Die fischertechnik Lernumgebung dient zum Lernen und Begreifen von Industrie-4.0-Anwendungen in der Berufsschule und Ausbildung sowie zum Einsatz für Forschung, Lehre und Entwicklung an Universitäten, in Betrieben und IT-Abteilungen. Die Simulation bildet den Bestellprozess, den Produktionsprozess und den Lieferprozess in digitalisierten und vernetzten Prozessschritten ab.
Fabrikabbild
Die Lernfabrik besteht aus den Fabrikmodulen Ein- und Auslagerungsstation, Vakuum-Sauggreifer, Hochregallager, Multi-Bearbeitungsstation mit Brennofen, einer Sortierstrecke mit Farberkennung, einem Umweltsensor sowie einer schwenkbaren Kamera. Nach Anlieferung von Rohware erfolgt die Einlagerung im Hochregallager und nach Bestellung im Dashboard, durchlaufen die Werkstücke die jeweiligen Fabrikmodule und der aktuelle Status ist sofort im Dashboard sichtbar.
Der integrierte Umweltsensor meldet Werte zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Luftqualität. Die Kamera sieht durch den vertikalen wie horizontalen Schwenkbereich die gesamte Anlage ein und ist so für eine webbasierte Fernüberwachung nutzbar.
Die einzelnen Werkstücke werden durch NFC (Near Field Communication) getrackt: Jedes Werkstück erhält eine eindeutige Identifikationsnummer (ID). Das ermöglicht die Rückverfolgung und Sichtbarkeit des aktuellen Status der Werkstücke im Bearbeitungsprozess.
Steuerung
Von der fischertechnik Lernfabrik 4.0 24V gibt es drei verschiedene Varianten, welche sich im Lieferumfang der Steuerung unterscheiden. Diese Variante ist bereits fertig verkabelt und für die Anbindung an die SPS vorbereitet.
Die Lernfabrik 4.0 24V mit SPS-Anschlussboard wird durch eine SPS gesteuert, markenunabhängig. Die SPS ist nicht im Lieferumfang enthalten. Die Lernfabrik 4.0 24V mit SPS-Anschlussboard ist fertig verkabelt und vorbereitet für den Anschluss einer SPS. Auf einer zentralen Sammelplatine werden alle Ein- und Ausgänge der einzelnen Adapterplatinen zusammengeführt. Über zwei Verbindungskabel kann die Lernfabrik 4.0 komfortabel mit der SPS verbunden werden. Ein fertig geschriebenes Beispielprogramm (als Strukturierter Text, ST) ist im Lieferumfang enthalten. Das Programm wurde auf Basis einer Siemens S7-1500 erstellt (Details dazu siehe auf dieser Seite unter “Downloads”) und wurde im Siemens TIA Portal V.16 geschrieben.
Zusätzlich ist ein fischertechnik TXT 4.0 Controller installiert. Dieser wird über die Adapterplatine mit Strom versorgt und sorgt für die Verbindung zur fischertechnik Cloud. Zudem kommuniziert der TXT 4.0 Controller in MQTT an das IOT-Gateway (Raspberry Pi), welches wiederum in OPC-UA an die SPS Steuerung übersetzt. So lassen sich einerseits die 9V-basierten Komponenten wie der Umweltsensor, die USB-Kamera, der Helligkeitssensor und der NFC-Reader über die MQTT Schnittstelle ansprechen und von der SPS auslesen. Noch interessanter dürfte jedoch eine weitere Funktion des IOT Gateways sein, nämlich die Möglichkeit einer optionalen Anbindung an eine eigene Cloud. So bietet die Lernfabrik 4.0 maximale Flexibilität für den jeweiligen Anwender.
fischertechnik Cloud
Über den mitgelieferten und in die Lernfabrik integrierten WLAN-Router wird die Verbindung zur fischertechnik Cloud aufgebaut. Empfehlenswert ist dabei die Verwendung der Webbrowser Chrome oder Firefox. www.fischertechnik-cloud.com.
Die Server der Cloud befinden sich in Deutschland und gewährleisten, dass für die Speicherung der Daten die strengen europäischen Anforderungen gelten. Persönliche Daten werden in einem Account mit Passwortzugang geschützt, der den sehr sicheren „OAuth2“ Industrie-Standard verwendet. Alle gesendeten Daten zur Cloud werden mit Zertifikaten verschlüsselt übertragen (https-Standard).
