Aufnehmer und das Internet der Dinge

Seit seinen ersten Anfängen hat das Internet Menschen miteinander verbunden.

Ein neu entstehender Teil des Internets verbindet jedoch nicht Menschen mit anderen Menschen, sondern Menschen mit Dingen. So sind beispielsweise Pakete über Barcodes und Scanner mit dem Internet verbunden und können dadurch verfolgt werden, bis sie ihren Bestimmungsort erreichen. In der Industrie ermöglichen Geräte mit Internetanbindung den Unternehmen, ihre Produktionsprozesse besser zu steuern und zu verstehen.

Dieses so genannte Internet der Dinge wächst beständig und wird in zunehmendem Maße abhängig von Aufnehmern oder Sensoren, die Informationen erfassen, die wiederum ins Internet hochgeladen werden können.

Zwei Arten von Aufnehmern

Im einfachsten Fall ist ein Aufnehmer ein Gerät, das eine Art von Energie in eine andere umwandelt. Es gibt zwei Arten von Aufnehmern: Sensoren und Aktoren.

  • Sensoren erkennen Energieformen wie Licht oder Kraft und wandeln diese Energie in digitale Informationen um, die ausgegeben werden können.
  • Aktoren erhalten ebenfalls ein Eingangssignal und geben ein Ausgangssignal aus. Sie tun dies jedoch in genau gegensätzlicher Weise zu einem Sensor. Ein Aktor ist ein Aufnehmer, der Informationen aufnimmt und in einer Form von physikalischer Energie ausgibt. So ermöglicht beispielsweise der Einsatz von Aktoren, dass Ihr Smartphone in Ihrer Tasche vibriert.

Sensoren sind Aufnehmer, die einen physikalischen Einfluss in ein Ausgangssignal wandeln. Das kann beispielsweise ein Thermoelement sein, das eine messbare Spannungsänderung ausgibt, wenn es erhitzt oder abgekühlt wird. Wenn eine Kraft in einen piezoelektrischen Kraftmessring eingeleitet wird, bewirkt dies ebenfalls eine Veränderung.

Industrie 4.0

Aufnehmer ermöglichen es der Industrie, Technologien wie Big Data, Analytics und maschinelles Lernen in verschiedenen Prozessen gewinnbringend einzusetzen.  Insbesondere können Aufnehmer Anzeichen einer Verschlechterung der Leistung oder des Zustands einer Maschine erkennen und dadurch den Wirkungsgrad erhöhen und die Folgen von Ausfällen abmildern.

Mit Big-Data-Techniken und Aufnehmertechnologien können Unternehmen bisher unentdeckte Faktoren quer durch ihren gesamten Produktionszyklus erkennen. In der Folge werden Barrieren zwischen Entwicklungs-, Fertigungs- und Supportabteilungen durchlässig gemacht.

Industrie 4.0 steckt noch in den Kinderschuhen, daher gibt es noch viele Möglichkeiten für Unternehmen, von einer Vorreiterrolle zu profitieren. Durch diese aktuelle Umbruchswelle werden sehr wahrscheinlich vollkommen neuartige Gruppierungen entstehen, in denen die Führungsrollen neu verteilt werden.

Die Rolle von Aufnehmern in der Industrie 4.0

Während man Technologien wie Analytics und Big Data als den ‚klugen Kopf‘ der Industrie 4.0 bezeichnen könnte, stellen Aufnehmersysteme ihr Nervensystem dar, für das kontinuierliche Sammeln von Informationen und die Datenübertragung direkt an Verarbeitungszentren. Systeme der Industrie 4.0 sind auf Sensoren angewiesen, um durch Messungen von Druck, Temperatur, Volumen, Ausrichtung und anderen Parametern kontinuierlich genaue Informationen zu erhalten.

Viel Aufmerksamkeit wurde der Rolle von Automatisierung und maschinellem Lernen in der industriellen Technik der Zukunft gewidmet. Fortschritte bei der Software werden jedoch ohne hochmoderne Sensortechnologie nur eingeschränkte Möglichkeiten eröffnen können.

Hier einige Beispiele für industrielle Aufnehmertechnologien:

  • Temperatur - Es gibt verschiedene Arten von Sensoren für Temperaturmessungen. Die zwei Haupttypen sind Sensoren, die in Kontakt mit dem Medium messen und berührungslos messende Sensoren. Diese lassen sich wiederum unterteilen in mechanische Temperatursensoren, elektrische Temperatursensoren, Thermoelemente, Widerstandsthermometer und Halbleiter-Temperatursensoren. Diese Sensoren werden zur Erhaltung temperaturempfindlicher Systeme eingesetzt.
  • Kraft – Die Dehnungsmessstreifen-Technologie ermöglicht genaue und schnelle Kraftmessungen. Dehnungsmessstreifen messen die Verformung von Objekten und wandeln den mechanischen Einfluss in eine Änderung des elektrischen Widerstands um.
  • Drehmoment – Ähnlich wie Kraft kann mit Dehnungsmessstreifen auch Drehmoment gemessen werden. Viele Drehmomentaufnehmer messen gleichzeitig Drehzahl, sodass auch die mechanische Leistung berechnet werden kann.