OPC UA-fähige Sortierprüfung

Um die Anforderungen im Rahmen von Industrie 4.0 zu erfüllen, müssen Systeme in Produktionsanlagen eine einfache Integration gewährleisten. Aktuelle Lösungen verfügen oft über kein einheitliches Schnittstellenformat und müssen daher regelmäßig an die Gegebenheiten vor Ort angepasst werden, was ein hohes Maß an Expertenwissen erfordert und lange Umsetzungszeiten zur Folge hat.

Der am Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP, Saarbrücken, eingesetzte OPC UA-Schnittstellenstandard kann hier Abhilfe schaffen. OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) ist eine plattformunabhängige, serviceorientierte Struktur zum Datenaustausch, die eine schnelle Implementierung gewährleistet. Übertragen werden hauptsächlich Metadaten wie z. B. Datum, Bauteiltyp oder Charge sowie eine qualitative Aussage von Materialkennwerten (i.O., n.i.O.). Die weiteren Produktionsteilnehmer können mit diesen Daten ihre Prozesse in Echtzeit anpassen und somit die Produktion optimieren. Eine 100-Prozent-Qualitätskontrolle inklusive Dokumentation ist so möglich.

Zum Einsatz kommt der OPC UA Schnittstellenstandard unter anderem bei der Sortierprüfung mit dem Wirbelstromverfahren. Hier wird die modular einsetzbare Wirbelstromprüfelektronik inspECT-PRO, die mit Prüffrequenzen von 10 Hz bis 112,5 MHz betrieben werden kann verwendet. Neben dem Einsatz zur Fehlerprüfung und Materialcharakterisierung im etablierten Einsatzgebiet an Materialien wie Stahl, Kupfer, Aluminium usw. können auch Materialien mit schwacher elektrischer Leitfähigkeit wie Kohlefasern (CFK) geprüft werden. Mit leistungsstarker Signalverarbeitung, direkt auf der Hardware, können Auswertung und Entscheidung in Echtzeit abgearbeitet werden. Die beiden autarken Hardwarekanäle können mit sehr hohen Sample- und Multiplexraten arbeiten, was den Hardwareaufwand verringert und auch sehr schnelle Prüfungen möglich macht.

Die Wirbelstromprüfung ist branchenübergreifend einsetzbar, zur Detektion von Materialfehlern wie Ungänzen oder Schichttrennungen oder zur Prüfung von mechanischen Eigenschaften wie Härte, Eigenspannung, Festigkeit, und vieles mehr. Ein wichtiger Einsatzbereich ist der Leichtbau, wo z. B. die Faserorientierung von CFK-Materialien geprüft werden. Die Oberflächen- oder oberflächennahe Fehlerprüfung ist für die Prüfhardware natürlich obligatorisch. Darüber hinaus ist die inspECT-PRO-Elektronik interessant für Wirbelstromprüfdienstleister oder Hersteller von Wirbelstromhardware, die mit der Baugruppe eigene Systeme aufbauen und diese in ihre eigene Software integrieren möchten.