Das alles beherrschende Thema Industrie 4.0 wird auch für die Hersteller mobiler Maschinen immer wichtiger. Nicht nur die OEMs als Endlieferanten sind gefordert, Konzepte zur vorausschauenden Diagnostik, Ferndiagnose, Datenübermittlung und -analyse sowie für die Interaktion zwischen unterschiedlichen Maschinen umzusetzen. Denn damit OEMs dieser Aufgabe erfolgreich nachkommen können, muss auch die Zulieferindustrie entsprechende Produkte und Subsysteme anbieten. Ein gutes Beispiel, wie man als Hersteller von Antriebs- und Steuerungstechnologie das Thema Industrie 4.0 weiter voranbringt, sind die neuen Erweiterungen des Iqan-Baukastens von Parker Hannifin.
Dr.-Ing. Manfred Mager, Systems Engineering Manager Mobile, Parker Hannifin
Bereits vor vielen Jahren hat Parker Hannifin das Iqan-System zur Realisierung von elektronischen Steuerungen für mobile Anwendungen auf den Markt gebracht. Das System umfasst einen Komplettbaukasten mit allen Bausteinen für die elektrische Ansteuerung von hydraulischen Komponenten. Neben unterschiedlichen Steuerungsgeräten enthält der Baukasten diverse Erweiterungsmodule, Sensoren, Bedienelemente und Displays, die über einen CAN-Bus miteinander verbunden werden können. Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal des Iqan-Systems ist die grafische Entwicklungsoberfläche, mit deren Hilfe die benötigten Anwendungsprogramme intuitiv auf den Steuerungsgeräten erstellt werden können. Die einzelnen Hardwarekomponenten stehen auf der Benutzeroberfläche als Blockbausteine zur Verfügung und können auf einfache Weise logisch miteinander verknüpft werden.
Neue Möglichkeiten der Drahtloskommunikation
Als Basis für Industrie-4.0-Anwendungen hat Parker die Möglichkeiten der drahtlosen Kommunikation mit dem Iqan-Steuerungssystem für mobile Maschinen deutlich erweitert. Soll beispielsweise über einen Drucksensor in einem Hydraulikzylinder zyklisch eine Gewichtsmessung durchgeführt werden, bietet Iqan jetzt die Möglichkeit, die erfassten Daten per Smartphone an die Zentrale zur weiteren Analyse zu senden. Dafür stellt der Maschinenbediener über den Bluetooth-Adapter Iqan G11 zunächst eine Verbindung zwischen dem Mastermodul (Iqan-MD4) und seinem Smartphone her. Alternativ ist das über einen Iqan-Server auch drahtlos mit WLAN möglich.
Über die App Iqansync kann der Maschinenbediener die Logdatei mit den gesammelten Messdaten auf sein Smartphone übertragen und direkt per E-Mail an die Zentrale zur weiteren Auswertung verschicken. Umgekehrt lassen sich über diesen Weg auch Daten von der Zentrale zur Maschine schicken. Soll der Bediener beispielsweise bestimmte Aufträge abarbeiten, können ihm diese übermittelt und auf dem Display angezeigt werden. Der Vorteil: Für den Datentransfer kann die Hardware genutzt werden, die ohnehin für die Maschinensteuerung bereitsteht. Zusätzliche Geräte oder Displays sind somit nicht erforderlich.
Darüber hinaus kann sich ein Anwendungsexperte über das Smartphone des Bedieners vor Ort online mit der Iqan-Steuerung verbinden. Auf diese Weise kann dieser u. a. kontinuierlich Messdaten oder Eingangssignale während des Betriebs erfassen und beobachten. Mit den erfassten, echten Betriebsdaten kann anschließend im Simulationswerkzeug Iqansimulate eine Analyse des Anwendungsprogramms durchgeführt werden. Eventuell erforderliche Programmänderungen kann der Programmierer sofort von seinem Büro aus auf die Maschine übertragen.
Alternativ lässt sich eine ständige Maschinendiagnose unabhängig vom Bediener vor Ort über das Modem Iqan G3, das auch GPS-Daten empfangen kann, durchführen. Das G3-Modem ermöglicht u. a. Maschinen-Tracking und Geofencing, sodass beispielsweise ein Alarm ausgelöst werden kann, sobald sich die Maschine außerhalb eines vordefinierten Bereiches befindet.
Optische Kontrollsysteme in mobilen Maschinen
Aufgrund zunehmender Komplexität, Automatisierung und den daraus resultierenden Sicherheitsanforderungen steigt der Bedarf an optischen Kontrollsystemen auch in mobilen Maschinen kontinuierlich. Mit der Kamera Iqan-SV bietet Parker dafür jetzt eine robuste, kompakte und hochauflösende Ethernet-Kamera, die aufgrund der Schutzklasse IP6K9K problemlos im Außenbereich von Fahrzeugen angebracht werden kann. Die Kamera verfügt über einen großen Sichtwinkel von 120° und kann aufgrund der Plug-and-Play-Funktionalität direkt mit dem Iqan-MD4-Display verbunden werden.
Alle beschriebenen Module lassen sich – wie bei Iqan üblich – einfach über die grafische Benutzeroberfläche per Drag-and-drop in das Steuerungsprogramm einbinden. Neben vielen anderen Modifikationen wurde die grafisch- und blockbasierte Programmierumgebung jetzt mit einem QCode-Editor ausgestattet. Dieser Editor ermöglicht es, einzelne Funktionsbausteine auch textbasiert zu erstellen, was u. a. auch die Definition von Feldvariablen oder klassischen If-then-else-Funktionen ermöglicht. Für komplexere Anwendungen können mit dem QCode-Editor auch mathematische Funktionen zur Regelung oder ein Messdatenmanagement noch transparenter als bisher realisiert werden.
Mit allen diesen Neuigkeiten erhält der Anwender ein Komplettpaket, mit dem er moderne Kommunikationswege zwischen Maschine, Bediener und externem Betreiber einfach und ohne große Spezialkenntnisse realisieren kann. Ursprünglich für hydraulische Anwendungen entwickelt, wurde das Iqan-System inzwischen so erweitert, dass es auch für pneumatische Anwendungen oder zur reinen Messwerterfassung und Datenübertragung genutzt werden kann.
Neben dem Iqan-Baukasten bietet Parker weitere neue Controller und Displays für mobile Anwendungen an, die insbesondere für größere OEMs interessant sind. Auf der Bauma 2016 werden diese Produkte auf dem Messestand des Unternehmens erstmals in ihrer Gesamtheit vorgestellt. I
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