CSL 2

Die erste Produktion

Produktwelten

Ausstattung bestehend aus:
3	Cyber-physisches Transportsystem mit IO-Link	LM9516
1	Station Vereinzeln	LM9627
1	Station Montieren	LM9628
1	Station Bearbeiten	LM9682
1	WLAN Access Point mit integriertem Router, Ethernet-Switch und DSL-Modem	CO3538-1R

Zubehör:
3	Werkstückträgerplatte schwarz	LM9520
2	Werkstück-Oberteil weiß	LM9521
2	Werkstück-Oberteil schwarz	LM9522
2	Werkstück-Unterteil weiß	LM9524
2	Werkstück-Unterteil schwarz	LM9525
2	Werkstück Bolzen Aluminium	LM9527
2	Werkstück Bolzen Kunststoff rot	LM9528
3	Schnittstellenkabel 25-polig, Sub-D-Buchse/ Stecker 1 m	LM9066
1	Verdichter, geräuscharm (Kompressor)	SE2902-9L
1	Schlauch- und Zubehörsatz für mechatronische Systeme	LM9571
3	DC-Netzteil (24V/5A) für IMS Bänder	LM9672
1	USB 2.0 Ethernet Adapter 10/100	LM8257

Medien:
1	Interactive Lab Assistant: CSF 4 ERP Lab für Industrie 4.0	SO2800-5Z
1	Interactive Lab Assistant: IMS Transportband mit SPS und Bearbeitungsstationen	SO2805-5N
1	Interactive Lab Assistant: CFA 1 IMS Factory App (Augmented Reality)	SO2805-4F
1	QuickChart IMS 1.5 Cyber Physisches Transportsystem	SO6200-2P
1	QuickChart IMS 3 Mechatronisches Subsystem Vereinzeln	SO6200-1C
1	QuickChart IMS 4 Mechatronisches Subsystem Montieren	SO6200-1D
1	QuickChart IMS 5 Mechatronisches Subsystem Bearbeiten	SO6200-1E

IMS Möbel
1		Mobiler IMS Experimentierstand, SybaPro, 1200mm, 2 etagig. Experimentierrahmen	ST7200-3T
1		Mobiler IMS Experimentierstand, SybaPro, 1200mm	ST7200-3U

Cyber-physisches Transportsystem mit IO-Link

Mechatronisches Basismodul angetrieben mit einem drehzahlvariablen 24 V-Getriebemotor. Zwei Endlagensensoren am Anfang und am Ende des Transportsystems. Für grundlegende Experimente an einem Transportsystem oder zum Einbau in ein komplexes mechatronisches System zur Steuerung des Materialflusses. Eine auf der Frontseite montierte Siemens SPS ist frei programmierbar und übernimmt die Steuerung des Moduls. Das Transportband transportiert Werkstückträger mit Werkstücken, verbindet einzelne Stationen. Es kann mit anderen Transportbändern, Kurven oder Transferknoten kombiniert werden. Über den 25-poligen D-Sub Anschluss können die auf dem Förderband angebrachten Bearbeitungsstationen über die SPS gesteuert werden. Das Förderband samt Steuerung bildet eine kompakte Einheit. Ohne aufwändige Umbaumaßnahmen oder Veränderung der Verkabelung kann das System aus einer Gesamtanlage separiert und zum Einzelarbeitsplatz genommen werden. Ein Umbau oder komplizierter Auseinanderbau von Tischen entfällt somit.

Über einen integrierten Switch ist eine Vernetzung mehrerer Transportsysteme problemlos möglich. PROFINET Kabel können von einem Transportsystem zum nächsten geschleift werden. Die einzelnen Systeme müssen nicht alle separat mit einem zentralen Switch verbunden werden. Dicke Kabelbäume und das Verlegen langer Kabel entfällt somit.

Ein integriertes Modul dient zur Messung und Auswertung der Leistungs- und Energieaufnahme des Gesamtsystems (Transportsystem, Steuerung und optionaler Station). Diese Werte ermöglichen eine Beurteilung der Energieeffizienz und geben Hinweise auf deren Optimierung. Sie können per LAN an übergeordnete Leitstellen übermittelt werden, wo ein Energiemanagement implementiert ist.

Länge = 600 mm, Breite = 160 mm, Spur = 120 mm
Getriebemotor, 24 V DC
Zur Ansteuerung des Bandes mit variabler Geschwindigkeit kann das PWM Signal der SPS verwendet werden
2 x Magnetfeld Endlagensensoren
3 x dreipolige Klemmanschlüsse zum Anschluss von digitalen Sensoren
25-polige D-Sub Schnittstelle zum Anschluss von Bearbeitungsstationen
Im 25-poligen Anschluss integrierte Übertragung des IO-Link Sensorsignals der Station zur Steuerung
2 x M12 Schnittstelle mit jeweils einem digitalen Ein- und einem Ausgang zur Kommunikation mit anderen Förderbändern
2 x RJ45 Schnittstelle an der Frontseite
Externe Spannungsversorgung über 4 mm Sicherheitsbuchsen oder Hohlstecker
Inkrementalscheibe für Positionserfassung und Geschwindigkeitsmessung über optischen Sensor
Verwendete Steuerung: S7-1215 DC/DC/DC mit 14 DI und 10 DO
Zusätzliches Kommunikationsmodul mit 2 DI und 2 DO
2 x Rasttastschalter zur Simulation digitaler Eingänge des Kommunikationsmoduls
Messung der Leistungs- und Energieaufnahme
Hutschiene zur Erweiterung der SPS mit analogen oder digitalen IO Modulen
Erweiterung der SPS um ein PROFIBUS-Mastermodul, ein AS-i-Bus Mastermodul möglich
1 x RJ45 Kabel
1 x Step 7 Basic mit aktueller Version Step7 des TIA-Portals

Achtung: Nur für Schulen und Ausbildungsstätten im nicht gewerblichen Bereich.

Zusätzlich im Transportsystem enthalten und vormontiert:

IO-Link Mastermodul

IO-Link Mastermodul für S7-1200 Steuerungen. An das Mastermodul lassen sich bis zu vier IO-Link Teilnehmer anschließen.

IO-Link RFID Schreib-/Lesekopf

Inkl. Halterung und Anschlusskabel.

Elektrische Daten
- Betriebsspannung 11...32 VDC
- Datenübertragung: induktive Kopplung
- Technologie: HF (13,56 MHz)
- Funk- und Protokollstandard: ISO 15693
- Drahtbruchsicherheit und Verpolungsschutz
- Schnittstelle: Vierdraht, IO-Link
Mechanische Daten
- Umgebungstemperatur: -25...+70 °C
- El. Anschluss: Steckverbinder, M12 x 1
- Schutzart: IP67
- Gehäusewerkstoff: Metall, CuZn, verchromt
- Bauform: Gewinderohr, M18 x 1
IO-Link
- IO-Link Porttyp: Class A
- Prozessdatenbreite: 32 Bit

Modul Wegmessung

Optischer Sensor für inkrementelle Wegmessung

Schaltelementfunktion: PNP Schließer
Betriebsspannung: 24 V

Interactive Lab Assistant: CSF 4 ERP Lab für Industrie 4.0

Die Versuchsanleitung bildet ein Interactive Lab Assistant Kurs. Dieser Multimediakurs führt Schritt für Schritt in die Thematik ERP (Enterprise Ressource Planning). Grundlagen werden durch leicht verständliche Bilder vermittelt. Der Interactive Lab Assistant bildet zusammen mit dem Fragenteil eine umfangreiche Experimentierumgebung.

Besonderheiten:

Interaktive Versuchsaufbauten
Messwerte und Grafiken können per Drag und Drop in der Versuchsanleitung gespeichert werden
Fragen mit Feedback und Auswertelogik zur Wissensstandkontrolle
Druckdokument zum komfortablen Ausdruck der Versuchsanleitung mit Lösungen
Labsoft-Browser und Kurssoftware

Lerninhalte:

Industrie 4.0
ERP-Lab
Konfiguration
Projekt Transportsystemanbindung an ERP-Lab
Projekt Konfiguration Fertigungsstraße
Entwicklung des ERP-Labs
Kursdauer: ca. 60 h

Das ERP-Lab ist ein didaktisch aufbereitetes ERP System (Enterprise Resource Planning). Anders als bei industriellen Lösungen von ERP Systemen ist hier keine lange Einarbeitungszeit notwendig. Der Lernende kann sich direkt auf die wesentlichen Dinge der Programmierung und Einrichtung eines ERP-Systems konzentrieren. Die zugehörige Kurssoftware beschreibt die Arbeitsweise des ERP-Systems und unterstützt den Lernenden bei der Programmierung und Einrichtung des Systems. Fragen wie 'Was ist ein ERP-System?', 'Wie arbeitet ein ERP System?' oder 'Wie funktioniert die Kommunikation zum IoT-Device?' werden im Kurs erklärt. Der Lernende konzentriert sich auf den Ablauf der Fertigung, die Konfiguration des ERP-Systems und die Programmierung der speicherprogrammierbaren Steuerungen. Es lassen sich 2 verschiedene Produkte in 12 verschiedenen Varianten herstellen. Diese sind in der Datenbank im ERP hinterlegt. Das ERP-Lab dient durch das integrierte Preismodell ebenso als Warenwirtschaftssystem.

Das ERP Lab dient ebenso als MES (Manufacturing Execution System) und überwacht den kompletten Prozess. Es läuft auf einem Server und liefert alle produktionsrelevanten Daten in die Edge-Cloud (eine Cloud im Intranet); von der Bestellung aus dem Webshop über den Produktionsablauf bis hin zur Lagerverwaltung und -überwachung übernimmt das ERP-Lab alle Aufgaben. Über das Netzwerk kommuniziert das ERP-System mit den speicherprogrammierbaren Steuerungen der Anlage.

Die Füllstände der Magazine der Bearbeitungsstationen werden nach Befüllung manuell im ERP-Lab eingestellt. Nach Bearbeitung, also wenn ein Teil aus dem Magazin verwendet wurde, wird der Füllstand durch das ERP-Lab automatisch aktualisiert. Über zusätzliche IO-Link Sensoren an den Magazinen kann der Füllstand auch vollständig automatisiert aktualisiert werden, auch nach Auffüllen der Magazine.

Das ERP-Lab kann unkompliziert an die Hardware angepasst werden. Wird die Produktionsanlage umkonfiguriert, kann das ERP-Lab dementsprechend mit wenigen Handgriffen angepasst werden. Alle hierfür notwendigen Schritte sind im Kurs erklärt.

Über den auf dem Server laufenden Webshop kann der Kunde Bestellungen aufgeben. Lediglich ein Browser ist notwendig um den Webshop von jedem Mobilgerät, wie Tablet, Smartphone oder Laptop, aus aufzurufen. Der Kunde sieht bei der Zusammenstellung seiner Bestellung direkt die Gesamtkosten des Warenkorbs. Die Preise für die Einzelteile der Produkte in den verschiedenen Varianten werden vom ERP-System verwaltet. Durch die im System hinterlegten Stückpreise können Produktions- und Materialkosten überwacht und ausgewertet werden. Eine genaue Analyse und ein Datenexport sind möglich.

Zu Kundenaufträgen können Lieferscheine und Rechnungen ausgedruckt werden. Firmenintern wird der komplette Prozess der Produktion durch ERP Lab überwacht. Die SCADA Funktion zeigt dem Instandhalter Störmeldungen über Probleme in der Produktion und lokalisiert diese. Die Überwachung der Lagerbestände signalisiert, ob die bestehenden Aufträge abgewickelt werden können oder nicht. Ein automatisierter Bestellvorgang bei zu niedrigem Lagerbestand ist ebenso möglich.

Die Transportsysteme mit integrierter Steuerung führen eine Strom- und Spannungsmessung mit sich. Dies bedeutet, dass die Gesamtenergieaufnahme eines einzelnen Systems aufgezeichnet werden kann. Das ERP-Lab wertet diese Daten aus und zeigt die Energiebilanz der einzelnen Bestellungen.

Das ERP-Lab kann ebenso frei konfiguriert werden. Neue Bearbeitungsstationen, neue zu bearbeitende Teile, Produkte und Varianten lassen sich hinzufügen und konfigurieren. Das ERP-Lab ist somit universell einsetzbar und kann mehrere Produktionsstraßen gleichzeitig steuern. Verschiedene Produkte werden dann in den unterschiedlichen Straßen produziert. Die Bestellung aller Produkte erfolgt weiterhin über einen Webshop. Jedes neu definierte Produkt kann für den Webshop konfiguriert werden und steht dann online im Shop als Auswahl zur Verfügung. Das ERP-Lab startet dann die Produktion in der richtigen Anlage.

Eigenschaften des ERP-LABs

ERP und MES
SCADA
Betriebsdatenerfassung (BDE)
Maschinendatenerfassung (MDE)
Produktions- und Fertigungsplanung
Frei konfigurierbar
Energiebilanzen zu Produktionen
Cloudbasierter Datenaustausch
Lagerverwaltung
Intelligente Steuerung der Produktion in Echtzeit
Überwachung der Produktion in Echtzeit
Netzwerkkommunikation
Parallele Steuerung mehrerer Anlagen
Server mit ERP-System
Kommunikation zwischen ERP-Lab und Steuerung
Individuelle Anpassung des ERP-Systems an die Hardware
Warenwirtschaftssystem
Individuelle Preisgestaltung der Produkte
Druck von Lieferscheinen und Rechnungen
Großer Statistikbereich über
- Anzahl verwendeter Werkstücke
- Anzahl hergestellter Produkte
- Produktionskosten
- Länderübersicht, wieviel Produkte wohin geliefert wurden
- u.v.m.

Integrierter Webshop

Frei konfigurierbarer Webshop
Bestellung übers Internet
Personalisierte Bestellung
Verschiedene Preise für unterschiedliche Varianten
Anzeige über Lieferzeiten
Liveansicht des Produktionsprozesses
Liveansicht der Bestellliste

Schnittstellenbeschreibung

CoAP: Protokoll zur Kommunikation zwischen Steuerung und ERP-Lab
MQTT: PubSup-Dienst um Daten auf der Benutzeroberfläche automatisch zu aktualisieren
REST: Stellt Daten in maschinenlesbarer Form zur Verfügung

Die Daten des ERP-Systems befinden sich in einer MySQL Datenbank, auf die über eine vorinstallierte Benutzeroberfläche bequem zugegriffen werden kann. Alle Daten können in unterschiedlichen Formaten (z.B. Excellisten) exportiert werden.

Systemvoraussetzungen:

Personal Computer mit Betriebssystem Windows Vista/7/10 Professional, .NET Redistributable 2.0 und DirectX 9.0c
STEP7 Professional (im Trainerpackage STEP7 enthalten)
CD-ROM-Laufwerk für die Installation der Software
USB-Anschluss für Server Dongle
Lokales Netzwerk für das License Management
mind. 15 GB freier Festplattenspeicher
mind. 8 GB Ram
moderne CPU, mit mind. 2,7 G Hz Taktfrequenz
vmware Player (bei kommerzieller Nutzung muss eine Lizenz erworben werden)

Interactive Lab Assistant: CFA 1 IMS Factory App (Augmented Reality)

Die Versuchsanleitung bildet ein Interactive Lab Assistant Kurs. Dieser Multimediakurs führt Schritt für Schritt in die Thematik der Steuerung eines Transportsystems mit Anwendung in Augmented Reality (AR). Grundlagen werden durch leicht verständliche Bilder vermittelt. Der Interactive Lab Assistant bildet zusammen mit dem Fragenteil eine umfangreiche Experimentierumgebung.

Besonderheiten:

Interaktive Versuchsaufbauten
Fragen mit Feedback und Auswertelogik zur Wissensstandkontrolle
Druckdokument zum komfortablen Ausdruck der Versuchsanleitung mit Lösungen
Labsoft-Browser und Kurssoftware

Lerninhalte:

Grundlagen Augmented Reality (AR)
Kommunikation zwischen SPS und App
Konfiguration der App
- Definition der Segmente
- Definition der Strecken
- Konfiguration der Signale
- Freie Positionierung der Signale in AR
- Konfiguration von Fehlermeldungen
- Signaltypen und Steuerungsarten
Wartung
- Auswahl der Strecken
- Testen der Signale in der Listenansicht
- Testen der Fehlermeldungen in der Listenansicht
- Testen der Signale in AR
- Durchführung einer Wartung in AR

Die IMS Factory App:

Die IMS Factory App ist frei im Appstore verfügbar und kann auf jedem neuen iOS Gerät installiert werden. Die Systemvoraussetzungen stehen in der App-Beschreibung im Store. Mit Hilfe dieser App ist eine Steuerung und Wartung von IMS Transportbändern und Bearbeitungsstationen möglich. Die Kommunikation zwischen der SPS und der App geschieht über WLan. Die App stellt automatisch die Verbindung zu einer konfigurierten SPS über die IP-Adresse her. Diese wird in der App als Segment gespeichert.

In der App lassen sich für jedes Segment Signale mit festen Adressen konfigurieren. Diese Adressen müssen mit denen in der SPS übereinstimmen. So können die Signale der SPS über die App gesteuert und angezeigt werden. Es stehen unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften zur Verfügung, die den Signalen zugeordnet werden können.

Nach der Definition und Konfiguration der Signale können diese nun in der AR Umgebung eingebunden und frei im Raum Positioniert werden. Die Positionierung der Signale geschieht immer relativ zu einem 'Anker'. Bei dem Anker handelt es sich um ein Bild, welches an ein Transportband fixiert werden kann. Die App sucht über die Kamera nach diesem Anker und speichert die Sensorpositionen immer relativ dazu. Eine Darstellung der Signale in AR ist ohne einen Anker nicht möglich. Im Wartungsmodus ist eine Überwachung aller konfigurierter Signale direkt vor Ort möglich. Ebenso eine Steuerung oder ein Eingreifen in einen Produktionsprozess sind realisierbar.

Die IMS Factory App lässt sich für separate Steuerungen, einzelne Transportbänder, Transportbänder mit Bearbeitungsstationen oder auch für komplette Produktionsstraßen konfigurieren.

Lieferumfang:

Zusätzlich zur Kurs-CD werden 20 Anker für die AR Umgebung geliefert. Somit kann die App an 20 verschiedenen Arbeitsplätzen eingesetzt werden. Pro Strecke wird ein Anker benötigt. Eine Strecke kann eine einzelne SPS, ein Transportband oder auch eine Produktionsstraße sein. Es wird also auch für eine komplette Straße nur ein Anker benötigt.