Lucas-Nülle Ausbildungswerkstatt Industrie 4.0 für Mechatroniker, Elektroniker (EAT, EBT, EGI, EFEG), Techniker und Meister SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 1 15.12.15 11:23 Lucas-Nülle Ausbildungswerkstatt Industrie 4.0 Industrie 4.0 ist ein Zukunftsprojekt im Bereich der HightechStrategie der deutschen Bundesregierung und der Industrie, mit dem in erster Linie die Informatisierung der Fertigungstechnik und der Logistik vorangetrieben werden soll. Das Ziel ist die „intelligente Fabrik“ (Smart Factory), welche sich durch Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz, ergonomische Gestaltung sowie die Integration von Kunden und Geschäftspartnern in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse auszeichnet. Die nahtlose Kommunikation vom Sensor bis ins Internet ist eine Voraussetzung für Industrie 4.0. SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 2 15.12.15 11:23 Industrie 4.0 … … beschreibt die Leitlinien und technischen Möglichkeiten eines modernen produzierenden Unternehmens. • Sparsamer Umgang mit Rohstoffen, Energie und Zeit • Regelkonformität und Anlagensicherheit • Durchgängige Kommunikation im ganzen Unternehmen • Kundenspezifische Fertigung (Codierung) mit Losgröße 1 • Anbindung der Fertigung an das Internet über WebSchnittstellen • Virtuelle Projektierung der Anlagen mittels 3D-Simulation • Einbindung der Mitarbeiter in interaktive Weiterbildungskonzepte Die Lucas-Nülle Ausbildungswerkstatt modelliert alle Aspekte in einer Lernwerkstatt 4.0: • Ausbildung 4.0 mit dem Classroom Manager 4.0 und dem neuen UniTrain-System • Technologie Boards mit originalen Industriekomponenten und Fehlersuche • Modulare Demonstrationsausstattungen für individuelle Lernkonzepte • Modellanlagen der Automatisierungstechnik auch mit 3D Simulation • Multifunktionale Werkstattarbeitsplätze SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 3 15.12.15 11:23 CSF1 Industrie 4.0 mit IMS Die Anlage zur Industrie 4.0 kann zur vollautomatischen Fertigung eines dreiteiligen Werkstücks von bis zu acht unterschiedlichen Endprodukten eingesetzt werden. Über ein Touch Panel wird die gewünschte Zusammensetzung des Werkstücks visuell ausgewählt und bei Produktionsfreigabe gespeichert. Durch die vollständige Vernetzung der Stationen über PROFIBUS und PROFINET untereinander ist eine ständige Funktionsüberwachung und Diagnose möglich. Vorteile: • Transportsystem: Doppelgurttransportbänder mit drehzahlvariablen Antriebsmotoren • Identsystem: Ein RFID-Identsystem dient zur Übermittlung der Werkstückzusammensetzung an die Bearbeitungsstationen • Leitebene: Erstellen von Fertigungsaufträgen am LeitstandPC; Prozessvisualisierung und Betriebsdatenerfassung • Webbasierte Überwachung und Steuerung der Prozesse • MES-Integration SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 4 15.12.15 11:23 RFID RFID (Webbasierte Überwachung und Steuerung der Prozesse) steht für das berührungslose Identifizieren und Lokalisieren von Gegenständen sowie die automatische Erfassung, Speicherung und Vernetzung digitaler Daten. Mit dem Trainingssystem „RFID“ lernen Auszubildende praxisnah die Identifizierung von Paletten in einer Automatisierungsanlage mittels Systemfunktionsbausteinen (SFC’s) kennen. Außerdem kann der Netzaufbau mittels PROFINET anhand dieses Trainingssystems unterrichtet werden. Vorteile: •Schreiben und Lesen von Daten auf RFID Tags •Verwendung unterschiedlicher RFID Module •Grundlagen der Netzwerktechnik und praktische Anwendung mittels Versuchsaufbau •Datenübertragung mit TCP/IP •Anbindung mit PROFINET •Diagnose SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 5 15.12.15 11:23 CBS 1 Industrielle Bussysteme Starten Sie mit der direkten Kommunikation der I/Os der SPS. Zur Einleitung in die Bussysteme wird ein Förderband über AS-i Bus angeschlossen. Den am weitesten in der Industrie verbreiteten PROFIBUS behandelt man als zweites. Den Abschluss bildet die Ansteuerung des Förderbandes über PROFINET. Ein System wird somit über vier Kommunikationswege angesteuert. Vorteile: •Grundlagen TIA-Portal •Programmierung eines Förderbandes über I/O •Grundlagen AS-i Bus, Profibus, Profinet •Steuerung eines Förderbandes über AS-i, Profibus, Profinet SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 6 15.12.15 11:23 IMS 14 Station Stempeln mit Industrie 4.0 Funktion Die Station zur Industrie 4.0 kann zur vollautomatischen Fertigung eines vierteiligen Stempelbildes eingesetzt werden. Über ein Touch Panel wird das gewünschte Bild visuell ausgewählt und bei Produktionsfreigabe gespeichert. Vorteile: •Identsystem: Ein RFID-Chip dient zur Übermittlung des Stempelbildes an die Bearbeitungsstationen •Transportsystem: Doppelgurttransportband mit drehzahlvariablen Gleichstromantriebsmotor •Leitebene: Erstellung von Fertigungsaufträgen am Leitstands-PC, Prozessvisualisierung und Betriebsdatenerfassung •Anbindung des Prozessleitstandes an TCP/IP SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 7 15.12.15 11:23 IMS13 Bohren und Fräsen Auf dem Transportband befindet sich ein Werkstückträger mit einem Werkstückunterteil. Die Station Bohren und Fräsen verfügt über einen steuerbaren Fräskopf der die Innenkontur der Werkstückunterteils abfährt. Der Fräskopf kann zur Werkstückbearbeitung in drei Achsen bewegt werden. Der beladene Werkstückträger fährt zum Ende des Transportbands, um dort von dem nächsten Subsystem übernommen zu werden. Vorteile: •Bohren und Fräsen möglich •Drehgeschwindigkeit des Bohrers variabel, über Poti oder Analogsignal einstellbar •3 Bewegungsrichtungen: X, Y und Z •2 Vorschubsgeschwindigkeiten in X-Richtung •Bedienpult mit: • Wahlschalter für Drehzahl • Potentiometer • Signalleuchte • Not-Halt mit Signalleuchte SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 8 15.12.15 11:23 IMS Test und Fehlersimulator Mit dem Test- und Fehlersimulator lassen sich die IMS®- und IPA-Stationen auf Funktionalität testen. Über einen 9-poligen und einen 25-poligen Anschluss werden das Förderband und eine Station am Testgerät angeschlossen. Die Sensor- und die Steuersignale werden über LEDs angezeigt. Über Tast-/Rastschalter können alle Funktionen der Stationen und des Förderbandes getestet werden. So ist ein manuelles Testen des Funktionsablaufs möglich. Zur Verwendung als Fehlersimulator stehen zwei weitere Anschlüsse zur Verfügung, um die Fehlerbox mit einer Steuerung zu verbinden. Der Fehlersimulator wird somit zwischen der Steuerung und der Station angeschlossen. Hinter einer abschließbaren Klappe befinden sich zwölf Kippschalter. Über diese lassen sich verschiedene Fehler einstellen, die die richtige Funktion des Förderbandes und der Station beeinträchtigen. SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 9 15.12.15 11:23 3D-Simulation mit IMS® Virtual IMS® Virtual ist ein PC-basiertes, grafisches 3D-Simulationssystem, das die virtuelle Lernumgebung für das mechatronischeTrainingssystem IMS® liefert. Die virtuellen Subsysteme und Produktionsanlagen werden mit allen Komponenten als dynamisch animierte, virtuelle 3D-Szene in Echtzeit dargestellt. Diese 3D-Szene wird wie die realen Modelle mit STEP 7 programmiert und über die Software „S7 PLCSIM“ gesteuert. Vorteile: •Gestaltung und Verhalten der Prozesse sind detailgetreu und anschaulich in 3D modelliert •Störfälle sind in den Prozesssimulationen praxisgerecht nachgebildet •Bibliothek mit funktionsfähigen mechatronischen Subsystemen und Anlagen •Echtzeitsimulation •Kollisionserkennung •Fehlersimulation: Konfiguration von Fehlern in der Justage von Sensoren und in den elektrischen oder physikalischen Eigenschaften von Komponenten •Klassenraumlizenz mit Student- und Lehrer- / AusbilderVersionen •Entwicklung von eigenen Prozessmodellen mit der Expert-Version SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 10 15.12.15 11:23 CLC 37 SPS-Touchpanelmodelle Mit den SPS-Touchpanelmodellen wird ein System geboten, mit dem die Lernenden den Einstieg in das TIA-Portal schnell bewältigen. Die Modelle sind so konzipiert, dass alle grundlegenden Funktionen der SPS-Programmierung enthalten sind. Enthaltene Projekte: •Transportkran •Baustellenampel •Behälterfüllanlage •Förderband •3-Etagen Aufzug •Stern-Dreieck-Anlasser •Raumtemperaturregelung •Doppelte 7-Segment-Anzeige Vorteile: •Kompaktes System (SPS, Touchpanel & Modelle in einem Gerät) •Programmierung über das TIA-Portal •Programmierung und Beobachtung auf einem Bildschirm SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 11 15.12.15 11:23 Robotertechnik mit Mechatronik Anwendung Ergänzen Sie Ihre Ausstattung und Ihre Kenntnisse um ein mechatronisches Subsystem. Mit der Ausstattung CRT12 Robotertechnik mit Mechatronik Anwendung gehen Sie einen Schritt weiter in der Ablaufsteuerung. Lernen Sie die Vorgehensweise der Programmierung einer Produktionsstraße kennen, um so optimal auf die Industrie 4.0 vorbereitet zu sein. Lerninhalte: •Handverfahren des Roboters •Programmierung von Bewegungen •Koordinatensysteme des Roboters •Geschwindigkeit und Beschleunigung •Singularitäten und Symmetrien •Digitale Ein- und Ausgänge •Typische Programmiermuster •Programmstrukturen •Abschlussversuch SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 12 15.12.15 11:23 UniTrain 4.0 – Das mobile Multimedia-Desktop-Labor Das UniTrain-System ist ein computergestütztes Trainings- und Experimentiersystem für die Aus- und Weiterbildung im Bereich der Elektrotechnik und Elektronik. Das UniTrain-System ist völlig autark und kann überall und jederzeit eingesetzt werden. Ob im Labor, am Arbeitsplatz oder zu Hause, die multimediale Lernumgebung des Systems sorgt für hohe Motivation und maximalen Lernerfolg und ist somit ein Garant für effektives und effizientes Lernen. SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 13 15.12.15 11:23 Themen im Bereich UniTrain •Elektrische Maschinen •Automatisierungstechnik •Elektrische Energietechnik •Mechatronik •Elektronik •Regelungstechnik UniTrain Asynchronmaschinen Aufgrund der häufigen Verwendung von Asynchronmaschinen in allen technischen Bereichen ist das Verständnis von Aufbau und Funktionsweise solcher Maschinen bei der Ausbildung im Bereich Elektrotechnik besonders wichtig. Lerninhalte: •Erklärung von Aufbau und Funktionsweise von Drehfeldmaschinen •Spannungs- und Strommesung an einem Stator •Aufbau und Funktionsweise einer Asynchronmaschine mit Käfigläufer •Unterschiede zwischen unterschiedlichen Rotortypen •Messtechnische Untersuchung einer Drehfeldmaschine in Stern- und Dreieckschaltung •Fehlersimulation •u.v.m. SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 14 15.12.15 11:23 Servo-Maschinenprüfstand Der Servo-Maschinenprüfstand ist ein komplettes Prüfsystem zur Untersuchung elektrischer Maschinen und Antriebe. Er besteht aus dem digitalen Steuergerät, einer Bremse und der Software ActiveServo. Das System vereint neueste Technik mit einfacher Bedienung. Ferner lassen sich mit dem System manuelle und automatische Synchronisation durchführen. Vorteile: •10 wählbare Lastsimulationen •Beinhaltet die Software ActiveServo •Dynamischer und statischer Vier-Quadranten-Betrieb •Integrierter galvanisch getrennter Messverstärker für Strom- und Spannungsmessung •Anzeige von Drehzahl und Drehmoment •Thermische Überwachung der zu prüfenden Maschine •u.v.m. SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 15 15.12.15 11:23 Energieeffiziente Antriebe In der Industrie kann die Optimierung elektrischer Antriebe helfen, Kosten zu sparen und die Ressourcen zu schonen. Bei der Optimierung von Anlagen, die elektrisch betrieben werden, sollte immer das gesamte Antriebssystem betrachtet werden. Somit beschäftigt sich das Trainingssystem mit einem ganzheitlichen Ansatz der Antriebsoptimierung: •Intelligenter Einsatz der elektrischen Energie •Verbesserung des Wirkungsgrades •Drehzahlregelung •Energierückgewinnung Vorteile: •Multimediagestützte Kurse, die Theorie und Praxis vermitteln •Komplette Theorie rund um das Thema energieeffiziente Antriebe •Experimente im Bereich Antriebstechnik, energieffiziente Antriebe und Frequenzumrichter •Integration in das Smart Grid System möglich SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 16 15.12.15 11:23 Leistungselektronik Von einfachen Motorsteuerungen über Frequenzumrichter bis zu Servoumrichtern mit Feldbusschnittstellen zur Einbindung in die Prozessautomation in der Industrie 4.0 Umgebung werden alle Leistungsstufen komplett abgedeckt. Die modularen und skalierbaren Lehr- und Trainingssysteme bilden den innovativen und zukunftssicheren Grundstein für eine solide und fundierte Ausbildung im Bereich der Antriebstechnik. Vorteile: •Vielseitig und flexibel durch modularen Aufbau •Industrienah durch Integration von Industriegeräten •Geeignet für Schülerübungen und Demonstration erimente rende Exp Weiterfüh ® imulink® b /S mit Matla SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 17 15.12.15 11:23 UniTrain Hydraulik / Elektrohydraulik Die UniTrain Multimedia-Kurse zur Automatisierungstechnik vermitteln Kenntnisse und Fähigkeiten, die für das Verständnis, Controlling, Betrieb und Wartung moderner Prozessautomation erforderlich sind. Mit Hilfe von Animationen und zahlreichen Experimenten an realen Systemen werden in den verschiedenen Kursen die Grundlagen, Prinzipien und Eigenschaften der Komponenten erlernt. Vorteile: •Grundlagen der Hydraulik / Elektrohydraulik werden in verständlichen Aufgaben erklärt •Theorievermittlung mittels leicht verständlicher Animationen •Verwendung von Industriekomponenten •Schnellverschlusskupplungen mit Sicherheitsverriegelung •Tragbares Hydraulikaggregat mit Konstantpumpe SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 18 15.12.15 11:23 HBC 10 / HBC 11 / HEC 11 Hydraulik / Elektrohydraulik Das HBC 10 / 11 vermittelt die „Grundlagen der Schalthydraulik“. Angelehnt an die Übungen des Bundesinstitutes für Berufsausbildung (BIBB) befasst sich das HEC 11 mit der elektrischen Schalthydraulik. Lerninhalte: •Komponenten identifizieren •Funktion eines Druckbegrenzungsventils •Steuerung eines Hydrozylinders durch ein Wegeventil •Simulieren von Lasten am Hydrozylinder durch ein Drosselrückschlagventil •Einfluss der Zulaufdrosselung auf Verfahrgeschwindigkeit eines Hydrozylinders •Einfluss veränderlicher System- und Lastendrücke auf Verfahrgeschwindigkeit eines Hydrozylinders •Auswirkung einer Ablaufdrosselung (Druckübersetzung) •Funktion eines Druckreduzierventils SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 19 15.12.15 11:24 UniTrain Pneumatik/Elektropneumatik Der Energieträger Druckluft wird in der Zukunft immer attraktiver. Häufig werden pneumatische Systeme zum Fördern, Bohren, Schleifen, Spannen, Sortieren, Steuern und Regeln eingesetzt. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass bei einigen Automatisierungsaufgaben kein anderes Arbeitsmittel einfacher und wirtschaftlicher eingesetzt werden kann. Lerninhalte: • Funktionsweise von einfach- und doppeltwirkenden Zylindern •Kennenlernen von verschiedenen Wegeventilen •Funktionsweise und Aufbau von elektropneumatischen Steuerungen •Verbindungsprogrammierte Steuerungen •Programmierbare Steuerungen •Aufnahme von Weg- / Zeitdiagrammen •Zeitabhängige Steuerungen SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 20 15.12.15 11:24 PBC 11 / PEC 11 Pneumatik / Elektropneumatik Angelehnt an die Übungen des Bundesinstitutes für Berufsausbildung (BIBB). Lerninhalte: • Direkte und indirekte Steuerung, einfach- und doppeltwirkender Zylinder • Wegabhängige, druckabhängige und zeitabhängige Steuerung, doppeltwirkender Zylinder • Signalüberschneidung, Umschaltventil Grafcet • Mit original Industriekomponenten PBC 11 / PEC 11 SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 21 15.12.15 11:24 Lernplattform 4.0 Heute sind die Technologien einem raschen Wandel unterworfen. Dieser Trend erhöht auch die Erwartungen in der Aus- und Weiterbildung. Lucas-Nülle entwickelt Trainingssysteme, die eine Ausbildung in der komplexeren Welt der Industrie 4.0 ermöglichen. Die Multimedia-Kurse kombinieren kognitive und praktische Trainingseinheiten zu einem Gesamtkonzept, das Theorie und Praxis verbindet. Sie ermöglichen es Schülern und Studierenden ihre Fähigkeiten zu erweitern und die Handhabung technischer Geräte zu erlernen. Angefangen bei den Grundlagen bis hin zu weiterführenden Kursen aus den verschiedensten Fachgebieten, die für die Industrie 4.0 Voraussetzung sind, stehen eine Vielzahl von Multimediakursen für die schulische, berufliche und Ingenieurausbildung zur Verfügung. Vorteile: • Erwerb von praxisorientierten Fähigkeiten und Handlungskompetenz • Interaktive Experimente mit Anleitungen und Animationen • Zugriff auf aktuelle Mess- und Prüftechniken mit umfangreichen Auswertungsmöglichkeiten • Praxisorientierte Projektübungen für erfolgreiches Lernen SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 22 15.12.15 11:24 Industrial Mechatronic System LabSoft Classroom Manager 4.0 Der LabSoft Classroom Manager ist eine umfangreiche Administrationssoftware zum UniTrain-System und zu allen LabSoft-Kursen. Mit diesem Softwarepaket können Benutzer eigene, unternehmensspezifische Tests, Prüfungen und Kursinhalte erstellen und verwalten. Vorteile: • LabSoft Manager: Verwalten von Benutzern und Kursen • LabSoft Reporter: Lernstandskontrolle und Statistik • LabSoft Editor: Erstellen und Editieren von Kursen • LabSoft Questioner: Erstellen von Fragen, Messaufgaben und Fragensammlungen für Kurse und Prüfungen • LabSoft TestCreator: Automatische Prüfungserstellung auf Basis von Fragensammlungen SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 23 15.12.15 11:24 Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile Lucas-Nülle bietet qualitativ hochwertige und technisch ausgereifte Trainingssysteme für die folgenden Fachbereiche: Gebäudesystemtechnik Hydraulik, Pneumatik Elektrische Energietechnik Mess- und Regelungstechnik Erneuerbare Energien Kälte- und Klimatechnik Maschinen und Antriebstechnik Mikrocomputertechnik Elektrische und Elektronische Grundlagen Automatisierungstechnik Kommunikationstechnik Kfz-Technik Mess- und Regelungstechnik Labortechnik Maschinen und Systemtechnik Mehr Informationen zu Industrie 4.0 finden Sie im Katalog Automatisierungstechnik von Lucas-Nülle. SPS_2015_105x210_24S_deu_5015.indd 24 Lucas-Nülle GmbH Siemensstraße 2 D-50170 Kerpen-Sindorf Germany Tel. +49 2273 567-0 Fax +49 2273 567-39 www.lucas-nuelle.com 15.12.15 11:24
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