Lernfabrik 4.0 24V

Für die Kommunikation mit der fischertechnik Cloud benötigt der TXT Controller die Firmware Version 4.7.0.

Bei älteren Versionen muss ein Update durchgeführt werden.

Der digital getriebene Wandel in der industriellen Produktion verlangt auf allen Produktionsebenen nach stärkerer Vernetzung und intelligenteren Informationen. Mit der fischertechnik Lernfabrik 4.0 können diese Digitalisierungsaktivitäten im Kleinen simuliert, gelernt und angewendet werden, bevor sie im Großen zur Umsetzung kommen. Ein hochflexibles, modulares sowie kostengünstig und robustes Trainings- und Simulationsmodell, das sich überaus sinnvoll einsetzen lässt.

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.

Begleit- und Anleitungsmaterial für die Lernfabrik 24V

Folgende Themen sind mit der fischertechnik Lernfabrik 4.0 umsetzbar:

Training und Simulation an einem realistischen Produktionsabbild

Vertiefendes Lernen durch haptisches Begreifen

Optische und sensorische Anwendungen

Digitale Nachverfolgbarkeit mit NFC/RFID

Kunden-individuelle Fertigung in Losgröße 1

Integrierte Cloud-Anbindung, Steuerung über smarte Geräte

Nutzung und Bedienung von Dashboards

Webbasierte Fernüberwachung

Verknüpfung von Produktions- und Dispositionsdaten

Anbindung von vor-/nachgelagerten Logistikprozessen

Hochregallager operiert nach FIFO Industriestandard

Beispielprogramm als Strukturierter Text (ST) für Siemens SPS

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. Die Cloud lässt sich über einen persönlichen Zugang nutzen, der einmalig angelegt wird. 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).

fischertechnik Cloud

Zwei Dashboards, Raspberry Pi und Node-Red

Das fischertechnik Dashboard in der Cloud kann über mobile Endgeräte wie Tablet und Smartphone sowie am Laptop und PC aufgerufen und bedient werden. Zusätzlich ist ein lokales Dashboard, erstellt mit Node-RED, auf dem Raspberry Pi (IOT-Gateway) implementiert, und es können via Node-RED auch eigene Dashboards erstellt werden. Die in der Lernfabrik 4.0 enthaltenen Dashboards ermöglichen die Darstellung von Plattformen aus drei unterschiedlichen Perspektiven:

Kundensicht
Lieferantensicht
Produktionssicht

Software

Das SPS-Beispielprogramm zur Steuerung der fischertechnik Lernfabrik 4.0 wurde auf Basis einer Siemens S7-1500 erstellt und kann auf Github eingesehen, kostenfrei genutzt und heruntergeladen werden: https://github.com/fischertechnik
Natürlich kann die Lernfabrik auch mit anderen SPS-Modellen und -Marken gesteuert sowie individuelle Lösungen selbst programmiert und umgesetzt werden. Eventuell sind am Beispielprogramm kleine Anpassungen notwendig, die selbstständig umzusetzen sind.

Steuerung der Anlage

Die Lernfabrik 4.0 24V wird durch eine SPS gesteuert (Markenunabhängig, nicht im Lieferumfang enthalten) und hat ein fertig geschriebenes Beispielprogramm (als Strukturierter Text, ST) bereits im Lieferumfang dabei. Das Programm wurde auf Basis einer Siemens S7-1500 erstellt (Details unter www.fischertechnik.de/industrie-und-hochschule). Die neu entwickelten 24V-Adapterplatinen als Schnittstelle zur SPS sind in der Lernfabrik vormontiert und werden über Klemmen mit der SPS verbunden.

Unter anderem können mit dieser neuesten Adapterplatinen-Generation

die Encoder-Motoren in der Geschwindigkeit über PWM gesteuert werden
gibt es Push/Pull Ausgangsstufen für Fototransistoren und Taster

In der Lernfabrik 4.0 24V ist zusätzlich ein fischertechnik TXT Controller installiert. Dieser wird über die Adapterplatine mit Strom versorgt und sorgt für die Verbindung zur fischertechnik Cloud. Zudem kommuniziert der TXT 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 individuellen Anwender.