Digital Factory Now | Phoenix Contact auf der SMART Linz

Auch in der Produktion schreitet die Digitalisierung immer schneller voran. Fabriken wandeln sich zu Smart Factories. Die Automatisierung und Flexibilität erhöhen sich stetig. Trotzdem ist und bleibt der Mensch ein entscheidender Faktor innerhalb des Fertigungsprozesses. Einzig seine Aufgaben verändern sich, denn er wird zunehmend zum Kontrollierenden, Überwachenden und Instandhalter. Um diese Aufgaben bestmöglich erfüllen zu können, bedarf es einer Schnittstelle: der Bedienstation.

Bislang dienten Bedienstationen primär dazu, steuernd in den Herstellungsprozess eingreifen zu können, oder sie zeigten Kennzahlen an. Weiterhin wurden meist schaltschrankähnliche Lösungen installiert, die pro Anwendungsfall speziell zu entwickeln waren. Der Platzbedarf derartiger Ansätze erwies sich als erheblich – die Abmessungen eines Schaltschranks mit eingelassenem Industrie-PC sind bekannt. Ferner konnten die Bedienstationen nicht an einem anderen Ort aufgestellt werden. Smart Factories – auch Digital Factories genannt – zeichnen sich jedoch vor allem durch ihre maximale Flexibilität im Produktionsprozess aus. Maschinen und Anlagen planen eigenständig ihre optimale Auslastung, und das über Standortgrenzen hinweg. Über fahrerlose Transportsysteme fordern sie vollkommen autark Materialien an. Dabei navigieren die fahrerlosen Transportsysteme immer häufiger autonom durch die Fabrikhallen und suchen sich ihre optimale Route. Hindernisse wie schaltschrankähnliche, feststehende Bedienstationen entpuppen sich hier als störend.

Modulares Baukastensystem für individuelle Lösungen

Aus diesen Veränderungen lassen sich neue Anforderungen an zukunftssichere Bedienstationen ableiten: Ein modernes, platzsparendes Design muss auf maximale Konnektivität und hohe Bedienerfreundlichkeit treffen. Außerdem sollte die Lösung weltweit einsetzbar und ohne einen langwierigen Engineering- und Bestellvorgang verfügbar sein, um ein schnelles Time-to-Market sicherzustellen. Abgeleitet aus diesen Rahmenbedingungen hat Phoenix Contact die Modular Operator Station (AML-MOS) konzipiert. Die Bedienstation basiert auf einem modularen Baukastensystem, aus dem sich der Anwender seine individuelle Lösung aus vorgegebenen, standardisierten Bestandteilen einfach selbst zusammenstellen kann. Auf Wunsch nimmt die spezifischen Anpassungen ein Experte von Phoenix Contact vor.

Wie der Name schon sagt, ist die Bedienstation modular aufgebaut. Durch die Aufteilung in konfigurierbare Bausteine profitiert der Kunde von mehreren Vorteilen. Zum einen muss nicht für jeden Anwendungsfall eine neue Bedienstation erarbeitet werden. Das verkürzt die Beschaffungszeit deutlich, denn Elektropläne, Zertifizierungen und Dokumentationen sind bereits vorhanden und abgenommen. Trotzdem lassen sich weiterhin besondere Kundenwünsche berücksichtigen, da sie einfach und schnell in bestehende Unterlagen einfügbar sind. Als weiterer Vorteil seien die Kosten genannt. Aufgrund der standardisierten Bestandteile sowie von höheren Stückzahlen im Vergleich zu individuellen Lösungen werden Mengeneffekte erzielt, die zu einer Kostensenkung führen. Ferner ermöglichen die Modularität und Standardisierung, dass der Anwender eine Lösung über viele Jahre in verschiedenen Varianten weltweit nutzen kann. Neben eigenen Erfahrungen im

Umgang mit der Bedienstation von Phoenix Contact lässt sich so ebenfalls ein einheitlicher (Konzern-)Standard schaffen, der Ergonomie und Bedienerfreundlichkeit optimal umsetzt.

Einfache Netzwerkintegration über alle gängigen Protokolle

Klassischerweise werden die Bedieneinheiten in Haupt- und Nebenbedienstationen unterteilt. Daran ändert sich selbst in der Smart oder Digital Factory nichts. Je nach gewählter Konfiguration deckt die Lösung von Phoenix Contact beide Optionen ab. Als Hauptstation lässt sich die AML-MOS zur Anlagen- und Maschinenbedienung verwenden. Über sie können umfassende Diagnoseinformationen abgerufen werden. Der Einsatz als Nebenbedienstation bietet sich an, da die AML-MOS aufgrund der integrierten Fernwirksoftware Portico das Screen-Mirroring mit Bedienrechtevergabe bestens beherrscht.

Ausschlaggebend für die Nutzungsmöglichkeiten ist der Industrie-PC (IPC). Den Kunden steht hier ein umfassendes Geräteportfolio mit breitem Leistungsspektrum zur Verfügung. Alle IPC umfassen einen Fünf-Finger-Multitouch-Bildschirm, der sich mit Handschuhen bedienen lässt. In Verbindung mit einer Tastatur-Maus-Kombination und der Push-Button-Box gestaltet sich die Bedienung so optimal. Die Höhe der Bedienstation kann auch im Konfigurator ausgewählt werden. Die Push-Button-Box beinhaltet zwei Kernfunktionen: Zum einen erlaubt sie die Bedienung der Maschine oder Anlage über individuell zusammenstellbare physische Taster. Auf der anderen Seite wurde Intelligenz in die Box eingebaut. Dazu ist dort ein Managed Gigabit Switch mit drei Ports und Profinet-Device-Funktionalität verbaut. Auf diese Weise kann die Bedienstation selbst die großen Datenmengen einer Digital Factory verarbeiten. Wegen des Drei-Port-Switches lässt sich die AML-MOS schnell und einfach in vorhandene Netzwerke einbinden. Darüber hinaus unterstützt die Lösung Profinet, Ethercat, Ethernet IP, Powerlink und vergleichbare Protokolle. Bei Applikationen mit funktionaler Sicherheit kann zudem ein Not-Halt-Taster hinzugefügt werden, der entweder konventionell oder als Profisafe Device abgefragt wird.

Vielfältige Installationsoptionen

Damit die Bedienstation sofort einsatzbereit ist, bietet Phoenix Contact vorinstallierte Software-Bundles an. Aus Tools wie der Engineering-Software PLCnext Engineer, dem Netzwerkmanager FL Network Manager, der Fernwirk-Software Portico zum Netzwerk-Mirroring bis zum Betriebssystem Windows 10 kann der Anwender so sein passendes Paket aussuchen. Ferner lassen sich nach Absprache mit dem Kunden ebenso individuelle Software-Wünsche realisieren.

Wie eingangs erwähnt, zeichnen sich moderne Digital Factories vor allem durch eine hohe Flexibilität aus. Dazu passend eröffnet die Bedienstation AML-MOS eine Vielzahl an Möglichkeiten. Installationstechnisch kann der Kunde je nach Applikation und Umgebung zwischen einem drehbaren oder fixen Standfuß in verschiedenen Höhen, einer Wandhalterung oder einem Tragarm wählen. Sämtliche Optionen sind platzsparend designt und entsprechen der Schutzart IP65. Auf diese Weise lässt sich die Bedienstation selbst in anspruchsvollen Umgebungen verwenden und verfügt stets über die bestmögliche Ergonomie, um auf regionale Besonderheiten reagieren zu können .

Schneller Tausch der verbauten Bestandteile

In einer Smart Factory wird die Mensch-Maschine-Kollaboration immer wichtiger. Vor diesem Hintergrund kommt der Berücksichtigung der funktionalen Sicherheit eine besondere Bedeutung zu. In der Push-Button-Box befindet sich daher ein Sicherheitsmodul PSDI 8/4 mit Profisafe Technology. Das Gerät, das dem höchsten Sicherheitslevel SIL 3 entspricht, umfasst acht einkanalige oder vier zweikanalige Anschlussmöglichkeiten. So lässt sich beispielsweise ein Not-Halt-Taster mit Schlüsselschalter auf der Bedienstation anbringen.

Durch die sich schnell wandelnden Produktionsabläufe kann es passieren, dass sich der Einsatzzweck einer Bedienstation ändert. Zum Beispiel muss eine Neben- zur Hauptbedienstation umgerüstet werden. Zur Unterstützung des Nachhaltigkeitsziels sowie einer Green Production lassen sich die einzelnen in der Bedienstation AML-MOS verbauten Bestandteile deshalb einfach und schnell austauschen. Außerdem gestaltet sich die Wartung so effektiver. Der Anwender kann den Industrie-PC durch das Lösen von Schlüssellochschrauben problemlos aus der Station herausnehmen. Aufgrund der getrennten Spannungsversorgung von IPC und Push-Button-Box läuft die Fertigung weiter und es tritt kein Produktionsausfall auf. Die Push-Button-Box umfasst eine abnehmbare Front, alle Anschlüsse sind auf die Platine gesteckt. Verändert sich die Tastenbelegung, muss also keine umständliche neue Verdrahtung vorgenommen werden: Die Anschlüsse sind lediglich zu tauschen (Bild 4).

Beste Bedingungen für die Mitarbeiter

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass sich die Anforderungen an Bedienstationen wegen der zunehmenden Automatisierung und hohen Flexibilität in digitalen Fabriken erheblich wandeln werden. Neben einer weltweiten, schnellen Verfügbarkeit sind trotzdem individuelle Wünsche zu berücksichtigen. Darüber hinaus müssen sich die immer größer werdenden Datenmengen durch Gigabit-Datennetze verarbeiten lassen. Ferner soll sich das Design von schaltschrankähnlichen Konzepten zu schlanken Lösungen mit unterschiedlichen Montagemöglichkeiten ändern. Vor dem Hintergrund dieser Rahmenbedingungen hat Phoenix Contact die Modular Operation Station entwickelt. Ihre modulare Bauform, moderne Technologien und ein übersichtliches Design unterstützen die Anwender dabei, ihren Mitarbeitern beste Bedingungen mit optimaler Ergonomie zur Verfügung zu stellen und der Smart Factory damit wieder einen Schritt näher zu kommen.