Kommunikations-Retrofit

Älteren Maschinen fehlt oft vor allem eins: Eine moderne Kommunikationstechnik. Hier gilt es vom Stecker bis zum Gateway nachzurüsten.Kevin – Fotolia.com

Neues Design, voll automatisiert, präzise Fertigungsverfahren, Touchpanels an jeder Überwachungsstelle und ein modernes Ethernet-Netzwerk, das alle Prozesse steuert, überwacht und stets in Echtzeit neue Produktionsaufträge bis zur Losgröße 1 aufnimmt. So oder so ähnlich könnte ein Szenario in einer industriellen Produktion der Zukunft aussehen. Wenn da nicht am Rand diese zwei hässlichen Entlein wären. Zwei Kunststoffspritzguss-Maschinen, die im gnadenlosen Vergleich mit neuester Technik aussehen, als würden sie ins Industriemuseum gehören. Aber die zwei Alteisen sind noch in Betrieb. Und zwar aus einem ganz einfachen Grund: Sie laufen und laufen und laufen. Hier stehen Hardware-technisch gesehen noch echte Wertarbeiten – Knöpfe statt Display und Schutzgitter statt eleganter Glasabdeckung. Das einzige und entscheidende Manko: Alle anderen Maschinen lassen sich von außen steuern, überwachen und ihre Daten auswerten. Sie sprechen miteinander. Die beiden Klassiker nicht. „Weg damit und neue Maschinen kaufen“ würde jetzt manch einer sagen.

Um Geld, Ressourcen und letztendlich auch die Umwelt zu schonen, wäre ein Retrofit hier aber ganz klar die bessere Lösung. Denn wenn zu erwarten ist, dass Maschinen noch lange tadellos ihren Dienst verrichten, bietet es sich häufig an, sie mit neuer Elektronik zu versorgen. Natürlich ist auch solch ein Unterfangen mit einigem Aufwand verbunden. Aber es gibt genug Unternehmen am Markt, die sich auf genau diese Aufgaben spezialisiert haben. Im Endeffekt ist der Umbau meist günstiger als neue Maschinen zu kaufen.

Kommunikation komplett neu aufbauen oder aufrüsten

Ein komunnikationstechnischer Retrofit an alten Maschinen kann ganz unterschiedlich aussehen. Je nachdem auf welchem technischen Stand sie sind. Sind sie völlig autark und haben keinerlei Anbindung an Daten- und Signalerfassung? Oder wird hier schon ein Bussystem benutzt, das auf den Ethernet-Standard umgerüstet werden soll?

Hier muss im Einzelfall entschieden werden, was wirklich benötigt wird und kostengünstiger ist. Möchte der Anwender eine Maschine ohne jegliche Anbindung aufrüsten, bietet es sich an, direkt alle Anwendungen zukunftssicher mit Ethernet auszuführen. Denn mit Ethernet arbeitet das gleiche Protokoll auf allen Betriebsebenen und der Anwender hält sich so alle Möglichkeiten für die Zukunft offen. Ethernet-basierte Lösungen bieten zudem mehr Bandbreite. Und der Anwender kann die Topologie frei wählen.

Ein Switch für alle Fälle. Mit Power over Ethernet versorgen die Switches Endgeräte mit insgesamt bis zu 100 W.Harting

Besitzt die Maschine schon eine Anbindung über ein Bussystem, sind verschiedene Wege möglich. Der erste wäre die Wahl eines Gateways. Über dieses kann man die Signale des Bussystems auf ein Ethernet-System übersetzen. Auf diese Weise können Signale an zentrale Stellen gesendet werden und kommen dort im Standardprotokoll an. Dies hätte den Vorteil, einen Teil der alten Verkabelung und ein für reine Signale ausreichendes System weiter nutzen zu können. Es ist die mit Sicherheit günstigere Variante, da man Ethernet nur bis an die Maschine legen und nicht die gesamte Verkabelung der Maschine selbst ändern muss. Der zweite Weg wäre die vollständige Neuverkabelung mit Ethernet-fähigen Datenleitern. Dies wird notwendig, wenn nicht nur simple Signale weitergeleitet werden sollen, sondern Daten ihren Weg ins Netzwerk finden müssen. Dies kann durch die Umrüstung von Tastelementen auf Touchpanels notwendig sein. Auch Kamerasysteme zur Prozessüberwachung benötigen eine Versorgung mit Daten.

Genug Power für die Kamera einplanen

Vision-Systeme werden immer stärker in die industriellen Herstellungsprozesse integriert, denn das Überwachen und Steuern mit Kamerasystemen bietet Flexibilität im Prozess und erhöht die Qualität der Produkte. Dazu benötigen die Systeme, neben einer stabilen Datenkommunikation mit hoher Bandbreite, eine zuverlässige Versorgung mit Energie. Die neuen Ethernet Switches des Typs Ha-VIS eCon von Harting erfüllen diese Anforderung. Denn sie unterstützen Power over Ethernet (PoE) – Daten und Energie werden über ein Kabel übertragen. Die neuen Ethernet Switches arbeiten außerdem mit allen Kamerasystemen zusammen, die auf dem Kamera-Interface-Standard GigE Vision basieren. Die Switche sind platzsparend und bieten gleichzeitig mit bis zu 1.000 Mbit/s gleichzeitig auf allen Ports genügend Kapazität für anspruchsvolle Anwendungen. Sie erfüllen den IEEE Standard 802.3at und können bis zu 34,2 W pro Port leisten. Das heißt, dass nach Leitungsverlusten mindestens 25,5 W zur Verfügung stehen und der Switch über vier Ports in Summe Anwendungen mit bis zu 100 W stemmen kann. Das reicht für Kamerasysteme oder auch für Wlan Access Points.

Das Kabel ohne den Stecker tauschen? Kein Problem. Bei dem Verbindungssystem lassen sich die beiden schnell und einfach trennen.Harting

Stecker und Kabel sind nicht untrennbar verheiratet

Eine wichtige Zutat für ein erfolgreiches Retrofit fehlt aber noch: ein Verkabelungssystem. Was nützen all die Daten, wenn sie nicht ankommen. Die Verwendung von vorkonfektionierter und einsatzbereiter Verkabelung ist einer der möglichen Lösungsansätze. Sie spart Zeit und Kosten in der Montage und ist weniger fehleranfällig. Soll ein System aber geändert werden, müssen Steckverbinder und Kabel bis jetzt immer gemeinsam gewechselt werden. So hat man nicht nur Kabel und Steckverbinder neu zu beschaffen, sondern die alte Verkabelung muss unter Umständen auch noch vollständig und zeitaufwendig entfernt werden. Bisher sind fertig konfektionierte Kabel über eine feste Umspritzung oder eine Crimpung angeschlossen. Diese Verfahren lassen ein getrenntes Tauschen von Kabel und Steckverbinder nur schwer oder gar nicht zu. Ein getrennter Wechsel ist in jedem Fall zeitaufwendig und fehlerbehaftet

Die Firma Harting geht daher mit seinem Prelink-System neue Wege. Es trennt Kabel und Steckverbinder in zwei unabhängige Komponenten. Der Abschlussblock wird fest auf ein Leiterende gecrimpt und kann immer wieder an einen Steckverbinder angeschlossen werden. Benötigt man einen neuen Steckverbinder, wird der alte einfach abgenommen und ein neuer auf den Würfel geklippt. Vorhandene Kabel können unverändert weiter genutzt werden. Gleichermaßen können auch Kabel unabhängig von Steckverbindern gewechselt werden. Der Abschlussblock ist dabei so klein, das vorkonfektionierte Kabel ohne Probleme auch durch enge Räume vorverlegt werden können. Anschließend kann aus einem Portfolio von Buchsen und Steckern der Prelink-Reihe ausgewählt werden. Würde erneut ein Wechsel von Kabel oder Steckverbinder notwendig, ist die Maschine schon bestens auf einen schnellen und separaten Wechsel mit modularen Komponenten vorbereitet.

(mf)