Seite wählen

Der Fach­be­reich Elektrotechnik

Hier ist Platz für wei­te­re Infos, News, etc. zum Fach­be­reich. Kann auf den jewei­li­gen Unter­sei­ten auch unter­schied­li­cher Inhalt sein.

Es ist das alles domi­nie­ren­de The­ma in der Steue­rungs- und Auto­ma­ti­sie­rungs­tech­nik „Indus­trie 4.0“.

Doch um zu ver­ste­hen was sich eigent­lich hin­ter die­sem all­um­fas­sen­den Begriff ver­birgt, ist ein klei­ner Aus­flug in die Geschich­te not­wen­dig. Die Mei­len­stei­ne der indus­tri­el­len Ent­wick­lung, auch als „indus­tri­el­le Revo­lu­ti­on“ bezeich­net, las­sen sich in vier Kapi­tel gliedern:

1. Indus­tri­el­le Revolution

Die Wur­zeln unse­rer heu­ti­gen Indus­trie­na­tio­nen gehen zurück auf die zwei­te Hälf­te des 18. Jahr­hun­derts. Das eng­li­sche Tex­til­ge­wer­be gilt als Schlüs­sel­in­dus­trie für die spä­ter fol­gen­den Ent­wick­lun­gen. Ange­trie­ben durch die ers­ten Dampf­ma­schi­nen lös­ten Maschi­nen immer mehr die damals übli­che Hand­ar­beit ab. 1784 erfand der Lon­do­ner Pfar­rer Edmond Cart­wright den ers­ten mecha­ni­schen Web­stuhl und lös­te damit eine Revo­lu­ti­on in Indus­trie und Gesell­schaft aus.

1. Indus­tri­el­le Revo­lu­ti­on: Mecha­ni­scher Webstuhl

2. Indus­tri­el­le Revolution

Wir befin­den uns nun um 1900 als sich Deutsch­land in der Pha­se der Hoch­in­dus­tria­li­sie­rung befand und wenig spä­ter Ame­ri­ka den Über­gang zur Mas­sen­pro­duk­ti­on beschritt. Hen­ry Ford der Grün­der des gleich­na­mi­gen Auto­mo­bil­kon­zerns gilt als Vater der Fließ­band­fer­ti­gung. Das so pro­du­zier­te Ford T‑Modell konn­te dadurch zehn­mal schnel­ler gefer­tigt wer­den als sei­ne Vor­gän­ger. Folg­lich wur­de das Auto­mo­bil zum bezahl­ba­ren Mas­sen­pro­dukt – wenn auch mit begrenz­ten Wahl­mög­lich­kei­ten. So stammt etwa von Hen­ry Ford der legen­dä­re Satz: „Jeder Kun­de kann sein Auto in einer belie­bi­gen Far­be lackiert bekom­men, solan­ge die Far­be, die er will schwarz ist.“

2. Indus­tri­el­le Revo­lu­ti­on: Ers­te Fließbandfertigung

3. Indus­tri­el­le Revolution

Der drit­te Mei­len­stein der Indus­tria­li­sie­rung wird auch als digi­ta­le oder elek­tro­ni­sche Revo­lu­ti­on bezeich­net. Ab etwa der Mit­te des ver­gan­ge­nen Jahr­hun­derts gab es eine gan­ze Rei­he ent­schei­den­der Ent­wick­lun­gen. Offi­zi­ell erfun­den 1954, waren Indus­trie­ro­bo­ter zunächst mecha­nisch ange­trie­ben, spä­ter hydrau­lisch und anschlie­ßend mikro­pro­zessor­ge­steu­ert elek­trisch, wie sie auch heu­te noch zum Ein­satz kom­men. Beim Stich­wort Steue­rung darf die ers­te Spei­cher­pro­gram­mier­ba­re Steue­rung (=SPS) Mod­icon 084, wel­che 1969 vor­ge­stellt wur­de, nicht ver­ges­sen wer­den. Auch der mitt­ler­wei­le all­ge­gen­wär­ti­ge Ein­satz von Com­pu­tern hat die Indus­trie beson­ders und nach­hal­tig verändert.

3. Indus­tri­el­le Revo­lu­ti­on: Industrieroboter

4. Indus­tri­el­le Revolution

Nun mag sich der Eine oder Ande­re wohl fra­gen, was auf Robo­ter, mikro­elek­tro­ni­sche Steue­run­gen und IT denn noch fol­gen soll? Auch Exper­ten sind sich nicht wirk­lich einig was genau man jetzt unter dem Begriff Indus­trie 4.0 ver­ste­hen soll.

Aber zwei der ent­schei­den­den The­men fin­den wir zuneh­mend auch in unse­rem all­täg­li­chen Leben, allen vor­an das „Inter­net of Things“, kurz IoT. Das Inter­net der Din­ge bedeu­tet, dass qua­si alles mit Sen­so­ren ver­se­hen und mit­ein­an­der ver­netzt wird. An unse­rer Berufs­schu­le bil­den die neu­en S7-SIMATIC®-Steuerungen die Grund­la­ge dafür. Sie ver­fü­gen über inte­grier­te Web­brow­ser und las­sen sich über die PRO­FI­NET-Schnitt­stel­le mit Com­pu­ter­netz­wer­ken verbinden.

Als zwei­tes wich­ti­ges The­ma zu nen­nen ist die „Vir­tu­al Rea­li­ty“. Auch wenn mitt­ler­wei­le Smart­pho­nes im Paket mit VR-Bril­len ver­kauft wer­den, soll­te man kei­nes­falls den Feh­ler machen, die vir­tu­el­le Rea­li­tät als Mode­er­schei­nung oder gar rei­ne Spie­le­rei abzu­tun. Es ist schlicht­weg die Zukunft, denn mit Hil­fe drei­di­men­sio­na­ler Model­le spart die Indus­trie Mil­li­ar­den. Anla­gen und kom­plet­te Pro­duk­ti­ons­ab­läu­fe kön­nen simu­liert wer­den, das redu­ziert sowohl Ent­wick­lungs­kos­ten als auch Umrüstzeiten.

Um dies auch an der Berufs­schu­le umset­zen zu kön­nen, haben wir in eine neue, kom­plett ver­netz­te mecha­tro­ni­sche Pro­duk­ti­ons­an­la­ge inves­tiert. Sie besteht aus sechs regel­ba­ren Trans­port­sys­te­men, zwei 180°-Kurven und fünf auf­ge­setz­ten Bear­bei­tungs­sta­tio­nen. Die Anla­ge lässt sich kom­plett oder auch ein­zeln betrei­ben. Ziel der über Touch­pa­nel steu­er­ba­ren Anla­ge ist es, ein drei­tei­li­ges Werk­stück zu fer­ti­gen, zu prü­fen und anschlie­ßend über ein Hand­ling­sys­tem indi­vi­du­ell aus dem Pro­zess zu nehmen.

Doch der eigent­li­che Clou der Anla­ge ist die auf die Modu­le abge­stimm­te 3D-Soft­ware. Die Lehr­kraft kann die Sta­tio­nen belie­big kom­bi­nie­ren und den Aus­zu­bil­den­den zur Ver­fü­gung stel­len. Hier wird der Vor­teil der vir­tu­el­len Ober­flä­che deut­lich. Wäh­rend die rea­le Anla­ge einen hohen fünf­stel­li­gen Betrag kos­tet und nur einer sehr begrenz­ten Anzahl an Schü­lern zeit­gleich zur Ver­fü­gung steht, kön­nen 30 Aus­zu­bil­den­de gleich­zei­tig die Anla­ge am PC in Full-HD-Auf­lö­sung tes­ten, pro­gram­mie­ren und anschlie­ßend kom­plett simu­lie­ren bevor sie ihr SPS-Pro­gramm in die rea­le Steue­rung übertragen.

Mit moder­nen IT-Sys­te­men und der jetzt vor­han­de­nen Aus­stat­tung sind wir für die an unse­re Aus­zu­bil­den­den gestell­ten Anfor­de­run­gen gut gerüs­tet. Doch wie die Ver­ant­wort­li­chen der Indus­trie wis­sen auch wir an der Berufs­schu­le, dass Still­stand Rück­schritt bedeu­tet. Wer weiß wann schon die fünf­te Revo­lu­ti­on auf uns wartet…

Frank Mei­er, FOL

Elek­tro­ab­tei­lung

Inter­net of Things

SIMATIC S7-1516–3PNDP

Inbe­trieb­nah­me der rea­len Anlage

Steue­rung über TP700 Touchpanel

Simu­la­ti­on einer ein­zel­nen Anlage

Simulation des kompletten mechatronischen Fertigungssystems

Simu­la­ti­on des kom­plet­ten mecha­tro­ni­schen Fertigungssystems