Untersuchung von geeigneten Lösungsansätzen zur Übertragung industrieller Bussysteme in kontaktlosen Daten- und Energieübertragungssystemen
DER ANLASS
Das Unternehmen KONTENDA GmbH bietet die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von Produkten und Lösungen der kontaktlosen Energie- und Datenübertragung und damit verbundene Dienstleistungen an. Das 2007 im Ergebnis der erfolgreichen Zusammenarbeit innerhalb des gleichnamigen Netzwerkes gegründete Unternehmen beschäftigt vier Mitarbeiter:innen.
Die KONTENDA GmbH wollte eine Untersuchung von geeigneten Lösungsansätzen zur Übertragung industrieller Bussysteme (z. B. IO-Link) über kontaktlos induktive Schnittstellen in Kombination mit kontaktlosen Energieübertragungssystemen in Angriff nehmen. In vielen industriellen Anwendungen, wie z. B. im Werkzeugmaschinenbau, in der Logistik oder hochautomatisierten Produktionsanlagen wird eine Datenübertragung zwischen bewegten und feststehenden Anlagenteilen, wie z. B. in einem Drehtisch für mechanische Bearbeitungszentren benötigt. Dabei müssen die Sensoren und Aktoren über herkömmliche industrielle Bussysteme, wie IO-Link oder Profibus, mit Daten versorgt werden. Herkömmliche kontaktbehaftete Systeme oder auch Funktechnologien sind hierbei aufgrund der Umgebungsbedingungen (Verschmutzung, Flüssigkeiten, metallische Umgebung) oft nicht verwendbar. Kontaktlose Nahfeld-Datenübertragungssysteme, auch in Verbindung mit einer kontaktlosen Energieversorgung, stellen hierfür einen robusten und sicheren Übertragungsweg dar.
DIE LÖSUNG
Aus diesem Grund wurde ein Umsetzungsprojekt der Firma KONTENDA GmbH in Zusammenarbeit mit dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg gestartet, welches das Ziel hatte, Realisierungsmöglichkeiten der digitalen Kommunikation für industrielle Bussysteme zwischen der Sensorik, Aktorik und der Steuerungseinheit durch Verwendung induktiver Nahfeldübertragungssysteme an einem ausgewählten Beispiel zu demonstrieren. Das Projekt soll gezielt Unternehmen aus dem Werkzeugmaschinenbau, der industriellen Fertigungstechnik und der Logistik ansprechen. Ein besonderes Ziel ist dabei die Evaluierung von Lösungsansätzen für die Steigerung der Performance der Datenübertragung gegenüber herkömmlichen induktiven Datenübertragungssystemen. Hier waren Baudraten bis 500 KBit typisch, während im Umsetzungsprojekt Baudraten im MBit-Bereich angestrebt werden.
In den ersten Schritten wurden ein Systemkonzept erarbeitet und Lösungsmöglichkeiten für die Gestaltung leistungsfähiger Datenübertragungsanordnungen in Kombination mit einer Energieübertragung untersucht.
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Weiterhin entstanden ein neues Spulensystem sowie die zugehörigen Elektronikkomponenten, auch mit den erforderlichen Schnittstellenkomponenten. Diese wurden erfolgreich getestet. Nachfolgend wurde das Gesamtsystem aufgebaut und in einer Anwendung getestet.
Die erreichten Ergebnisse flossen in den Demonstrator „Induktive digitale Informationsübertragung im Nahfeld“ ein.
Im Ergebnis konnte gezeigt werden, dass auch in induktiven Energieübertragungssystemen hochperformante Datenübertragungen für die Einbindung in moderne industrielle Bussysteme, wie z. B. Profinet, realisiert werden können.
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DAS HAT ES GEKOSTET
An mehreren Gesprächen, Abstimmungen und Arbeitstreffen im Rahmen des Umsetzungsprojektes haben zwei Mitarbeitende der KONTENDA GmbH gemeinsam mit dem Partner ifak des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg eine spezifische Planung vorgenommen und ein Konzept erstellt, welches das Vorgehen insgesamt genau beschrieben und die einzelnen Schritte transparent dargestellt hat.
Das Unternehmen hat finanzielle Mittel, Personalressourcen und Zeit für das Umsetzungsprojekt investiert, um ein Ergebnis mit hohem Wieder- und Weiterverwertungspotenzial zu schaffen. Die kostenfreie Begleitung durch das Kompetenzzentrum erfolgte über einen Zeitraum von ca. 2 Jahren. Das Ergebnis ist der Demonstrator „Induktive digitale Informationsübertragung im Nahfeld“ und der Geschäftsführer selbst sagt dazu: „Es ist schön, wenn ein Demonstrator entsteht. Man hat etwas zum Anfassen, was man anderen zeigen kann und was langfristig Vorteil bei Kunden liefert.“
DAS HAT DEM UNTERNEHMEN SEHR GEHOLFEN
Als sehr hilfreich wurde die Zusammenarbeit mit dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg empfunden. Die Mitarbeitenden haben vielseitige Kompetenzen, die in das Umsetzungsprojekt eingebracht wurden. Die Verzahnung des Wissens der KONTENDA GmbH mit dem Wissen des ifak hat zu einem fruchtbaren Ergebnis geführt. Als sehr hilfreich hat die KONTENDA GmbH den Start des Projektes beschrieben: die Konzeptionierung, die Idee, der „Fahrplan“ mit seinen einzelnen Etappen, der gut kommuniziert wurde und die Planung insgesamt wurden als hervorragend eingeschätzt.
DAS WÜRDE DAS UNTERNEHMEN NICHT WIEDER MACHEN
Insgesamt war alles zur Zufriedenheit der beteiligten Projektpartner:innen gewesen und die KONTENDA GmbH würde es beim nächsten Mal wieder genauso machen. Es war von Anfang alles sehr gut durchdacht gewesen.
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Kontakt beim Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg
Axel Hoppe
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