalisatie van de kabeluitloop en de mogelijkheid om extra lengte te knippen. “Tegelijk hebben we bekeken of we ook de kwaliteit en de nauwkeurigheid nog verder konden verhogen”, vervolgt Jaspers. Het project slaagde ook daarin: het is voortaan niet

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:52

De cable-cutter vab VHE is de eerste in combinatie van ctrlX CORE met drives (motion) in Nederland.

VHE INDUSTRIAL AUTOMATION VHE heeft meer dan 60 jaar ervaring als partner in industriële automatisering voor toonaangevende, innovatieve OEM’s in hightech markten. Zij worden geholpen met ontwikkelen en industrialiseren van hun producten. VHE ontwikkelt, produceert en onderhoudt complexe industriële automatiserings- en besturingssystemen voor markten met een hoog mix/laag volume. Met de disciplines systeemarchitectuur, hardware en software engineering, servo/motion, panelenbouw en kabelassemblage wordt de laagste TCO in de kortste tijd gerealiseerd.

VHE is actief in uiteenlopende marktsegmenten in de machinebouw – van de halfgeleider en automobiel- tot de voedingsmiddelenindustrie – en in de smart energy, zoals e-mobiliteit, zonne-energie, en energie-opslag. De expertise bestrijkt de gehele levenscyclus van de machine vanaf de allereerste concept-ontwikkeling, via engineering, prototype-bouw en (LEAN) volumeproductie tot en met onderhoud en service.

Op de engineering en productieafdeling in Eindhoven (6000 m²) en de LEAN-productielocatie in Veldhoven (3000 m²) werken 200 mensen.

23

AB_ART_Reportage01.indd 23

11-11-2021 10:52

REPORTAGE Besturingen

meer nodig om machines kabellengtemetingen te ‘leren’. Daardoor is de hoeveelheid onbruikbaar testproduct tot vrijwel nul gereduceerd. Jaspers: “Het teach-traject is voorgoed voorbij dankzij de ctrlX CORE. Bovendien is vijftig meter nu écht 50 meter, geen centimeter meer of minder.”

Té veel technologie?

Met het integreren van de ctrlX CORE realiseerde VHE de allereerste combinatie met drives (motion) in Nederland. “Er zit veel technologie in”, vertelt Rob van Kempen. “Misschien wel iets té veel, als je puur kijkt naar de relatieve eenvoud van onze machine. Maar dit is voor ons meer dan een functionele toepassing: we hebben zo veel mogelijk technologie gebruikt om praktische kennis op te doen, zodat we in de toekomst ook relaties met meer geavanceerde machines kunnen bedienen.

Want die vraag gaat er komen, gegarandeerd.”

Eenvoudig uitbreiden Van Kempen beschrijft hiermee een van de voordelen van de ctrlX AUTOMATION: de mogelijkheid om eenvoudig individuele oplossingen te downloaden als apps in het ctrlX-ecosysteem (of ze zelf te creëren en snel operationeel te maken). “Doordat je op één en dezelfde core allerlei verschillende apps kunt laten draaien, heb je veel minder losse componenten nodig. Dat werkt een stuk overzichtelijker. En wil je alsnog uitbreiden met een extra functionaliteit?

Dan installeer je simpelweg de betreffende app en het draait.”

Voorbeelden van applicaties Van Kempen somt de verschillende ctrlX-applicaties moeiteloos op: “Neem de PLC-app voor het afhandelen van IO/ PLC-taken, zoals een vloeiende communicatie met Xerox, waarin we niet alleen technische details van de order verwerken, maar ook werkinstructies en procesmatige elementen. Of de open OPC UA-server-app, die zorgt dat de Web-IQ communiceert met het datalayer van ctrlX. Verder is er de motion-app voor de aansturing van de twee 24

AB_ART_Reportage01.indd 24

Met ctrlX AUTOMATION kan je eenvoudig individuele oplossingen downloaden als apps in het ctrlX-ecosysteem – of ze zelf te creëren en snel operationeel te maken.

assen, een EtherCAT-app voor de communicatie tussen de remote-IO en de drives, en een toepassing die communicatie mogelijk maakt tussen de door VHE ontwikkelde Xerox-productiesoftware met de rest-API en datalayer.

VUCA-bestendig Ook noemenswaardig is de web-IQ-applicatie voor de HMI-functie. Van Kempen: “Vanaf ieder device in het VHE-netwerk kun je verbinding maken met de ctrlX CORE en deze laten functioneren als HMI. Die hosten we als applicatie op de ctrlX CORE en kunnen we gebruiken in een reguliere webbrowser. Op die manier kan iedereen die inlogt, alle proceseigenschappen inzien,

dus niet alleen de operator. De positie van de trommel, de stand van de lineaire geleider, de positie van de kabelklem, acceleraties en deceleraties… noem maar op.”

Overall voldoen de eigenschappen van ctrlX AUTOMATION aan alle eisen van de VUCA-wereld (volatiele, onzekere, complexe en ambivalente markten): het stelt gebruikers in staat om flexibel, onafhankelijk, toekomst- en datavast te handelen als het gaat om vraaggerichte kosten.

Half woord is genoeg De totstandkoming van de nieuwe VHE-knipstraat (voorzien van twee Bosch

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:52

“ Doordat je op één en dezelfde core allerlei verschillende apps kunt laten draaien, heb je veel minder losse componenten nodig”

Rexroth servomotoren - één voor de trommelrotatie en een voor de kabeltranslatie) is mede te danken aan de goede samenwerking tussen VHE en Bosch Rexroth. “We zijn niet voor niets certified excellence partner”, aldus Jaspers. “De samenwerking is heel goed, de lijnen zijn kort.” Ook Van Kempen is lovend over het partnerschap. “Wat ik vooral heel fijn vond, was de prettige structuur van de wekelijkse overleggen en meetings. We spreken dezelfde taal en hebben aan een half woord genoeg.”

Van de zijde van Bosch Rexroth sluit De Git zich daarbij aan. “Onze relatie met VHE bestaat al vele jaren, we werken heel laagdrempelig samen. Hun kennis van motion, van aandrijvingen en van het ontwikkelen van kwaliteitssoftware sluit

mooi aan bij onze core business. Sterker nog: als ik bij VHE op locatie ben, voelen mijn contactpersonen bijna als mijn eigen collega’s.”

Verwachtingsvolle toekomst Al met al zijn de VHE’ers positief over de afronding van dit project, en verwachtingsvol over volgende stappen. Jaspers: “Het was een prachtige ontdekkingsreis, waarin wij een soort proeftuin waren. We hebben de voordelen en mogelijkheden van CtrlX CORE met motion ontdekt. Ik verwacht dat deze efficiëntie zich in de toekomst meer en meer gaat bewijzen; in mijn optiek zal het steeds meer deze kant op gaan.” • www.boschrexroth.com/nl/nl/ www.vhe.nl

INNOVATIEPRIJS 2021 Met de Duitse Innovatieprijs werd in juli door ctrlX AUTOMATION een onderscheiding van formaat binnengehaald in de categorie ‘grote ondernemingen’. De prijsuitreiking van het evenement, dat in 2010 in het leven werd geroepen om baanbrekende producten en processen in de schijnwerpers te zetten, vond plaats in de vorm van een digitaal evenement.

Rob van Kempen (links) van VHE: “Wat me meteen opviel, was de open structuur van de ctrlX-architectuur.” Rechts: Erik de Git, sales Factory Automation bij Bosch Rexroth.

25

AB_ART_Reportage01.indd 25

11-11-2021 10:52

TECHNIEK Elektrische aandrijftechniek

Taxi!

Kleine AGV's verbinden modules Adaptive Machine Platform Dankzij het Internet of Things kunnen geïndividualiseerde producten automatisch worden geproduceerd, zelfs als de klant slechts één exemplaar wil. Hierdoor krijgt het traject dat de component aflegt door het montageproces een compleet nieuwe betekenis. In het Adaptive Machine Platform van Prolynk kunnen stations voor productiemiddelen en montagewerkzaamheden volledig flexibel worden ingesteld en geconfigureerd. AGV-tjes fungeren als taxi voor het tussenliggende onderdelentransport.

Faulhaber levert de aandrijftechniek voor de kleine transporteurs.

Toen Henry Ford in 1913 de eerste bewegende montagelijn installeerde – de lopende band – kon hij acht keer meer auto's maken in dezelfde tijd. Dankzij deze enorme sprong kon hij zijn Model-T veel goedkoper aanbieden en zijn personeel een loonsverhoging bieden. Geen wonder dat zijn succes direct navolging vond. Zelfs nu nog worden talloze producten gemaakt aan de lopende band.

In de weg Dit werkmodel is echter minder geschikt voor kleine oplages, en überhaupt niet voor geïndividualiseerde geautomatiseerde productie. Dit is echter wel een van de doelen van Industrie 4.0 en het industriële Internet of Things (IIoT): het moet mogelijk worden om producten te ontwerpen en uit te rusten volgens de wensen van de klant, en om ze vervolgens met

“De productiestappen kunnen individueel worden uitgevoerd, handmatig of door een robot. Maar het procesverloop is nog steeds geautomatiseerd.” zoveel mogelijk automatisering te produceren. Dit vraagt om flexibele processen en het vaste pad van een lopende band staat dit in de weg.

Componenten reizen per taxi Met de technologie van het Franse Prolynk kan de productielijn flexibel worden aangepast of opnieuw 26

AB_ART_Techniek04.indd 26

geconfigureerd als de vereisten veranderen. De componenten worden niet meer via een vast pad verplaatst, maar reizen naar hun doel met een kleine ‘taxi’: de AGV (Automated Guided Vehicle). Antonio Sanchez, chief Commercial Officer van Prolynk, licht het concept toe: "Deze transportunits vervoeren het onderdeel dat moet worden verwerkt betrouwbaar naar alle vereiste montagestations. De productiestappen kunnen daar compleet individueel worden uitgevoerd, handmatig of door een robot. Maar het procesverloop is nog steeds geautomatiseerd."

Tafelvorm Een platform van gestandaardiseerde modules in een tafelvorm vormt de fysieke basis van het systeem. Het bestaat uit gestandaardiseerde platen en kan vrij worden ontworpen qua vorm en formaat. De basiseenheid bestaat uit eenvoudige metalen platen, die als transportoppervlak fungeren.

Een variant van de basisplaat is voorzien van indexeerunits met een bevestigingsfunctie. Bij productiestappen die meer nauwkeurigheid vereisen, of waarin er moet worden gecompenseerd voor een grotere krachtuitoefening, houden deze platen de AGV en het onderdeel op hun plek. Hier heeft het plaatelement ook een opening in het midden. Dit maakt ook bewerkingen van onderaf mogelijk, omdat de opening precies overeenkomt met de vorm van de opening in de AGV. Twee formaten De Prolynk AGV is er in twee formaten (325 x 230

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 11:04

Het Adaptive Machine Platform gebruikt AGV-tjes als onderdelentaxi’s tussen de verschillende stations.

mm en 450 x 350 mm), en afhankelijk van het model is de maximale belading 5 tot 35 kg. Via de opening in het midden wordt de component die moet worden verwerkt gezekerd voor het vervoer naar de afzonderlijke montagestations. De stations kunnen vrij worden gekoppeld aan de tafel. Het kunnen handmatige taken zijn of handelingen die automatisch door machines of robots worden uitgevoerd, zoals lasergraveren, solderen, schroeven aandraaien of tests uitvoeren. Bij kwaliteitsproblemen kan het voertuig naar een specifiek station worden gestuurd voor probleemoplossing.

Willekeurige volgorde Sanchez: "Het centrale station kent iedere AGV en weet wat die vervoert. Het weet welke productiestappen er voor ieder onderdeel nodig zijn. Zo wordt het mogelijk om individuele producten te maken met

geautomatiseerde processen. De PLC communiceert met het Prolynk-systeem en zorgt voor de aansturing van alle processen."

Als de processtappen niet in een vaste volgorde moeten worden uitgevoerd, zorgt dat voor een extra efficiëntievoordeel: de AGV beweegt dan naar een vrij station. Er is minder wachttijd, wat de bezettingsgraad van de stations verhoogt. Nog een voordeel: het systeem ontlast de medewerkers van de montageafdeling. Er is geen spierkracht meer nodig om componenten te verplaatsen tussen stations. Het vele optillen en neerzetten is zo verleden tijd, en het risico op rugklachten door dit werk gaat significant omlaag.

Aandrijving De Prolynk AGV wordt aangedreven door twee wielen, één in het midden van iedere lange zijde. De 27

AB_ART_Techniek04.indd 27

11-11-2021 11:04

TECHNIEK Elektrische aandrijftechniek

“De aanpasbaarheid van het systeem is onbeperkt. De productiecapaciteit volgt direct uit de bestellingenlijst”

hoeken van de transportunit staan op passieve rollers. Als de wielen in tegengestelde richting bewegen, draait het voertuig op zijn plaats. Dit gebeurt meestal in een hoek van 90 graden. Zo kan de unit met een kwartslag naar een station draaien, of met twee draaibewegingen heen en weer gaan MAXIMALE BELADING

Afhankelijk van het model is de maximale AGV-belading 35 kg.

tussen parallelle ‘paden’. De paden bestaan hierbij alleen virtueel, niet fysiek: de AGV blijft ook zonder wegmarkeringen in zijn eigen baan, net als een auto.

Hoog vermogen en nauwkeurige oriëntatie Via een draadloze verbinding ontvangt het voertuig zijn instructies van de centrale controller, die aangeeft op welk pad het vooruit of achteruit moet rijden en waar het moet draaien. De controller geeft routes en stations op en bepaalt welk voertuig er voorrang heeft als paden kruisen. De onderdelentaxi's hoeven hiervoor alleen hun exacte positie door te geven. Hier spelen de Motion Controllers MC 5004 P en de encoders uit de serie IE3-1024 van Faulhaber een belangrijke rol. Ze detecteren de rotatie van de borstelloze motoren van de BX4-serie. Het elektronische moederbord van Prolynk gebruikt deze gegevens voor de odometrie – het bepalen van de afgelegde weg in een bepaalde tijd – en de berekening van de AGV-positie, en kan zo de aansturing beheren. De motorkracht wordt door planetaire tandwielkasten met een 32/3-ontwerp overgebracht naar de aandrijfriemen van de wielen.

Het centrale station kent iedere AGV, weet wat die vervoert en weet welke verwerkingsstappen er voor ieder onderdeel nodig zijn.

28

AB_ART_Techniek04.indd 28

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 11:04

Kern productieproces Sanchez legt uit waar het bedrijf op let bij de selectie van componenten: "Als een bedrijf kiest voor de oplossing van Prolynk, vormen deze kleine voertuigen de kern van het productieproces. Voor een lage ‘total cost of ownership’ moeten ze dus absoluut betrouwbaar werken, zo lang mogelijk en met zo min mogelijk onderhoud. Voor de aandrijving was kwaliteit onze hoogste prioriteit. Faulhaber garandeert ons niet alleen die vereiste kwaliteit, maar de motoren bieden ook nog extra voordelen die essentieel zijn voor onze toepassing. De voertuigen bieden heel weinig ruimte. Maar er is veel motorvermogen nodig om de vaak zware onderdelen snel genoeg te verplaatsen. Als het gaat om de verhouding tussen volume en koppel is de productserie BX4 wereldwijd ongeëvenaard. Deze vermogensdichtheid is een sleutelfactor, die ervoor zorgt dat we onze klanten een betrouwbare en flexibele oplossing kunnen bieden."

Onbeperkt aanpasbaar Dankzij deze combinatie van betrouwbaarheid en flexibiliteit kunnen gebruikers van Prolynk hun productieprocessen precies zo inrichten als ze willen.

In theorie kunnen ze beginnen met een klein

Voor de aandrijving van de AGV-tjes en de positiebepaling wordt gebruikge-

platform, met slechts een paar platen en één enkele mini-AGV. Het systeem kan naar believen worden uitgebreid en gereorganiseerd, met veel flexibiliteit en aanpasbaarheid. Er zijn intelligente functies beschikbaar en de technologie van Prolynk is eenvoudig te integreren in de PLC-architectuur. Ook de integratie van nieuwe producten, processen en technologieën is eenvoudig en de bestaande modules kunnen naar wens opnieuw worden ingedeeld op basis van de omstandigheden.

"De aanpasbaarheid van het systeem is onbeperkt", benadrukt Sanchez. "De productiecapaciteit volgt direct uit de bestellingenlijst."•

maakt van MC 5004 P-motion controllers en IE3-1024serie encoders die de rotatie detecteren van de borstelloze motoren van de BX4-serie.

www.faulhaber.nl www.prolynk.eu

Your Global Automation Partner

Goed Verbonden!

Connectivity Oplossingen Die Passen Profiteer van meer dan 115.000 Turck oplossingen voor uw applicaties op het gebied van Connectivity Maak gebruik van ons uitgebreide aanbod van aansluitkabels, junction boxes, zelfconvectioneerbare connectoren en nog veel meer Om aan de eisen van uw applicaties te voldoen zullen wij niet aarzelen om klant specifieke connectivity oplossingen te creëren

www.turck.nl

29

AB_ART_Techniek04.indd 29

11-11-2021 11:04

TECHNIEK Datacommunicatie

Eén netwerk voor alle toepassingen Universele standaard voor realtime datacommunicatie Een van de vereisten voor productie volgens de principes van Industrie 4.0 is betrouwbare datacommunicatie met hoge datasnelheden en deterministisch tijdvastlegging. Time Sensitive Networking (TSN) breidt de Ethernet-standaard uit met echte realtime mogelijkheden en maakt zo de samenvoeging mogelijk van IT en OT in een gemeenschappelijk netwerk zonder de eerdere compatibiliteits-tekortkomingen.

Thomas Kruse, reichelt elektronik GmbH & Co. KG.

De uitvinding van de mechanische klok maakte de abstractie van tijd mogelijk als een centraal fundament van moderne samenlevingen. Het vergemakkelijkte onder andere de synchronisatie en controle van acties, werkprocessen en arbeid in fabrieken en dat tot op de seconde nauwkeurig. De Amerikaanse architect en filosoof Lewis Mumford (1895-1990) beschouwde het daarom als de belangrijkste uitvinding van de industrialisatie.

Voor de strikte synchronisatie van processen in industriële toepassingen is op veel punten realtime-capaci-

In de industrie is het voorspelbaar tijdverloop voor datatransmissie minstens zo belangrijk als een voldoende hoge datasnelheid

teit vereist. Om dit te waarborgen is een voorspelbaar tijdverloop voor de datatransmissie minstens zo belangrijk als een voldoende hoge datasnelheid.

Ethernet voor industriële toepassingen Gezien de voortdurend toenemende datavolumes in machines en installaties ligt het voor de hand om Ethernet ook voor industriële toepassingen bruikbaar te maken. De aantrekkingskracht voor de industrie schuilt in de beschikbaarheid van goedkope 30

AB_ART_Techniek02.indd 30

hardware uit massaproductie. Het systeem, dat is ontwikkeld voor kantooromgevingen, heeft echter geen deterministisch gedrag zoals vereist voor sommige industriële toepassingen.

Digitalisering en protocoldiversiteit Om voorspelbaar realtime gedrag met isochrone cyclustijden van minder dan 1 milliseconde mogelijk te maken, hebben fabrikanten van automatiseringssystemen hun eigen realtime protocollen gemaakt.

De varianten van Industrial Ethernet, die afwijken van de Ethernet-standaard en in principe merkgebonden zijn, zijn niet compatibel met elkaar of met omliggende netwerken. Industrial Ethernet blijft daarom in wezen beperkt tot het machine- en veldniveau.

Op Ethernet gebaseerde veldbussystemen maken de snelle overdracht van grote hoeveelheden gegevens mogelijk en daarmee is zeer rijke informatie zoals beeld- en trillingsgegevens te benutten. Bovendien maken ze het transport van veiligheidsgerelateerde gegevens op dezelfde lijnen mogelijk met behulp van ‘black channel-technologie’. Desalniettemin verhindert de verscheidenheid aan incompatibele protocollen het vrije gebruik van machines en apparaten in gemeenschappelijke netwerken en vormt het een grote hindernis op weg naar digitalisering van de productie.

Fabrikant-onafhankelijke communicatie De voortschrijdende miniaturisering in de micro-elek-

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:54

Een van de vereisten voor productie volgens de principes van Industrie 4.0 is betrouwbare datacommunicatie met hoge datasnelheden en voorspelbaar gedrag in de tijd.

tronica heeft een eind gemaakt aan de voorheen rigide indeling in besturingscomputers en ‘domme’ randapparatuur. Omdat sensoren en actuatoren steeds vaker worden uitgerust met hun eigen processoren, neemt het aantal zelf-intelligente netwerkknooppunten op veldniveau snel toe. Een vereiste voor hun universele netwerkfunctie is een open en tegelijkertijd realtime geschikt communicatieprotocol.

Open Platform Communication Unified Architecture (OPC UA) op basis van IEC 62541 is een industrieel communicatieprotocol dat kan worden gebruikt om machinegegevens semantisch op een machine-leesbare manier te beschrijven. Het is merkonafhankelijk en uitgerust met een hoge mate van ingebouwde beveiliging. Zo maakt het open communicatieprotocol, in tegenstelling tot de incompatibele protocollen van Industrial Ethernet, een volledig continue en transparante communicatie van de sensor naar de cloud mogelijk. Door middel van een geïntegreerd verbeeldingsmechanisme kan OPC UA te communiceren met apparaten die op een later tijdstip in het netwerk worden

gebracht zonder dat er bij de oorspronkelijke programmering rekening mee hoeft te worden gehouden. Echter heeft OPC UA ook geen deterministisch tijdgedrag waardoor het, net als standaard

Kort na de aankondiging hadden alle toonaangevende partijen zich in 2018 al aan OPC UA over TSN gecommiteerd.

31

AB_ART_Techniek02.indd 31

11-11-2021 10:54

TECHNIEK Datacommunicatie

De combinatie van OPC UA PubSub met TSN maakt realtime toepassingen in de industriële omgeving mogelijk op basis van algemeen beschikbare standaarden. (Beeld: Siemens)

Ethernet, niet gemakkelijk geschikt voor de overdracht van realtime gegevens binnen gesynchroniseerde secties in een fabriek.

Met Pub/Sub en TSN naar het nieuwe Ethernet Daarom introduceerde de OPC Foundation als eerste stap het snelle Publisher-Subscriber (Pub/Sub)-communicatiemodel. Het model werkt zonder te wachten op reacties van de ontvangers tussen individuele berichten. Zelfs het continu versturen van data met OPC UA Pub/Sub zorgt voor een flinke versnelling van de communicatie en een ontlasting van het netwerk.

Het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) creëerde zo'n uniforme tijdbasis met de Ethernet-standaard Time Sensitive Networking (TSN).

Deze uitbreiding van de Ethernet-standaard regelt het overdrachtsgedrag van datapakketten door tijdsynchronisatie via een uniforme tijdbasis, verkeersplanning en geautomatiseerde systeemconfiguratie.

Alleen de combinatie van OPC UA PubSub met TSN maakt realtime toepassingen in de industriële omgeving mogelijk op basis van algemeen beschikbare standaarden. Het garandeert de deterministische overdracht van gegevens in grote convergente netwerken en kan de eerdere scheiding tussen machine- en IT-netwerken opheffen.

Hoge prestaties met beveiliging In de loop van de herdefiniëring van Ethernet waren 32

AB_ART_Techniek02.indd 32

er ook aanzienlijke prestatieverbeteringen. De technologie maakt netwerken met meerdere 10.000 nodes mogelijk die tot 18 keer sneller kunnen communiceren dan met alle voorgaande protocollen en bovendien heel eenvoudig kunnen worden beheerd en geconfigureerd. Dit opent onder meer geheel nieuwe toepassingsmogelijkheden voor hoogsynchrone aandrijftechniek, ook gekoppeld aan bijvoorbeeld digitale beeldverwerking.

Voor een veilige en betrouwbare uitwisseling van gegevens in het netwerk biedt OPC UA over TSN de mogelijkheid om gebruik te maken van digitale certificaten volgens de X.509-standaard. Op deze manier zorgt het voor een hoog beveiligingsniveau.

In tegenstelling tot het industriële Ethernet uit het verleden, is OPC UA over TSN een volledig leveranciersonafhankelijk protocol met open-source software-implementaties. Deze worden onder meer beheerd en getest door het Open Source Automation Development Lab (OSADL). Dit maakt system integrators en gebruikers wat betreft communicatie onafhankelijk van individuele providers.

Nieuwe universele standaard voor datacommunicatie Door toevoeging van de realtime capaciteit van TSN stelt het protocol IT en OT in staat om samen te smelten tot een gemeenschappelijk netwerk, dat de basis vormt voor alle toepassingen in het Industrial

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:54

OPC UA over TSN is een volledig leveranciersonafhankelijk protocol met open-source software-implementaties

Internet of Things (IIoT).

De fabrikanten van processor- of controllermodules rusten steeds meer producten standaard uit met TSN-mogelijkheden. Dit wordt mogelijk gemaakt door de integratie van TSN-functionaliteit in halfgeleiders van tal van fabrikanten. Dit vereenvoudigt de realisatie van convergente Ethernet-gebaseerde netwerken waarop ook tijdgesynchroniseerde, deterministische communicatie plaatsvindt, parallel aan het reguliere IT-dataverkeer.

Dit maakt het gemakkelijk om echte toepassingen van IIoT voor Industrie 4.0 te creëren op basis van universeel geldende Ethernet-protocolstandaarden.

De extra kosten voor TSN-capaciteit zullen afnemen naarmate deze meer naar het chipniveau worden verschoven. Als gevolg hiervan wordt verwacht dat nieuw geïnstalleerde netwerken in de zeer nabije toekomst al realtime mogelijkheden als standaard zullen hebben. Automatiserings-engineers, planners, operators en beheerders van interne netwerken, maar ook toonaangevende fabrikanten van automatiserings- en informatietechnologie, wenden zich daarom steeds meer tot Ethernet met TSN.

Toegangspoort naar Industrie 4.0 Het universele communicatieplatform is bezig zichzelf te vestigen als de universele wereldstandaard voor alle vormen van elektronische datacommunicatie, zelfs buiten industriële netwerken. Eindapparaten zonder TSN-mogelijkheid kunnen ook probleemloos via TSN-netwerken worden bediend. Vroeg of laat zullen Ethernet-switches worden uitgerust met TSN door het gebruik van geschikte chips in de standaard en zullen ze over het algemeen Ethernet realtime-mogelijkheden bieden. Dit zal een einde maken aan de momenteel nog steeds grote inspanning om compatibiliteitslimieten te overwinnen als een hindernis voor de integratie van tijdkritische fabriekscomponenten in het internet der dingen. Op basis hiervan is het misschien mogelijk om de ideeën van Industrie 4.0 te verwezenlijken.• opcfoundation.org www.reichelt.nl Thomas Kruse is product manager Network technology, Smart Home and Security.

OPC UA maakt naadloze, transparante communicatie van de sensor naar de cloud mogelijk. De TSN-extensie stelt het protocol in staat IT en OT in één netwerk samen te brengen. (Beeld: B&R)

33

AB_ART_Techniek02.indd 33

11-11-2021 10:54

TECHNIEK Sensoren

Slangen en leidingen ‘PUF’-en Met geïntegreerde sensortechnologie op basis van geprinte elektronica Continental brengt al geruime tijd rubber- en kunststofproducten op de markt, voorzien van sensortechnologie, bijvoorbeeld voor conditiebewaking. Eerder dit jaar is het bedrijf een samenwerking gestart – het sensIC-project - met verschillende partners uit de industrie en R&D met als doel de rubber- en elastomeeroplossingen nog uitgebreider uit te rusten met sensortechnologie en intelligente systemen.

Het sensIC-projectdoel: een technologie-demonstrator met een betrouwbaar sensorsysteem voor de bewaking van temperaturen in slangen en leidingen van elektrische voertuigen.

34

AB_ART_Techniek02_0002.indd 34

Continental fungeert als projectcoördinator en stuwende kracht met de inbreng van zijn geïntegreerde sensortechnologie op basis van geprinte elektronica voor slangen en leidingen voor elektrische voertuigen. In het project werkt het bedrijf samen met Cyient GmbH, Polysecure GmbH, het Karlsruher Institut für Technologie (KIT), het Leibniz Institut für neue Materialien, de Hochschule Offenburg en Elmos Semiconductor SE. Het project, dat voor een bedrag van 2,9 miljoen euro wordt medegefinancierd door het Duitse Bundesministerium für Bildung und Forschung, behelst de installatie van slangen met geïntegreerde temperatuursensoren voor thermisch beheer in elektrische voertuigen De elektronica is zo ontworpen dat

manipulatie tijdens de productie, in latere stadia van de toeleverketen of tijdens het gebruik onmogelijk is.

Gezien de trend richting integratie van elektronica in auto's en systemen wordt het bereiken van een hoge graad van veiligheid steeds belangrijker. De trend effent ook het pad voor uitgebreide functionaliteit en maakt het – meer dan ooit tevoren – mogelijk om diensten en digitale bedrijfsmodellen aan te bieden die de hele levensduur van producten bestrijken.

Denk bijvoorbeeld aan live informatie over de toestand van het systeem, voorspellende onderhoudsdiensten of functionele upgrades na de levering. sensIC "Het sensIC-project is een voorbeeld van hoe geïntegreerde sensortechnologie op basis van geprinte elektronica op industriële schaal kan worden gerealiseerd. Dit betekent een belangrijke bijdrage aan de mobiliteitsrevolutie en maakt steeds energie-efficiëntere en duurzamere oplossingen mogelijk," zegt Dr. Tim Wolfer die in zijn rol als projectmanager voor functionele printprocessen toezicht houdt op het R&D-initiatief.

Met het project wil Continental zijn productportfolio uitbreiden met veilige elektronica door temperatuursensortechnologie en communicatiemodules te integreren in leidingsystemen. De resulterende hybride systemen zijn gebaseerd op een combinatie

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:54

van geprinte elektronica en speciaal vervaardigde silicium chips. Het project zal naar verwachting in het voorjaar van 2024 worden afgerond.

Veilige sensortechnologie Intussen rust Continental ook slangen in industriële installaties uit met sensoren om de bedrijfsstatus te controleren en eventuele foutieve of kwaadwillige manipulatie van processen onmiddellijk te detecteren, bijvoorbeeld in farmaceutische of voedselverwerkende fabrieken. Een ander scenario met een hoog risico dat wordt aangepakt, zijn cyberaanvallen op voertuigen, want sensoren die fysieke gegevens zoals druk of temperatuur meten en doorsturen, zijn bijzonder kwetsbaar voor pogingen tot hacking. De beveiliging van sensoren en sensorgegevens is dan ook van cruciaal belang.

"Om nauwkeurig aan dergelijke eisen te voldoen, is het belangrijk dat we onze producten uitrusten met een combinatie van mechanisch flexibele elektrische circuits en minder flexibele sensorchips, zodat we waarde toevoegen en tegelijkertijd de veiligheid verhogen zonder extra inspanningen en met de laagst mogelijke extra kosten," benadrukt Wolfer.

Als resultaat van het sensIC-project – het acroniem bestaat uit ‘sens’ voor sensor en ‘IC’ voor ‘integrated circuit’ (geïntegreerde schakeling) – zullen hybride geïntegreerde sensorcircuits worden toegevoegd aan

slangen en leidingen die worden gebruikt in automobiel- en industriële toepassingen voor het monitoren van parameters zoals batterijtemperatuur, of in drinkwatersystemen en in de context van farmaceutica. Deze intelligente en veilige sensortechnologie zal worden toegepast in de vorm van een siliciumchip voor temperatuurmeting, een PUF (Physical Unclonable Function) en een externe beveiliging tegen manipulatie door middel van deeltjesgebaseerde fluorescentiedetectie.

Dr. Tim Wolfer: ".. hoe geïntegreerde sensortechnologie op basis van geprinte elektronica op industriële schaal kan worden gerealiseerd.”

Hybride PUF-schakeling Dit is hoe het werkt: als elektronisch, niet-kloonbaar identificatiemiddel wordt een differentiële PUF-schakeling op basis van geprinte transistors en silici-

"Het sensIC-project is een voorbeeld van hoe geïntegreerde sensortechnologie op basis van geprinte elektronica op industriële schaal kan worden gerealiseerd. um-gebaseerde inlees- en uitleeselektronica geïntegreerd met een sensorschakeling. De sensorschakeling bevat een silicium IC dat met de hybride PUF communiceert via een overeenkomstige 35

AB_ART_Techniek02_0002.indd 35

11-11-2021 10:54

TECHNIEK Sensoren

interface die mogelijk wordt gemaakt door een speciaal ontwikkelde verpakkingstechnologie, zodat een ‘veilig’ totaalsysteem ontstaat. De integratie wordt bereikt door de PUF via additieve processen aan het IC te hechten, gevolgd door inkapseling van het gehele systeem.

Optische identificatietechniek Bovendien wordt de veiligheid van de totale component verhoogd door middel van een fraudebestendige, ondubbelzinnige herkenningsfunctie die mogelijk wordt gemaakt door een willekeurig patroon van speciale anorganische fluorescerende deeltjes die met een verzegelend effect in daarvoor geëigende geschikte materiaalcomponenten worden gemengd. Bj deze optische identificatietechniek die door het bedrijf Polysecure is ontwikkeld, vormen de ingebedde fluorescerende willekeurige en dus niet-kopieerbare patronen. De deeltjespatronen worden tijdens het productieproces geregistreerd en maken de unieke identificatie van het onderdeel mogelijk, alsmede extra bescherming tegen manipulatie van de hardware.

Verschillende toepassingen In de eindfase van het project zal het geïntegreerde systeem met behulp van een technologie-demonstrator aan de gebruikelijke mechanische stresstests worden onderworpen, waarna het elektronische systeem zal moeten bewijzen dat het bestand is tegen verschillende op modellen gebaseerde simulaties van cyberaanvallen.

Continental past al langere tijd sensortechnologie op basis van geprinte elektronica toe in verschillende producten en wil daar met behulp van het sensIC-project meer intelligentie en functionaliteit aan toevoegen.

Behalve het beoogde gebruik in relatie tot veilige accusensoren, kan het uiteindelijke systeem ook in een groot aantal andere toepassingen worden gebruikt. Een van de mogelijke toepassingen die door de partners van het project zullen worden onderzocht, is de bewaking van veiligheidskritische slangen en leidingen voor farmaceutica en grondstoffen. Hierbij is het doel er voor te zorgen dat deze volledig fraudebestendig zijn en dat alle gebruikte componenten gedurende hun volledige levensduur kunnen worden getraceerd.• www.continental.com

PUF – PHYSICAL UNCLONABLE FUNCTION Bij PUF's gaat het om hardwarematige functies die ontstaan als gevolg van minieme variaties in het productieproces.

Dit leidt in geprinte elektronica tot variaties als gevolg van de grove drukresolutie en de gebruikte materialen en inkten.

Een PUF evalueert de variaties en gebruikt ze om een individueel signaal te genereren dat als het ware als een digitale vingerafdruk fungeert en een unieke identificatie van de component of een veilige encryptie van informatie mogelijk maakt.

PUF-kern voor de unieke identificatie van een onderdeel of de veilige versleuteling van informatie. (Foto: Alexander Scholz, HS Offenburg en KIT)

36

AB_ART_Techniek02_0002.indd 36

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:54

REPORTAGE Decentrale besturing

‘Onze klanten kopen bij ons een stuk zekerheid’ Alle formaatwissels automatisch op doosopzetter van Lantech Gebruikers van verpakkingsmachines stellen steeds hogere eisen aan de uptime, betrouwbaarheid en flexibiliteit van hun machinepark. Instelfouten en productschade dienen hierbij zoveel mogelijk voorkomen te worden. Ook dient het proces om te kunnen gaan met verschillende formaten producten die verwerkt moeten worden. De firma Lantech uit Malden bouwt verpakkingsmachines, waarbij verstellingen van het proces volledig geautomatiseerd worden.

“Onze klanten kopen bij ons een stuk zekerheid” stelt Jurgen Wilbers, manager Electrical Engineering bij Lantech. Vanuit hun oorsprong is Lantech sinds de jaren 70 actief in de verpakkingsindustrie. Als uitvinder van de palletwikkelaar heeft het bedrijf verdere ontwikkelingen doorgevoerd, waarbij oplossingen aangeboden worden voor end-of-line verpakkingsmachines.

Voor de ontwikkeling van hun doosopzetters, dozensluiters en tray- en deksel opzetters werkt Lantech met wereldwijd ruim 500 werknemers nauw samen met hun partners, die Lantech adviseren op het gebied van technologische ontwikkelingen.

Unieke verwerking doosopzetter Bij de ontwikkeling van de doosopzetter had Lantech maar één doel voor ogen: het

Gekozen is om één type verstelmotor te gebruiken voor de verschillende formaatwissels.

ontwikkelen van een machine die technisch gezien beter werkt dan die van concurrenten. Het principe om de doos op een unieke manier vast te pakken tijdens het gehele vouwproces, heeft geresulteerd in een onderscheidende werkwijze ten opzichte van hun concurrenten. Deze unieke manier van het verwerken van de kartonnen doos zorgt voor een zeer hoge uptime van 99,9 procent van de machine.

Klanten stellen hoge eisen aan flexibiliteit van hun proces “Afgelopen jaren heeft de e-commerce gezorgd voor een flinke ontwikkeling aan de functionaliteit van onze doosopzetters” vertelt Frank van Loon, manager R&D. “Binnen deze markt is het gangbaar dat één machine zeer flexibel moet worden ingezet, zodat deze geschikt is voor het verwerken van verschillende formaten dozen. Er kunnen gemakkelijk 20 tot 30 verschillende formaten dozen op één machine moeten worden verwerkt.”

Traditioneel gezien werden de handverstellingen uitgevoerd met handwielen.

Hiermee werden de breedte en hoogte instellingen aangepast, zodat de machine geschikt wordt voor een ander formaat doos. De machineoperator gebruikt hiervoor een omstelkaart, waarbij de 37

AB_ART_Reportage04.indd 37

11-11-2021 10:55

In deze doosopzetter van Lantech worden alle formaatwissels automatisch uitgevoerd.

positiewijzigingen per as beschreven staan.

Het grote nadeel van deze handmatige manier van verstellen is de kennis en kunde van de machine operator. De ene operator is wat nauwkeuriger als de andere, wat zorgt voor een onvoorspelbaarheid in het proces.

Verkeerde verstellingen kunnen leiden tot product- of machineschade. Behalve de foutkans door het handmatig verstellen is een handverstelling ook een meer tijdrovende klus.

Automatische procesverstelling Bij de doorontwikkeling aan hun doosopzetter naar een automatische verstelling van de assen is gekeken naar een techniek om vanaf het touchpanel van de PLC te kunnen kiezen tussen de verschillende formaten dozen. Fabrikant Lenord+Bauer, specialist in motion-control en geïntegreerde sensortechnieken, is nauw betrokken 38

AB_ART_Reportage04.indd 38

geweest om nieuwe techniek in aan de doosopzetter toe te voegen.

Om er voor te zorgen dat er verschillende formaten dozen in de machine verwerkt kunnen worden, zullen een aantal verstellingen in het proces moeten worden uitgevoerd. Zo moeten de hoogte- en breedte-instellingen worden gewijzigd bij de invoer en uitvoer van de doos. Ook zullen er een aantal breedte- en hoogte-verstellingen in de machine moeten worden gedaan, om er voor te zorgen dat de doos perfect kan worden verwerkt.

Door alle handverstellingen volledig automatisch uit te voeren worden onjuiste procesinstellingen voorkomen. Er is gekozen om elke handverstelling te automatiseren met een zogeheten verstelmotor. Mechanisch gezien wordt de verstelmotor rechtstreeks aan de spindel gemonteerd. De elektrische interfacing met de PLC kan met elk Ethernet gebaseerd

protocol. Standaard worden door de fabrikant Lenord+Bauer kosteloos alle functiebouwblokken aangeboden, waaronder die van TIA Portal en EthernetIP. “Wat ons een hoop programmeerwerk scheelt”, geeft Jurgen Wilbers toe.

‘Lego-blokje’ Door de handverstellingen voor de verschillende formaatwissels te automatiseren wordt met één druk op de knop een snelle en betrouwbare formaatwissel uitgevoerd. Lantech vergelijkt de functionaliteit van een automatische formaatwissel door een verstelmotor met die van een Lego-blokje. “Onze machines hebben een erg modulaire opbouw, binnen onze engineering hebben we de verschillende machinefunctionaliteiten in detail uitgetekend. We zien de optie automatische formaatwissel dan ook als een soort ‘Lego-blokje’, een functionaliteit die we

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:55

REPORTAGE Decentrale besturing

SEGMO eenvoudig kunnen aanroepen en ook als optie gebruiken op onze andere machines” legt Jurgen Wilbers uit.

Gekozen is om één type verstelmotor te gebruiken voor de verschillende formaatwissels. Door gebruik te maken van een hybride kabel, waarover zowel de voeding als de PLC-interface loopt, wordt bovendien montagetijd bespaard. Door gebruik te maken van een decentrale besturingseenheid in het proces, de SeGMo-Box, worden de verschillende verstelmotoren aangesloten. Via de SeGMo-Box zijn verschillende interessante functionaliteiten op te roepen, zoals scope-functie voor het gebruikte stroomverbruik per motor, ook kan de parametrering van motorinstellingen lokaal worden uitgevoerd.

Toegang op afstand De ontwikkelingen aan de machines binnen Lantech staat niet stil. “COVID-19 heeft ons en onze klanten doen beseffen dat het op afstand instellen van machines en meekijken met het proces essentieel is geworden”, licht marketingmanager Bob Lemmen toe. “Klanten willen nog meer informatie vanuit hun machinepark verkrijgen, om stilstanden te voorkomen en bijvoorbeeld preventief onderhoud uit te kunnen voeren aan hun machines.”

“De modulaire SeGMo-Box biedt onze klanten de mogelijkheid van remote

access“, vult Peter Lammers, technical sales engineer bij tsb-bescom aan. Voor een optimale configuratie aan de hand van het aantal aan te sturen assen, kan gekozen worden voor een modulaire opbouw van het systeem.

Disciplines bij elkaar Lantech is ook erg te spreken over de openheid en betrokkenheid van Lenord+Bauer. De afdeling engineering van Lenord+Bauer heeft bijvoorbeeld druk meegepuzzeld om een stroomopname per as te kunnen gebruiken voor het creëren van een veiligheidssysteem. Wanneer een as te veel stroom gebruikt dan waarvoor deze geschikt is, wordt op de PLC een foutmelding getoond. Hiermee kan product- en machineschade worden voorkomen.

“Het is erg interessant om samen met de klant en de fabrikant over nieuwe technische functionaliteiten te kunnen praten”, aldus Peter Lammers. “Hierbij spreken wij vanuit tsb-bescom de taal van de klant en brengen wij de verschillende disciplines bij elkaar. We organiseren samen met Lenord+Bauer vaak Technologiedagen voor het bespreken van nieuwe machine-functionaliteiten voor toekomstige Lantech-machines.”•

Het SeGMo-systeem combineert Sensor, overbrenging (Gear) en Motor. De sensor is een absolute en batterijloze encoder die altijd zijn positie doorgeeft aan de PLC. In de PLC geef je de te bereiken positie in, waar de motor nauwkeurig naar draait. Door het ontbreken van een interne batterij, kunnen ook geen positiefouten ontstaan wanneer de batterij leeg is. De sensor meet 1000 stappen per omwenteling waarmee je een erg nauwkeurige verplaatsing kunt meten en besturen.

De zelfsmerende overbrenging stuurt de as naar de positie. Slip van de as treedt niet op, omdat de stappen van de motor en de stappen van de as met elkaar worden gemeten.

De motor is een borstelloze DC-motor, met als groot voordeel dat dit type motor iets zwaarder kan worden belast om zo een ‘losbreek moment’ van de spil te creëren. De BLDC motor is beschikbaar in koppels van 1 tot 15Nm. De motor wordt samen met de klant gekozen, afhankelijk van de kracht die nodig is om de handverstelling te maken.

www.tsb-bescom.nl

De verschillende verstelmotoren worden met een hybride kabel, waarover zowel de voeding als de PLC-interface loopt, aangesloten op de SeGMo-Box decentrale besturing.

39

AB_ART_Reportage04.indd 39

11-11-2021 10:55

PRODUCTNIEU WS Bekijk meer op www.aandrijvenenbesturen.nl

SMALLE CONTACTOR MET UL

WEG staat vooral bekend om de grote diversiteit aan elektromotoren, maar heeft ook een groot assortiment contactors, relais, veiligheidsschakelaar, softstarters en frequentieregelaars, die vrijwel allemaal voorzien zijn van UL. De driepolige CWB-magneetschakelaars van WEG – tot 80A volgens IEC60947 en tot 50A volgens NEMA / UL508 – bouwen door de slanke bouwvorm compact en besparen kastruimte. Er zijn verschillende AC- en DC-stuurspanningen beschikbaar, die ook achteraf zijn aan te passen.

Accessoires zoals extra hulpcontacten of overspanningsbeveiligingen worden in of op de voorzijde gemonteerd en gaan niet te koste van de inbouwbreedte. De contactors zijn beschikken over standaard geïntegreerde 1NO+1NC hulpcontacten. ww.elincom.nl

M12 push-pull-connectoren

Phoenix Contact heeft zijn bestaande M12-productenprogramma uitgebreid met nieuwe push-pull-connectoren met binnenvergrendeling. Het fabrikantoverkoepelende vergrendelingssysteem dat is gebaseerd op de IEC-norm 61076-2-010, maakt een eenvoudige bekabeling en een ruimtebesparende apparaataansluiting mogelijk. Vooral bij weinig ruimte en applicaties met veel kabels, zoals in de fabrieksautomatisering, biedt de zonder gereedschap te bedienen connector montagevoordelen. Door snel insteken en uittrekken van de componenten vermindert de installatietijd met max. 80 procent in vergelijking met de schroefverbinding. Behalve de M12-inbouw busconnectoren voor de voor- en achterwandmontage is er nu ook een M12-push-pull-inbouw busconnector die in het apparaat wordt verzonken en afsluitend met de behuizing wordt geplaatst. Dat bespaart bouwruimte en maakt een compact behuizingdesign mogelijk. phoenixcontact.nl

Kabelgeleiding voor SCARA-robots SCARA-robots zijn ideaal voor het uitvoeren van industriële pick-and-place of assemblagetaken. Maar de extern geleide kabels en slangen moeten frequent worden vervangen of onderhouden vanwege de hoge belastingen. Door igus is gekeken naar de zwakke punten van de slangen en connectoren. Dit heeft geresulteerd in de SCARA Cable Solution een maatwerk kabelgeleiding die voorkomt dat kabels knikken, zelfs bij continu bedrijf. De SCARA Cable Solution bestaat uit drie componenten: het roterende lager bij het bewegende uiteinde en het vaste punt, alsmede de beschermslang met de e-rib. De speciale kenmerken zitten in de nieuwe roterende aansluiting, die de torsiekrachten absorbeert. De geïntegreerde kogellagers zorgen voor een soepel lopend energietoevoersysteem dat ook bestand is tegen hoge versnellingen. De beschermslang is versterkt met een e-rib. www.igus.nl

40

AB_Productnieuws.indd 40

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:56

3D-STREAMINGCAMERA

Als het gaat om kwaliteitscontroles, assemblageverificaties en bijvoorbeeld robotinspecties op hoge snelheden, dan staan volgens Sick de Ruler 3D-streamingcamera’s al jaren op eenzame hoogte. De nieuwe Ruler3000/3020 legt de lat opnieuw hoger.

De kalibratie af fabriek verkort de integratietijd aanzienlijk. Dankzij het gegarandeerde Field of View-concept laat de Ruler3000/3020 zich eenvoudig in bedrijf stellen. De high-speed streamingcamera Ruler3000/3020 is uitgerust met de door Sick speciaal voor 3D-triangulatie ontwikkelde CMOS-sensor met ROCC-technologie. Ook op donkere en hoogglanzende oppervlakken presteert de camera betrouwbaar en nauwkeurig met de ingebouwde klasse 2-laser. www.sick.nl

ASi 5-aansturing frequentieregelaars Met de nieuwe ASi-5-motormodule voor NORDAC FLEX (BWU4371)-frequentieregelaars zijn ‘ramp’ en snelheid in de procesbesturing dankzij ASi-5 cyclisch te wijzigen. Hiervoor staat een geoptimaliseerde mapping van procesgegevens ter beschikking. Ook de terugmeldingen van de motor zijn dankzij ASi-5 omvangrijk. In de cyclische ingangsgegevens worden niet alleen foutmarkeringen, maar bijvoorbeeld ook de stroomopname van de motor ter evaluatie weergegeven. Dankzij de vier digitale ingangen en twee digitale uitgangen kunnen zonder extra kosten sensoren en actuatoren aan worden gesloten. www.bihl-wiedemann.nl

SLIMME ACTUATOR

Ewellix heeft een slimme elektromechanische actuator ontwikkeld met uitgebreide functionaliteit, voor gebruik in veeleisende toepassingen zoals landbouw- en grondverzetmachines. In vergelijking met eerdere modellen biedt de CAHB-2xS vier nieuwe of verbeterde functies: in de besturing, nauwkeurige positiesensoren, ingebouwde monitoring en diagnostiek, en communicatie. Het nieuwe SmartX digitale platform,in combinatie met de krachtigste

actuator van de CAHB-2xS serie, de CAHB-22S met kogelomloopspil, kan een duw- en trekbelasting leveren tot 10.000 N. Deze combinatie biedt een hoog niveau van efficiëntie, waardoor het energieverbruik omlaag gaat, ideaal voor elektrisch aangedreven voertuigen voor het vergroten van de actieradius en verkorten van oplaadtijden. www.ewellix.com

VEILIGE DRAADLOZE BESTURING

universeel toepasbaar voor industrieel gebruik

Onafhankelijk

Gecertificeerd

Gratis testen? info@teleradio.nl

TELERADIO.NL

Tel. +31 (0) 70 - 419 41 20

SAFE  SMART  STRONG 41

AB_Productnieuws.indd 41

11-11-2021 10:56

COLOFON

PROD PROFUCTIEL

Uitgave van MYbusinessmedia Holding bv Postbus 58, 7400 AB Deventer www.mybusinessmedia.nl t (0570) 50 43 00 AB biedt vakinformatie voor gebruikers en ontwerpers van aandrijfen besturingscomponenten/systemen en software. We streven ernaar lezers te inspireren en informeren zodat ze hun werk (nog) beter kunnen uitvoeren. Dit willen we bereiken door de combinatie van applicatieartikelen, bedrijfsreportages en interviews op het gebied van de ontwikkeling, modificatie en het onderhoud van machines, installaties en productielijnen en het vertalen van fundamentele informatie naar praktische toepasbaarheid en door inzicht te geven in ontwikkelingen op het gebied van techniek.

Redactie Robin Zander t +31 (0)6 22 20 80 34 e-mail: r.zander@mybusinessmedia.nl

Lineaire actuators

Vaste medewerkers Liam van Koert, Ad Spijkers, Marjolein de Wit - Blok Uitgever Arjan Stoeten e-mail: a.stoeten@mybusinessmedia.nl Advertenties Dennis Wielheesen, d.wielheesen@mybusinessmedia.nl, +31 (0)6 53 69 24 613 René Wibbelink, r.wibbelink@mybusinessmedia.nl, +31 (0)570 50 43 52 Publishing Services Sonja Wolsink, +31 (0)6 12 97 02 31, orders.engineering@mybusinessmedia.nl Advertentieplaatsingen worden uitgevoerd overeenkomstig de ‘Regelen voor het advertentiewezen 1990’.

Vormgeving Bureau OMA, www.bureauoma.nl Druk Drukkerij Roelofs, Enschede Abonnementen Voor vragen over abonnementen, bezorging en of adreswijzigingen kunt u: Bellen met: + 31 (0)570 50 43 25 Mailen naar: klantenservice@aandrijvenenbesturen.nl Schrijven naar: MYbusinessmedia Holding bv ab Postbus 58 7400 AB Deventer

Bestaande uit een LinFinity kunststof moer, hoognauwkeurige RVS spindel en een Lin Engineering stappenmotor.

De kunststof LinFinity AntiBack-lash moer heeft een gepatenteerd intern smeringsreservoir, wat zorgt voor een zeer lange levensduur.

Dit resulteert in een aanzienlijk lagere temperatuur ontwikkeling, lage frictie en een laag geluidsniveau.

Hierbij is een zeer lange levensduur mogelijk.

Bewezen applicaties met 1,5 miljoen cycli van 100 mm zonder enig onderhoud of zichtbare slijtage.

Leverbaar met alle mogelijke opties, zoals moeren met flens, aangepaste spindels, encoder, motorbedrading, motorwindingen, connectors, enz.

De combinatie van een Lin Engineering stappenmotor, een spindel en de LinFinity moer resulteert in een innovatief lineair actuator systeem.

Nu beschikbaar in Nema size 11, 14, 17 en 23.

Abonnementstarieven Jaarabonnement Nederland € 170,00* Jaarabonnement Buitenland € 181,50* *Prijzen zijn excl. 9% BTW Jaarabonnement geldt tot wederopzegging.

Beëindiging van het abonnement kan schriftelijk, per e-mail of telefonisch geschieden, uiterlijk drie maanden voor het einde van de abonnementsperiode; nadien vindt automatisch verlenging plaats.

Reproductie Overname van artikelen, tekeningen en foto’s uit ab is slechts mogelijk na schriftelijke toestemming van de uitgever.

MYbusinessmedia Holding bv, 2021 ‘Het auteursrecht op de inhoud van dit tijdschrift wordt uitdrukkelijk voorbehouden’.

ISSN 1385-0091 MYbusinessmedia Holding bv legt uw gegevens vast voor de uitvoering van de (abonnements)overeenkomst. Uw gegevens kunnen door MYbusinessmedia Holding bv, of zorgvuldig geselecteerde derden, worden gebruikt om u te informeren over relevante producten en diensten. Indien u hiertegen bezwaar heeft, kunt u dit melden aan MYbusinessmedia Holding bv, t.a.v. Afdeling Relatiebeheer, postbus 58, 7400 AB Deventer.

Buys Ballotstraat 31 1704 SK Heerhugowaard Tel. 072-5717821 info@mctechnology.nl www.mctechnology.nl

42

AB_Productnieuws.indd 42

WWW.AANDRIJV E NE NB E ST U RE N.NL | NR. 8 | NOV E MB E R - D E C E M B E R 2021

11-11-2021 10:56

www.icotek.com

Kabeldoorvoer met

Snap-in of

Schroefmontage N EW KEL-DPZ-CLICK – kabeldoorvoer plaat IP68 ▀ ▀ ▀ ▀ ▀ ▀

pneumatiek

Beschikbaar met twee montage opties: Snap-in klikmontage (IP65) en schroefmontage met moer (IP68) Gecertificeerde bescherming IP65/IP66/IP68 (conform EN 60529) Hoge kabeldichtheid Automatische afdichting en trekontlasting voor de kabel Geschikt voor metrische uitsparingen M25 – M63 Montage optie 1

CLICK!

Montage optie 2

www.ccned.nl

AB_Advertenties.indd 43

11-11-2021 10:59

TWO STEPS AHEAD Ben jij klaar voor de technologieën van de toekomst? ctrlX AUTOMATION doorbreekt de traditionele grenzen tussen machinebesturing, de IT-wereld en het Internet of Things.

Loop altijd twee stappen vooruit met het open en schaalbare automatiseringsplatform ctrlX AUTOMATION: Een complete automatiseringsoplossing voor industrie 4.0

www.boschrexroth.nl/ctrlx

AB_Advertenties.indd 44

11-11-2021 11:00