Retrofit voor Industrie 4.0

Bestaande machines en installaties functioneren vaak nog prima, maar zijn niet voorbereid op Industrie 4.0. Ze vervangen door machines die functioneren in netwerken is kostbaar. Fraunhofer IPT biedt uitkomst met de vBox.

Industrie 4.0 vraagt er om data van binnen en rondom de machine met behulp van sensoren met de hoogst mogelijke nauwkeurigheid te bepalen en te synchroniseren. De informatie uit de machine wordt in real-time over het aangesloten netwerk gestuurd, om een directe en zelfstandige reactie van het systeem te garanderen.

Veel bedrijven willen de aansluiting niet verliezen en vervangen nu al installaties die nog zonder problemen functioneren, vóór het einde van hun levensduur door nieuwere die in netwerken kunnen opereren. Het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aken heeft als alternatief voor de kostbare vervanging de vBox ontwikkeld. Deze maakt bestaande productiesystemen geschikt voor netwerkfunctionaliteit in de zin van Industrie 4.0 en bespaart machine-exploitanten daarmee hoge kosten.

In- en uitgangen voor Industrie 4.0

Gereedschapmachines met mechanische onderdelen die zeer nauwkeurig zijn en een lange levensduur hebben, kunnen bij regelmatig onderhoud door de jaren heen productief blijven, ook in high-tech branches als de automobielbouw en de luchtvaartindustrie. De eisen aan systeemintegratie, besturingstechiek en functioneren in netwerken zijn in de loop van de ontwikkelingen naar Industrie 4.0 echter sterk gestegen. Het gevolg is dat conventionele machines tegen hun beperkingen aanlopen zodra ze in intelligente productienetwerken moeten worden geïntegreerd.

De vBox van Fraunhofer IPT biedt een alternatief voor het vervangen van bestaande productiesystemen. Als retrofit-oplossing beschikt het kastje over de noodzakelijke netwerkmogelijkheden voor real-time data-uitwisseling. Het compacte systeem kan positiegegevens, digitale in- en uitgangen met sensordata synchroniseren en voor de gebruiker naar behoefte visueel weergeven – onafhankelijk van de gebruikte besturingstechniek en volledig volgens de huidige industriële standaards.

Machinegegevens en informatie over kracht, geluidsniveau of versnellingen worden in de hoogste kwaliteit en real-time overgedragen om in kritische procesfases falende functies te ontdekken en procesverlopen onmiddellijk te optimaliseren. Op basis hiervan kunnen ondernemingen zelfs het inzetten van operators en servicemedewerkers individueel inplannen en naar behoefte aanpassen.

Fraunhofer IPT kon de vBox al uitvoerig testen. Het systeem is volgens de onderzoekers uit Aken zowel geschikt voor bewaking tijdens de aanloopfase van een nieuwe serieproductie of van processen voor de productie van hoogwaardige onderdelen als voor predictief onderhoud van modules. Door de volledige integratie in bestaande besturingssystemen kan de vBox daarmee een goede bijdrage naar een transparante productie in de zin van Industrie 4.0 leveren. (foto: Fraunhofer IPT)

Technische gegevens

4 x analoge ingang (+/-10 V, 1 MOhm, DC -80 kHz)
4 x analoge uitgang (+/-10 V, 16 kOhm, 1 Hz - 80 kHz)
2 x High Speed analoge ingang met geïntegreerde FFT (+/-5 V, 50 Ohm, DC -5 MHz)
4 x encoder (1 Vss, TLL of 11 mAss)3 x digitale uitgang 5 V
3 x digitale uitgang 24 V
3 x digital ingang 5 V
3 x digitale ingang 24 V
100 kHz real-time meting
< 100 ns synchronisatie van klokken
200 Mbit/s Ethernet
30 x vBox per netwerk