Sensorik Tablet und Smartphone für die industrielle Sensorik nutzen

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Benedikt Rauscher* / Jan Vollmuth

Zur Überbrückung der „digitalen Lücke“ zwischen Sensoren und mobilen Endgeräten hat Pepperl+Fuchs das System Smart-Bridge entwickelt. Die Smart-Bridge-App macht aus dem Smartphone oder Tablet ein komfortables Werkzeug für Inbetriebnahme, Wartung, Service und Fehlersuche.

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Smart-Bridge-Adapter eingeschleift in Sensor-Zuleitung.
Smart-Bridge-Adapter eingeschleift in Sensor-Zuleitung.
(Bild: Pepperl+Fuchs)

Am Begriff „Industrie 4.0“ kommt man momentan in der Automatisierung nicht vorbei. Es ist damit der Einzug von Technologien und Geräten aus der Informations- und Kommunikationstechnik in die Welt der industriellen Produktion gemeint. Durch eine Vernetzung von der untersten Ebene bis über Fabrik-Grenzen sollen in Cyber-Physikalischen Produktions-Systemen (CPPS) mit effektiver Kommunikation und Selbstorganisation Flexibilität, Leistungsfähigkeit und Effizienz massiv gesteigert werden. Den zusätzlichen „horizontalen“ Kommunikationswegen parallel zur vertikalen Vernetzung in der vertrauten Automatisierungspyramide kommt dabei eine zentrale Bedeutung zu.

Komplexe Anlagen besser im Griff

Aus Sicht der Sensorik in der heutigen Situation sind insbesondere diese zusätzliche Konnektivität sowie die Nutzung von IT-Technologie und Hardware hochinteressant. Damit bieten sich Möglichkeiten, die Arbeitsweise von komplexen Anlagen transparenter zu machen und deren Beherrschbarkeit zu verbessern. Pepperl+Fuchs hat dafür den Begriff Sensorik 4.0 geprägt und vor wenigen Monaten in den Markt eingeführt.

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Moderne Sensoren bilden immer komplexere Funktionen ab und bieten dadurch auch mehr Parameter bzw. Einstellmöglichkeiten. Für einen optimalen Einsatz sind Anzeige-Elemente für Zustände oder Messwerte zumindest temporär erforderlich, die Sensoren müssen parametriert und Konfigurationen gesichert werden.

Übersichtliche Bedienoberflächen erwünscht

Dafür sind übersichtliche Bedienoberflächen wünschenswert, die jedoch an den Sensoren selbst wegen Miniaturisierung und aus Kostengründen nicht umgesetzt werden können. Die Realität sind kleine LEDs, LCD-Displays sowie Taster, DIP- oder Drehschalter und Potis die mit Schraubendrehern bedient werden müssen. Es müssen auf kleinstem Raum viele Informationen zum Anwender transportiert werden, was nur mit Mehrfachbelegungen von Tastern, LED-Blinkcodes möglich ist. Für Beschriftungen steht nur wenig Platz zur Verfügung. Der Anwender benötigt eine mehr oder weniger ausführliche schriftliche Anleitung in einer ihm verständlichen Sprache, um mit solch wenig intuitiven Systemen arbeiten zu können.

Hinzu kommt, dass gerätegebundene Elemente in vielen Fällen nutzlos sind, weil bei der Montage auf die Zugänglichkeit oder Sichtbarkeit von Bedien- und Anzeige-Elementen keine Rücksicht genommen werden kann oder die Sensoren gar vollkommen unzugänglich verbaut werden müssen.

Smartphones und Tablets sind ideal geeignet

Mit fest installierten abgesetzten Bedieneinheiten können auch entfernt vom Sensor Funktionen visualisiert oder Einstellungen komfortabel vorgenommen werden, jedoch verursachen solche Geräte zusätzlich Platzbedarf und Kosten. Moderne Mobilgeräte wie Tablets und Smartphones sind geeigneter für solche Zwecke. Hierbei handelt es sich um High-End-Geräte zu vergleichsweise günstigen Preisen. Hohe Grafikleistung, kontraststarke Bildschirme, integrierte Sensorik, leistungsfähige drahtlose Schnittstellen und nicht zuletzt die intuitiv zu bedienenden Betriebssysteme machen Smartphones und Tablets zu perfekten Anzeige- und Bedieneinheiten auch in der Automatisierung.

Für eine Nutzung im Sensorik-Bereich fehlt jedoch eine gemeinsame Schnittstelle, da die mobilen Endgeräte ausschließlich über drahtlose Zugänge verfügen. Mit IO-Link steht jedoch auf der Sensor-Ebene ein digitales Schnittstellenprotokoll zur Verfügung, welches von den meisten Sensorherstellern unterstützt wird. Es nutzt die für die Prozessdaten-Übertragung vorhandenen Steckverbinder sowie das 3,4 oder 5-adrige Standardkabel zur Übertragung von Parametern und Messwerte im Betrieb ohne dass die Echtzeit-Eigenschaften des Sensors oder Aktors beeinflusst werden. Es müssen keine zusätzlichen Anschlüsse aus dem Sensor herausgeführt werden, die Bauraum beanspruchen und Kosten verursachen würden.

IO-Link wurde von einem Konsortium spezifiziert und als Standard festgelegt. In diesem Konsortium sind alle Hersteller von Sensoren, Aktoren und Steuerungen vertreten. Es ist daher zu erwarten, dass in Zukunft alle parametrierbaren Sensoren auch in IO-Link-Ausführung angeboten werden.

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