Motormanagement der Zukunft

16.07.2019

MSF-Vathauer und das Fraunhofer IOSB-INA aus Lemgo erforschen im Lernlabor Cybersicherheit interoperable und vor allem sichere Lösungen im Produktionsumfeld.

Echtzeitanalyse des Datenverkehrs über die OPC UA Schnittstelle: Das Fraunhofer IOSB-INA testete die Vathauer-Lösung im Lernlabor Cybersicherheit mit einem speziellen Produktionsdatenerfassungssystem. Bild: Fraunhofer IOSB-INA

Das Field Drive System von MSF-Vathauer Antriebstechnik steht in der Weiterentwicklung.

Detmold/Lemgo. Um Industrie 4.0 Anwendungen, wie Condition Monitoring, Plug-and-Produce oder Optimierung zu realisieren, brauchen Industriekomponenten vor allem eines: eine sichere Industrie 4.0 Kommunikation nach dem derzeit maßgeblichen IT-Sicherheitsstandard IEC 62443. Mit dieser Kommunikation können Produkte und Anwendungen gewünschte Inhalte wie historische Prozessdaten oder Auftrags-, Material-, und Logistikdaten aus dem Umfeld der Maschinen und Anlagen sicher und herstellerneutral untereinander austauschen.

Forschungsobjekt: Frequenzumrichter

Das Team von MSF-Vathauer implementierte daher bereits 2016 prototypisch eine OPC UA Schnittstelle für den Frequenzumrichter Vector Field Drive System ®, der das Abrufen von Daten ortsunabhängig und über das Internet ermöglicht. OPC UA ist ein offener Kommunikationsstandard, der als Ergänzung zu PROFINET verwendet wird.

Nun musste herausgefunden werden, ob die zugänglich gemachten Daten für typische Industrie 4.0 Anwendungen ausreichen und ob die Schnittstelle interoperabel und leistungsfähig genug ist. Vathauer nutzte das Angebot der „Nationalen Kontakt- und Koordinierungsstelle für Industrie 4.0 Testumgebungen“ (I4KMU) und beantragte erfolgreich ein Forschungsprojekt beim Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF. Als Kompetenzpartner in den Bereichen Cybersicherheit und industrielle Automation wurde das Fraunhofer IOSB-INA mit seiner hochmodernen Laborinfrastruktur ausgewählt. Das Forschungsvorhaben profitiert von der SmartFactoryOWL, ¬eine Initiative des Fraunhofer IOSB-INA und der Technischen Hochschule OWL. Zum Projektbeginn wurden umfangreiche Test durch das Fraunhofer IOSB-INA an einem speziell angepassten Versuchsaufbau durchgeführt, um den IST-Zustand der existierenden OPC UA Schnittstelle zu erfassen.

Ziel des Fördervorhabens: Die Entwicklung eines Motormanagementsystems mit OPC UA. Ein solches ist für die Digitalisierung der dezentralen Antriebsautomatisierung von großer Bedeutung. Die Verfügbarkeit von Echtzeit-Prozessdaten bietet das Potenzial weitreichender Optimierungen hinsichtlich Effizienz und Cybersicherheit.

Security by Design

Gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA wurden die Anforderungen an eine sichere Industrie 4.0 Kommunikation nach IEC 62443 erfasst, um eine geeignete Hardwareplattform und Softwarearchitektur zu identifizieren und zu entwickeln. Durch die Ergebnisse der Untersuchung, konnte eine weiterführende Technologie in das Produkt von MSF-Vathauer Antriebstechnik integriert werden. Das Unternehmen plant nun, es im Segment Maintenance und Monitoring zu platzieren und den Einsatz in weiteren Industrie 4.0 Anwendungsfällen zu erproben.

„Die sichere Industrie 4.0 Kommunikation mit OPC UA hat sich für unser Unternehmen in Bezug auf die Weiterentwicklung von Technologien aus dem Projekt signifikant verbessert“, teilt MSF-Vathauer Geschäftsführer Karl-Ernst Vathauer zufrieden mit und fährt fort: „Für unser Unternehmen und somit auch unsere Kunden ist es ein weiterer elementarer Schritt in die Digitalisierung und Automatisierung von Systemen und Anlagen.“

Nach Abschluss des Fördervorhabens verfügt das Unternehmen MSF-Vathauer Antriebstechnik nun über eine robuste Lösung mit einer hohen Interoperabilität zu Industrie 4.0 Anwendungen. Auf dieser Basis können Frequenzumrichter sowie weitere Produktlinien als Seriengeräte auf dem Markt angeboten werden. Vathauer wurde somit durch das Zusammenspiel aus BMBF-Fördermaßnahme und Industrie 4.0 Testumgebung innerhalb kurzer Zeit in die Lage versetzt, seine bestehenden Lösungen auf die Veränderungen von Industrie 4.0 vorzubereiten. Das Produkt wird bereits optional in Bestands- und Neuanlagen eingesetzt und ist in Anbetracht der fortschreitenden Digitalisierung immer gefragter.

Zu MSF-Vathauer:

MSF-Vathauer Antriebstechnik ist ein inhabergeführtes KMU, das in zweiter Generation geführt wird, mit Sitz in Detmold in Ostwestfalen-Lippe. Handelspartner und Vertriebler sind deutschland- und europaweit vertreten. Das Unternehmen ist Vorreiter in der Antriebstechnik und dezentralen Antriebsautomatisierung. Hier werden sowohl Standartantriebe, dezentrale Antriebsautomatisierungslösungen, Servoantriebe bis hin zu kundenspezifischen Antrieben/Lösungen und Industrie 4.0 Lösungen aus einer Hand geboten. Zum Produktportfolio zählen auch Feldbussysteme mit Echtzeit-Ethernet zur Vernetzung der Antriebe mit Steuerungen.

Zu Fraunhofer IOSB-INA:

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Die Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Insgesamt arbeiten unter ihrem Dach mehr als 25.000 Menschen in 72 Instituten und Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland.

Das Fraunhofer IOSB-INA ist einer von vier Standorten des Fraunhofer Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung. Als führende Forschungseinrichtung im Bereich der industriellen Automation mit über 75 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern forscht und entwickelt Fraunhofer in Lemgo an der sicheren Vernetzung, Analyse, Optimierung und benutzerfreundlichen Gestaltung intelligenter technischer Systeme.

Zur Förderung:

Die Digitalisierung von Produkten ist aufgrund der dadurch entstehenden Komplexität vor allem für kleine und mittlere Unternehmen eine große Herausforderung. Es ist daher umso wichtiger, sich Schritt für Schritt an das Ziel heranzutasten. Genau hierfür bietet das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit der Fördermaßnahme "Industrie 4.0 Testumgebungen – Mobilisierung von KMU für Industrie 4.0" genau das richtige Werkzeug. In kurzfristigen und fokussierten Projekten können digitalisierte Prozesse und Produkte sowie vernetzte Geschäftsmodelle gemeinsam mit einer Industrie 4.0 Testumgebung entwickelt, erprobt und weiterentwickelt werden.

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