Vom 19. bis 22. März 2024 setzen die führenden Anbieter neuartiger und praxisgerechter Sensoriklösungen auf der Anuga Foodtec Maßstäbe für die erfolgreiche Weiterentwicklung von Prozesssicherheit und Effizienz in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion. Auf dem Kölner Messegelände werden leistungsfähige Sensoren vorgestellt, die vielfältige Funktionen in der systemübergreifenden Kommunikation sowohl von Maschine zu Maschine als auch von Maschine zu Cloud übernehmen.
Sensoren sind unverzichtbare Elemente in der Automatisierung. Mit schnellen Reaktionszeiten sowie zuverlässigen und genauen Messwerten hilft Sensorik Lebensmittelherstellern seit Jahrzehnten, ihre Prozesse zu verbessern und so Energie, Zeit und Medien zu sparen. Doch im Zuge der Digitalisierung und Vernetzung verändern sich auch die Aufgaben der Messtechnik. Prozessparameter nur zu messen reicht heute nicht mehr aus. Je komplexer das Automatisierungsszenario, desto höher sind die Anforderungen an die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Sensoren. Große Datenmengen stellen neue Herausforderungen an die Konfiguration und Anbindung der Messtechnik. Klassische Sensoren, die binäre Signale für die Steuerung liefern, stoßen hier an ihre Grenzen. An ihre Stelle treten zunehmend Sensorsysteme, die neben der eigentlichen Messgrößenerfassung auch die Signalaufbereitung und Signalverarbeitung in einem Gehäuse vereinen.
Auf der Anuga Foodtec zeigen Messtechnikanbieter wie Baumer, Endress+Hauser, Ifm, Siemens, Vega, Optel und Beckhoff, wie Lebensmittelhersteller mit intelligenter Sensorik auch in Zeiten von Industrie 4.0 wettbewerbsfähig bleiben. Allen Entwicklungen ist gemein, dass die Digitalisierung nicht zum Selbstzweck vorangetrieben wird, sondern einen praktischen Hintergrund hat. Selbsterklärende Bedienkonzepte, Sensordiagnose sowie Möglichkeiten zum drahtlosen Datenaustausch gelten als Schlüsselbegriffe für intelligente Prozesse. Neben hochauflösender Messtechnik spielen künstliche Intelligenz und Deep-Learning-Algorithmen eine wichtige Rolle. Je mehr Intelligenz in Form von ausgeklügelter Signalverarbeitung in den Sensor integriert wird, desto mehr Möglichkeiten zur Selbstüberwachung und Rekonfiguration ergeben sich.
In den Kölner Messehallen spiegelt sich diese Entwicklung in Multisensorsystemen wider. Sie ermöglichen es, mit herkömmlichen Technologien zur Durchfluss- und Füllstandsmessung weitere, auch qualitätsrelevante Stoffeigenschaften zu erfassen. Exemplarisch hierfür sind Lösungen, die auf der Modulation von akustischen Oberflächenwellen (Surface Acoustic Waves, SAW) basieren. Bei diesem Messprinzip arbeiten die Sensoren unter absolut hygienischen Bedingungen, das heißt ohne feste oder bewegliche Einbauten. Es gibt keine Toträume, was die Reinigung erleichtert. Eine Besonderheit ist, dass SAW-Sensoren sowohl statische als auch sich schnell ändernde Zustände messen können. Neben Durchfluss, Dichte und Temperatur können optional weitere Größen wie Masse, Dichte und Brix erfasst werden. Über den Dichtefaktor lassen sich zudem Gasblasen und Partikel in Flüssigkeiten detektieren. Die Technologie ermöglicht beispielsweise die Bestimmung des Stammwürzegehalts im laufenden Brauprozess. Damit erfolgt die Qualitätskontrolle nicht mehr stichprobenartig im Labor, sondern direkt und in Echtzeit, eine Möglichkeit, die Getränkeherstellern bisher nicht zur Verfügung stand.
Parallel dazu setzen sich Kommunikationsstandards wie OPC UA auch in der Lebensmittelindustrie durch. Damit ist es möglich, Daten durch und in alle Automatisierungsebenen bis in die Cloud zu kommunizieren. Dort angekommen, können sie beliebig ausgewertet werden. So kann beispielsweise aus einem Coriolis-Durchflussmessgerät neben dem Prozesswert auch die Schwingungsfrequenz des Rohres oder die Temperatur der Elektronik ausgelesen werden. Neben der Überwachung des aktuellen Zustandes des Messgerätes können diese Daten auch zur vorausschauenden Wartung genutzt werden. Die Sensoren können Diagnosecodes an ein Condition Monitoring System senden, um die rechtzeitige Überprüfung des Sensors zu veranlassen, bevor dieser keine Daten mehr liefert. Dadurch können Anlagenstillstände und Prozessunterbrechungen reduziert werden.
Die Kommunikation der Feldgeräte mit der Cloud erfolgt über Gateways und Edge Devices auf einem zweiten Kanal parallel zum Steuerkreis. Um beide Kommunikationsebenen gleichzeitig und unabhängig voneinander bedienen zu können, sind die dafür notwendigen Schnittstellen in Industrie 4.0-fähigen Sensoren bereits hardwareseitig implementiert. Viele Messstellen in bestehenden Anlagen lassen sich auch nachträglich mit drahtlosen Schnittstellen wie Wirelesshart, Wlan oder Bluetooth ausstatten. Ein weiterer Vorteil der jüngsten Sensorgeneration ist der integrierte Webserver. Dieser erfüllt nicht nur moderne Cybersecurity-Anforderungen, sondern ermöglicht auch eine einfache und komfortable Inbetriebnahme über mobile Endgeräte. Die gesamte Konfiguration und Diagnose erfolgt über einen Standard-Webbrowser, tiefere Kenntnisse in der SPS-Programmierung sind nicht erforderlich.
Auf der Anuga Foodtec können sich Besucher davon überzeugen, wie einfach und zeitsparend sich aktuelle Automatisierungsaufgaben mit intelligenter Sensorik lösen lassen. Technologieanbieter präsentieren ein umfassendes Portfolio an hygienischen Durchfluss-, Füllstand-, Temperatur-, Druck- und weiteren Analysesensoren, die speziell auf die Anforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zugeschnitten sind. Sie ermöglichen den Blick in den Prozess und liefern dem Anlagenbetreiber wichtige Diagnose- und Prozessdaten. Das Angebot reicht von Sensorik- und Anschlusskomponenten bis hin zu Online-Diensten und Apps für unterschiedliche Diagnoseaufgaben. Auch Lebensmittelproduzenten, die bei der Umsetzung im Sinne von Industrie 4.0 bereits weit fortgeschritten sind und eine direkte Kommunikation mit einer Cloud-Lösung oder einem anderen übergeordneten System in Betracht ziehen, finden in Köln zukunftssichere Lösungen. Das Leitthema der Anuga Foodtec 2024 lautet „Responsibility“.
