Plenum

 Digitale Transformation

Ein Überblick zeigt auf, welche bedeutende Rolle die Technologien der PI bei der digitalen Transformation spielen. Die durchgängige Informationsmodellierung ermöglicht neue zielführende Anwendungen und neue Geschäftsmodelle.

Unsere Themen:

• Die PI-Technologien im Überblick
• Die Rolle der PI-Technologien in der Digitalen Transformation
• Informationsmodelle der PI Technologien
• Wie die PI-Technologien neue Geschäftsmodelle möglich machen.

Aktuelle Trends

Über die Jahre hat es in der Industrie einen stetigen Wandel hin zur Digitalisierung gegeben, neue Übertragungstechnologien haben sich am Markt etabliert und spätestens mit Industrie 4.0 kann sich auch die Prozessautomatisierung dem Wandel nicht mehr verschließen. Wurden in den Anfängen nur einfache Prozesswerte für die Prozesssteuerung zentral bereitgestellt, so werden jetzt in dezentralen Strukturen aus den Daten Informationen, die einen wesentlichen Beitrag zur Prozessoptimierung, Qualitäts- und Produktivitätssteigerung liefern.

Digitalisierung in der Automatisierung erfordert in den Netzwerken die Auflösung von starren Strukturen, Flexibilisierung der Verbindungen und m ehr Offenheit. Die klassische Automatisierungspyramide mit den strengen hierarchischen Strukturen beginnt sich zu öffnen. Die Daten fließen nicht nur zwischen den Ebenen, sondern werden auch direkt aus Feldgeräten, Steuerungen oder Leitsystemkomponenten abgegriffen. Das Engineering des hierarchischen Automatisierungssystems löst die Aufgabe, dass die Daten in den unterschiedlichen Geräten und Komponenten richtig interpretiert werden. Eine funktionale OT-Netzwerkinfrastruktur mit einer Durchgängigkeit zur IT ist ein Enabler für neue Geschäftsideen.

Unsere Themen:

• Etappen des digitalen Wandels in der Prozessautomatisierung
• Prozessoptimierung, Qualitäts- und Produktivitätssteigerung
• Informationsmodelle
• Advanced Asset Management, Produktionsoptimierung und Energieeffizienzsteigerungen
   

Podiumsdiskussion

weitere Informationen folgen

 

Factory Automation

PROFINET über TSN

Plug&Produce soll es ermöglichen, Fertigungsmittel schnell und einfach neu zu kombinieren und damit die Fertigung flexibel auf sich ändernde Produkte umzustellen. Eine wichtige Rolle dabei spielt die Ebene der Geräte, Maschinenmodule und Maschinen und dort die industrielle Kommunikation. Erstellungsmodelle, bei denen Applikation und Kommunikation miteinander betrachtet werden, erlauben zwar die bestmögliche Optimierung für jeden Einzelfall, führen aber dazu, dass jede Maschinenvariante neu geplant werden muss. Ein Ausweg aus diesem Dilemma bietet eine Trennung zwischen Kommunikation und Applikation. PROFINET bietet ein konvergentes Netz, das als Grundlage für Plug&Produce einsatzbar ist.

Ethernet TSN-Netzwerke können flexibel an Anforderungen wie Netzwerktopologien, Datendurchsätze und Echtzeiteigenschaften angepasst werden. Dafür ist eine Planung und Konfiguration der Netzwerke notwendig. Für PROFINET ist eine Konfigurationslösung mit der Bezeichnung Network Management Engine (NME) definiert, welche zur Laufzeit des Netzwerkes arbeitet und neben der Konfiguration von Parametern das Netzwerk überwacht und diagnostizieren kann.

Unsere Themen:

• Applikationen, Komponentenauswahl und Kommunikationsanforderungen
• Quality of Service, konvergente Netze und Kommunikationsschnittstellen
• Parameter im Lebenszyklus des TSN-Netzwerkes
• Ethernet TSN-Domänen, Ethernet TSN-Konfiguration und die Einbindung von PROFINET RT-Geräten.

Vertikale und horizontale Kommunikation

Digitalisierung und Industrie 4.0 sollen die Wettbewerbsfähigkeit steigern durch die Optimierung der Produktion, die Erhöhung der Verfügbarkeit und durch neue Geschäftsmodelle. Ein wesentlicher Enabler hierfür ist das Industrial Internet of Things (IIoT) und die Kommunikationsfähigkeit aller eingesetzten Assets. Allerdings fehlt es noch an geeigneten herstellerübergreifenden und skalierbaren Standards. Vielmehr gibt es rund um das Thema IIoT viele Insellösungen. MQTT ist ein einfaches und sehr verbreitetes Basisprotokoll zur Realisierung von IIoT Lösungen, das aber keine Festlegungen über die transportierten Daten macht und damit ohne Weiteres nicht herstellerübergreifend genutzt werden kann.

Automatisierungsaufgaben werden heute immer häufiger auf Maschinen oder Module aufgeteilt, deren Steuerungen untereinander kommunizieren. Funktional sichere Kommunikation findet daher auf zwei Ebenen statt: zum einen auf der Feldebene, d.h. zwischen Steuerung und Feldgeräten (Aktorik und Sensorik), und zum anderen auf der Maschinenebene, d.h. zwischen Steuerungen.

Unsere Themen:

• Sichere Kommunikation mit PROFIsafe und OPC UA Part 15: Safety
• Safety-Konzepte für modulare Maschinen oder autonome mobile Roboter
• Konzept von MQTT für PROFINET, um den Nutzen von IIoT zu heben
• PROFINET, OPC UA und Ethernet bis zum Sensor ohne Kommunikationsbrüche.

PROFINET Geräteintegration

Die herstellerübergreifende Interoperabilität ist für die Kommunikationssysteme im Feld eine besondere Herausforderung. PI stellt sich konsequent dieser Aufgabe, um Testverfahren automatisch und mit vertretbaren Kosten durchführen zu können. Ein aktuelles Beispiel ist das Testkonzept für PROFINET over TSN, welches auf dem ART (Automated Realtime Tester) basiert. Erste Testfälle werden bereits implementiert. Der Ablauf der Testprozeduren im ART und deren Auswertung sind in einem sehr hohen Maß automatisiert. Somit ist der Qualitätsanspruch der Anwender nach Interoperabilität auch bei neuen Technologien durch entsprechende Konzepte und automatisierte Tests berücksichtigt – und das von Anfang an.

Unsere Themen:

• PROFINET over TSN, OPC UA, PROFINET für PA
• Der „Community Stack“
• Wie werden Geräte PROFINET-tauglich gemacht.

Security

Insbesondere in der Prozessindustrie halten die Produktionsverfahren ein vergleichsweise hohes Gefährdungspotenzial für Mensch und Umwelt bereit – entsprechend ausgeprägt ist der Bedarf an "Sicherheit" – Safety und Security, die im Rahmen der digitalen Transformation besondere Anforderungen auch im Bereich der OT bereit hält.

In konvergierenden Netzen - etwa IEEE 802 Time-Sensitive Networking - nutzen die Komponenten der Feldebene (Controller, Devices) multiple Middleware-Stacks; das inkludiert PROFINET, ist aber nicht darauf limitiert. Die Konvergenz produziert spezifische Herausforderungen für Security, insbesondere für das Management von kryptographischen Schlüsseln bzw. Credentials: Welche Aspekte der PROFINET-Sicherheitsarchitektur dürfen nicht auf PROFINET limitiert sein, um eine Integration zu ermöglichen? Welche Aspekte müssen hingegen PROFINET-spezifisch sein, um eine bestmögliche Fitness für PROFINET zu garantieren? Wie sind die generischen sowie spezifischen Sicherheitsaspekte aus Gesamtsicht zu orchestrieren?

Unsere Themen:

• Überblick über entstehende und vorhandene Dokumente und die 3 Security-Klassen
• IT-Sicherheitsgesetz 2.0 und andere Regelwerke
• PROFINET-Security und die Erfordernisse von konvergierenden Netzen
• Architekturelle Elemente und komplementäre Stacks.

 

APL/SPE 2-wire Ethernet for all kind of industry applications

Mit Single Pair Ethernet (SPE) steht ein neuer Physical Layer bereit, der statt 2- oder 4-Adernpaaren nur ein Datenpaar benötigt. Unterschiedliche IEEE802.3 Protokolle inklusive der möglichen Stromversorgungskonzepte wie Power over Date Line (PoDL) ermöglichen Übertragungsraten von 10Mbit/s bis 10Gbit/s. SPE wird auch bei der PNO als Weg gesehen, PROFINET bis in die Feldebene zu bringen.

Für die Prozessindustrie entsteht mit APL (Advanced Physical Layer) ein Standard, der Ethernet auch in den Ex-Bereich bringt. Mit einer Datentransferrate von 10Mbit/s können die meisten Applikationen der Prozessindustrie realisiert werden. Für Anwendungen, die eine größere Bandbreite (100Mbit/s) und lange Übertragungsstrecken benötigen, sind derzeit Untersuchungen im Gange. Mit der Verfügbarkeit von PHY-Bausteinen für den APL zugrunde liegenden Standard 10BASET1L wird eine konkrete Implementation von APL ökonomisch und praktisch möglich. Neben der speziellen analogen Anschaltung ist hier besonders das Systemdesign und das Zusammenspiel von Hard- und Software zu betrachten.

Unsere Themen:

• Wie kann Ethernet mit APL in der Prozessindustrie eingesetzt werden
• Spezifikation und Produkt-Implementierung von APL
• APL Gerätedesign und zukünftige Entwicklungen
• Protokolle, Netload-Klassen und System-Architektur.

 

Technical insights for 2-wire Ethernet implementations

Aus Sicht des Produktdesigns basieren Ethernet-Lösungen und Lösungen für explosionsgefährdete Bereiche jeweils auf bewährten Technologien mit meist standardisierten Hardwarekonzepten. Leider widersprechen sich diese Konzepte manchmal und erfordern daher neue Designkonzepte. Industrielle Ethernet-Switches sind meistens „managed“ und unterstützen viele Protokolle und Funktionen, während die Feldinstrumentierung in der Prozessindustrie relativ einfach zu verstehen und zu verwalten ist. Deshalb gibt es etliche Herausforderungen, mit denen Produktdesigner während der Spezifikations- und Implementierungsphase von Ethernet-APL-Infrastrukturprodukten konfrontiert sind. Ethernet-APL mit einer Datenübertragungsrate von 10 Mbit/s wird für viele Anwendungen in der Prozessindustrie ausreichen. Es gibt jedoch auch Use Cases, die höhere Datenraten erfordern. Aus diesem Grund wird derzeit die Implementierung einer 2-Draht-Ethernet-Lösung mit höherer Bandbreite (100 Mbit/s) für lange Kabelentfernungen untersucht.

Mit der Verfügbarkeit von PHY-Bausteinen für den APL zugrunde liegenden Standard 10BASET1L wird eine konkrete Implementation von APL ökonomisch und praktisch möglich. Neben der speziellen analogen Anschaltung ist hier besonders das Systemdesign, das Zusammenspiel von Hard- und Software zu betrachten.

 Unsere Themen:

• APL-Implementierung in Feldgeräten
• Bandbreitenerweiterung
• APL Gerätedesign und zukünftige Entwicklungen
• System-Architektur und Prozessorauswahl.

Verkabelung und Aufbau

Mit der neuen PROFINET Cabling and Interconnection Technology Guideline werden neben den Vorzugs-Komponenten bei der Verkabelung (RPC) jetzt auch applikationsspezifische Komponenten (APC) definiert. Um den Lebenszyklus zu vervollständigen, bieten die Legacy Komponenten (LPC) die dritte Gruppe der Komponenten. Die Einordnung der Komponenten wird zukünftig jährlich angelehnt an konkrete Applikationen überprüft. Bei aller Breite an PROFINET Applikationen ist dabei höchstes Ziel, bei der Verkabelung eine weitgehende Vereinheitlichung herbeizuführen und spezielle Komponenten nur zu akzeptieren, wenn RPC Komponenten nicht einsetzbar sind.

Unsere Themen:

• Planungs- und Installationsrichtlinien für PROFIBUS und PROFINET
• Schaltschrank- und Roboter-Verkabelungen
• Funktionspotentialausgleich und Schirmung im Ex-Bereich
• Planungsrichtlinie Redundanz
• Engineering-Guideline für Ethernet-APL.

5G I

Industrielle drahtlose Kommunikation ist ein wichtiger Faktor, um die Möglichkeiten der Digitalisierung und des industriellen Internet der Dinge voll auszuschöpfen. Wird Industrial 5G und WiFi 6 die Art und Weise ändern, wie wir Entscheidungen treffen, Produkte herstellen und Fabriken warten? Schon heute gibt es erste industrielle 5G Router und andere Endgeräte, die auf 3GPP Release 15 basieren und hohe Breitbandverbindungen ermöglichen. Auch private 5G Netze sind verfügbar, können aufgebaut und getestet werden. Aber wie kann ich überhaupt ein privates Mobilfunknetz betreiben? Es gilt, neue Konzepte für die Kommunikation in industriellen Anlagen zu entwickeln - einschließlich der Umsetzung der funktionalen Sicherheit. Das  Forschungsprojekt 5GANG (5G Anwendungen in der Industrie) beschäftigt sich u.a. damit, wie sich PROFIsafe über ein 5G Campusnetz übertragen lässt und hat erste Messungen der Latenz und des Jitters durchgeführt. Zu denkbaren Anwendungen von Profisafe via 5G gehört auch der Einsatz in AGV (Fahrerlose Transportfahrzeuge).

Unsere Themen:

• 5G und WiFi 6 für drahtlose digitale industrielle Konnektivität
• Unterschied zwischen öffentlichen und privaten 5G-Netzen
• Was 5G zu "Industrial 5G“ macht
• Architekturen privater Netze
• 5G im Vergleich zu WLAN und Bluetooth bei der Übertagung von PROFIsafe.

5G II

Durch eine wachsende Zahl von Test- und Showcases in der Fertigung macht sich 5G auf den Weg in die Produktionshalle – Audi ist dabei einer der Vorreiter. Neben den traditionellen industriellen Anwendungsfällen für drahtlose Konnektivität wie Mobile Arbeiter, Remote Assistance und Dynamische Sensorik machen die von 5G versprochene zusätzlichen Funktionen die Tür zu neuartigen industriellen Anwendungen auf. "Slicing" kann beispielsweise in Kombination mit der erweiterten Sicherheit mehrere Netzwerkebenen (ERP, MES, DCS) auf demselben physischen Netzwerk hosten. Die massive Erhöhung der Bandbreite und der Anzahl der angeschlossenen Geräte ermöglicht die Erweiterung des IoT auf der Produktionsfläche, aber auch die Verlagerung von komplexen Berechnungen von einem zentralen HPC auf Distributed Edge Computing. Neben der begrenzten Reife der 5G-Technologie ist die Zurückhaltung der Branche auf den Mangel an überzeugenden ROI zurückzuführen.

Unsere Themen:

• Animierte Darstellung in die Produktionssysteme der Zukunft
• ERP, MES und DCS auf demselben physischen Netzwerk
• Die Frage nach Kosteneffizienz und kurzfristigen Einsparungen
• Strukturelle Herausforderungen der Digitalisierung
• Aktuelle Entwicklungen innerhalb der Audi AG.

 

Use Cases for 2-wire Ethernet and first practical results

Welche Erwartungen haben Anwender aus der chemischen Prozessindustrie an den neuen Ethernet-Standard Advanced Physical Layer (APL)? Dazu gehören die Nutzung im Safety-Bereich, der einfache Feldgerätetausch und die Unterstützung der NAMUR Open Architecture durch konsequente Nutzung von FDI Profil 4.0 und OPC UA

Single Pair Ethernet (SPE) bietet deutliche Miniaturisierung bei gleichzeitiger Kostenminimierung für Einsatzgebiete in komplexen, industriellen Anwendungen und zukünftigen IIoT-Lösungen. Dies geht einher mit einem Paradigmenwechsel in der Erzeugung, Verteilung und dem Handling von digitalen Daten bis hin zur Optimierung von Prozessen und Abläufen.

Unsere Themen:

• NAMUR Standard-Topologien für Ethernet im Level 1
• Nutzung von Ethernet APL im Safety-Bereich
• Vorteile der Single Pair Ethernet Technologie
• Maschinenverkabelung, Feldgerätekommunikation und Multidrop-Anwendungen.

 

Process Automation

NAMUR: Anforderungen an die Digitalisierung

Der PLT Handwerker hat in der Prozessindustrie vielfältige Aufgaben. Eine davon ist, defekte Feldgeräte zu tauschen, um so die Produktion der Anlage aufrecht zu erhalten. Dafür ist eine einfache und schnelle Inbetriebnahme der Geräte notwendig. Nicht einfach bei Geräten, die mit den passenden Software-Treibern in Automatisierungssystemen und Asset-Management-Tools eingebunden werden müssen.

Unsere Themen:

• Digitalisierung der Prozessindustrie - von APL bis Cloud
• MTP – Module Type Package
• Anforderungen an das Gerätemanagement aus Anwendersicht.

PROFINET - The straight way to Process Automation

In Anlagen der Verfahrenstechnik und anderer Branchen sind Prozessgeräte verschiedener Messverfahren und Hersteller die Schlüsselkomponenten für korrekten und sicheren Betrieb. Die Gerätevielfalt stellt hohe Anforderungen an das Betriebspersonal bei Engineering und Installation ebenso wie bei Austausch von Geräten. Hilfreich sind hierbei die PI-Geräteprofile, in denen für Geräte eines Messverfahrens bestimmte Eigenschaften verbindlich festgelegt sind. Das bewährte PA -Profil für Geräte der Prozess-Automatisierung wurde in seiner aktuellen Version 4 inhaltlich weiterentwickelt und zur Nutzung mit PROFINET befähigt. Durch Berücksichtigung relevanter NAMUR-Empfehlungen sowie von Erfahrungen mit Vorgängerversionen bietet es hohen Anwendernutzen wie verkürzte Inbetriebnahme durch Anlaufparameter, einfacher und herstellerübergreifender Gerätetausch durch Messverfahren-basierte Profil-GSDs oder leistungsfähige Gerätediagnose gemäß NE 107.

Unsere Themen:

• PROFINET und APL (Advanced Physical Layer)
• PA Profil 4 und einfacher Gerätetausch
• Zertifizierungsverfahren und herstellerübergreifende Interoperabilität.

Prozessdaten nutzbar machen für die Digitalisierung

NOA – NAMUR Open Architecture kombiniert die Vorteile der etablierten industriellen Automatisierungsprozesse mit den sich schnell entwickelnden Technologien der Standard-IT. Die Einführung offener und sicherer Schnittstellen zwischen der bestehenden Kern-Prozessautomatisierungs-Domäne und der neu definierten Überwachungs- und Optimierungsdomäne wird das Potential der stetig wachsenden Anzahl von Produktionsdaten besser nutzbar machen. Mit dem Erweitern der Automatisierungspyramide um einen zweiten Kanal und den damit erschlossenen Daten eröffnet NOA die Möglichkeiten für neue Anwendungen und Geschäftsmodelle.

Unsere Themen:

• Information Model, Security Gateway und Verification of Request
• NOA-Pilotprojekte
• Digitale Zwillinge, Standardisierung und die Verwaltungsschale
• PA-DIM (Process Automation - Device Information Model) und OPC UA

Cloud-Connectivity & Services

In industriellen IoT-4.0-Umgebungen verlangt die Verbindung von Geräten und Gateways (Edge) mit der Cloud nach hoher Sicherheit und Verlässlichkeit. Das Open Source Projekt thin-edge.io soll ermöglichen, dass Gerätehersteller einfach zu benutzende Softwarekomponenten in neue und bestehende Geräte integrieren und so eine Cloud-Verbindung herstellen. Weiterhin bietet thin-edge.io ein Modul zum Device-Management, das OTA (Over-The-Air)-Software und Firmware-Management umfasst. Somit entsteht ein umfassendes Ökosystem, in dessen Rahmen weitere Module angeboten werden, zum Beispiel zur Analyse von Daten.

Unsere Themen:

• Demonstration einer integrierten Fabrik am Beispiel der Prozess-Industrie
• Ersatzteile bestellen mit AIN (Artifical Intelligence Network)
• Ersatzteillogistik mit LBN (Logistics Business Network)

Security

Insbesondere in der Prozessindustrie halten die Produktionsverfahren ein vergleichsweise hohes Gefährdungspotenzial für Mensch und Umwelt bereit – entsprechend ausgeprägt ist der Bedarf an "Sicherheit" – Safety und Security, die im Rahmen der digitalen Transformation besondere Anforderungen auch im Bereich der OT bereit hält.

In konvergierenden Netzen - etwa IEEE 802 Time-Sensitive Networking - nutzen die Komponenten der Feldebene (Controller, Devices) multiple Middleware-Stacks; das inkludiert PROFINET, ist aber nicht darauf limitiert. Die Konvergenz produziert spezifische Herausforderungen für Security, insbesondere für das Management von kryptographischen Schlüsseln bzw. Credentials: Welche Aspekte der PROFINET-Sicherheitsarchitektur dürfen nicht auf PROFINET limitiert sein, um eine Integration zu ermöglichen? Welche Aspekte müssen hingegen PROFINET-spezifisch sein, um eine bestmögliche Fitness für PROFINET zu garantieren? Wie sind die generischen sowie spezifischen Sicherheitsaspekte aus Gesamtsicht zu orchestrieren?

Unsere Themen:

• Überblick über entstehende und vorhandene Dokumente und die 3 Security-Klassen
• IT-Sicherheitsgesetz 2.0 und andere Regelwerke
• PROFINET-Security und die Erfordernisse von konvergierenden Netzen
• Architekturelle Elemente und komplementäre Stacks.

 

APL/SPE 2-wire Ethernet for all kind of industry applications

Mit Single Pair Ethernet (SPE) steht ein neuer Physical Layer bereit, der statt 2- oder 4-Adernpaaren nur ein Datenpaar benötigt. Unterschiedliche IEEE802.3 Protokolle inklusive der möglichen Stromversorgungskonzepte wie Power over Date Line (PoDL) ermöglichen Übertragungsraten von 10Mbit/s bis 10Gbit/s. SPE wird auch bei der PNO als Weg gesehen, PROFINET bis in die Feldebene zu bringen.

Für die Prozessindustrie entsteht mit APL (Advanced Physical Layer) ein Standard, der Ethernet auch in den Ex-Bereich bringt. Mit einer Datentransferrate von 10Mbit/s können die meisten Applikationen der Prozessindustrie realisiert werden. Für Anwendungen, die eine größere Bandbreite (100Mbit/s) und lange Übertragungsstrecken benötigen, sind derzeit Untersuchungen im Gange. Mit der Verfügbarkeit von PHY-Bausteinen für den APL zugrunde liegenden Standard 10BASET1L wird eine konkrete Implementation von APL ökonomisch und praktisch möglich. Neben der speziellen analogen Anschaltung ist hier besonders das Systemdesign und das Zusammenspiel von Hard- und Software zu betrachten.

Unsere Themen:

• Wie kann Ethernet mit APL in der Prozessindustrie eingesetzt werden
• Spezifikation und Produkt-Implementierung von APL
• APL Gerätedesign und zukünftige Entwicklungen
• Protokolle, Netload-Klassen und System-Architektur.

Technical insights for 2-wire Ethernet implementations

Aus Sicht des Produktdesigns basieren Ethernet-Lösungen und Lösungen für explosionsgefährdete Bereiche jeweils auf bewährten Technologien mit meist standardisierten Hardwarekonzepten. Leider widersprechen sich diese Konzepte manchmal und erfordern daher neue Designkonzepte. Industrielle Ethernet-Switches sind meistens „managed“ und unterstützen viele Protokolle und Funktionen, während die Feldinstrumentierung in der Prozessindustrie relativ einfach zu verstehen und zu verwalten ist. Deshalb gibt es etliche Herausforderungen, mit denen Produktdesigner während der Spezifikations- und Implementierungsphase von Ethernet-APL-Infrastrukturprodukten konfrontiert sind. Ethernet-APL mit einer Datenübertragungsrate von 10 Mbit/s wird für viele Anwendungen in der Prozessindustrie ausreichen. Es gibt jedoch auch Use Cases, die höhere Datenraten erfordern. Aus diesem Grund wird derzeit die Implementierung einer 2-Draht-Ethernet-Lösung mit höherer Bandbreite (100 Mbit/s) für lange Kabelentfernungen untersucht.

Mit der Verfügbarkeit von PHY-Bausteinen für den APL zugrunde liegenden Standard 10BASET1L wird eine konkrete Implementation von APL ökonomisch und praktisch möglich. Neben der speziellen analogen Anschaltung ist hier besonders das Systemdesign, das Zusammenspiel von Hard- und Software zu betrachten.

 Unsere Themen:

• APL-Implementierung in Feldgeräten
• Bandbreitenerweiterung
• APL Gerätedesign und zukünftige Entwicklungen
• System-Architektur und Prozessorauswahl.

 

FDI: Intergrationstechnologie der Zukunft

Die FDI-Technologie bietet heute alles, was Geräte- und Systemanbieter benötigen, um eine offene Geräteintegrationslösung für die Konfiguration, Diagnose, Asset-Verwaltung und Zuordnung von Geräteinformationen in die IIoT-Welt zu implementieren. Die Spezifikationen wurden als IEC-Standard veröffentlicht und weiterentwickelt, um kommende offene Architekturen wie NOA oder OPAS zu unterstützen sowie modernste Benutzeroberflächentechnologien (HTML5) anzuwenden und Plattformabhängigkeiten zu überwinden. Konformitätstestspezifikationen und Testwerkzeuge tragen zur Gewährleistung der Interoperabilität bei. PROFINET wurde frühzeitig als Profil in der EDDL-Gerätebeschreibungssprache verankert, sodass die Migration zu FDI keine zusätzlichen Spezifikationserweiterungen bedeutet. Diese Kombination ermöglicht es Geräteherstellern daher, sich bei der Integration industrieller Kommunikationsschnittstellen in ihre Geräte auf markterprobte Spezifikationen zu verlassen.

Unsere Themen:

• Zuordnung von Geräteinformationen in die IIoT-Welt
• Geräte in FDI-unterstützende Asset-Management-Tools oder Steuerungssysteme integrieren
• Konformitätstestspezifikationen, Testwerkzeuge und Zertifizierungsverfahren.

5G I

Industrielle drahtlose Kommunikation ist ein wichtiger Faktor, um die Möglichkeiten der Digitalisierung und des industriellen Internet der Dinge voll auszuschöpfen. Wird Industrial 5G und WiFi 6 die Art und Weise ändern, wie wir Entscheidungen treffen, Produkte herstellen und Fabriken warten? Schon heute gibt es erste industrielle 5G Router und andere Endgeräte, die auf 3GPP Release 15 basieren und hohe Breitbandverbindungen ermöglichen. Auch private 5G Netze sind verfügbar, können aufgebaut und getestet werden. Aber wie kann ich überhaupt ein privates Mobilfunknetz betreiben? Es gilt, neue Konzepte für die Kommunikation in industriellen Anlagen zu entwickeln - einschließlich der Umsetzung der funktionalen Sicherheit. Das  Forschungsprojekt 5GANG (5G Anwendungen in der Industrie) beschäftigt sich u.a. damit, wie sich PROFIsafe über ein 5G Campusnetz übertragen lässt und hat erste Messungen der Latenz und des Jitters durchgeführt. Zu denkbaren Anwendungen von Profisafe via 5G gehört auch der Einsatz in AGV (Fahrerlose Transportfahrzeuge).

Unsere Themen:

• 5G und WiFi 6 für drahtlose digitale industrielle Konnektivität
• Unterschied zwischen öffentlichen und privaten 5G-Netzen
• Was 5G zu "Industrial 5G“ macht
• Architekturen privater Netze
• 5G im Vergleich zu WLAN und Bluetooth bei der Übertagung von PROFIsafe.

 

5G II

Durch eine wachsende Zahl von Test- und Showcases in der Fertigung macht sich 5G auf den Weg in die Produktionshalle – Audi ist dabei einer der Vorreiter. Neben den traditionellen industriellen Anwendungsfällen für drahtlose Konnektivität wie Mobile Arbeiter, Remote Assistance und Dynamische Sensorik machen die von 5G versprochene zusätzlichen Funktionen die Tür zu neuartigen industriellen Anwendungen auf. "Slicing" kann beispielsweise in Kombination mit der erweiterten Sicherheit mehrere Netzwerkebenen (ERP, MES, DCS) auf demselben physischen Netzwerk hosten. Die massive Erhöhung der Bandbreite und der Anzahl der angeschlossenen Geräte ermöglicht die Erweiterung des IoT auf der Produktionsfläche, aber auch die Verlagerung von komplexen Berechnungen von einem zentralen HPC auf Distributed Edge Computing. Neben der begrenzten Reife der 5G-Technologie ist die Zurückhaltung der Branche auf den Mangel an überzeugenden ROI zurückzuführen.

Unsere Themen:

• Animierte Darstellung in die Produktionssysteme der Zukunft
• ERP, MES und DCS auf demselben physischen Netzwerk
• Die Frage nach Kosteneffizienz und kurzfristigen Einsparungen
• Strukturelle Herausforderungen der Digitalisierung
• Aktuelle Entwicklungen innerhalb der Audi AG.

Use Cases for 2-wire Ethernet and first practical results

Welche Erwartungen haben Anwender aus der chemischen Prozessindustrie an den neuen Ethernet-Standard Advanced Physical Layer (APL)? Dazu gehören die Nutzung im Safety-Bereich, der einfache Feldgerätetausch und die Unterstützung der NAMUR Open Architecture durch konsequente Nutzung von FDI Profil 4.0 und OPC UA

Single Pair Ethernet (SPE) bietet deutliche Miniaturisierung bei gleichzeitiger Kostenminimierung für Einsatzgebiete in komplexen, industriellen Anwendungen und zukünftigen IIoT-Lösungen. Dies geht einher mit einem Paradigmenwechsel in der Erzeugung, Verteilung und dem Handling von digitalen Daten bis hin zur Optimierung von Prozessen und Abläufen.

Unsere Themen:

• NAMUR Standard-Topologien für Ethernet im Level 1
• Nutzung von Ethernet APL im Safety-Bereich
• Vorteile der Single Pair Ethernet Technologie
• Maschinenverkabelung, Feldgerätekommunikation und Multidrop-Anwendungen.

PA im Spannungsfeld neuer Technologien Donnerstag, 18.03.21, 15:15 Uhr

Die Prozessautomatisierung steht in dem Spannungsfeld einer breiten installierten Basis und der Notwendigkeit, die Digitalisierung weiter voranzutreiben. Dabei spielen die in der PI-Konferenz vorgestellten Themen eine bedeutende Rolle. 

Unsere Themen:

• Neue Technologien und installierte Basis
• Zukünftige Technologien in der Prozessautomatisierung. 

 

Omlox

omlox - Einführung

Auch in der Prozessindustrie kommen viele Anwendungen ohne aktuelle Ortungsdaten nicht aus. Sei es im Bereich Asset-Tracking, der Anlagen-Wartung oder dem Alleinarbeiterschutz, ohne Ortung und ortsbasierte Dienste geht nichts. omlox erlaubt die Bereitstellung von hersteller- und technologieunabhängigen Ortungsdaten für alle industriellen Anwendungsfälle.

Unsere Themen:

• Das Konzept von omlox, Partner und Anwendungsfälle
• Die Brücke zur Prozessindustrie

 

omlox - Anwendungsbeispiele mit Ultrawide-Band Ortung in der Prozessindustrie

Lokalisierungstechnologien werden zunehmend in der industriellen Fertigung eingesetzt. omlox ist ein offener Standard für ein präzises Echtzeit-Lokalisierungssystem für Innenräume und definiert die offenen Schnittstellen für ein interoperables Lokalisierungssystem, mit denen die Industrie eine einzige Infrastruktur mit unterschiedlichen Anwendungen von verschiedenen Anbietern verwenden kann.

Unsere Themen:

• Liveschaltung: Das omlox Testbed
• omlox Core Zone und omlox Hub
• Einbindung von Drittanwendungen.

 

omlox im Einsatz

omlox live erleben- ein Referenzkunde gibt Auskunft über die Vorteile von omlox und Einsparpotentiale in Produktion und Logistik ergeben. Wir zeigen, wie man mit omlox einfach anfangen kann und welche Ausbaustufen möglich sind.

Unsere Themen:

• omlox in der Praxis
• Vorteile und Einsparpotentiale
• Interview mit einem Referenzkunden.

 

omlox - Navigation und Fernwartung

Fernunterstützung und Navigation von Bedienern und Servicetechnikern sind bekannte Probleme in der heutigen Fertigungsumgebung. Angesichts der stetig wachsenden Komplexität der Fertigungsanlagen und des anhaltenden Mangels an qualifizierten Servicetechnikern und Bedienern werden diese Themen von vielen Unternehmen auf unterschiedliche Weise behandelt. AR spielt bereits eine wichtige Rolle für die heutige Lösung.

Unsere Themen:

• Navigation und Remote-Benutzerführung
• Echtzeitpositionierung
• Standort-Kenntnis aller Assets.

 

omlox - Ortungshardware für die Prozessindustrie

UWB (Ultra Wide Band) bietet beispiellose Zuverlässigkeit und Zentimeterpräzision in Innenräumen. UWB-Tracking ist das Kernstück von Omlox, dem Industriestandard für Präzisions-Tracking. Die Technologie wird ein enormes Wachstum erreichen, das durch die breite Akzeptanz der Unterhaltungselektronik angetrieben wird.

Unsere Themen:

• Wie kann die Industrie auf dieser Welle surfen und den Boom der UWB nutzen?
• Was sind die besonderen industriellen Anforderungen?
• Wie wird ein offener Standard die Art und Weise, wie Fabriken verwaltet werden, ändern?

 

omlox - Anwendungsbeispiele in der (Intra-)Logistik

Die kosteneffektive Änderungsflexibilität von Fertigungskonzepten in globalen Werks- und Lieferverbünden ist eine zentrale strategische Fähigkeit für Fertigungsunternehmen im Kontext „Industrie 4.0“. Hierzu muss die Inbound- und die Intralogistik eng miteinander verzahnt werden. Die Daten einer Lieferkette setzen sich aus Daten von aktiven Objekten wie Transportmitteln und passiven Objekten wie Material zusammen. Die Daten müssen kosteneffektiv und sicher erfasst und aggregiert werden können. Bei vielen großen Unternehmen finden sich die klassischen Supply Chain Management Monolithen, die Ende der 90ziger Jahre konzipiert wurden. Diese lassen sich meist nur schwer mit der Vielzahl der im Markt vorhandenen, oft proprietären Ortungstechnologien verknüpfen.

Unsere Themen:

• Daten integrieren auf Werks-, Unternehmens- und globaler SupplyChain-Ebene
• Valide ETA Prognosen erstellen
• Lösungsszenarien, um globale Lieferketten mit omlox transparent zu gestalten.

 

omlox - Ortungssoftware für die Prozessindustrie

Die Installation eines omlox-Hub ist eher eine Sache von Minuten denn als Stunden – einschließlich der Integration in einen RTLS-Standortanbieter.

Unsere Themen:

• Live Präsentation: Installation eines omlox-Hub
• Integration in einen RTLS-Standortanbieter
• Konfiguration von Zonen.

 

IO-Link

IO-Link einfache und schnelle Integration

Die Mitgliederentwicklung von IO-Link International, der Aufbau von Competence Centern, internationale Workshops, oder die IEC Normung weisen auf die Dynamik der Technologie hin. Neue Features machen IO-Link schneller und erlauben höhere Distanzen. Die PROFINET- bzw. IT-Integration, IO-Link Safety und die Fortschritte bei IO-Link wireless betten IO-Link optimal in die digitalisierte Automation ein

Die IO-Link Profile vereinheitlichen herstellerübergreifend die Standardfunktionen der Geräte und vereinfachen für die Anwender den Umgang mit den Geräten. In Engineering Tools können Standard-Funktionsbausteine angeboten werden. Gleichzeitig sind herstellerspezifische Erweiterungen sind  möglich – damit wird ein Stillstand von Innovationen verhindert.

Die IO-Link Spezifikation beschreibt das Zusammenspiel zwischen IO-Link Master und  IO-Link Device. Sie gibt aber keine Vorgabe wie die Daten, die vom IO-Link System erzeugt werden, in der SPS abgebildet werden. Mit der Spezifikation "IO-Link Integration for PROFINET" wird die IO-Link Technologie gemäß IEC 61131-9 auf PROFINET abgebildet – die IO-Link-Geräte werden virtuelle PROFINET-Geräte. Damit wird ein weitgehend einheitlicher Zugriff auf die zyklischen und azyklischen Daten der IO-Link Devices durch das SPS-Anwenderprogramm sichergestellt.

Unsere Themen:

• IO-Link Organisation und Technik
• Anwendernutzen von Profilen
• Anbindung an die IT mit einem Raspberry Pi und einer Node Red Umgebung
• IO-Link Daten und deren Abbildung in PROFINET.

 

IO-Link Applications I

Jede Wireless-Technologie wie z.B. WLAN, 5G, Bluetooth oder IOLW ist als spezifisches Werkzeug für entsprechende Anwendungsfälle anzusehen, aber nicht immer für alle Zwecke dienlich. Um eine Möglichkeit zu haben, industrielle Sensoren und Aktoren direkt an die IT Welt anzubinden, hat IO-Link eine sehr leistungsfähige Daten Abbildung geschaffen. Um den optimalen Einsatzbereich von IO-Link Wireless aufzuzeigen, wird ein reales Anwender-Problem vorgestellt und welche Kenngrößen zur Lösung notwendig waren.

Unsere Themen:

• Mehrwert der neuen IO-Link Wireless Technologie
• IO-Link Wireless als Lösung für spezifische Anwendungsfälle
• SaaS Manufacturing Benchmark Plattform.

IO-Link Applications II

IO-Link Sensoren werden automatisch und unabhängig vom Hersteller per Plug & Play erkannt. Die Sensordaten werden ohne Eingriff in die IT-Infrastruktur über Funk standortunabhängig in die Cloud übertragen. Dort kann der Nutzer die Daten komfortabel überwachen und analysieren, sich bei Werteänderung per E-Mail oder SMS benachrichtigen lassen sowie einfache Schalt- und Steuerungsaufgaben durchführen.

Der io-key ist ein Gateway, welches die IO-Link-Technologie nutzt um Plug & Play Funktion umzusetzen; er ist als Enabler für industrielle Cloud-Applikationen und die Industrie 4.0 konzipiert. Er erlaubt den Online-Zugriff auf Sensordaten aus Maschinen, Fahrzeugen und Gebäuden und damit die permanente Kontrolle wichtiger Betriebsinformationen. Dank IO-Link bringt der io-key mehr als 10.000 Industriesensoren von über 300 Herstellern in unter einer Minute unkompliziert und sicher in die Cloud.

In automatisierten Produktionsprozessen kann die Handhabung von Bauteilen einen großen Einfluss auf die Verfügbarkeit und Performance der Gesamtanlage haben. Schleichende Verschlechterungen, z.B. durch Verschleiß oder Verschmutzung der Vakuumsauggreifer, erhöhen den Energieverbrauch und können im schlimmsten Fall sogar zu ungeplanten Stillständen führen. Eine neuartige Edge Computing Software vereinfacht den Zugang zu diesen Daten und ermöglicht so die Nutzung von IO-Link Daten in Softwareapplikationen zur Optimierung von Prozessen.

Unsere Themen:

• IO-Link Daten und die Cloud
• io-key als Enabler für industrielle Cloud-Applikationen
• Edge Computing zur Nutzung von IO-Link Daten.
• Softwareapplikationen zur Optimierung von Prozessen.

IO-Link Future

Volatile Märkte, individualisierte Produkte, neue Technologien sowie die ökologische Verantwortung stellen produzierende Unternehmen in zunehmendem Maße vor große Herausforderungen. Da der Mensch allein die damit einhergehende  Komplexität nicht mehr überblickt, müssen ihn moderne Produktionssysteme mit eigener Intelligenz und Automatisierung unterstützen. Die Modernisierung bestehender Produktionsanlagen als auch auf Neuentwicklungen, die eine eigenständige Prozessoptimierung im laufenden Betrieb erlauben, sind mögliche Strategien zur praktischen Umsetzung von Industrie 4.0.

Durch Smart Factory-Entwicklungen und dem sich immer weiter ausdehnenden Anwendungsbereich von IO-Link-Geräten besteht die Notwendigkeit, IO-Link über größere Entfernungen als die derzeit angegebenen 20 m zu übertragen. SPE (Single-Pair Ethernet) verspricht hier eine Reihe von Vorteilen. Die Konzeptstudie „IO-Link over SPE“ untersucht das Potenzial und die technische Machbarkeit hierfür. IO-Link über SPE behält das Protokoll- und Datenmodell von IO-Link bei und erweitert es um eine physische Schnittstelle. Mit SPE und einer möglichen Kombination mit PoDL (Power over Data Lines) können Terminals - d.h. Sensoren oder Aktoren - auch auf der unteren Feldebene mit ausreichender Datenbandbreite betrieben werden.

Digital Twins von Sensoren können in eine Virtual Engineering Umgebung integriert werden und digitale Abbilder des Sensors in verschiedenen Zielsystemen und Echtzeit-Interaktion genutzt werden.

Unsere Themen:

• Der Weg zur autonomen Produktion
• Vorteile der SPE-Erweiterung für größere Übertragungsstrecken bei IO-Link
• Digital Twins von Sensoren in der Virtual Engineering Umgebung.

 

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