Das PHARE-Projektteam schloss kürzlich das PHARE-Projekt erfolgreich ab. In diesem Projekt wurde die technologische Basis für die Entwicklung hochintegrierter Automatisierungskomponenten am Beispiel eines Linearförderers prototypisch erarbeitet. Das Treffen in der SmartFactoryOWL bot die Gelegenheit, die finalen Ergebnisse und die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe (TH OWL) und dem Projektpartner Emerson zu reflektieren und fortzuschreiben.
Ziel des PHARE-Projekts
Ziel des Projektes war die prototypische Entwicklung eines vollintegrierten Embedded Schwingförderers (Embedded Linear Feeder), der unabhängig von zentralen Steuerungssystemen funktioniert und direkt über mobile Endgeräte konfiguriert, gesteuert und gewartet werden kann – ideal für den Einsatz in vernetzten Produktionsumgebungen, um Inbetriebnahme-, Umrüst- und Wartungsprozesse zu vereinfachen, den Verkabelungsaufwand zu reduzieren und Ausfallzeiten auf ein Minimum zu begrenzen.
Entwicklung eines Prototyps
Die inIT-Arbeitsgruppe „Vernetzte Automatisierungssysteme“ unter der Leitung von Prof. Dr. Henning Trsek war im Rahmen des Projektes maßgeblich für die Konzeption und Implementierung der Kommunikations- und Konfigurationsschnittstellen sowie des generischen und plattformunabhängigen Bedienkonzeptes verantwortlich. Das höchst anspruchsvolle und innovative HW-Integrations- und Designkonzept sowie dessen Umsetzung lag dabei in der Verantwortung des Projektpartners Emerson. Gemeinsam konnten die Projektpartner in vertrauensvoller Zusammenarbeit die gesteckten Projektziele erreichen.
Detaillierte Übersicht über die zentralen Entwicklungen:
Prototypischer Entwurf eines Embedded Linear Feeders:
- Entwicklung eines hochintegrierten Feeders: Der Embedded Feeder verfügt über ausgeklügelte Funktionen, darunter einen multifunktionalen Stecker, der speziell für das Projekt spezifiziert und in Auftrag gegeben wurde. Er ermöglicht sowohl die Stromversorgung als auch die Datenübertragung via Ethernet kostengünstig über ein einziges Kabel. Die Konstruktion und das flexibel umgesetzte Platinendesign sorgen für optimale Wärmeabfuhr und Schwingungskompensation auf engstem Bauraum. Letzteres ist essenziell für den Schutz der integrierten Bauteile sowie für die Präzision und Zuverlässigkeit des Feeders unter verschiedenen Produktionsbedingungen.
Netzwerkintegration und Echtzeitkommunikation:
- TSN-Fähigkeit: Der Feeder wurde als TSN-fähiger Switched-Endpoint realisiert, d.h. er verfügt über einen eigenen integrierten TSN-Switch, der eine Echtzeitkommunikation nach dem Daisy-Chain-Prinzip ermöglicht. Dies ist eine besondere Eigenschaft, die den Einsatz in vernetzten Umgebungen ermöglicht, in denen ein präzises Timing für zeitkritische Anwendungen gewährleistet sein muss.
OPC-UA-Implementierung:
- Modellierung des Feeders als „AutomationComponent“ gemäß der OPC-UA-FX-Companion-Spezifikation: Durch diese Spezifikation kann der Feeder nahtlos in bestehende industrielle Automatisierungssysteme integriert werden. Ein dedizierter OPC-UA-Server ermöglicht die flexible Konfiguration und Steuerung des Feeders, während ein spezieller OPC-UA-Publisher die schnelle und zuverlässige Übertragung von Steuerungs- und Betriebsdaten in Echtzeit unterstützt.
Entwicklung einer Benutzeroberfläche und Digitale Zwillingstechnologie:
- Um die Bedienung plattformunabhängig und generisch zu gestalten, wurde ein intuitives Webinterface entwickelt, welches seine Oberfläche direkt vom Zielgerät bezieht und dann über OPC AU kommuniziert. Darüber hinaus wurde der Feeder als Digitaler Zwilling auf der BaSyx-Plattform im Kontext der Industrie-4.0-Verwaltungsschale (VWS/AAS) modelliert. Dabei wurden standardisierte AAS-Submodelle zur Beschreibung des Gerätes verwendet, die den Lebenszyklus des Feeders handhaben und nutzerrelevante Daten zentral zur Verfügung stellen.
Positives Fazit einer tollen Zusammenarbeit
Der erfolgreiche Abschluss des PHARE-Projekts unterstreicht einmal mehr die Wichtigkeit fortschrittlicher Automatisierungslösungen und das große Potenzial von Kooperationen zwischen Forschung und Industrie. André Mankowski, wissenschaftlicher Mitarbeiter am inIT, betont die Bedeutung der Teamarbeit: „Dieses Projekt zeigt nicht nur unser technisches Know-how, sondern auch die Innovationskraft einer engagierten Partnerschaft.“
Die erzielten Ergebnisse und der entwickelte Prototyp bilden eine gute Basis für zukünftige Entwicklungen und Anwendungen in der Industrie.
Weitere Informationen zum Projekt gibt es hier: https://www.init-owl.de/forschung/projekte/detail/prototyp-eines-hochintegrierten-skill-basierten-embedded-feeders-schwingfoerderer/