Automatie | PMA 8-2018

HET IA -VAKBL AD VO OR NEDERL AND EN BELGIE 62 S TE JA A RG A NG 20 18

Niveaumetingen Hoe ethernet realtime wordt Ervaar het nieuwe maken

TRANSPARENCY AT YOUR FINGERTIP www.br-automation.com/factoryautomation

APROL factory automation – Smart factory solutions for your production

<

APROL EnMon – Energy consumption at a glance

<

APROL ConMon – Reduced downtime and maintenance costs

<

APROL PDA – Line monitoring, manufacturing intelligence – Seamless data acquisition and analysis

INHOUD REDACTIONEEL & AGENDA

Gele hesjes

PAGINA 4 CROONWOLTER&DROS

05

FHI

METEN INHOUD OPSLAGTANKS UITDAGING

OTSOFTWAREONTWIKKELING

VOOR KLEINE LEIDINGDIAMETERS

Traditionele technieken

IT in de OT en open source

Nauwkeurige flowmeter

PAGINA 11 PHOENIX CONTACT

06

12

PAGINA 17 BC GROUP

FRAME PREEMPTION SPEELT BELANGRIJKE ROL

De behoefte aan technisch personeel

ACTEMIUM AUTOMATION AWARD

Avans Den Bosch opnieuw winnaar

32

HOE KIES JE?

De juiste sensor op de juiste plaats

Hoe ethernet realtime wordt

24

23

18

PAGINA 31 TURCK

VAKBEURZEN

CONGRES

VERBINDING

Innovatieve oplossingen voor de maakindustrie

Ervaar het nieuwe maken

Netwerk spanner Nieuwe Powerover-Ethernet

PAGINA 37 BETABANEN

34

38

42

CYBERKRONIEK

COLUMN

BEDRIJFSAPPLICATIES

Nieuwe malware tegen energie­ centrales?

Automatisering

Nieuwe technologie inpassen

44

45

PERSREIS TURCK

MARKT EN TECHNIEK

REDACTIONEEL

Een slimmere fabriek in vijf stappen?

Speciale kabel Connectiveits­ tools

De raad spreekt

PAGINA 50 SIERRA

PAGINA 51 KONTRON PAGINA 52 AUTOMATION

48

28

51

46 COLOFON DUTCHDRIVES

53

OMSLAG 2 B&R OMSLAG 3 IFM OMSLAG 4 KELLER

54

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE | PMA 08/2018

3

De control room, essentieel voor de boardroom

Intelligente en zelfdenkende systemen worden steeds belangrijker in elk industrieel proces. Door de verregaande automatisering komt een schat aan data beschikbaar. Maar filter je hier inzichten uit?

Bij Croonwolter&dros integreren we elektrotechniek, werktuigbouwkunde, automatisering en informatisering. Zo zorgen we niet alleen dat bedrijven in control zijn over hun processen, maar ook dat ze op elk moment over de juiste managementinformatie beschikken. De control room wordt hierdoor meer dan een bedrijfsonderdeel op afstand, het wordt van essentieel belang voor de boardroom.

4

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIĂ&#x2039; AUTOMATIE | PMA 08/2018

13702

REDACTIONEEL

AGENDA Janet Kooren J.KOOREN@VAKBLADEN.COM

DECEMBER 2018 20 The Next Step Forward

JANUARI 2019 22 3D Printing Electronics Conference

Foto: Marja de Beus

Gele hesjes

D

e kleur geel wordt in de industrie vaak gebruikt om een associatie met veiligheid aan te geven. Zo liepen we in november met de redactieraad bijvoorbeeld gehuld in gele hesjes rond bij de rondleiding bij onze jaarlijkse vergadering. Gele hesjes die automobilisten standaard in hun voertuig moeten hebben, voor het geval dat ze pech krijgen. Producten die veiligheid bieden of vergroten, zien we in de industrie veelal in de kleur geel uitgevoerd.

Geel wordt volgens de kleurenleer ook geassocieerd met een nieuw begin. Een kleur die energie geeft. Zo zien we die raadsvergadering ook ieder jaar eigenlijk. Een moment om het pad voor het volgende jaar uit te stippelen. In dit nummer kunnen we daar gelukkig gelijk al wat invulling aan geven en Liam van Koert licht verderop ook nog een tipje van de sluier daarover op.

De komende tijd gaan we dan ook op pad om mooie verhalen te verzamelen, zoals je van ons gewend bent. Verhalen waarmee we de praktijk verbinden met de theorie. Want ook die theorie, en dan met name de basistechnologieĂŤn, vormen een belangrijke pijler voor ons blad. We blijven ze graag voor je behandelen. En daarnaast kijken we ook naar de toepassingen in combinatie met de moderne technologie.

Nog even terug naar die kleur geel. Die heeft ook een negatieve lading: Jaloezie en verraad. Of dat nou de reden is waarom de Franse demonstraten ervoor kozen om in gele hesjes te gaan demonstreren, dat lijkt niet helemaal helder. De aanleiding voor de protesten lijkt gelegen in de groene belasting van de regering Macron, waarbij het ene ongenoegen de trigger was voor het uiten van een hele berg onvrede. Hoewel volgens het Franse bureau van de statistiek de koopkracht in 2018 met maar liefst 1,6 procent groeide, voelen velen zich niet gehoord.

29 Productie Proces Automatisering 2019

FEBRUARI 2019 5-8 Integrated Systems Europe (ISE) 9-10 IT, Robotics, Design Engineering and Environmental Studies ITRES-19

MAART 2019 4-6 EuroSciCon Conference on Biotechnology and Bioengineering 2019 12 Energy Storage 26 Industrial Ethernet event 2019

Laten we hopen dat we de associatie van veiligheid niet los gaan laten bij het zien van de kleur geel.

VOOR MEER EVENEMENTEN EN ACTUELE INFORMATIE OVER O.A. LOCATIE EN TOEGANG, KIJK OP WWW.INDUSTRYPLANNER.COM

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIĂ&#x2039; AUTOMATIE 08/2018

5

#waaromlezen Het meten van producthoeveelheden in opslagtanks is niet eenvoudig: een overzicht van de verschillende technieken

Traditionele technieken

Meten producthoeveelheid opslagtanks uitdaging

6

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIÃ&#x2039; AUTOMATIE 08/2018

smar procesautomatisering & instrumentatie flow druk temperatuur veldbussen

www.smar.nl

SMAR 60x25mm.indd 1

08-12-17 11:44

Het meten van producthoeveelheid in opslagtanks is van oudsher een uitdaging. Er zijn diverse manieren om deze voorraad vast te stellen. Echter, vanwege de grootte van de tanks, variatie in temperatuur, de deformatie van de tanks is de juiste bepaling niet eenvoudig. In het Westen van ons land staan heel veel ‘parken’ met opslagtanks, van allerlei afmetingen, vormen en voor vele verschillende producten.

In het verleden hebben we hier in Automatie herhaaldelijk aandacht aan besteed. Vanwege de blijvende belangstelling en redelijk stabiele technologie geven we hier een inzicht in dit interessante onderwerp. Willem van der Bijl

T

ank Gauging is de generieke naam voor de statische hoeveelheidbepaling van vloeibare produc ten in bulkopslag tank s. Er worden t wee methoden onderscheiden: een tank gauging-systeem geba­ seerd op volume, met kwantiteitsbepaling gebaseerd op niveau- en temperatuurmeting, en een tank gauging-systeem gebaseerd op massa, met kwantiteitsbepaling gebaseerd op hydrostatische druk van de vloeistofkolom. Ongeacht welke methode gebruikt wordt, is een hoge mate van betrouw­ baarheid en nauwkeurigheid van het grootste belang, in het bijzonder wanneer de gegevens worden gebruikt voor voorraadbeheer of ijkwaardige doeleinden.

Raffinaderijen maken gebruik van bulkopslagtanks, waarvoor tank gauging essentieel is.

Raffinaderijen, chemische fabrieken, terminals en opslag­ bedrijven maken gebruik van bulkopslagtanks voor de opslag van vloeibare, of vloeibaar gemaakte producten. De meest gebruikelijke bulkopslagtanks zijn bovengrondse, verticale cilindrische of sferische tanks. Verticale cilindrische tanks kunnen worden onder verdeeld in tanks met vaste daken, met een conus- of koepelvormige dakconstructie, of tanks met drijvende daken. Ondergrondse opslagfaciliteiten, zoals grotten, worden gebruikt in gebieden waar de bodemstructuur dit toelaat.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

7

‘Met moderne technieken is een wereldwijde beheersing van de productvoorraad mogelijk’

Tank g aug ing is essentieel voor het bepalen van de actuele inhoud van opslagtanks voor vloeistoffen. Om de dampverliezen van tanks met vaste daken te beperken, kunnen ze worden uitgevoerd met interne drijvende daken of schermen. Gangbare capaciteiten van bulkopslagtanks variëren van 1.000 m 3 (6.300 bbl) tot meer dan 120.000 m 3 (755.000 bbl). De waarde van de producten die zijn opge­slagen in dergelijke tanks, kan oplopen tot vele miljoenen euro’s.

Een onzekerheid in het niveau van slechts 1 mm of 0,01% in een 10 meter hoge, 50.000 m 3 tank (315.000 bbl) komt overeen met 5 m 3 (31 bbl) product. Dus is nauwkeurigheid een eerste vereiste voor goed voorraadbeheer, maar het is slechts een van de vele aspecten die aandacht vragen bij

tank gauging. De zekerheid dat het weglekken van product voorkomen wordt, en het waarborgen van de veiligheid van het personeel en de omgeving zijn zeker zo belangrijk.

Tank g aug ing is belang r ijk voor de bepaling van de hoeveelheid product in een tank. De voorwaarden die aan een systeem gesteld worden, zijn afhankelijk van het type installatie en het doel er van. Voorraadbeheer is een van de meest voorkomende toepassingen bij raffinaderijen, bij terminals of bij opslagbedrijven. Vooral daar waar ijkwaar­ digheid van belang is, worden hoge eisen gesteld aan de installatie vanwege nauwkeurigheid en bescherming tegen misbruik.

Tank gauging-technieken Tank gauging heeft een lange historie. Omdat elke gebruiker en toepassing eigen specifieke eisen heeft, zijn er momenteel verschillende meettechnieken en oplossingen voor het meten van de tankinhoud beschikbaar. Behalve de conventionele technieken, zoals handmatige bepaling en het gebruik van vlotter met meetband, is er een aantal meer geavanceerde principes in gebruik. Automatische meting met de grootst mogelijke nauwkeurigheid is al ruime tijd een reële eis die aan de meetapparatuur mag worden gesteld. Hier worden een aantal veelgebruikte systemen belicht.

Niveaumeting met servo gauge Ser vo-niveaumeetinstrumenten vormen een aanzienlijke verbetering ten opzichte van vlotterinstrumenten. Ze wer­ den ontwikkeld in de jaren ’50. In dit type niveaumeter is de vlotter vervangen door een kleine verdringer, een discus­ vormige schijf, opgehangen aan een sterke flexibele meet­ kabel die rond een meetcilinder is gewikkeld. In plaats van een veermotor, die bij de vlotter wordt gebruikt, maken servo-niveaumeetinstrumenten gebruik van een elektrische

Servo gauge-niveaumeetinstrument

8

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

HTG-systeem Radarniveaumeetinstrument

servomotor die de meetcilinder verdraait voor het omhoog en omlaag brengen van de verdringer. Een ingenieus weeg­ systeem meet continu het gewicht en de drijf kracht van de verdringer en bestuurt het ser vo-systeem om tot zeer reproduceerbare metingen te komen. Het aantal omwen­ telingen van de meetcilinder bepaalt uitermate nauwkeurig de afstand tot aan het vloeistofniveau. De motor stuurt tevens de geïntegreerde meetversterker aan. Over een bereik van 40 meter zijn nauwkeurigheden haalbaar van beter dan één millimeter. De uitzonderlijke nauwkeurigheid en betrouwbaarheid hebben geresulteerd in de acceptatie van dit meetprincipe en van de bijbehorende overdrachtsystemen door het ijkwezen en douaneautoriteiten in vele landen.

Niveaumeetinstrumenten met radar De toepa ssing v an r adargol ven voor het meten v an produc tniveaus in opslag tank s is inmiddel s ook een veelgebruikte techniek. Radarniveaumeetinstrumenten kennen geen bewegende delen en in de tank is alleen een antenne nodig. Dit resulteert in zeer lage onderhoudskosten.

Hoewel de investeringskosten hoger zijn vergeleken met vlotter-niveaumeters, zou de ‘cost of ownership’ aanzienlijk lager kunnen zijn. Radarinstrumenten maken voor het meten van het vloeistofniveau gebruik van microgolven, over het algemeen in het 10 GHz bereik. De afstand die het signaal heef t afgelegd, wordt berekend door vergelijking van de uitgezonden en gereflecteerde signalen. Bij tank gauging moeten, voor het radarprincipe, eigenlijk relatief kor te afstanden worden gemeten. Daarom zijn enkele speciale technieken ontwikkeld om de signalen te verzenden en de ontvangen signalen te interpreteren.

Momenteel zijn radarniveaumeetinstrumenten beschikbaar voor productopslag tank s bij raf f inaderijen, terminals, chemische industrie en opslagbedrijven. De afwezigheid van bewegende delen, de compacte constructie en het feit dat ze niet met het product in aanraking komen, resulteren in geringe onderhoudskosten en leiden er toe dat deze instrumenten zeer aantrekkelijk zijn. Om een nauwkeurigheid te bereiken

die tienmaal beter is dan die voor gebruik in scheep­ vaarttoepassingen, worden speciale antennes en volledig digitale signaalverwerking ingezet.

Hydrostatische tank gauging Hydrostatische tank gauging (HTG) is gebaseerd op druk­ meting en is daarmee een van de oudste technieken voor het meten van de tankinhoud. In de procesindustrie is niveau­ meting met behulp van (verschil)druktransmitters heel gangbaar. Normale analoge druktransmitters zijn niet geschikt voor HTG, omdat voor inhoudmetingen een veel grotere nauwkeurigheid nodig is. Er zijn speciaal gekalibreerde digitale druktransmitters beschikbaar voor een veel hogere precisie.

De ingebouwde microprocessor zorg t voor compensatie van de temperatuuref fecten en systematische transmit­ teraf wijkingen. HTG maakt gebruik van deze nauwkeurige druktransmitters voor een continue massabepaling van de hoeveelheid product in de tank.

Er zijn verschillende HTG-configuraties beschikbaar: Een eenvoudig HTG-systeem kan worden gebouwd met één enkele transmitter in de buurt van de bodem van de tank (P1).

De totale massa kan worden berekend door het vermenig­ vuldigen van de gemeten druk met de oppervlakte van de doorsnede van de tank.

Door het toevoegen van een tweede transmitter (P2) op een bekende afstand van P1, kan de actuele dichtheid van het product worden berekend uit het drukverschil P1 - P2. Het niveau kan worden berekend uit de dichtheid en de druk P1.

Er kan een P3 of top-transmitter worden toegevoegd om het effect van de dampdruk boven in de tank op de transmitters P1 en P2 te elimineren.

Bij atmosferische tanks bieden HTG-systemen een onze­ kerheid van 0,5% of beter voor de massameting. De nauw­ keurigheid van het HTG-systeem voor niveaumeting is 40 tot 50 mm en is daarmee totaal onacceptabel voor ijkwaardige metingen of bepaling van de voorraad.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

9

HIMS-systeem

Hybride systemen Het meetsysteem ‘Hybrid Inventory Measurement System’ (HIMS) combineert de meest moderne niveaumeettechnieken met een hydrostatische niveaumeting in tanks (figuur 5).

Het maakt gebruik van een geavanceerd radar of ser voni veaumeetins t r ument in combinatie met een smar t druktransmitter (P1) en een temperatuurmeetinstrument.

Op niet-atmosferische tanks is een tweede transmitter voor compensatie van de dampdruk vereist.

De niveaumeting vormt de basis voor een nauwkeurige berekening van de hoeveelheid. De drukmeting, gecombineerd met dit niveau, biedt een gemiddelde dichtheidsbepaling over de hele hoogte van het productniveau. Deze gemiddelde dichtheid wordt gebruikt voor de massabepaling. De tempe­ ratuur wordt gebruikt voor het berekenen van standaard volumes en dichtheden bij referentietemperaturen.

Hoeveelheidbepaling bij tank gauging

aan het bepalen van de juiste manier voor het berekenen en bepalen van de uiteindelijke nauwkeurigheden. Er is een nauwkeurigheidsanalyse voor tank gauging ontwikkeld, om een beter inzicht te krijgen in de relevante mechanismen en parameters.

De onzekerheden bij de hoeveelheidbepaling van een tank gauging-systeem hangen af van de meetonzekerheden van de geïnstalleerde instrumenten, de Tank Capacity Table (TCT) en de installatie. Niveaumeetinstrumenten meten het vloeistof niveau in de tank. Druktransmit ters meten de hydrostatische druk van de vloeistofkolom. Zowel niveau als druk is een primaire functie voor de berekening van respectievelijk volume en massa. Hybride systemen, zoals HIMS, maken gebruik van beide elementen in één systeem.

Er worden conversies van volume naar massa of vice versa gemaakt, waarbij dichtheid en temperatuur worden gebruikt als secundaire invoergegevens. De ingevoerde dichtheid kan worden verkregen via een externe bron, zoals een laboratorium, of deze kan direct in de tank gemeten worden. De temperatuur wordt verkregen via een temperatuurmeetsysteem in de tank. Op welke wijze de afzonderlijke fouten invloed hebben op de nauwkeurigheid van de hoeveelheid massa of volume, hangt af van de manier waarop het gewenste resultaat bepaald wordt.

De totale onzekerheid in de hoeveelheidbepaling is het gecombineerde resultaat van alle fouten van elke afzonderlijke parameter in de berekening. Om de optimale nauwkeurigheid van een specif iek meetinstrument te verkrijgen, is een zorgvuldige installatie vereist. Dit geldt voor alle typen instru­ menten. De belangrijkste oorzaken van meetfouten zijn:

Nauwkeurigheid bij tank gauging

De ontwikkelingen gaan door, waarbij steeds meer gelet wordt op de efficiënte integratie van de vele variabelen die de hoeveelheid in een opslagtank bepalen. Systemen geven een compleet overzicht van het totale tankpark, ter wijl met grote mate van detail gegevens van individuele tanks kunnen worden bekeken. Geavanceerde datacommunicatie en objectgeoriënteerde systemen maken een wereldwijde beheersing van de productvoorraad mogelijk, zodat met behulp van moderne logistieke middelen kosten kunnen worden bespaard. Door middel van correlatie van de gegevens van vele verschillende bronnen, afgezien van de apparatuur aan de tanks - zoals debietmeters en weegsystemen, kan de nauwkeurigheid nog verder verbeterd worden.

Om de verschillende systemen voor hoeveelheidbepaling te vergelijken, is het noodzakelijk om alle parameters te analyseren die invloed hebben op de uiteindelijke onzekerheid van elk tank gauging-systeem. Datasheets van instrumenten vermelden doorgaans uitsluitend de nauwkeurigheden onder ideale referentieomstandigheden. Massa- en volume­ nauwkeurigheden die zijn afgeleid van deze gegevens zijn veelal te optimistisch. Voor een juiste interpretatie van data­ sheets en een goede keuze van instrumenten, moet ook rekening worden gehouden met fouten die ontstaan als gevolg van de installatie. Vanwege de complexiteit wordt door internationale standaardisatie-instituten veel tijd besteed

10

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

• • •

bij niveaumeting: installatie niet stabiel; bij temperatuurmeting: temperatuurstratificatie; bij hydrostatische tankmeting: positie van de transmitter, wind, toepassingen onder druk.

Bijvoorbeeld, een studie uitgevoerd door de Nederlandse NMI, toonde aan dat winddruk fouten kan veroorzaken van zelfs 0,2% bij een tien meter hoge tank. Door de referentiezijden van de transmitters voor bodem (P1) en top-druk (P3) met elkaar te verbinden, kan deze fout voor een belangrijk deel weggenomen worden.

Trends

Power to the engineer!

Voor de besturing van een industriële machine of installatie wordt vaak een klassieke PLC toegepast. Dit zijn fabrikant-specifieke besturingen die door een software engineer ‘vrij’ te programmeren zijn, binnen de grenzen die door de fabrikant zijn bepaald.

Heb je toch een andere functionaliteit nodig dan de fabrikant aanbiedt, dan kun je dit pas gebruiken als de fabrikant het nut hiervan inziet en dit vervolgens ook daadwerkelijk in zijn besturing implementeert. In grote lijnen is de engineer dus afhankelijk van wat de fabrikant aanbiedt.

Bepaal zelf je toekomst

Niet omdat het moet, maar omdat het kan!

Om concurrerend te kunnen blijven en applicaties voor ‘the Industrial Internet of Things’ te kunnen ontwikkelen moeten de industriële besturingen opener worden zodat software engineers zelf kunnen bepalen welke functionaliteit ze nodig hebben voor de betreffende applicatie.

De gloednieuwe PLCnext Technology van Phoenix Contact biedt deze openheid en flexibiliteit op een unieke wijze. Het open, innovatieve besturingsplatform, biedt dankzij deze technology compleet nieuwe vrijheidsgraden. Zo hebben we ter inspiratie een applicatie voor een Rubic Cube Solver ontwikkeld die deze nieuwe mogelijkheden laat zien. Hierbij worden met behulp van een OpenCV bibliotheek (Open Source Software) beelden van een eenvoudige IP-camera geanalyseerd waarna door realtime C++ en IEC 61131 applicaties servomotoren naar de juiste positie worden gepositioneerd. Voorheen kon dit alleen gerealiseerd worden door een traditionele PLC in combinatie met een Industriële PC of in combinatie met een geavanceerde, dure camera.

Met een open platform kan iedereen zelf de functionaliteit maken die hij nodig heeft. Niet de fabrikant maar de engineer zelf bepaalt wat er nodig is voor de betreffende applicatie.

www.plcnexttechnology.nl

#waaromlezen Open source in de OT? Grote voordelen, maar let op de licenties

IT in de OT en open source OT-softwareontwikkeling neemt steeds meer uit de IT over

12

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIÃ&#x2039; PMA 08/2018

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIÃ&#x2039; PMA 08/2018

13

Toen ik na mijn afstuderen in de softwareontwikkeling van embedded systemen terechtkwam, kon ik alle geleerde kennis meteen in gebruik nemen. Toen fuseerde mijn toenmalige werkgever na vier jaar met een bedrijf dat plc’s ontwikkelde, en kreeg ik te maken met de plc-manier van software schrijven. Dat was een forse stap achteruit - opeens werken in een soort assembler-achtige programmeertalen, geen gestructureerd programmeren, geen ontwikkelprocessen, geen archiverings­ systemen, et cetera. Rob Hulsebos

M

aar omstreeks die tijd kwam ook IEC-61131 op, en daarin waren toch wel moderne sof twareconcepten terug te zien, zoals de ‘Sequential Function Char t’ (SFC) ‘Structured Tekst’ (ST ) programmeertalen, de laatste een gestructureerde taal, lijkend op Pascal (maar niet zo flexibel als C). In elk geval was het een hele vooruitgang in vergelijking met ‘instruction list’ en ‘ladder’. Ik hoorde van klanten ook wel dat de invoering van IEC-61131 soms leidde tot een splitsing in het bedrijf: de jonge medewerkers gingen aan de slag met ST terwijl de ‘oude garde’ bleef werken met ‘ladder’.

Daarna verliet ik de plc-wereld weer, kwam weer in de ITsof twareontwikkeling terecht, en daarin kwamen nieuwe technieken uit zoals object-oriëntatie, coding standards, componenten, code-reviews, maturity modellen, Scrum, bouw­ straten, et cetera. Op afstand volgde ik de plc-wereld nog wel, en zag daarin dat (bijvoorbeeld) object oriëntatie pas tien jaar later aan bod kwam. Dat is wel een opmerkelijk verschil, en misschien ook wel een reden voor de kloof tussen IT-program­ meurs en OT-programmeurs: ze kunnen niet in elkaars wereld terecht. IT’ers vinden OT vaak nogal primitief.

Nieuwe programmeermethodes Diverse plc-leveranciers hebben al stappen gezet om beide werelden dichter bij elkaar te brengen, bijvoorbeeld het gebruik van C/C++ als programmeertaal voor plc’s in IEC61131 ontwikkelomgevingen. Ook het kunnen importeren van Matlab-code (voor meerassige motion-toepassingen) en SimuLink (voor model-based design en simulatie) helpt. Beide helpen bij het op hoog niveau ontwikkelen van een applicatie.

Maar het blijven aanpassingen aan wat toch een plc-omgeving is (en blijft), ook al hoeft soms helemaal geen plc-code meer geschreven te worden. Maar in veel gevallen is dat niet mogelijk.

Grotere applicaties Plc-applicaties worden ook steeds groter. Dan kan er niet meer door één persoon aan gewerkt worden, meerdere program­ meurs doen elk een deel, er zijn aparte SCADA-engineers, database-specialisten, et cetera. Maar dat levert weer extra complexiteit: hoe worden de wijzigingen aan de software beheerd? Er moet een archiveringssysteem bij, zodat de wijzigingen van de ene programmeur niet overschreven worden (of weer ongedaan gemaakt) door de ander. Ook zal

‘In een OT-omgeving kan steeds beter gebruik worden gemaakt van kennis en ervaring uit de IT-wereld’ 14

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

de applicatie de eerste keer niet 100% correct zijn, er moeten patches ontwikkeld worden, nieuwe releases, en soms wil de klant ook functionele wijzigingen. De code moet onder­ houdbaar zijn, zodat ook anderen dan de originele program­ meurs eraan kunnen werken. Dat vraag t ook weer meer aandacht voor ont werpdocumentatie en de manier van programmeren. Kortom: eigenlijk precies zoals in de IT gewerkt wordt. Het verbaasde me daarom ook niet dat PLCOpen in 2016 de eerste versie van ‘coding standards’ publiceerde. Dat was twintig jaar nadat ik die voor het eerst in de IT tegenkwam.

Alles zelf maken?

Het is ook niet meer gebruikelijk om alle software voor een applicatie zelf te schrijven. Vooral die delen die niet klant- of applicatie-specifiek zijn, kunnen overgenomen worden uit eerder uitgevoerde projecten. Dan kan door een bibliotheek van functies bij te houden. Het voordeel voor programmeurs is de tijdsbesparing, maar ook de hogere kwaliteit van her­ gebruikte code.

Maar ook hergebruik van elders gemaakte code is mogelijk.

Niemand gaat immers - bijvoorbeeld - zelf een database ontwikkelen. Men kan dan beter een open source database gebruiken. Zelfs de hele grote jongens doen dit, bijvoorbeeld Apple gebruikt in zijn iPhones zo’n database genaamd ‘SQLite’.

Ik heb het zelf ook ingezet in een machinebesturing. Met een paar dagen werk kregen de klanten een hoge kwaliteit database ter beschikking: voor niks, goed gedocumenteerd en snel.

Community In de open-source wereld is het leren van elkaars ervaringen - en delen van opgedane kennis - gemeengoed. Op zich niets nieuws, diverse besturingsleveranciers doen dit al heel lang (maar mijn persoonlijke ervaring is dat op veel vragen geen antwoord komt). Het is erg effectief als een vraag beantwoord wordt door de auteur van de sof t ware. Dit maak ik bij commerciële producten maar zelden mee, er zitten vaak te veel schijven tussen. Ook zijn auteurs vaak erg trots op hun opensource product, als er een bug in gevonden wordt, dan lost men die vaak erg snel op (uiteraard zal dit niet altijd het geval zijn).

Gebruik van open source De broncode van open-source projecten is beschikbaar via internet, vaak via de bekende ‘Github’ archiveringstool (op zich óók open-source). Download van code is een kwestie van minuten, soms moet de code dan nog gecompileerd worden om ermee te kunnen werken, maar vaak zijn ook kant-en-klare installaties beschikbaar (veelal voor Linux, maar ook vaak voor Windows).

Open source is niet altijd gratis Een bekende misvatting is dat open source ook per definitie

In de IT- en embedded software-wereld wordt veel gebruik­ gemaakt van open-source: ontwikkelomgevingen, compilers, debuggers, archiveringssystemen, bibliotheken, frameworks, databases, grafische bibliotheken, et cetera. Vaak is het op Linux gebaseerd, iets minder vaak op Windows. Maar in de plc-wereld kunnen we daarom niets met deze open-source producten - het plc operating system is afwijkend en ook al zou men de software kunnen herschrijven, de plc kan niet die diensten aanbieden die die software wil.

De volgende stap is dan vrij logisch: waarom nog een eigen plc operating system gebruiken? Waarom niet gewoon meteen op Linux? En dat is dus ook precies wat gebeurt. De ‘PLCNext’ van Phoenix Contact is zo’n platform, een plc, maar mét de vrijheid voor programmeurs. Uiteraard kan men ook zelf een ‘open plc’ samenstellen, bijvoorbeeld via www.openplcproject.com, maar dit komt nogal hobbyistisch over.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

15

gratis is. Dat kan, maar hoeft niet. Dit hangt namelijk af van de bijbehorende licentie. Daar kan bijvoorbeeld in staan dat voor persoonlijk gebruik niets betaald hoeft te worden, maar voor commercieel gebruik wel. De ontwikkelaar wil uiteraard er ook iets aan verdienen als anderen dat ook doen. Dan wordt wel uitgegaan van de eerlijkheid van de gebruiker, er is immers geen open source politie.

Er zijn ook licenties die vrij ver gaan in hun voorwaarden: als de bijbehorende software onderdeel wordt van een product, dan moet alle sof tware in dat product óók open-source worden. Dat is natuurlijk maar zelden gewenst! De eigen sof tware komt zo voor iedereen ter beschikking. Het is dus verstandig licentievoorwaarden goed te lezen, en alle softwareontwikkelaars te instrueren welke licenties wel en welke niet gebruikt mogen worden. Philips had vroeger een functionaris die bedrijfsbreed bijhield wie wat gebruikte, en advies kon geven over wat niet mocht. Verder moeten eindgebruikers geïnformeerd worden over het gebruik van open-source software in een product, en die software moet (op verzoek) ook geleverd kunnen worden. Ik zag dit zelfs staan in de documentatie van mijn nieuwe vaatwasmachine!

Voor deze dienst mag overigens wel geld gevraagd worden.

Let op dat de licentievoorwaarden van kracht worden, zodra producten geleverd gaan worden aan andere partijen. Zet men de open source pakketten puur voor eigen gebruik in, bijvoor­ beeld in een testopstelling, dan zijn ze niet van toepassing.

Kwaliteit Worden wijzigingen aan open-source software uitgevoerd, bijvoorbeeld een bugfix, of een functionele uitbreiding, dan moeten die soms ook weer aan de open source gemeenschap ter beschikking gesteld worden. Niet altijd overigens, de eerdergenoemde SQLite database wil niet dat iedereen zomaar wijzigingen aan de software uitvoert, omdat de kwaliteit dan niet gewaarborgd kan worden. SQLite stelt dat hun eigen testprocedures elke regel code (meer dan honderdduizend!) testen. Dat is een test-dekking die maar zelden voorkomt. En dat is dan ook een manco van veel open source: de kwaliteit is soms slecht en documentatie ontbreekt geheel. Het vaak genoemde voordeel dat men zelf kan wijzigen wat anders moet, is in de praktijk geen voordeel: het krijgen van inzicht in de werking van grote stukken code is niet eenvoudig (als men die code niet zelf geschreven heeft), laat staan het wijzigen ervan.

16

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

Alles met open source?

Een gehele applicatie maken met alleen maar open source onderdelen, dat gaat niet lukken. Veel functionaliteit die in een plc gebruikelijk is, is niet via open source te krijgen, zoals de meeste industriële netwerkprotocollen. Er is hier en daar wel iets te vinden, variërend van een afstudeerproject tot aan een enkele gecertificeerde implementatie, maar grosso modo is er weinig. Wie aan de slag gaat met zo’n pakket, moet voorbereid zijn op veel uitzoekwerk, en hopelijk zitten alle gewenste protocolfeatures er in. De snelheid wil ook nog wel eens te wensen overlaten.

In zulke gevallen is het juist wel weer prima dat men terug kan vallen op een plc-leverancier die volledige protocol­ ondersteuning lever t en ook weet wat plc-gebruikers belangrijk vinden.

Wat biedt een plc dan eigenlijk nog?

Na het bovenstaande zou je je als lezer kunnen af vragen wat een plc eigenlijk nog voor speciaals biedt. Het antwoord hierop is: genoeg! Een samenstel van stukken software, open of niet, is niet automatisch een besturingsplatform dat in staat is om realtime (milliseconde-takt) én deterministisch te reageren op externe gebeurtenissen. Dat is in IEC-61131 héél veel makkelijker te implementeren dan in C of C++, die meer procedureel zijn dan toestandsgedreven. In die talen kan wel heel veel, maar realtime applicaties programmeren is bepaald niet triviaal. Als dit fout gaat, reageert de besturing te laat, of stopt (‘hangt’) helemaal.

Destijds mocht ik meemaken dat een grote machinebouwer in het Zuiden des Lands last had van stilvallende machines, gemiddeld eens per 2 uur. De oorzaak hiervan was erg lastig uit te pluizen, omdat dit afhing van een toevallige samenloop van omstandigheden (‘timing’) in samenwerkende delen van de applicatie. En omdat applicaties ook steeds omvangrijker worden, is het steeds moeilijker dit goed te doen. Hier blijf ik dan toch liever een plc gebruiken. Misschien wel met wat onderdelen uit open source, of zelfgemaakt in C/C++, gekoppeld aan standaard industriële netwerken. In grote projecten kunnen dan zowel IT’ers als OT’ers samenwerken, elk op hun eigen expertise, met eigen programmeertalen en eigen ontwikkelgereedschappen.

Eerder noemde ik al het verschijnsel dat destijds bij de introductie van IEC-61131 de jonge garde hiermee aan de slag ging. Dertig jaar en één generatie later, gaan de net afgestu­ deerden aan de slag met open-source, C++ en IT-technologie.

Onze mensen maken echt het verschil Chantal van BC Group maakt echt werk van

Met bevlogen werknemers zorgt BC Group

werk: “Ik ken alle kandidaten bij naam, weet

voor het vinden, plaatsen en begeleiden van

wat er speelt en zoek oplossingen voor vragen

talent. Hiernaast ondersteunt en adviseert

die soms nog niet eens gesteld zijn, omdat ik

ze u als full service HR partner in payroll.

de kandidaten als mijn eigen collega zie. Mijn opdrachtgevers zien mij als hun persoonlijke

Nieuwsgierig?

personeelsfunctionaris. Zij kunnen mij om

Bel Chantal persoonlijk op 038-4674203 of

19:30 uur nog een vraag stellen!”

kijk op www.bcgroup.nl/werkmakenvanwerk voor meer informatie.

“Mijn opdrachtgevers zien mij als hun persoonlijke personeelsfunctionaris.”

– Chantal Lubbers

#waaromlezen Betaalbare en nauwkeurige flowmeter voor brede markt

Nauwkeurige volumestroommeter voor kleine leidingdiameters Van toevoegen kleurstoffen tot regeling verbrandingsprocessen Er is een algemene trend naar individualisering van producten en kleinere series of batches. Dit vereist een andere manier van produceren en andere instrumentatie. In onder meer de farmacie en voedingsmiddelenindustrie worden veel ultrasone vloeistof-flowmeters gebruikt, die geschikt zijn voor leidingdiameters van 25 mm en groter. Een oplossing voor een kleine leiding is echter veel moeilijker te vinden. Bronkhorst High-Tech ontwikkelde met de ES-Flow Ad Spijkers een oplossing.

18

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIĂ&#x2039; AUTOMATIE 08/2018

De ES-Flow is de eerste volumestroommeter voor vloeistoffen in het

programma van Bronkhorst High-Tech (foto’s: Bronkhorst High-Tech).

B

ronkhorst High-Tech in Ruurlo is opgericht in 1981 als fabrikant van thermische massaf lowmeters voor g a ss en. L ater k w amen daar ther mis che massaf lowmeters voor vloeistof fen en Coriolis massaf lowmeters voor lage doorstroming bij. In samen­ werking met TNO werd de ES-Flow ultrasone volumeflowmeter voor vloeistoffen ontwikkeld, een volledig nieuw type voor het bedrijf. Het instrument heef t een rechtdoorgaande buis en geen O-ringen in contact met de vloeistof. Met name vanuit de voedingsmiddelen-, farmaceutische en zoetwarenindustrie is er veel belangstelling voor, maar ook vanuit de oppervlaktetechniek. Daarbij helpt het dat het in zijn nauwkeurigheidsklasse ook een alleszins betaalbare flowmeter is.

Meetprincipe Bij traditionele ultrasone flowmeters wordt voor de meting gebruikgemaakt van het dopplereffect of van looptijdverschil.

Het tijdverschil tussen uitzenden en weer opvangen (de loop­ tijd) is een maat voor de vloeistofstroom die de flowmeter passeert. Veelal staan de transducers in contact met het­ medium en zijn deze technieken geschikt voor grote pijpdia­ meters.

In de ES-Flow daarentegen bevindt zich aan de buitenzijde van de rechte sensorbuis een aantal piëzoringen. Deze actua­ toren brengen met een radiale kracht een ultrasone golf in de vloeistof, die in de volgende ring wordt opgevangen. In dit instrument wordt de golf zowel met de stroom mee als tegen de stroom in verstuurd en weer opgevangen. Door het tijdsverschil te meten, kan Bronkhorst de vloeistofsnelheid en de actuele geluidssnelheid van het medium bepalen. Samen met de exacte diameter van de buis geeft dit de volumeflow.

Omdat Bronkhorst meerdere piëzoringen en dus meerdere zenders en ontvangers in het instrument heeft ondergebracht, zijn de meetresultaten nauwkeuriger en betrouwbaarder. Het instrument meet ook de temperatuur van het medium.

Bronkhorst wilde een rechte buis zonder contact tussen transducer en medium. De piëzoringen zitten óm de rechte buis heen en komen dus niet in contact met de vloeistof. De ultrasone golven worden langs de buitenzijde van de buis

Het principe van de ES-Flow: een aantal piëzo-elementen zendt ultrasone

golven uit en vangt die ook weer op. Er kan in beide stromingsrichtingen worden gemeten.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

19

‘Nieuwe markten leveren ook nieuwe vragen en nieuwe ideeën op’ uitgezonden en vervolgens door de buis heen in de vloei­ stof. De uiteinden van de meetbuis zijn akoestisch geïsoleerd, zodat zeker is dat de geluidsgolven in de vloeistof terecht­ komen. Het instrument is geschikt voor CIP (Cleaning in Place) en hoeft dus niet te worden uitgebouwd voor reiniging. Het gehele volume van de buis is ongeveer 1 ml, dus langdurig reinigen is ook niet nodig.

Uitvoering Het instrument is uitgevoerd in dichtheidsklasse IP67, zodat het stof- en waterdicht is. Op dit moment is er één meetbuis, met een binnendiameter van 1,3 mm en een buiten­d iameter van 1,6 mm. De buisdikte is dus maar 0,15 mm ofwel 150 µm. Het door de transducer gemeten signaal gaat naar een printkaart in de ronde behuizing. Een DSP (Digital Signal Processor) voert diverse berekeningen uit waaruit de vloeistofstroom volgt. Ultrasone golven hebben een frequentie van minimaal 21 kHz, dus ook de uitlees- en rekenelektronica zijn heel snel. Het meten en verwerken van data gebeurt in de ordegrootte van nanoseconden (ns).

20

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

De buis is van roestvast staal 316L (1.4404). De techniek leent zich er echter voor om ook andere materialen te gebruiken, bijvoorbeeld hastelloy, glas, bepaalde kunststoffen of wat hardere aluminiumlegeringen. Ook onderzoekt Bronkhorst de mogelijkheden om typen met grotere en nog kleinere dia­ meters te ontwikkelen. Het instrument is leverbaar met TriClamp of flensverbindingen (Swagelok OD-koppelingen), waarbij de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie vooral om TriClamp vragen.

Eigenschappen De ES-Flow is geschikt voor bijna alle vloeistoffen. De enige voorwaarde is dat de vloeistof binnen een bepaalde band voor de geluidssnelheid (1.000 m/s tot 2.000 m/s) valt, wat bij zeker 98% het geval is. Voor sommige vloeistoffen is de geluidssnelheid een beperkende factor, zoals koelmiddelen uit de R134-serie en bepaalde chlorides. Abrassieve vloeistoffen zijn in de regel geen probleem. Voorwaarde is wel dat het instrument goed is uitgelijnd en niet direct vóór of na een haakse bocht is geplaatst, zodat de vloeistof ongehinderd het

D e ES-Flow is op locatie af te lezen en in te stellen, maar kan via

bussystemen ook op afstand worden bediend.

instrument kan passeren. Als het om corrosieve vloeistoffen gaat, moet worden opgevraagd of de sensorbuis hiertegen bestand is.

temperatuur. Veel meters geven foutieve waarden aan, omdat ze de actuele geluidssnelheid niet meten. De ES-Flow doet dat wel en is hierdoor medium onafhankelijk en altijd accuraat.

De ES-Flow is bestand tegen externe schokken en trillingen, wat een groot voordeel is voor industriële toepassingen.

Daarnaast worden er in de industrie veelal pompen toegepast die een pulserende stroming genereren. De ES-Flow kan deze pulsaties exact weergeven, maar het is mogelijk dergelijke resultaten te filteren, zodat men gebruik kan maken van de gemiddelde waarde. Dankzij filters is het ook mogelijk het instrument geheel in te stellen op het proces van de klant. Het maakt ook niet uit of er sprake is van laminaire of turbulente flow.

De ES-Flow bestrijkt een gebied van 4 ml/min tot 1.500 ml/ min. Voor wie nog lager wil, zoals in de laboratorium- en analysetechniek, heeft de fabrikant andere meetprincipes beschikbaar, zoals Coriolis en microflow. Coriolis-meters zijn ook geschikt voor hogere drukken, maar voor dat segment nogal prijzig. Het bedrijf bekijkt of het mogelijk is de ES-Flow ook voor langere debieten dan 4 ml/min in productie te nemen. Voor wie aan 1.500 ml/min niet genoeg heeft, zijn er meer dan genoeg mogelijkheden. Het voordeel van de instrumenten van Bronkhorst is, dat veelal intelligentie in de meters is ingebouwd, zodat ze behalve meten ook kunnen regelen en doseren en ook actuatoren kunnen aansturen.

Het instrument kan niet alleen aan mechanische krachten worden blootgesteld, ook elektromagnetische invloeden kunnen zich voordoen (EMC). Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn als het instrument in de buurt van frequentiegeregelde elektromotoren staat opgesteld. Net als alle andere flow­ meters van Bronkhorst is de ES-Flow hier op getest en goed bevonden. De roestvast stalen behuizing fungeert als kooi van Faraday: de sensor en de elektronica zijn dus afgeschermd.

Voor de voeding en uitlezing op afstand worden afgeschermde kabels gebruikt.

Het temperatuurbereik voor de elektronica ligt tussen -10°C en +60°C. De vloeistof temperatuur mag tussen -20°C tot +130°C bedragen. Bronkhorst adviseert overigens de tempe­ ratuur vooral zo constant mogelijk te houden; sterke tempera­ tuurschommelingen kunnen van invloed zijn op het materiaal.

Bovendien wordt de geluidssnelheid beïnvloed door de

Toepassingen Het instrument is, zoals alle instrumenten van Bronkhorst, duidelijk niet bedoeld voor op bulktoepassingen. Het bedrijf mikt met de ES-Flow op processen met kleinere vloeistofstromen, zoals doseren, pilot plants en analyse­ techniek . Ty pische vloeis tof fen zijn k leur-, geur- en smaakstoffen, katalysatoren, fijnchemicaliën, additieven, k a t a l y s a to r e n , v e r b r a n d i n g s v l o e i s to f f e n , m a a r o o k waterstof perox ide (voor sterilisatie van verpakking s­ materialen). Applicaties zijn te vinden in de chemie in pilot plants, branderregelingen, laboratoriuminstrumenten en doseersystemen. Inmiddels wordt het instrument ook in de machinebouw al toegepast, onder meer in machines voor snoepfabricage. In de voedingsmiddelenmarkt zijn inmiddels

Schematische weergave van het HVOF-proces.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

21

de nodige applicaties gerealiseerd. Maar ook daarbuiten vindt het instrument aftrek. Ook zijn instrumenten verkocht voor laboratoriumtoepassingen, de watermarkt, het testen en afstellen van verbrandingsmotoren en doseernaalden.

Een heel andere toepassing is het meten van vloeistoffen die worden gebruikt in de oppervlaktetechniek (zie kader).

en binnenkort Profinet. De verzamelde data zijn in principe ook geschikt voor predictief onderhoud, maar Bronkhorst biedt daar zelf nog geen oplossingen voor. Wel bewaakt elk instrument zichzelf, zodat verstoringen in het meetproces middels foutmeldingen direct zichtbaar kunnen worden gemaakt op het display en in de regelkamer.

Communicatie

Nieuwe markten leveren ook nieuwe vragen en nieuwe ideeën op. De basistechnologie achter de ES-Flow heeft de aandacht getrokken van machinebouwers, ook van grote partijen.

OEM-ers hebben vooral interesse in de sensorbuis zelf en de meetelektronica. Het instrument wordt ingebouwd dus het display hoeft niet zo nodig. Dergelijke varianten zijn er nog niet, maar de onderneming denkt graag mee met potentiële klanten. Het instrument heeft nog geen ATEX-certificatie, maar ook dat behoort nog wel tot de mogelijkheden.

Veel gebruikers willen de waarde niet alleen lokaal kunnen aflezen en het instrument lokaal bedienen, maar ook in een regelkamer. Ook willen ze de waarden kunnen bewaren voor toekomstige analyse en voor tracking & tracing. Bronkhorst biedt daarvoor diverse opties aan. Het instrument kan met alleen een voeding (dus geen datacommunicatie) worden geleverd, maar ook met diverse interfaces, bijvoorbeeld 4-20 mA, RS232 of diverse bussystemen zoals Profibus, Modbus

Applicatie bij FST Een van de eerste gebruikers van de ES-Flow is Flame Spray Technologies in Duiven. Het is een Nederlands bedrijf, maar levert over de gehele wereld. FST is begonnen als handelsmaatschappij in poeders voor vlamspuiten en is daarin nog steeds actief. Tien tot vijftien jaar geleden werd gestart met de bouw van de eerste systemen voor de thermische spuitindustrie. In toenemende mate gaat het om geautomatiseerde turn-key systemen waarbij de processen vol automatisch lopen.

De poeders (metalen, carbiden of keramische materialen) worden onder druk en hoge temperaturen op een substraat gespoten en vormen dan, afhankelijk van de chemische samenstelling, een harde, slijtvaste of anticorrosieve coating. Toepassingen zijn onder meer grondboren, boorsystemen in de olie- en gasindustrie, onderdelen van vliegtuigmotoren en anti-aangroeilagen op schepen.

De ES-Flow ingebouwd in de regelkast van een HVOF-installatie van Flame Spray Technologies.

22

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

Er zijn verschillende vlamspuittechnieken, waaronder HVOF, High Velocity Oxygen Fuel. Hierbij wordt een brandbare vloeistof (meestal kerosine of ethanol) gemengd met zuurstof en ontstoken, waarna het poeder in de vlam wordt toegevoegd. De poeders smelten op de ondergrond samen tot een gelijkmatig verdeelde laag, met klantspecifieke eigenschappen. Ethanol is goed­koper en geeft een beter regelbaar proces.

Flame Spray Technologies is al jaren klant van Bronkhorst en alle systemen zijn met instrumenten van het merk uitgerust. Voor de HVOF-techniek werden voorheen Coriolis-flowmeters gebruikt. Er zijn problemen geweest om systemen met ethanol perfect stabiel te krijgen. De pomp veroorzaakt nogal wat trillingen en de daarmee samenhangende frequentievervuiling beïnvloedde het totale systeem. Toen FST de kans kreeg om een ES-Flow uit te proberen, werd de nieuweling uitvoerig getest voor het regelen van de brandstoftoevoer. Het instrument functioneerde meteen naar volle tevredenheid. Met de ES-Flow krijgt Flame Spray Technologies een veel stabieler signaal dan voorheen, omdat dit instrument ongevoelig is voor mechanische trillingen.

De ES-Flow wordt ingebouwd in een regelkast. Het instrument is ter plekke af te lezen, maar via een 4-20 mA signaal gaan de meetwaarden ook naar de plc die het gehele systeem bestuurt. Deze stuurt vervolgens de frequentieregelaar aan, die de toevoerpomp voor de ethanol of kerosine aandrijft. De ES-Flow zou ook direct de frequentieregelaar kunnen aansturen, maar door aansturing via de plc kan men het proces beter initiëren en aansturen. De pompen zijn niet zelfaanzuigend en als ze bij aanlopen onvoldoende vloeistof krijgen toegevoerd, zou dat de levensduur nadelig beïnvloeden.

FHI PO ST BU S 36 6 38 30 AK LE US DE N TE L. 03 3 46 E- MA IL INF 5 75 07 O@FH WW W. FH I.N I.N L L

De behoefte aan technisch personeel Toen ik vandaag telefonisch contact had met een marktpartij voor industriële automatisering, vroeg de telefoniste of ik van een werving & selectie bureau was. Misschien is de behoefte aan technisch personeel zo groot, dat het de eerste associatie is (als iemand van FHI belt). Paul Petersen

Onder wijs, arbeidsmark t en techniek zijn thema’s die decennialang de nodige spanning opleveren. Er zijn of teveel of te weinig technici. Vooral in de pieken en dalen van de economie is die spanning te constateren. Ik geef enkele voorbeelden.

Tijdens een bijeenkomst van de branche Industriële Automatisering bij STC werd door het opleidingsinstituut aangegeven, dat er per jaar 500 studenten worden klaar­ gestoomd voor de industrie. Zij blijken dan nog niet een ‘perfect fit’ te hebben en de helft gaat naar de grotere bedrijven in de markt.

Voor de grote hoeveelheid kleinere bedrijven in de markt wordt dat dan zoeken naar een speld in de hooiberg.

De zaal was gevuld met veertig bezoekers en dat waren vooral mensen uit het onderwijs. In deze tijd van sterke behoefte aan technici, zou je meer interesse mogen verwachten.

‘Onderwijs, arbeidsmarkt en techniek zijn thema’s die decennialang de nodige spanning opleveren’

In de pre s ent at ie v an B ak ker Sliedrecht tijdens de World of Technolog y & Science werd de werk wijze van hun opleiding s­ centrum op een mooie en concrete manier ver teld door de spreker Andre van Ballegooijen. Bij diverse multinationals is de aanpak met een bedrijfsschool al lang gestopt. De spreker ziet voor hun bedrijf hele concrete voordelen van de investeringen.

FHI GENIET EXCLUSIEVE GAST VRIJHEID IN AUTOMATIE | PMA. DE VERANT WOORDING VOOR DE GEPUBLICEERDE KOPIJ OP DEZE PAGINA LIGT BIJ FHI.

Dat g el d t t rou w en s b ij m e er initiatieven rond dit onderwerp.

Het is blijkbaar makkelijker mee te gaan met de pieken en dalen, dan een consistente werkwijze te volgen voor een continue stroom van technisch personeel.

Er zitten duidelijke voordelen in de consistente aanpak. Ik ken vele FHI-leden, die zeer betrokken zijn bij hogescholen, universiteiten of studentenprojecten. Het commitment over de lange termijn biedt die bedrijven meer stabiliteit en potentie om te groeien als de markt dat mogelijk maakt.

De algemene trend zit volgens mij steeds weer in een zoek­ tocht naar oplossingen al s er teveel of te weinig personeel is . D e ze sp anning h e ef t z ijn eigen voordeel. Met spanning gaat er stroom lopen (als de weerstand niet te groot is).

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

23

#waaromlezen Door aanpassingen aan normen kan ethernet toch realtime zijn

Hoe ethernet realtime wordt Frame Preemption speelt belangrijke rol Ethernet is standaard niet realtime. Industriële versies zoals ProfiNet en Ethercat zijn dat wel, maar dan zijn aanbieders en gebruikers gebonden aan de eisen die deze protocollen stellen. ‘Time Switched Ethernet’ moet alle mogelijke toepassingen op hetzelfde netwerk mogelijk maken, inclusief realtime applicaties. ‘Frame Preemption’ (stoppen van frames) speelt hierin een belangrijke rol. Ad Spijkers

24

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

V

oor realtime besturing moeten alle onderdelen van een system op een voorspelbare manier werken. Dit geldt ook voor het netwerk: berichten moeten op tijd worden afgeleverd en zeker niet te laat. Bij ethernet is er geen garantie dat dit altijd lukt. Een bericht met heel hoge prioriteit kan vertraging oplopen, omdat minder belangrijke berichten iets eerder voor transmissie werden aangeboden.

In protocollen voor industrieel ethernet zijn oplossingen bedacht om tot een voorspelbaar gedrag te komen. Deze protocolspecifieke oplossingen zijn niet standaard beschik­ baar voor ethernet op hogere niveaus in een bedrijf. Daar moet men terugvallen op TCP/IP (of andere protocollen), met hun (qua timing) onvoorspelbare gedrag. Als onderdeel van de TSN (Time Sensitive Networking) uitbreiding van ethernet is een meer generieke oplossing bedacht. Hiervoor zijn twaalf nieuwe IEEE-standaarden toegewezen, waarvan driekwart klaar is.

Frame Preemption In een industriële toepassing wordt vaak cyclisch gewerkt: dezelfde programmacode wordt steeds opnieuw uitgevoerd.

De cyclustijd ligt vaak in de orde van een paar milliseconden.

Voor toepassingen met hoge eisen qua verwerkingssnelheid of voor het positioneren van assen (robots, CNC-besturingen, pick & place machines) kan de cyclustijd nog korter zijn (tien­ tallen microseconden). Iedere cyclus voert dezelfde stappen uit: ingangssignalen inlezen, applicatieprogramma uitvoeren en uitgangssignalen versturen. Deze cyclische manier van werken is typisch voor plc’s en DCS’en, maar wordt ook vaak gezien in embedded besturingen.

Figuur 1: Realtime besturingen voeren continu dezelfde cyclus uit in zowel software als netwerkgebruik.

Door de constante cyclustijd kan de software op tijd reageren op externe gebeurtenissen: binnen de actuele cyclus, en anders de volgende. Als de cyclustijd langer wordt, kan de besturing niet meer op tijd reageren. Plc’s bewaken daarom de cyclustijd; wordt deze te lang, dan volgt een alarm.

Bij communicatie met andere apparaten via een netwerk moeten deze zo snel mogelijk reageren op verstuurde commando’s. Wat er op een besturingsnetwerk gebeurt, is voorspelbaar. Omdat het aantal apparaten en ingangs- en uitgangssignalen (aantal bits) bekend is en in principe het­ zelfde blijf t, is vooraf te berekenen hoeveel bits over het netwerk zullen gaan. Bij gegeven bitrate van het netwerk is dus uit te rekenen wat de transmissietijden van alle netwerk­ berichten zijn (figuur 2).

Daarmee is ook te berekenen, hoeveel tijd nodig is voor alle netwerkcommunicatie. Deze netwerk-cyclustijd moet korter zijn dan de software-cyclustijd op de besturing; zo niet, dan vertraagt het netwerk de besturing omdat die niet op tijd zijn data krijgt. De programmeur moet dan het netwerk en/of besturingssoftware aanpassen.

Figuur 2: De cyclische transmissie van vijf netwerkberichten kost in elke cyclus evenveel tijd.

Acyclische data Behalve cyclische berichten verwerkt een netwerk ook vaak acyclische berichten. Deze komen op een voor het netwerk willekeurig moment, bijvoorbeeld omdat ergens een fout optreedt, een webpagina wordt opgevraagd, een operator een commando geef t (‘Stop!’), gegevens van een ser ver worden opgehaald of netwerkbeheerders een back-up willen uitvoeren. In een netwerkcyclus moet tijd zijn om ook dit soort netwerkverkeer te kunnen afhandelen.

Figuur 3: Twee netwerkcycli, elk met dezelfde cyclische berichten. In beide cycli wordt ook één acyclisch bericht (A1, A2) verstuurd, met verschillende lengtes.

Elke netwerkcyclus moet op het juiste tijdstip beginnen.

Daarom wordt na de cyclische berichten capaciteit gereser­ veerd voor acyclische berichten. Dat mag niet te veel zijn; als er geen acyclische berichten zijn, is het verspilde tijd. De extra tijd mag ook niet te kort zijn, anders kan een lang acyclisch bericht niet volledig worden verstuurd. Een oplossing is, tijd te reserveren voor één maximumlengte ethernetbericht. Maar het is tijdverspilling als er geen acyclische berichten zijn. En als er méér acyclisch netwerkverkeer is dan in een cyclus past, zal de volgende cyclus te laat beginnen (figuur 4). Die moet immers wachten op het eind van de transmissie van A3.

Figuur 4: Een te lang acyclisch bericht in cyclus 1 maakt dat de cyclustijd hiervan overschreden wordt. De cyclische berichten in cyclus 2 worden te laat verstuurd.

Een incidentele overschrijding van de cyclustijd is op het ene moment misschien geen probleem, maar op een ander moment juist wel. Deze onvoorspelbaarheid willen we niet in een industriële besturing, dus we willen geen overschrijding van de cyclustijd van het netwerk.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

25

Guard band Om te voorkomen dat de cyclustijd wordt overschreden, wordt een ‘guard band’ ingesteld, een (configureerbare) tijdsperiode aan het eind van elke cyclus. Transmissie van een netwerk­ bericht mag alléén beginnen, als is gegarandeerd dat de transmissie binnen de guard band eindigt. De volgende cyclus kan dan altijd op het afgesproken moment beginnen. Als een bericht niet (meer) kan worden verstuurd in de cyclus, blijft het wachten tot de volgende cyclus.

Figuur 5: Een bericht mag alleen verstuurd worden, als de transmissie klaar kan zijn in de guard band. A4 voldoet aan deze regel, A5 niet.

Figuur 5 laat zien dat acyclisch bericht A4 mag starten met zijn transmissie: de transmissie is klaar in de guard band. Er is zelfs nog enige tijd over, voor een eventueel volgend klein bericht. Als dat er niet is, wordt gewacht, zodat de volgende cyclus op het afgesproken moment kan beginnen. Als deze tijdsduur te kort is, kunnen langere acyclische berichten (A5) nooit worden verstuurd. Het liefst zien we geen lange netwerkberichten, maar in bepaalde netwerkprotocollen (zoals TCP/IP) heeft de gebruiker daar geen controle over.

Bij het omgaan met ‘lange’ berichten komt Frame Preemption (IEEE 802.3br) om de hoek kijken. Deze - voor ethernet nieuwe techniek lost het probleem op van een netwerkbericht dat niet in een netwerkcyclus past. Zo’n netwerkbericht wordt opgedeeld in fragmenten. De ontvanger plaatst alle fragmenten weer achter elkaar om daarmee een kopie van het originele (lange) netwerkbericht te maken.

voor N4, en nog enige tijd over. De bovenliggende software merkt niets van de fragmentatie, afgezien van vertraging in de ontvangst.

Foutafhandeling Maar wat gebeurt er als data in een fragment corrupt raakt?

Fragmenten met corrupte data worden niet meer gebruikt.

Maar door het negeren van een fragment gaat het originele netwerkbericht verloren, ook wanneer alle andere fragmenten foutloos worden ontvangen.

Het Frame Preemption algoritme voert geen foutherstel uit, waar TCP/IP dat wel kan. Dergelijke intelligentie toevoegen aan Frame Preempting zou extra complexiteit betekenen, het algoritme foutgevoeliger maken en de communicatie lang­ zamer. Meestal wordt TCP/IP toegepast om alle mogelijke soorten fouten te detecteren én te repareren.

Frame Preemption is specif iek bedoeld voor realtime toepassingen. Maar het kan voorkomen dat apparaten mét Frame Preemption moeten communiceren met apparaten zónder. De communicatie gebeurt dan zonder gebruik te maken van Frame Preemption. Dit wordt dynamisch uitgezocht met een speciaal netwerkbericht dat de andere partij vraagt of Frame Preemption mag worden gebruikt. Alleen als beide apparaten hierop positief reageren, kan het worden gebruikt.

Berichtformaat Het ethernet berichtformaat is in dertig jaar niet veel gewij­ zigd, behalve de introductie van het VLAN/QoS veld (4 bytes).

Frame Preemption vereist een veel grotere wijziging. De ont vanger moet namelijk weten welk soor t fragment er binnenkomt en moet in staat zijn om fouten te detecteren. Het originele berichtformaat is geschetst in figuur 8. Elk bericht start met een 7-byte Preamble. Dit bitpatroon wordt gebruikt om de elektronica van de ontvanger te synchroniseren met die van de zender, zodat ze exact even snel lopen.

Figuur 7: Het standaard ethernet berichtformaat.

Figuur 6: Een te lang netwerkbericht N1 wordt in meerdere fragmenten opgedeeld. Zo lang er ruimte is in de guard band, is transmissie van meerdere netwerkberichten (N2, N4) of fragmenten (N1, N3) mogelijk.

In figuur 6 is bericht N1 te lang om in de guard band te passen.

Het wordt afgekapt en gaat verder in cyclus 2. Als er tijd over is, wordt N2 verstuurd, gevolgd door het eerste fragment van N3. In de derde cyclus past nog een lang fragment van N3, en het laatste fragment in cyclus 4. Dan is er ook nog ruimte

26

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

Vervolgens komt er een veld SFD (Start Frame Delimiter) van 1 byte. Daarna volgen het netwerkadres van de bestemming (6 bytes), het netwerkadres van de afzender (6 bytes), een berichttype veld (2 bytes) en maximaal 1.500 databytes. Het bericht wordt afgesloten met een Cyclic Redundancy Check (CRC) van 4 bytes. Deze wordt uitgerekend door de zender en gecontroleerd op de ontvanger. Dit berichtformaat wordt ook gebruikt voor Frame Preemption berichten maar vergt extra administratie. Dit maakt wijzigingen van het standaard berichtformaat noodzakelijk. De berichtopbouw staat in figuur 8.

‘Het Frame Preemption algoritme voert geen foutherstel uit, waar TCP/IP dat wel kan’ Omdat uit metingen is gebleken dat 6 bytes genoeg is voor synchronisatie, heef t de IEEE besloten de lengte van de preamble met één byte in te korten. Daarna komt het veld ‘SMD’, gevolgd door de ‘Fragment counter’, waardoor altijd 8 bytes kunnen worden ingelezen, onafhankelijk van wat er na komt. Dat maakt het leven makkelijker voor ethernet-chips: de relevante data begint altijd vanaf het 8e byte.

Fragment nummering Het Frame Preemption algoritme moet er voor zorgen, dat alle mogelijke soorten fouten detecteerbaar kunnen zijn. De ontvanger moet kunnen herkennen dat alle fragmenten in de juiste volgorde zijn ontvangen om ze in de juiste volgorde weer samen te voegen. Maar tijdens transmissie kan een fragment verloren zijn gaan, of er kunnen bits gecorrumpeerd worden en dan kan een deel van de data uit het originele bericht verdwijnen.

Om dit te kunnen detecteren, zijn alle fragmenten genummerd via de ‘Fragment Counter’. De ontvanger controleert of de juiste volgorde wordt aangehouden. Drie missende frag­ menten zijn te detecteren, meer dan drie niet meer. Maar het is niet te zien dat het aantal ontvangen fragmenten niet klopt met het verzonden aantal, want dat is niet bekend. De enige manier waarop dit wél te detecteren is, is via de CRC-controle.

Figuur 8: De drie verschillende types berichtfragmenten vergeleken met het oorspronkelijke berichtformaat (links). Groene en blauwe velden bevatten dezelfde inhoud als in het origineel; rode velden zijn afwijkend. Het ‘data’ veld is niet op schaal getekend. De CRC wordt over de aangegeven velden berekend, behalve voor het laatste fragment, daar wordt de CRC uit het originele bericht overgenomen.

De gebruikersdata is altijd minimaal 60 bytes, om aan de ethernet timing-eisen te kunnen voldoen. Tenslotte volgt de CRC (in 802.3br hernoemd tot ‘mCRC’) die wordt berekend over de gebruikersdata (plus beide adresvelden en het typeveld voor het eerste fragment). De velden SMD-Sx, SMD-Cx en de fragmentteller worden dus niet op corrupte data gecon­ troleerd via de CRC; dit gebeurt op een andere manier.

De ontvanger kan nu de stukjes data in alle fragmenten achter elkaar plaatsen, om zodoende een kopie te maken van het originele netwerkbericht. Hierover wordt een CRC-berekening uitgevoerd. Als de berekende waarde klopt met de ontvangen CRC, is alles goed gegaan en kan de netwerk-elektronica het netwerkbericht doorsturen. Is er onderweg iets misgegaan, bijvoorbeeld een ontbrekend fragment, dan klopt de CRC niet en wordt niets doorgestuurd.

Als een fout wordt gezien, zal ethernet geen reparatie-acties starten. Het algoritme gaat dan wachten op het volgende start-fragment. Natuurlijk gaat er op hogere niveaus wel iets fout als een compleet netwerkbericht verdwijnt. Als in hogere protocollagen zoals TCP/IP wordt gedetecteerd dat een compleet netwerkbericht zoek is, zal op dit niveau om hertransmissie worden gevraagd. Frame Preemption hoeft dus niet te repareren wat elders al gedaan wordt, wat het algoritme simpel en snel houdt.

Conclusie Met al deze foutcontroles garandeert ethernet de correctheid van ontvangen data. Als dit niet kan, vervalt een compleet netwerkbericht. Op hogere protocolniveaus moet dit worden opgelost. Dit is niet afwijkend van hoe ethernet nu al werkt.

Alle bestaande netwerkprotocollen kunnen daardoor blijven werken op een netwerk met Frame Preemption, waarbij het realtime gedrag gegarandeerd blijf t. Dank zij Frame Preemption en de andere TSN-standaarden wordt ethernet (eindelijk) realtime.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

27

#waaromlezen Voor iedere toepassing is er wel een geschikte sensor op de markt. Een overzicht

De juiste sensor op de juiste plaats Maar hoe kies je?

Ontwerpers van automatiseringssystemen zijn continu op zoek naar sensor­ oplossingen. De enorme variatie in sensoren op de markt is een afspiegeling van de enorme verscheidenheid aan voorwerpen, materialen en vloeistoffen die moeten worden gedetecteerd. Daar bovenop moeten er keuzes worden gemaakt met betrekking tot de interface met andere systemen, evenals hoe de omgving waarin de sensor moet worden gebruikt, van invloed is op de behuizing.

28

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIĂ&#x2039; AUTOMATIE 08/2018

Afbeelding 1: voor situaties waarin een zender-ontvangersensor door de lichtbundel (L) onpraktisch is, is de diffuse sensor met achtergrondonderdrukking (R) mogelijk een geschikt alternatief.

V

eel situaties vereisen alleen de detectie van een voorwerp, bijvoorbeeld op een transportband, tafel of transporttrolley. Het is echter niet altijd mogelijk om een reflector te monteren die in combinatie met een retroreflecterende sensor of de ontvangstzijde van een zenderontvangersensor kan worden gebruikt. Als het te detecteren voorwerp zich voor een interfererende achtergrond bevindt, kan een diffuse sensor met achtergrondonderdrukking het antwoord zijn.

met een bekabelde interface, uitgerust met een 4-polige M8of M12-aansluiting en hebben een detectieafstand-Tw van 30 tot 500 mm. Ze zijn ook elektrisch robuust, met bescherming tegen zowel kortsluiting als omgekeerde polariteit, met een PNP-uitgang die een uitgangsstroom van maximaal 100 mA ondersteunt voor zowel licht als donker gebruik. De voorste lenzen zijn gemaakt van PMMA en de geïntegreerde elektronica maakt gebruik van een knipperende gele led om zowel proble­ men met de uitlijning als met een vervuilde lens aan te duiden.

Dergelijke sensoren gebruiken het principe van triangulatie om de lichtintensiteit te meten, die wordt weerkaatst door het gewenste doel evenals de afstand van het doel. De mini­ male grootte van het voorwerp wordt dan bepaald door de afmetingen van de lichtbundel die wordt gebruikt. De afstand tot het voorwerp wordt geconfigureerd met een stelschroef, hoewel bij sommige geavanceerdere oplossingen een leer­ systeem kan worden gebruikt.

Sommige oplossingen voor visuele detectie vereisen een nauwkeurigere beoordeling van het voorwerp dat wordt gedetecteerd. Bijvoorbeeld om te bepalen of een etiket correct is aangebracht, of om te zien of het product onbeschadigd is. Hiervoor kunnen bijvoorbeeld industriële zichtsystemen op basis van een IP-netwerkcamera in combinatie met een industriële pc worden gebruikt. Een oplossing die speciaal aan de taak is aangepast, kan echter geschikter zijn. Door de continue groei in verwerkingsprestaties en geheugen zijn er nu zichtsystemen verkrijgbaar met competente zicht­ herkenningsprestaties, geleverd in een standaard video­ camerabehuizing.

Deze zichtbare lichtbron, die rood licht verzendt, kan eenvoudig worden afgesteld, zelfs in combinatie met kleine voorwerpen.

Op lasers gebaseerde sensoren kunnen voorwerpen detec­ teren met een grootte van slechts 0,1 mm, terwijl op dioden gebaseerde puntsensoren een lichtpunt van 2 mm diameter als focus hebben. Het ontwerp van deze sensoren is zodanig, dat het gedetecteerde voorwerp kan variëren in kleur en materiaal zonder dat de detectiecapaciteit wordt beperkt, terwijl voorwerpen die op de achtergrond bewegen niet tot ongewenste detectie leiden.

Een goed voorbeeld van een robuuste IP67-oplossing is de FHDK 14P5104-serie optische sensoren van Baumer. Deze zijn in een behuizing van 14,8 mm x 43 mm gemonteerd, leverbaar

Afbeelding 2: de FHDK 14P5104 van Baumer gebruikt een pulserende rode led-lichtbron in de diffuse sensor.

Tot deze oplossingen behoren ook de ZF V-machinezicht­ systemen van Omron. Deze CCD-camera’s met ultrahoge snelheid kunnen in een vaste positie worden gemonteerd of in een robotarmsysteem worden geïntegreerd. Afhankelijk van de toepassing ondersteunt de cameraopstelling een detectiegebied van 5 x 4,6 mm, tot 50 x 46 mm. Elke camera heeft zijn eigen lichtbron in de vorm van acht rode led’s, die een pulserend licht geven, en de behuizing voldoet aan IP65.

De camera’s worden in combinatie met een versterker gebruikt. Eenmaal getraind is het systeem vervolgens in staat om een positieve herkenningsreactie te geven binnen 4 tot 15 ms, afhankelijk van het type beeld dat wordt herkend.

De versterkers kunnen ook in serie worden gemonteerd. Dit maakt het gebruik van twee of meer camera’s mogelijk om aangrenzende objecten te analyseren, zoals een geïntegreerd

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

29

Afbeelding 3: de ZFV-serie van Omron is een volledig zichtsysteem dat de juiste richting en positie van voorwerpen kan detecteren.

Afbeelding 4: de LBX-serie niveausensoren van Baumer werkt op basis van het principe van een capacitief resonantiecircuit.

circuit, het controleren van de richting van het product of controleren of flessen met barcodes correct zijn geplaatst.

Aangezien de versterker slechts aan IP20 voldoet, moet deze op de juiste wijze worden gemonteerd. Succesvolle herkenning kan een NPN of PNP-signaal activeren, terwijl beelden ook kunnen worden opgeslagen op een geheugenkaart.

software kan de sensor worden geconfigureerd aan de hand van verschillende help-menu’s om aan de eisen van de toepassing te voldoen. Meetgegevens kunnen ook worden gevisualiseerd, zodat verdere parameterafstellingen, zoals tijdconstanten op dempingsfuncties en het omkeren van de schakeluitgangslogica mogelijk worden.

Detectie van vloeistoffen in tanks en leidingen brengt een eigen reeks uitdagingen met zich mee. Sommige vloeistoffen gaan schuimen, terwijl andere, met een lagere viscositeit, de neiging hebben om aan oppervlakken te blijven plakken. Dit kan leiden tot problemen met de detectiekwaliteit. De CleverLevel LBFHserie van Baumer bestaat uit compacte niveauschakelaars waarin een heldere led, zichtbaar in een hoek van 360°, is geïntegreerd om de sensorstatus aan te duiden. Deze zijn verkrijgbaar in een IP69K-behuizing en zijn geschikt voor voedingsmiddelen en dranken, farmaceutische en chemische toepassingen. Ze zijn gebaseerd op een meettechniek met een capacitief resonantiecircuit en maken gebruik van frequentie­ veranderingen die optreden in de aanwezigheid van het materiaal dat wordt gedetecteerd.

In sommige omgevingen wordt het te detecteren voorwerp niet betrouwbaar gedetecteerd als gevolg van variaties in de kleur van het voorwerp of van het materiaal waarvan het is gemaakt. Er bestaan ook uitdagingen bij de detectie van transparante materialen, zoals kunststoffolie en glazen fles­ sen. In dergelijke situaties zijn ultrasone sensoren, zowel van het zender-ontvangertype als van het reflectieve type, een ideale oplossing. Een voorbeeld hiervan is de UB800-serie van Pepperl+Fuchs, een systeem met één kop in een kort ontwerp van 40 mm.

De sensoren kunnen ook worden geconf igureerd voor verschillende schakelzones, waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen olie, water, schuim en vloeistoffen. Ze zijn ook geschikt voor bescherming tegen lege leidingen en tanks, het detecteren van pasta’s en vaste stoffen zoals meel of kunststofgranulaat. Voor de meest veeleisende schuimende of klevende stoffen biedt Baumer ook de FlexProgrammer 9701.

Deze programmeertool kan via zijn usb-interface aan een pc worden gekoppeld. In combinatie met de gebruiksvriendelijke

De sensoren kunnen voorwerpen detecteren binnen een bereik van 50 tot 800 mm, met een dode zone tussen 0 en 50 mm.

Zij geven een onmiddellijke indicatie van de status van deze sensoren, met een groen indicatorlampje dat aangeeft dat de sensor wordt gevoed en een geel indicatorlampje dat aangeeft dat zich een voorwerp in het evaluatiebereik bevindt. Een leer­ ingang biedt een eenvoudige methode voor het configureren van de boven- en ondergrenzen van het evaluatiebereik. De sensor levert een signaal van 20 mA voor een gedetecteerd voorwerp, 4 mA wanneer er geen voorwerp aanwezig is en een gradatieverandering als objecten tussen de grenzen bewegen.

De sensor is in een IP67-behuizing aangebracht.

‘Het is zeer waarschijnlijk dat er een sensoroplossing bestaat, die aan de vereisten voor de taak voldoet’ 30

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

Afbeelding 5: een diffuse ultrasone sensor kan worden geconfigureerd om een voorwerp op een opgegeven afstand te detecteren.

Aangezien Industrie 4.0 en de toenemende digitalisering leiden tot meer geautomatiseerde productiesystemen op basis van netwerken, zijn steeds meer sensoren nodig om deze platforms te ontwikkelen. Met de detectie van een enorme verscheidenheid aan stoffen, vloeistoffen en voorwerpen, is het een uitdaging om precies te bepalen welke sensor het beste aan de behoef ten van de toepassing voldoet.

Leveranciers bieden een breed scala aan oplossingen, waarin

meer functies zijn geïntegreerd. Goed zichtbare indicatoren geven visuele feedback over de vraag of de stroom is inge­ schakeld en of er een voorwerp is gedetecteerd. Ze zijn ook steeds beter te configureren, van hoogwaardige zichtsystemen op basis van camera’s tot relatief eenvoudige afstands- en vloeistofdetectiesensoren. Ongeacht wat er moet worden gedetecteerd, het is zeer waarschijnlijk dat er een sensor­ oplossing bestaat die aan de vereisten voor de taak voldoet.

Your Global Automation Partner

Stairway to Heaven!

Turck Cloud Solutions Veilig protocol voor overdracht, eenvoudige integratie en wereldwijde toegang tot machine- en fabriek data Functies zoals bewaking, alarm berichten, rapportage, trends of geografische lokalisatie reeds geïntegreerd Data hosting in verschillende varianten: als een service of lokaal als „Private Cloud“ in uw data center

www.turck.nl

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

31

SCHOLING

Avans Den Bosch wint voor tweede keer op rij de Actemium Automation Award Het thema van dit jaar was Think. Act. Move! En dat was precies waar de Actemium Automation Award op 8 november 2018 om draaide. De ingrediënten? Gedreven studenten, innovatieve challenge partners en juryleden met jarenlange praktijk­ ervaring die weten hoe je automatiseringsprojecten aanvliegt. Team YEAH (Young Enthusiastic Automationeers) van Avans Den Bosch pakte de wedstrijdopdrachten het beste aan en sleepte dit jaar opnieuw de eerste prijs in de wacht. Daarmee verdienden de studenten industriële automatisering niet alleen een trofee, maar ook een mooie prijzenpot van 2.000 euro.

Zeven teams, challenges en juryleden Dit jaar alweer de 11e editie van de A c temium A utomat ion A w ard die plaatsvond in en rondom het Actemium Edulab in Veghel. Zeven teams namen deel aan de wedstrijd en zij werden dus ook voor zeven verschillende automatiseringsvraagstukken gezet.

Deze zogenaamde challenges worden door leveranciers van Actemium be­ dacht en begeleid. En ze werden ook dit jaar beoordeeld door een vak­ kundige jury, die bestaat uit klanten van Actemium.

Peter van den Berg, docent en bege­ leider van het winnende team, was er vanaf de eerste editie bij. Dat geldt ook voor juryleden Jos Wubben en Frank van den Berk.

Robin van Perslucht en Gregory van der Tandwiel Tijdens het beraad van de jury kregen we bezoek van Wouter Kuipers van het Tech United team van de Technische Universiteit in Eindhoven. Tech United is een multidisciplinair team van (oud) studenten, PhD’s en medewerkers van de Technische Universiteit Eindhoven die zich bezighouden met de ontwik­ keling van robotica. Kennis op het gebied van werktuigbouwkunde, elek­ trotechniek en computeralgoritmes worden ingezet om problemen op te lossen. Tech United doet wereldwijd mee aan verschillende toernooien.

En dit jaar is het ze weer gelukt om de

32

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

wereldtitel van de RoboCup in de wacht te slepen.

De studenten werden getrakteerd op een interessante presentatie met als kers op de taart een demonstratie van een van deze voetbalrobots. De robots zitten niet alleen mooi in elkaar, ze dragen ook nog eens unieke voetbalgerelateerde namen zoals Robin van Perslucht, Arjen Robot, Frank de Moer en Gregory van der Tandwiel. Kortom, een plezier om naar te kijken!

De generatie van morgen O ok dit jaar w aren de challeng e partners, juryleden en collega’s van Actemium erg verrast door het inzicht en de frisse kijk van de studenten.

“Deze wedstrijd zorgt voor een unieke verbinding tussen de generatie van morgen en het bedrijfsleven. Ieder jaar kijken we weer uit naar de inbreng van deze studenten en hopen daarom ook volgend jaar weer nieuwe teams te mogen verwelkomen”, aldus Edulab Coördinator Ard Hendrikson.

MAAK KENNIS MET AUTOMATIE | PMA EN VRAAG EEN GRATIS PROEFABONNEMENT AAN!*

GRATIS

2 NUMMERS AUTOMATIE | PMA

HET IA -VAKBL AD VO OR NEDERL AND EN BELGIE 62 S TE JA A RG A NG 2018

commentaar AUTOMATIE | PMA EDITIE 6-2018

voor vormgever: headline weer op wit zetten.

logo zo groot mogelijk, ander verloop kiezen da den ook dit beursnummer krijgt een rechte rug, zie

HET IA -VAKBL AD VO OR NEDERL AND EN BELGIE 62 S TE JA A RG A NG 20 18

3D-Printing en Scale-ups

*Je ontvangt 2 gratis nummers en de gratis nieuwsbrief

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIÃ&#x160;

ATEX en Ontstekingsanalyse

AUTOMATIE.indd 1

27-06-18 13:48

BEURSSPECIAL WORLD OF TECHNOLOGY & SCIENCE EN INDUSTRIAL PROCESSING

TECHNOLOGIE & BEURSSPECIAL Instrumenten, security, Industry 4.0 en robotica

01-92, 91-02 cover.indd 3

GA NAAR AUTOMATIE-PMA.COM/PROEFABONNEMENT Volg Automatie | PMA:

05-09-18 14:31

#waaromlezen Over een robot zonder lijf die een hoop routinewerk verricht en over een robot die rondvliegt en cruciale gegevens verzamelt

Innovatieve oplossingen voor de maakindustrie Business Software 2018 Business Software Event is een thema- en netwerkbijeenkomst van Microcentrum, georganiseerd in de centraal gelegen Midden Nederland Hallen in Barneveld.

Net als de vorige edities was een bezoek de moeite waard. Naast een beursvloer wordt er een keur aan de lezingen gepresenteerd waaruit ik een tweetal kies om eens nader op in te gaan. Harold van den Hauten

P

rof. Dr. Jos van Hillegersberg van Twente Universiteit bespreekt met ons een geheel nieuwe af korting, RPA, dat staat voor Robotic Process Automation. RPA is een softwaretechnologie die op dit moment sterk in opkomst is. Het slaat twee vliegen in één klap en wel de integratie van meerdere systemen en het automatiseren van routinematig kenniswerk.

34

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

Robotic Process Automation Volgens Hillegersberg verschijnen er al spectaculaire toe­ passingen bij multinationals en grote f inanciële dienst­ verleners. Voor industriële omgevingen, ook in het midden- en kleinbedrijf, zijn er interessante mogelijkheden en de vraag is waar de kansrijke toepassingen zijn. RPA kan gezien worden als een softwarerobot die, in tegenstelling tot de robots die

RPA kandidaten.

we allen zo goed kennen, geen lijf heef t en die bovenop het bestaande systeemlandschap functioneert zonder die programma’s aan te passen. Dit kunnen de bekende ERPsystemen zijn, kantoor-automatiseringssystemen en ook systemen die in huis gemaakt zijn. Het is wel bijzonder dat het niet noodzakelijk is, dat de bestaande systemen over uitgebreide API’s beschikken. Het zijn scripts of adapters die boven de verschillende pakketten functioneren en die in een cloud draaien. Op deze manier zijn bestaande processen te automatiseren zonder de noodzaak om bestaande IT-systemen aan te passen. Optioneel is het mogelijk om de systemen uit te breiden met lerende machines en kunstmatige intelligentie (AI). Doordat de RPA bestaand routinewerk kan overnemen, komen er hoofden en handen vrij voor het echte mensenwerk.

Wanneer moet je nu RPA gaan doen en wanneer niet? Als je gewoon een standaard order binnenkrijgt die door de administratie loopt via het ERP-systeem en naar de fabriek gaat, moet je dat gewoon door je bestaande systemen laten doen. Als iets heel weinig voorkomt, en het is behoorlijk complex, moet je het gewoon door een mens laten doen. Er is ook een gebied daartussen waar het te duur is om speciale integratietrajecten op te tuigen en dat is het gebied waar de sof twarerobots hun werk kunnen doen. In de praktijk blijken er toch genoeg processen te zijn waar het toepassen van de RPA interessant is (zie de figuur RPA kandidaten). De softwarerobots hebben inmiddels ook de aandacht van de grote consultancybureaus getrokken. Zo zien we een analyse van Forrester waaruit blijkt dat de bestaande systemen onaangetast blijven, het relatief eenvoudig is om de integratie te testen en dat de aanpak zich leent voor een incrementele benadering. Ook wordt de toepasbaarheid in de cloud als een aanmerkelijk voordeel gezien.

Zorg er wel voor dat de bots een onderdeel van het team worden en zorg er ook voor dat de mensen de robots niet als een bedreiging gaan zien. Het team wordt eigenlijk versterkt door de intelligentie van de robot, je kunt het zien als Intelligent Amplification (IA) het omgekeerde van AI. Maak ook vooral gebruik van de mogelijkheid om door te groeien in de richting van kunstmatige intelligentie. Het geheel wordt er steeds slimmer en krachtiger van.

Autonome datacollectie met drones en integratie met bedrijfssoftware Wouter Middel van WMI2 Drone Project en Stephan Verhofstadt van Actemium nemen ons mee in de wereld van de drones en wat zij kunnen betekenen voor het verzamelen van gegevens ten dienste van ons bedrijfsproces. De bedoeling is dat deze drones zelfstandig rondvliegen en relevante gegevens door­ seinen.

Reeds vanaf 2014 zijn zij bezig met een project voor het ontwikkelen van drone-toepassingen voor voedselprodu­ cerende bedrijven en industriële omgeving. De ontwikkeling is met name gericht op het autonoom indoor vliegen, waarbij gedacht wordt aan diverse toepassingen waaronder realtime kwaliteitsbewaking, productveiligheid en veiligheid in het algemeen. Er wordt ook uitgezien naar het inzetten van deze drones voor bedrijven die niet aan voeding gerelateerd zijn en ook aan toepassingen in de open lucht. Dit laatste is com­ plexer vanwege de extra eisen die gesteld worden door wet- en regelgeving.

Deze drones hebben in de praktijk al gevlogen en er is gekeken naar de haalbaarheid in die zin dat het 100% veilig moet zijn voor personeel en apparatuur en ook 100% autonoom.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

35

Kwaliteitsmeting met drone in een industriële omgeving.

Tijdens brainstormsessies bij beoogde gebruikers zijn een aantal toepassingen aan het licht gekomen. Voorbeelden hiervan zijn inspecteren van de lekkage en warmteverlies, het in kaart brengen van leidingwerk en ruimtes (3D-mapping), inspectie van apparatuur en omgeving op de lekkage van gas en gevaarlijke stoffen, het inspecteren van tanks zowel binnen als buiten, monitoring van geconditioneerde ruimten en het detecteren van ongedierte tijdens de nacht. Ook wordt gedacht aan veiligheidsinspecties op moeilijk bereikbare ruimten.

Bovendien kunnen voorraden in magazijnen geïnspecteerd worden. De drone kan voorzien worden van allerlei sensoren,

36

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

bijvoorbeeld om vochtigheid en temperatuur te meten en ook een streepjescode kan gemakkelijk aan boord meegenomen worden. In de figuur kwaliteitsmeting industriële omgeving is de drone te zien met een aantal sensoren.

Behalve potentiële eindgebruikers zijn ook studenten van EDULAB actief in dit project. Het is een proeftuin voor studen­ ten met echte machines zoals die ook in fabrieken te vinden zijn. Voor integratie met de business software is uiteraard rekening gehouden met de gebruikelijke standaarden en ook de cloud is niet vergeten.

BANEN IN TECHNIEK, ICT, CHEMIE & LIFE SCIENCES Bètabanen is vernieuwd!

Met een breder platform, meer banen, extra plaatsingsmogelijkheden en scherpere prijzen.

Bekijk vandaag de vernieuwde website nog! www.betabanen.nl

#waaromlezen Een zeer interessant industrieel automatiseringscongres in een van de grootste maakregio’s ter wereld

Ervaar het nieuwe maken Maar pas op voor de pilot trap!

Het is nog steeds een van de grootste maakregio’s ter wereld: Shanghai, de meest westerse Chinese stad aan de Gele Zee. Naast buren als Japan, Zuid-Korea en Taiwan was er nog een reden voor Dassault Systèmes om er voor de derde keer neer te strijken met haar industriële digitalisergscongres ‘Manufacturing in the Age of Experience’. Met een bezoek aan de China International Industry Fair kon naast de theorie ook meteen het praktische aanbod bekeken worden. Liam van Koert

H

oren, zien en doen. Zwijgen mag, maar als je vragen hebt, stel ze vooral. Dit - en een Michelinster-waardig proeven en ruiken tijdens de pauzes - waren de aangename hoofdingrediënten van Manufacturing in the Age of Experience editie 2018. En om al deze ervaringscriteria kracht bij te zetten, was er dit jaar in de grote zaal van het Primus hotel ook maar meteen een

38

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

complete assemblagelijn van tandwielkasten opgebouwd.

Omringd door acht stations die in realtime verbinding met de lijn stonden, konden de specialisten van Dassault Systèmes onder aanvoering van Delmia-topman Guillaume Vendroux (Delmia omvat het maakdeel van het 3DExperience-platform van de Franse sof twaregigant) haarfijn uitleggen wat het belang van digitale continuïteit is.

mijn klanten? Kunnen beide overbrengingsvarianten dan nog worden geproduceerd op de lijn? Nee, natuurlijk niet. Maar als ik nu de takttijd verdubbel en assemblagestappen combineer op twee stations? Virtueel zie ik dat ik in elk geval één variant kan blijven produceren, gedurende de tijd dat aan de pers op station 3 het noodzakelijke onderhoud wordt verricht.

Bijkomende beperking: ik moet de voorraadbakken met componenten van locatie veranderen. Dat kost mij 10 minuten extra, zowel voor het onderhoud als daarna als alles weer terug moet naar de oude posities.

De virtuele herschikking van de stations en een handvol andere maatregelen laten na simulatie zien, dat ik voor de verschillende orders binnen de productietijd en -planning blijf.

Daar zullen mijn klanten blij mee zijn. Want ook ik ben onder­ deel van een waardeketen, of zelfs een waardenetwerk. Nu ik al die nieuwe ‘constraints’ digitaal ben doorgefietst - waar heb je anders een ‘digital twin’ van je complete productie en plan­ ning voor - kan ik in de echte wereld het proces in gang zetten.

In het verruilen van de ‘Playground’ vol Dassault-producten van voorgaande jaren door de praktijk van de werkvloer lag nog een andere ervaringsboodschap: genba. Dit belangrijke onderdeel uit de Japanse ‘lean-manufacturing’-theorie stelt dat je als ingenieur zo nu en dan ook achter je bureau vandaan moet om op de werkvloer te er varen waar de knelpunten zitten. Alleen daar kun je ze volledig begrijpen en de gevolgen overzien.

Digitale continuïteit De problemen waar voor de oplossingen op de werkvloer te vinden zijn, zijn velerlei. Hoe train ik bijvoorbeeld mijn toekomstige medewerkers en zorg ik dat hun kennisniveau op peil blijft? Dus hoe leg ik die kennis vast en zorg ik dat ook anderen daar gebruik van kunnen maken? Hoe zorg ik dat de productie continu functioneert op een hoog niveau? En à la minute kan inspelen op veranderingen? Hoe zorg ik bovendien dat mijn levende ecosysteem van toeleveranciers in mijn eigen productiesysteem is geïntegreerd?

Hoewel geen panacee zorgt het 3DExperience-platform van Dassault bij dergelijke vraagstukken voor de broodnodige digitale continuïteit. Broodnodig om een ‘single version of truth’ te garanderen, maar ook alle data beheer(s)baar en behapbaar te houden voor alle andere applicaties die daar gebruik van willen maken. Na de genba-walk weet je dat dat wel goed zit. Ook als voor je assemblagelijn met vijf stations op basis van actuele en historische data wordt voorspeld dat assemblagestation 3 op het punt staat het te begeven.

Wanneer en hoe moet ik dan ingrijpen en wat is dan de impact op de productiviteit van de lijn en de leveringen aan

Gefundeerd voorspellen Volgens Morgan Zimmerman, de ceo van Exalead (zeg je bij Dassault data, dan zeg je Exalead), laat het scenario met de assemblagelijn zien, dat de virtuele en echte wereld niet alleen maar met elkaar verbonden zijn. Nee, de virtuele wereld vult de echte wereld aan en kan ons zelfs helpen de echte wereld duidelijk te verbeteren. Door de virtuele representatie te voeden met data uit de echte productiewereld, voeg je context en begrip toe en kun je gefundeerde voorspellingen doen.

Door de mogelijkheid de onderneming en het functioneren te modelleren - van product tot productieapparaat in de waarde­ keten - wordt het mogelijk ‘wat als..?’-scenario’s te simuleren en de effecten te evalueren. Sterker nog, op die manier kan elke deelnemer aan de waardeketen zijn of haar eigen rol steeds opnieuw definiëren. Zimmerman gaat zelfs zover te stellen, dat separate ondernemingen hun krachten kunnen bundelen tot een zelfsturend en -lerend productiesysteem.

Verspilling tegengaan Volgens Vendroux is de crux de snelheid die het platform creëert en de mogelijkheid ‘on the fly’ de acties die volgen uit de scenario’s direct in de echte wereld te implementeren. De virtuele wereld die momentaan ingrijpt op de echte wereld, is volgens hem het onderscheid tussen het 3DExperienceplatform en het hebben van alleen maar een ‘digital twin’. De nieuwe werkinstructies staan na de herconfiguratie van de lijn direct op de displays voor de operators. Alle koppels op de gereedschappen zijn opnieuw ingesteld. De werkorders voor het opnieuw vullen van de voorraadbakken en het tijdelijk terugsturen van de onderdelen van de overbrenging die ze

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

39

even niet kunnen produceren zijn al uitgegeven. Vendroux: “Wat je optimaliseert in de virtuele wereld, optimaliseer je ook direct in de echte wereld. En eigenlijk betekent dit dat je opgewassen bent tegen wat er ook maar gebeurt. We weten dat ‘manufacturing’ verre van een ideale wereld is. Niets gaat zoals je het had gepland op de fabrieksvloer. Maar met een setup als dit kun je er zeker van zijn dat je de goede

Digitale omhelzing Volgens Karel Eloot, senior partner bij McKinsey & Company, heeft het een duidelijke reden dat juist de Chinese maak­ industrie die digitale toekomst zo omhelst. Overigens, de smartphone-dichtheid in de metro in Shanghai - en de verbinding is ook ondergronds perfect - laat zien dat ‘digitaal’ alom op waardering kan rekenen. Maar waar in dat opzicht de

‘Drie trends voeren bij de digitalisering in de maakindustrie de boventoon’ beslissingen neemt en de opbrengst van je lijn gegarandeerd is.” Kortom, hoe sneller je gefundeerd kunt beslissen, des te minder verspilling je produceert. Munda noemen ze dat in leanjargon.

Digital Capability Center Nu viel het ‘w-woord’ zojuist al even: waardeketen. Nu doet Dassault het ook niet allemaal alleen. Dat was ook de reden dat meer ‘derden’ bij het evenement werden betrokken.

Er is ABB met de Yumi in de genba-walk, Atlas Copco in de assemblagelijn, NavVis als ‘scanning’ partner voor de visualisatie van digital twin/digitale fabriek en OSIsof t voor de noodzakelijke data-infrastructuur in de fabriek van de toekomst. Maar de assemblagelijn zelf was misschien wel het meest aansprekende voorbeeld van hoe Dassault zijn eigen waardeketen inzet. De lijn staat ‘doordeweeks’ namelijk in Beijing en wel in het Digital Capability Center (DCC). Dit centrum voor de digitale industriële toekomst van de Chinese maakindustrie is gevestigd op het terrein van de Tsinghua University en is een gezamenlijke onderneming van de universiteit en McKinsey & Company. Ook in Aken, Chicago, Singapore en Venetië heef t McKinsey dergelijke DCC’s om de digitale vraagstukken van de maakindustrie te helpen oplossen. De productielijnen die op de verschillende locaties staan opgesteld - zo heeft ook Singapore een lijn voor tandwieloverbrengingen en staan in de DCC’s in Venetië en Chicago productielijnen voor koelkast-compressoren maken het mogelijk voor iedereen nut, noodzaak en effect van digitale oplossingen te zien en te onderzoeken.

40

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

Made in China 2025 China wil in drie stappen transformeren tot een heus ‘world manufacturing powerhouse’. Made in China 2025 moet voor dat ‘huis’ het fundament leggen. In 2035 wil het land de tweede fase hebben afgerond en zich in de internationale ‘maak’-middenmoot hebben genesteld. Uiteindelijk moet bij het eeuwfeest van de Volksrepubliek in 2049 de sprong van middenmoot naar wereldtop zijn gemaakt. Met ‘Made in China 2025’ wil China het percentage aan Chinese ‘content’ in de hightech productie omhoog brengen. Concreet moet het percentage lokale content aan waardetoevoegende componenten, materialen en machines omhoog naar 40% in 2020 en 70% in 2025. Sectoren die daarbij voorop moeten lopen: nieuwe-generatie informatietechnologie, geautomatiseerde gereedschapmachines en robots, lucht- en ruimtevaart, maritiem materieel en hightech scheepvaart, modern railtransport, duurzame voertuigen en toebehoren, nieuwe materialen voor energieopwekking, landbouw, en biofarma en hightech medische producten.

China International Industry Fair Als ervaringskers op de taart viel Manufacturing in the Age of Experience dit jaar samen met een ander evenement, dat volgens Guillaume Vendroux het hoogtepunt van de Chinese ‘maakkalender’ is: de China International Industry Fair. CIIF, die van 19 tot 23 september plaatshad op niet meer dan een steenworp afstand in het National Exhibition and Convention Center, is zeker niet de minste beurs. De alweer twintigste editie kon rekenen meer dan 2.500 exposanten uit 28 landen en pakweg 167.000 bezoekers uit 82 landen. Deze hadden zich verzameld op een bescheiden 281.000 m2.

afstand met de westerse wereld al tot nul is teruggebracht, is dat op industrieel vlak zeker niet het geval. China acht het omhelzen van de mogelijkheden van de digitalisering voor de maakindustrie noodzakelijk om de kloof met het Westen te dichten. Zeker als dit binnen de termijn van Made in China 2025 moet, is digitalisering een nieuwe ‘Grote Sprong Voor waarts’ - ongetwijfeld zonder de ver velende conse­ quenties die de burgerbevolking onder vond toen China van een agrarische in een industriële samenleving moest transformeren.

Nieuwe spelers en modellen Wereldwijd ziet Eloot drie trends die bij de digitalisering in de maakindustrie de boventoon voeren. Er zijn nieuwe digitale gereedschappen. Er zijn nieuwe spelers, partners en ecosystemen. En er zijn nieuwe manieren om waarde te creëren. Als het gaat om nieuwe waarde creëren, ligt de nadruk op ‘pay per use/as a service’-scenario’s, zodat klanten alleen met de operationele kosten worden geconfronteerd en investeringen in bijvoorbeeld kapitaalgoederen achterwege kunnen blijven. Indirect ontstaat daardoor ook eerder ruimte voor nieuwe spelers op de markt. Het creëren van een plat­ form is een andere mogelijkheid, zoals Predix van GE dat zich richtte op preventief onderhoud met datacollectie en -analyse in de cloud. En nu data worden omschreven als de grondstof van/voor de toekomst, hoort het te gelde maken van data - en dat kan ook met intellectueel eigendom (IP) - tot de nieuwe modellen.

Wat je van de toonaangevende spelers kunt leren, is dat zij bijna tweemaal zo vaak geavanceerde digitale gereed­ schappen als ‘augmented’ en ‘virtual reality’ inzetten. Dat geldt bij de koplopers ook voor de waarschijnlijkheid dat ze kunnen beschikken over een ‘Internet of Things (IoT)platform. Het is, zo blijkt uit onderzoek van McKinsey, ook

vijfmaal zo waarschijnlijk dat zij een team in het leven hebben geroepen dat zich toeleg t op de digitale transformatie van de onderneming. Dat team houdt zich bezig met hoe digitalisering in te zetten om processen anders in te richten en andere manieren van werken te introduceren. Het bewegen in nieuwe samenwerkingsverbanden maakt daar ook deel van uit. In de digitale voorhoede is het veel waarschijnlijker dat ze samenwerken met derden. Ze ontwikkelen niet alle techno­ logie in huis. Ze passen ook veel vaker technologie toe die het mogelijk maakt dat derden voor hen bijvoorbeeld software en applicaties ontwikkelen.

De hype voorbij En waar bevinden zich China en de westerse wereld? In China groeit volgens de gegevens van McKinsey in elk geval nog steeds het besef dat bijvoorbeeld industriële IoT waarde toevoeg t. Niet onlogisch als China digitale productie in Industriële IoT ziet als mogelijkheid om het gat met het Westen te dichten. Maar in datzelfde Westen is er inmiddels ook weer een stijgende lijn ingezet. Weer, omdat er volgens McKinsey-getallen in 2016 een duidelijke dip te zien was.

Wellicht omdat het allemaal te veel als hype werd gezien, denkt Eloot. Maar die hypefase lijken we inmiddels voorbij.

Wel waarschuwt Eloot voor het gevaar van de ‘pilot trap’ of het zogenoemde ‘pilot purgatory’. Volgens een wereldwijd onderzoek van McKinzy - waarvan het rapport op hun website te downloaden is - starten veel maakbedrijven enthousiast met digitalisering, maar blijven ze steken in demo’s en proef­ ballonnen. Er worden kosten gemaakt. Belangrijkste les is om het niet als een aaneenschakeling van geïsoleerde technologie gedreven IT-implementaties aan te vliegen. Niet voor niets wordt er gesproken over een digitale transformatie.

Dat vergt leiderschap voor het op één lijn krijgen van alle stakeholders, inclusief oog voor skills, infrastructuur en het hele waardenetwerk.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

41

VERBINDING

Netwerk spanner Tijdens de WoTS kwam ik op de stand van Turck een type product tegen dat ik nog niet eerder was tegengekomen. Turck noemt het een ‘spanner’ (productnaam FEN20 of TBEN-L5). Rob Hulsebos

Technisch gezien is het een protocolconverter, in dit geval tussen ProfiNet, Modbus/TCP en ethernet/IP. Alle drie zijn op ethernet gebaseerd, maar door elkaar gebruiken op hetzelfde netwerk is niet aan te bevelen. Maar hoe is dan communicatie tussen (bijvoorbeeld) ProfiNet-besturing en een ethernet/ IP-besturing mogelijk? Een simpele oplossing is om hiervoor een extra netwerk aan te leggen, ook ethernet, waarop beide partijen dan via TCP/IP data met elkaar kunnen uitwisselen.

Maar de benodigde infrastructuur is duur: extra bekabeling, extra switch, extra netwerkkaarten (2x).

Met de Turck spanner wordt het probleem op een geheel andere manier opgelost: remote I/O op beide netwerken wordt kruiselings aan elkaar geknoopt - de ProfiNet outputs worden gekoppeld aan ethernet/IP inputs en andersom.

De spanner beschikt over t wee net werkaansluitingen, voor beide protocollen een aparte, en de spanner wordt du s o ok 2 x g e conf ig ure erd . M a ar b eide n e t w er ken blijven geheel gescheiden van elkaar functioneren. De uit voering s vor m van de spanners is zodanig robuust (volledig ingegoten, glasvezelversterkte behuizing), dat deze niet noodzakelijkerwijze in een schakelkast moet worden geplaatst.

Netwerktechnisch gezien is het een master/master commu­ nicatiemodule. De hoeveelheden data die uitgewisseld worden, zijn uiteraard beperkt (128 of 240 woorden á 16 bits), maar dat zal voor veel toepassingen geen probleem zijn. Als extra beschikt de FEN20 spanner nog over 4 digitale ingangen (16 bij een TBEN-L5), die aan beide netwerkmasters (plc’s) worden aangeboden.

Daarnaast hebben de genoemde producten nog de mogelijk­ heid om als NAT-router geconfigureerd te worden. Dit maakt het mogelijk om netwerken aan elkaar te koppelen waarbij aan beide kanten dezelfde IP-adressen in gebruik zijn, of IPadressen in geheel verschillende bereiken (waarvoor normaal een router nodig is). De spanner vertaalt dan de IP-adressen op de overgang van het eerste naar het tweede netwerk, zonder dat de software (en/of configuratie) op de zender en de ontvanger daar voor aangepast hoeven te worden.

Dit maakt het dan mogelijk dat (bijvoorbeeld) een SCADAsysteem kan communiceren met meerdere geheel identieke machines of subsystemen, als voor elke machine/subsysteem een Turck spanner geplaatst wordt.

‘Remote I/O op beide netwerken wordt kruiselings aan elkaar geknoopt’ 42

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

verbinding

Nieuwe Power-over-Ethernet Eind september (een jaar later dan gepland) is de IEEE-standaard IEEE 802.3bt ‘DTE Power via MDI over 4-Pair’ goedgekeurd. De titel zegt op zich weinig, we kennen het beter als de nieuwe ‘PoE++’ (Power-over-Ethernet) versie die tot 100W per aangesloten apparaat voeding kan leveren over een ethernetkabel.

aders, en de gebruikte spanning (tot 56V) kan ook niet zomaar verhoogd worden vanwege de veiligheidseisen (SELV - Safety Extra Low Voltage).

Daarom is 802.3bt/PoE++ overgestapt op het gebruik van alle 4 aderparen (die toch altijd in de kabel aanwezig zijn). Alle aderparen worden dus ingezet voor voeding en voor data.

Het maximaal te leveren vermogen stijgt tot 90W aan de bron (= switch), 71W effectief, meer dan een verdubbeling dus.

Er is echter één aspect dat goed in de gaten gehouden moet worden: de opwarming van de netwerkkabel. Dit speelt vooral als veel kabels gebundeld worden, en/of in een kabelgoot gelegd worden met weinig ventilatie. Wie had ooit gedacht dat bij de aanleg van een netwerk voortaan ook het thermisch gedrag bekeken moet worden?

Elke kabel heeft een maximum temperatuur, opgegeven door de leverancier, die niet zomaar overschreden mag worden.

Verder zorgt een stijgende temperatuur voor een hogere Ohmse weerstand van het koper, en dit leidt tot meer ver­ zwakking van het elektrische signaal. Er kan dan niet meer uitgegaan worden van de standaard met ethernet haalbare 100 meter afstand. Welke afstand wel haalbaar wordt, hangt dan af van de omgevingstemperatuur en de opwarming van de kabel.

Dit laatste is weer afhankelijk van de kabel zelf, en die kan weer per leverancier verschillen. Kortom: als u maximaal van de nieuwe PoE gebruik wilt maken, vraag de kabelleverancier naar de mogelijkheden.

PoE is op zich natuurlijk al lang op de markt, de eerste versie kon per apparaat 15.4W leveren aan de bron, vanwege leiding­ verliezen teruglopend tot 13W effectief. Dat was al heel wat(t) (sic) 15 jaar geleden, maar er bleef de wens om zwaardere vermogens aan te kunnen. In 2009 kwam de 802.3at/PoE+ standaard uit die de lat al op 30W (effectief 25.5W) legde. En nog wilden we méér vermogen: tot 100W. Maar de eerste twee PoE-versies hadden maar 2 aderparen tot beschikking, de te leveren stroom is dan beperkt door de dikte van de (ethernet)

Tenslotte is er nog een aspect belangrijk geworden: het ontstaan van vonken als een netwerkkabel wordt ingestoken of wordt losgekoppeld. Er wordt immers gewerkt met gelijkstroom (tot 2A). Dat geef t een degradatie van het contactoppervlak van de pinnen in de connector. Ook hier: verschillen tussen leveranciers bepalen hoe sterk de connector degradeert (hogere overgangsweerstand) per keer inpluggen en uithalen. Het gezegde ‘goedkoop is duurkoop’ wordt bij IEEE 802.3bt nog meer van toepassing.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

43

CYBERKRONIEK

Nieuwe malware tegen energiecentrales?

Halverwege oktober publiceerde beveiligingsbedrijf ESET een rapport over hun ontdekking van nieuwe malware die zij ‘GreyEnergy’ doopten. Dit was een hint naar eerdere malware genaamd ‘BlackEnergy’ die zich richtte op Oekraïense energiecentrales in 2015. Rob Hulsebos

BlackEnergy is na die ene keer in 2015 nooit meer ingezet. De nieuwe malware heeft veel overeenkomsten met BlackEnergy, en daarom wordt aangenomen dat ook deze mogelijk ingezet kan worden tegen vitale infrastructuur, bijvoorbeeld (maar niet beperkt tot) energiebedrijven. In 2015 is GreyEnergy gebruikt tegen een energiebedrijf in Polen, later nog eens tegen een bedrijf in Oekraïne, en halverwege 2018 nog eens bij een transportbedrijf.

Volgens ESET heef t GreyEnerg y geen sof tware voor het aanvallen van industriële besturingen. Het voert een mak­ kelijker aanval uit: wissen van de harde schijf van een geïnfec­ teerde pc. Daarbij maakt het misbruik van een (gestolen) digitale handtekening van het Taiwanese bedrijf Advantech, dat is dezelfde tactiek die Stuxnet gebruikte. Via deze digitale handtekening wordt de malware als normale software gezien.

Maar GreyEnergy heeft nog meer mogelijkheden om schade aan te richten: het kan (via internet) communiceren met een door de hackers bestuurde ‘Control & Command’ server (C&C).

Zo kan de geïnfecteerde machine later op commando toets­

44

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

aanslagen opnemen, wachtwoorden verzamelen, screen­dumps maken, bestanden lezen/schrijven/wissen en nieuwe software installeren. Dit alles kan zonder bestanden op disk na te laten.

Deze zogenaamde ‘in-memory’ malware is daarom moeilijk door virusscanners te detecteren, en indien wel, dan konden de malware-auteurs dat ook nog te weten komen, zodat ze op de hoogte bleven van de activiteiten van hun tegenstanders.

Hoe komt GreyEnerg y binnen op een pc? Eenvoudig: de hacker stuurt een phishing e-mail met een geïnfecteerd Worddocument aangehecht, en dan maar hopen dat de ontvanger dit document opent. Deze begint met allerhande interessante informatie over het onderhavige systeem op te halen, die naar de C&C-server wordt gestuurd. Klinkt onschuldig, maar de informatie kan de aanvallers extra inzicht geven voor latere aanvallen. Daarna kan de echte malware opgehaald worden via de C&C. Het kan zijn dat een geïnfecteerd systeem op deze manier wordt klaargezet voor een aanval in de toekomst. Op basis van de drie keer dat GreyEnergy nu is gebruikt, valt nog niet te zeggen of deze malware voor een bepaald type bedrijf bedoeld is of niet.

COLUMN Willem van der Bijl W.VDBIJL@AUTOMATIE-PMA.COM

Automatisering

A

utomatisering is het ver vangen van menselijke arbeid door machines. Dat is wel een heel basale definitie maar het is duidelijk en kernachtig. Machines kunnen repeterende handelingen snel en reproduceerbaar uitvoeren, zijn beter bestand tegen gevaarlijke stoffen, zijn sterk en niet te vermoeien en zijn vervangbaar. De aansturing is meestal door computers, maar de mens blijft in veel gevallen toch de toezichthouder.

Waarom blijft de mens nodig? Waarom kan een auto niet volledig automatisch rijden? Het is eenvoudig een kwestie van meten en regelen. Echter, er blijken veel te veel variabelen aanwezig te zijn bij het laten deelnemen van een auto aan het (huidige) verkeer. Het verkeer is een willekeurig samenstel van voortbewegende mensen en apparaten in een daarvoor ingericht systeem. En dat is tegelijk de handicap. Als je een bestaand systeem - ontwikkeld voor mensen om voort te bewegen - gedeeltelijk gaat automatiseren, is het gedoemd te mislukken.

De verklaring is de willekeur en vooral onvoorspelbaarheid waarmee mensen besluiten nemen. Machines zijn voorspelbaar. Geautomatiseerd voortbewegen is geen probleem, als het geheel opnieuw wordt ontworpen en alle bewegingen geautomatiseerd zijn. Kijk naar een magazijn met een groep AGV’s om objecten van A naar B te verplaatsen. Mits goed ontworpen is al op veel plaatsen aangetoond dat dat uitstekend te realiseren is, maar met de uitdrukkelijke conditie dat er geen mensen, of door de mens bewogen apparaten, tussendoor moeten.

Natuurlijk zijn er veiligheidstops aangebracht voor het geval dat er iemand in de buurt van het Automatisch Geleid Voertuig komt. Het kan wel. Enige tijd geleden was ik in Tokyo en merkte dat het ‘normale verkeer’ zich buiten tussen de gebouwen in deze onmetelijk grote stad op een bekende wanordelijke manier voortbewoog. Maar enkele meters lager, onder de grond, was het geautomatiseerde metrosysteem aangelegd waarmee ontelbaar veel mensen zich lieten verplaatsen. En men vindt het prima dat men door vriendelijke doch dwingende ‘duwers’ de metro wordt ingeduwd, ten dienste van de strakke dienstregeling.

Mijn stelling is dat productie of een proces alleen goed te automatiseren is, als het ook als volledig ‘automatische’ lijn ontworpen is. Dus een bestaande productielijn met mens en machine is moeilijk efficiënt te automatiseren. Machines kunnen heel goed repeterend hetzelfde werk doen, dat is serieproductie.

Telkens dezelfde handeling aan hetzelfde product. Flexibele repeterende handelingen worden al lastiger.

Dus telkens, afhankelijk van productsamenstelling en opties, iets andere repeterende handelingen doen, wordt een stuk moeilijker En dat is de kern van ‘mass customization’, in serie hetzelfde basisproduct maken, maar telkens met andere opties. Dus een koffiemachine produceren op dezelfde productielijn met diverse opties.

Overigens vergt dat niet alleen een ontwerp van het (basis)product dat op al de opties is voorbereid, maar ook een productielijn die flexibel en automatisch - aangestuurd door intelligente besturing -, telkens een klantspecifieke en unieke koffiemachine maakt. Dus laten we nu niet de illusie hebben dat we de mens kunnen automatiseren. In mijn beleving is dat onmogelijk. Het menselijk brein is nog lang niet te evenaren.

Laten we ons richten op de automatisering van handelingen. Simpel of complex, flexibel of repetitief, dat is al uitdagend genoeg.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

45

#waaromlezen Diverse technologieën gaan de komende jaren pas echt hun kracht tonen in het OTen IT-landschap

Nieuwe technologie inpassen in bestaand OT/IT-landschap Innoveer bedrijfsapplicaties met de kunst van het combineren Realtime big data analyses, virtual reality, augmented reality, artificial intelligence, real progressive web apps, voice assistant & smart speakers zijn de ’hightech’ ontwikkelingen die in 2019 een plaats in het domein van informatietechnologie (IT) en operationele technologie (OT) van veel organisaties gaan krijgen. Toch zijn ze allemaal niet ‘nieuw’. Ze bestaan al een tijdje en worden steeds volwassener. In de komende jaren gaan al deze technologieën steeds meer naar elkaar toegroeien. Toegepast in verschillende combinaties tonen zij dan hun kracht. Marco den Hartog

46

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

‘De nieuwe technologie stelt ons in staat te werken met een centrale data hub’

W

ie volgend jaar helemaal opnieuw mag begin­ nen, heeft volop keuze en kan direct aan de slag gaan. De meeste organisaties moeten nieuwe technologie inpassen binnen hun bestaande omgevingen. Dat ’inlassen’ beperkt de keuze.

Onder invloed van de digitalisering is het technologische landschap bij veel organisaties behoorlijk complex geworden.

Er is sprake van enorm veel data en functionaliteiten, versnip­ perd ondergebracht in heel veel applicaties. Veel daarvan zijn verbonden door point-to-point koppelingen. Wanneer er één wijzigt, resulteert dit in een reeks van wijzigingen in verschillende systemen. Gevolg hiervan zijn hoge beheer- en veranderkosten. Het probleem is op te lossen door het inzet­ ten van API-gateways (Application Programming Interface), een service bus, alsmede data gedreven en ’event’ gedreven architecturen, die gecombineerd de flexibiliteit en daarmee het innovatievermogen verhogen. Innoveren wordt als het ware combineren.

Met behulp van moderne integratietechnologie kunnen we zelfs realtime geavanceerde data-analyses uitvoeren. Kortom: ieder bedrijf dat nieuwe innovaties wil omarmen, moet zijn architectuur afstemmen op interoperabiliteit tussen alle systemen op alle afdelingen, ongeacht of die zich bevinden in het kantoordomein, bij de informatieverwerking of in de productieomgeving.

M arco den Hartog is CTO van itvisors, specialisten in software­d ienstverlening

Experimenteren met nieuwe technologie zonder raakvlak met bestaande systemen is meestal zinloos. Wil een organisatie innoveren en nieuwe technologieën kunnen omarmen, dan is het ontvlechten van de wirwar aan bestaande applicaties een cruciale eerste stap. Dat geldt voor de industriële wereld, waar OT en IT steeds meer convergeren. En dat geldt ook in de zorg, de logistiek en bij de financiële dienstverlening, waar nieuwe, consumentgerichte IT aan de front-end kant moet interacteren met de ‘zwaarbewaakte’ back-office omge­v ing.

Ergens moet alle data samenkomen om ofwel een mens een betere beslissing te laten nemen of - nog sterker - een compu­ ter te laten beslissen. Er is interoperabiliteit nodig tussen alle voorhanden informatiesystemen om te kunnen innoveren.

De nieuwe technologie stelt ons in staat om te werken met een centrale data hub, waarop we applicaties kunnen aansluiten.

Deze hub, die de rol van API-gatway, service bus, analytischen dataplatform combineert, dient als knooppunt voor alle digitale informatiestromen tussen systemen. Dit maakt de architectuur een stuk overzichtelijker en daarmee ook beter te beheren. Nieuwe koppelingen zijn veel sneller operationeel en diverse databronnen laten zich sneller met elkaar combineren: een cruciale voorwaarde om te komen tot innovatie.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE 08/2018

47

#waaromlezen Groeien in Azië, voorbereiden op de toekomst, groeien met dubbele cijfers.

Hoe?

Een slimmere fabriek in vijf stappen?

Bijgepraat door Turck Die vijf stappen die komen we vaker tegen, blijkbaar is dat marketingtechnisch wel een lekker getal. Maar Turck houdt er verder een frisse visie op na. Zo blijkt als we tijdens de jaarlijkse internationale persconferentie op het hoofdkantoor in Essen luisteren naar CEO Christian Wolf. Een mooi moment om trends en ontwikkelingen in kaart te brengen. Janet Kooren

D

e strategie van Turck is gericht op groei realiseren met nieuwe producten. Daarnaast realiseerde men met de modernisering van het logistiek centrum een daling van de doorlooptijd van drie naar twee uur.

Die frisse visie, die horen we onder meer terug in de nuchtere stelling dat de afzet van Industrie 4.0-systemen met name in de opkomende economieën gerealiseerd wordt. “Het maakt nogal verschil of je gaat automatiseren op een installed base, of dat je een geautomatiseerd systeem vanaf de basis af inricht. Het is gemakkelijker om vanaf nul te beginnen dan aan te passen.” Daarbij is Turck in veel opkomende markten als een van de eerste partijen echt aanwezig en actief. En gaat het bedrijf samenwerkingen aan die het lokale netwerk optimaal benutten, zoals met het bedrijf Banner. In 2017 zetten de beide bedrijven een gezamenlijke Aziatische joint venture op.

“We zien dat ook veel bedrijven in landen in Azië op zoek zijn

Veel nieuwe producten voor communicatie

48

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

naar een hogere efficiëntie en de automatiseringsgraad flink opschroeven. We hebben onze strategie daarop afgestemd.

Je kunt zo ongeveer stellen dat een percentage groei van het bruto nationaal product daar een dubbel percentage groei voor automatiseringsinvesteringen betekent.”

Systemen en producten Verschillende specialisten van Turck ver tellen achter­ eenvolgens over de ontwikkelingen op systeem- en product­ niveau. Ook over het gebruik van de cloud is men nuchter.

“Die toepassingen worden vooral concreet in niches.

Wat ons onderscheidt is dat we niet met een IT-blik naar de cloudmaterie kijken, maar met een IA-blik, vanuit de Industriële Automatisering. En daarbij heel slim omgaan met welke data je wel of niet naar de cloud stuurt. We gebruiken een filter vóór de cloud en bewerken en analyseren data die

Christian Wolf over de strategie ten aanzien van de uitdagingen in de wereldhandel

‘Sensoren en actuatoren worden als het ware kleine chatboxen’

die cloud ingaan.” Die vijf stappen van Turck, gaan trouwens allemaal over de data, in het kort: - leveren van zuivere gebruikersgegevens van machines en randapparatuur - extra gegevens generen vanuit sensoren en veldbusmodules - integratie in de systemen van gevestigde cloudleveranciers - een cloudoplossing die op maat gemaakt is voor industriële automatisering - cloudtoepassingen toegespitst op industriele processen Turck is druk bezig met de ont wikkeling van automati­ seringsleverancier naar een globale digitale automatiserings­ partner en ging daarvoor met verschillende bedrijven een zeer innige samenwerking aan, waaronder het Finse Vilant Systems - dat werd overgenomen, Asinco en Beck IPC. Wolf: “Turck is een marktleider met HF-RFID, de high-frequency versie die vooral geschikt is voor korte afstanden. Maar nu met de overname van Vilant Systems kunnen we complete RFIDoplossingen bieden. De kennis die bij hen aanwezig is, geeft

ons een sterk positie en completeren we het aanbod met UHFRFID, de ultra-high-frequency-techniek, die voor de langere afstanden geschikt is.” Het Duitse Asinco levert expertise op het gebied van radarsensoren en -meettechnieken en met Beck IPC kocht Turck een speciaal protocol dat de veiligheid van de opgeslagen data extra verhoogt.

Niet alleen de bedrijfsstructuur en overnames passen bij de strategie, maar ook de nieuwe eigen producten. Een Edgeplc, IO-Link-hubs die maximale veiligheid bieden doordat via de hub alle aangesloten apparatuur in één keer afgeschakeld kan worden. Het programma van HMI’s is zowel naar boven als naar beneden uitgebreid en biedt functionele veiligheid. Alle parameters van de componenten met IO-Link zijn vastgelegd in de Profinet-configuratie en zo voorzien van SIDI - Simple IOLink Device Integration.

Journalisten van over de hele wereld stromen binnen

De IO-Link-epidemie Aurel Buda van Turck gaf in zijn presentatie over IO-Link een paar mooie cijfers over IO-Link en volgens hem breidt de IO-Link-epidemie zich nog steeds verder uit. IO-Link legt een basis voor het communiceren met slimme componenten. Een via IO-Link verbonden component kan vanaf afstand worden uitgelezen en geconfigureerd. IO-Link is dus heel plat gezegd een eenvoudige en slimme interface.

Sensoren en actuatoren worden als het ware klei­ ne chatboxen, waar paramaters kunnen worden uitgelezen, worden opgeslagen en bij vervan­ ging van een identieke sensor gedownload, zelfs tijdens bedrijf. Er is extra diagnose-informatie beschikbaar, waardoor storingen snel en eenvou­ dig gelokaliseerd kunnen worden. Minder stilstand dus en meer beschikbaarheid.

Een andere ontwikkeling is de Q300. Een multiprotocol UHF schrijf- en leeskopfamilie, voorzien van een ethernetinterface en te installeren via Power over Ethernet, PoE. Met vier externe en één interne antenne is de flexibiliteit groot. Nadat de lineaire positiesensoren aan bod zijn geweest, een half miljoen heeft Turck en inmiddels van verkocht en ook daarvan is een nieuwe generatie ontwikkeld, komt het programma met ultrasoonsensoren aan bod. Op dat gebied herkent Turck de miniaturisatie als belangrijk thema en heeft men een compleet pakket ontwikkeld.

Lokaal produceren Christian Wolf vertelde dat Turck niet vasthoudt aan Duitsland als productielocatie. “Daar waar we een grote groei in omzet doormaken, gaan we ook lokaal produceren. Dat levert een substantieel lager valutarisico op en korter levertijden.” Die valutakoersen hebben de algehele cijfers van de afgelopen tijd flink parten gespeeld, maar dat geldt ongetwijfeld voor meer globale spelers.

De presentatie is dan wellicht wat minder edgy dan de meeste journalisten van hem gewend zijn, de resultaten van Turck geven daartoe geen aanleiding, die spatten van het scherm.

Wereldwijd groeide Turck met dubbele cijfers en het team van Frans Brouwer in Nederland kreeg - niet alleen vanwege de aanwezigheid van het Nederlandse journaille - een eervolle vermelding, de groei beliep hier meer dan 20%. “Frans Brouwer heeft een superteam, men realiseerde in Nederland goede groei met een mooi aantal nieuwe klanten.”

IO-Link is een fabrikantonafhankelijke pointto-point verbinding tussen de component - een sensor of actuator - en de interfacemodule. IO-Link maakt het mogelijk om 2 bytes over te dragen in een normaal gesproken 2ms cyclus via een gecom­ bineerde schakelstatus en datakanaal. Naast de proceswaarden, zoals parameter- of diagnosebe­ richten kan ook andere informatie uitgewisseld worden. Dit maakt universele communicatie met sensoren en actuatoren mogelijk tot op de laat­ ste meter. Het is geen busverbinding, maar een veldbusonafhankelijk communicatiesysteem dat eenvoudig te integreren is in elk gangbaar bussys­ teem.

Thermische Massa Flow Meters/Controllers, Vortex, Ultrasoon

13744

Gas, Stoom en Vloeistof applicaties

www.sierrainstruments.nl - tel: 072 5071400 - sales@sierrainstruments.nl

50

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

MARKT & TECHNIEK

Meer informatie www.draka.nl

KBox Family

IoT GATEWAYS/ EMBEDDED BOX PC

Speciale kabel voor machinebouwer en installateur Er is een nieuwe kabel met gunstige eigenschappen bestemd voor machinebouwers en installateurs. Motoflex is een soepele motorkabel die goed beschermt tegen EMCstoringen van de nieuwste VFD frequentieregelaars en die zich uitstekend laat verwerken.



// KBox C-Series for control, inspection,, data collection

// KBox A-Series with gateway functions for control & process optimization on-site

Draka ontwikkelde een speciale afgeschermde installatiekabel voor de nieuwe generatie Variable Frequency Drives: Motoflex.

Waarom? De nieuwkomers veroorzaken minder EMC-storingen dan hun voorgangers en daarom schrijven VFD-fabrikanten steeds vaker 4-aderige motorkabels met een kwalitatief lagere EMC-bescherming voor.

De 4-aderige Motof lex beschermt voldoende tegen de elektromagnetische straling van de nieuwe VFD’s. Zijn soepele geleider van f ijn koperdraad maakt hem bovendien zeer buigzaam (Klasse 5). Verder is Motoflex scherp geprijsd.

Deze combinatie van voordelen maakt Motof lex tot een verantwoorde en aantrekkelijke investering voor machine­ bouwers en installateurs.

Motoflex wordt toegepast tussen de desbetreffende drive en de elektromotor. Draka levert Motoflex in twee brandklassen (Cca en Dca) en - op verzoek van klanten - CPR-gecertificeerd, hoewel die eis alleen voor gebouwgebonden toepassingen geldt.

// KBox B-Series for high-end computing in a small footprint

Kontron’s KBox family offers intelligent gateways for IoT edge applications including fieldbus connectivity.

For control,inspection and data collection tasks on the factory floor powerful and maintenance-free Box PCs with a maximum of flexibility and expansion capabilities are provided.

The KBox family is certified for Microsoft Azure IoT Edge and enables scalable edge computing solutions from the sensor to the cloud. www.kontron.com

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË PMA 08/2018

51

MARKT & TECHNIEK

Connectiviteitstools ontsluiten waardevolle data Red Lion Controls introduceert nieuwe DA10D en DA30D protocolconversie- en data-acquisitieapparatuur. Deze bieden krachtige connectiviteitsopties in een gebruiksvriendelijke configuratieomgeving. Hierdoor kunnen bedrijven snel waardevolle data in verweesde of verouderde apparatuur ontsluiten en kosten­ effectief en eenvoudig hun systemen aansluiten, monitoren en beheren.

Voor k lanten in de f abr iek s auto ­ matisering die kritische data moeten ver zamelen van systemen van meerdere generaties of meerdere leveranciers, zijn de DA10D en DA30D data-acquisitie protocolconver ters nieuwe appar aten met s t andaard ethernet en seriële poorten voor het verzamelen en delen van data van verschillende systemen.

Deze nieuwe apparaten maken gebruik van Crimson 3.1 software, die native ondersteuning biedt aan meer dan 300 industriële drivers, naast out-

Meer informatie www.redlion.net/DA

of-box OPC UA ser vermogelijkheden en eenvoudige point-and-click confi­ guratie van MQTTT cloud connec­toren voor enkele van de meest populaire IIoT industrieplatformen van Amazon, Microsoft en Inductive Automation.

Van de fabriek svloer tot het f ront office, de DA10D en DA30D protocol­ converter en data-acquisitie platforms zijn zodanig ontworpen dat ze kunnen fungeren als een belangrijk onderdeel van elk industrieel datacollec tie-, visualisatie- en managementsysteem in de fabriek.

VAKBEURS The future of automated applications for packaging and logistics

3 & 4 april 2019 Brabanthallen ‘s-Hertogenbosch

BOEK UW STAND

Gelijktijdig met:

Blijf op de hoogte:

Automation Nederland

52

www.automation-show.nl

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN1BELGIË AUTO19_180x122_adv_Automatie.indd AUTOMATIE 08/2018

08/11/2018 15:01

REDACTIONEEL redactioneel

De raad spreekt Eén keer per jaar komt de grote raad van Automatie | PMA bijeen. Een raad die voornamelijk bestaat uit een groep steeds grijzer of kaler wordende blanke mannen - ondergetekende als 43-jarig broekie niet uitgezonderd. In welke turbotaal en via welke hippe kanalen de nieuwe generatie hun informatie krijgt? Daarover zwijgt zij. Haar diepgaande inzicht in de raderen van de industrie?

Onovertroffen en onontbeerlijk voor de kwaliteit van ons vakblad. Dit waren hun bevindingen van 2018 en aanbevelingen voor 2019 in een hele kleine notendop. Liam van Koert

Een toepa sselijker b eg in van het jaar lijk se over leg hadden we ons nauwelijks kunnen wensen. Binnen de muren van de Ecolab fabriek in Nieuwegein - waar je in editie 7 van Automatie | PM A uit gebreid hebt kunnen lezen hoe hier diverse poeder­ halffabrikaten worden geproduceerd en hoe een brand letterlijk veel te veel roet in de productieplanning gooide schalt een archaïsch taalgebruik uit de luidsprekers. Tegelijkertijd zien we in zwart-wit polygoonbeeld hoe een bus vol vrouwen van middelbare leef tijd enthousiast de in 1934 gebouwde Persilfabriek betreedt. Binnen is het een bedrijvigheid van jewelste. De energie komt grotendeels van kolen.

“Maar ”, zo stelt de polygoonstem gerust, “er is ook elektriciteit!”

Hoewel er sindsdien veel veranderd is - het is er beduidend veiliger op geworden en er werken door auto­ matisering veel minder mensen - zijn er nog steeds installaties die na 80 jaar dienst een bijdrage leveren. Hoe dat kan? Dat breng t ons meteen bij een eerste trend die de raad bespeurt:

het steeds slimmer worden van Asset M an ag e m en t d o or dig i t al i s er ing.

We hebben het dan natuurlijk over slimme sensoren, big data, machine learning en predictive maintenance.

Die sensoren? Die worden intelligent op een steeds dieper niveau. In beeld­ sensoren krijg je slimme pixels, om maar even een voorbeeldje te noemen.

Natuurlijk speelt de cloud in al deze nieuwe onderhouds- en optimalisa­ tietools een belangrijke rol. En ja, dan worden er onvermijdelijk ook de nodige cyberzorgen geuit. Een ‘weer met twee voetjes op de grond’ zorg van de eind­ gebruikers? Het inpassen van al dat nieuwe moois in een machinepark dat minimaal 25 jaar online moet zijn. Of 80, als het even meezit.

Een bijzonder gespreksonderwerp met veel facetten was tot slot ‘conf igu­ reren’. Enerzijds ging het over weg van engineering-to-order naar configureto-order. Dat lijkt een oude-wijn-innieuwe-zakken-verhaal, maar is dat allerminst. Buiten het feit dat ook hier niet iedereen zich in de voor­ hoede kan bevinden, wordt ook

sof tware steeds vaker automatisch gegenereerd op basis van enkele te configureren parameters. We komen dan ook meteen in het domein van model based manufacturing, digitale tweelingen en andere modelgedreven automatiseringsvormen.

Voor waarde hierbij is wel , dat er dezelfde taal gesproken wordt. Stan­ daardisatie dus. En dan hebben we het niet alleen over OPC UA TSN, maar ook over gewonemensentaal. Want ook tussen mensen van verschillende disciplines, zelfs in de normcommissies die de communic at ie s t an daarden maken en bewaken, is er nogal eens sprake van Babylonische spraakver­ war ring. Reden temeer dus om Automatie | PMA te blijven lezen.

En mis je onderwerpen, aandachtsge­ bieden of topics? Of wil je meer papier, schermpjes, archaïsch of turbotaal?

Vertel het ons! Dan leggen wij dit in een volgend samenzijn graag aan onze zeer gewaardeerde redactieraad voor.

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE | PMA 08/2018

53

COLOFON

HOOFDREDACTIE

JANET KOOREN

Dé webSHOP voor aa ndrijvingen & componenten

HOOFDREDACTIE

LIAM VAN KOERT

UITGEVER

ROELAND DOBBELAER

Redactieraad Ing. Peter van den Berg, Ing. Ton Bol, Ing. Willem van der Bijl, André ­B raakman, Ing. Adrian de Bruijn, Fred Franssen, Jacques Geluk, Harold van den Hauten, Ing. Rob Hulsebos, Ing. Liam van Koert, Janet Kooren, Ing. Peter Korsten, Ir. Hans Mosselman, Ir. ing. Wim ­O xenaar Eur. Erg., Ir. Paul Petersen, Rene Pruyn, Ing. Remco Rijsenbrij, Drs. Bianca Scholten, Ing. Ad Spijkers, Ing. Ron Verleun, Marc Vissers, Ir. Hans van Wijk en Ing. Nick de With.

Deelname van redactieraadleden aan het redactieraadteam is op persoonlijke titel.

Uitgave Vakbladen.com Bezoekadres: Rijswijkseweg 60 (13e etage) | 2516 EH Den Haag Postadres: Postbus 19949 | 2500 CX Den Haag tel.: +31 (0)88 - 644 06 00 info@automatie-pma.com www.automatie-pma.com Uitgever Roeland Dobbelaer

SALES

ERIK DE JONG

Bekijk onze motoren, regelaars en tandwielkasten op

EINDREDACTIE

AB MUILWIJK

dutchdrives.com Uitstekende klantenservice

Ruim assortiment

Gratis verzending vanaf € 250

FRED FRANSSEN

REDACTIE

JACQUES GELUK

REDACTIE

HAROLD VAN DEN HAUTEN

REDACTIE

ROB HULSEBOS

REDACTIE

BIANCA SCHOLTEN

REDACTIE

NICK DE WITH

54

HET IA-VAKBLAD VOOR NEDERLAND EN BELGIË AUTOMATIE | PMA 08/2018

Advertenties aanleveren Archer Media BV | traffic@archermedia.nl tel.: +31 (0)88 - 644 06 54 Vormgeving Content Innovators, Den Haag Druk Veldhuis Media, Raalte

REDACTIE

Kwaliteits producten

Advertenties Erik de Jong | edejong@advercom.nl tel.: +31 (0)6 - 246 852 25

Abonneeservice tel.: +31 (0)88 - 226 66 19 | abonnement@mijntijdschrift.com Abonnementen kunnen iedere maand ingaan en ­worden jaarlijks automatisch verlengd. Opzeg­g ingen, uitsluitend schriftelijk, dienen uiterlijk twee maanden voor het einde van de abonnementsperiode in ons bezit te zijn.

Nederland Buitenland Proefabonnement Losse nummers

€ 79,- per jaar (excl. btw) € 140,- per jaar € 35,- 6 maanden € 10,-

ISSN 0005-1128

Aansprakelijkheid Aan de inhoud van dit vaktijdschrift is veel aandacht besteed. Het is echter mogelijk dat de inhoud van deze uitgave ­v erouderd, incompleet en/of incorrect is. Aan de inhoud hiervan kunnen dan ook geen rechten worden ontleend. Vakbladen.com kan niet aansprakelijk worden gehouden voor de directe alsook indirecte gevolgen van het gebruik, op welke wijze dan ook, van de hierin aangeboden informatie.

Vakbladen.com geeft geen enkele garantie, noch aanvaardt enigerlei aansprakelijkheid met betrekking tot de inhoud, data, adviezen, verklaringen, producten of ander materiaal in het vaktijdschrift. Overname van artikelen uit deze uitgave is uitsluitend toegestaan met bronvermelding en na toestemming van de ­u itgever van Vakbladen. com. Alle regels met betrekking tot de Nederlandse intellec­t uele eigendomsrechten zijn van toepassing.

OPVALLEND VEELZIJDIG. OPVALLEND SPECIALISTISCH.* *KELLER Manometers kunnen klantspecifiek worden aangepast, zowel qua functionaliteit als qua ontwerp.

LEO Record

LEO 5

«Logger»

«Vlaggenschip»

‧ 0,05% ‧ 58k Geheugen plaatsen (druk, temperatuur)

‧ 0,025% ‧ Datalogger ‧ Piekdrukmeting met 5 kHz samplerate

LEX 1

ECO 2

«Hoognauwkeurig»

«Economisch»

‧ 0,025% ‧ optioneel 0,01%

‧ 0,5% ‧ TEB 1%@0…50 °C

LEO 1

LEO 2

LEO 3

«Snelle piekmetingen»

«Eenvoudig accuraat»

«Transmitter»

‧ 0,1% ‧ Piekmeting met 5 kHz samplerate

‧ 0,1% ‧ TEB 0,2%@0…50 °C

‧ 0,05% ‧ 4…20 mA Ausgang

Afhankelijk per type zijn de beschikbare drukbereiken tussen 0...30 mbar en 0...2000 bar.

keller-holland.nl