Revolution der digitalen Motor-Feedback-Kommunikation: zehn Jahre Einkabeltechnologie HIPERFACE DSL

„Weniger Kosten und Platzbedarf, ein Höchstmaß an Investitions- wie auch an Maschinensicherheit – in der elektrischen Antriebstechnik eröffnet HIPERFACE DSL den Motoren- und Maschinenbauern vielfältige Vorteile bei der Entwicklung und Integration von Servo-Antriebssystemen.“ So lautete das Versprechen, mit dem SICK vor mehr als zehn Jahren die erste Schnittstelle in Einkabeltechnologie für die Kommunikation zwischen Servomotoren und Servoreglern in den Markt einführte.

Wie konnten sich der Pionier der digitalen Motor-Feedback-Kommunikation und dessen Technologie seitdem etablieren und entwickeln, welche Innovationen bietet HIPERFACE DSL als Original der Einkabeltechnologie aktuell und in der Zukunft? Ein Interview mit zwei Experten.

Die Antworten auf diese und weitere Fragen kennen die SICK-Experten Clemens Bitsch, Strategic Product Manager & Business Development Manager, und Michael Pfister, Head of Product Management Motor Feedback Systems.

Worum geht es bei HIPERFACE DSL?

Clemens Bitsch: HIPERFACE DSL – das DSL steht für Digital Servo Link – war bei der Markteinführung im Jahr 2011 weltweit die erste Schnittstelle zwischen Servomotor und Servoregler in Einkabeltechnologie. Auslöser für die Entwicklung waren zum einen Industrie 4.0 mit der sich ankündigenden Digitalisierung in weiten Bereichen der Maschinen- und Antriebstechnik. Zum anderen bestand die Forderung nach einem kostensparenden Kommunikationskanal in Form einer standardisierten Schnittstelle. Basierend auf der Erfahrungen der hybriden Schnittstelle HIPERFACE, die bereits bei der Firma Stegmann, später SICK Stegmann, entwickelt wurde, entstand dann HIPERFACE DSL. Ziel der neuen Einkabeltechnologie war eine robuste und störsichere Datenübertragung zwischen Antriebsregler und Motor über zwei Adern, die direkt in ein einziges, bis zu 100 m langes Motorkabel integriert sind. Gerätetechnisch halbierte die digitale Schnittstelle den Aufwand für Anschlussstecker, Leitungen und Verkabelungsaufwand. Auch wurden reglerseitig weder teure Analogbauteile noch ein separater Reglereingang für externe Sensordaten benötigt. Motoren-, Regler- und Systemhersteller profitierten zudem von der Optimierung des Regelkreises durch eine automatische Synchronisation zum Reglertakt. Schließlich unterstützt HIPERFACE DSL nicht nur die Funktionalität des elektronischen Typenschild zur automatischen Reglerparametrierung, sondern die digitale Datenkommunikation war sicherheitstechnisch auch geeignet für Applikationen bis SIL3 nach IEC 61508 bzw. Performance Level e nach EN ISO 13849-1.

Was kennzeichnet die Erfolgsgeschichte von HIPERFACE DSL?

Michael Pfister: HIPERFACE DSL kam ab 2012 mit den ersten gelösten Applikationen bei Unternehmen der Antriebs- und der Regelungstechnik so richtig im Markt an. Parallel dazu hat die Studie eines namhaften Informations- und Beratungsunternehmens die Einkabeltechnologie als seinerzeit aktuellen Megatrend ebenso bestätigt – und tut dies immer noch – wie die Tatsache, dass die Zahl der Antriebshersteller, die Motor-Feedback-Lösungen mit HIPERFACE DSL übernehmen, bereits signifikant groß ist und weiter steigt. Branchenkenner prophezeiten zudem, dass dem rein digitalen Motor-Feedback-Protokoll die Zukunft gehört, ‚weil die neue Schnittstelle HIPERFACE DSL Kosten und Platz spare und gleichzeitig ein hohes Maß an derzeit möglicher Investitions- und Maschinensicherheit bieten würde.‘ Schon früh sprang daher auch der Zuliefermarkt auf den HIPERFACE DSL-Zug auf. So haben bekannte Kabelhersteller als Antwort auf die rasante Verbreitung der Einkabeltechnologie von SICK passende Leitungen für diesen digitalen Schnittstellen-Standard vorgestellt. Ihnen folgten schon bald die Hersteller von Mikroprozessoren, um das digitale Protokoll in ihre Produkte zu integrieren. Daher gibt es heute rund um HIPERFACE DSL eine etablierte Infrastruktur von Unternehmen, die ihrerseits bewährte Komponenten für diese digitale Schnittstelle anbieten. Dieses „Rundum-sorglos-Paket“ um HIPERFACE DSL schafft die Voraussetzungen für eine Prozess-Stabilität mit entsprechend notwendigen Materialdurchsatz im rauen Produktionsalltag.

Clemens Bitsch: Weitere Kennzeichen des Erfolges von HIPERFACE DSL sind mehr als 60 Motor- und Reglerhersteller, die diesen Standard aktiv unterstützen, sowie die starke Nachfrage nach der Technologie am Markt. Sie hat zum einen dazu geführt, dass wir seit 2017 HIPERFACE DSL auch für Fremdhersteller lizensieren. Zum anderen werten wir es als Zeichen des Erfolgs von HIPERFACE DSL, dass es mittlerweile auch Nachahmer des Originals im Markt der digitalen Motor-Regler-Kommunikation gibt. Die Marktentwicklung ist bis heute – auch mit Blick auf die aktuellen Wachstumsraten der HIPERFACE DSL-geeigneten Motor-Feedback-Systeme von SICK – nach wie vor positiv zu sehen.

Welche Trends gibt es aktuell rund um HIPERFACE DSL?

Michael Pfister: Wurde HIPERFACE DSL zu Beginn und in den letzten Jahren zumeist noch mit Einkabeltechnologie in Verbindung gebracht, kommt jetzt auch das Thema Datennutzung und Vertikale Integration ins Spiel. Neben der Datenübertragung geht es vor allem um die Datenverfügbarkeit im IT-System. Unsere Lösungen ermöglichen die Bereitstellung sowohl von Rohdaten als auch von vorverarbeiteten Datenpaketen. Zudem können wir über SICK Services auch die Visualisierung der Daten zum Beispiel in und über die Cloud realisieren. Auch das Thema Safety gewinnt weiter an Gewicht, unsere Kunden möchten sichere Antriebstechnik ermöglichen, damit der Mensch im Umfeld der Produktionslogistik entsprechend neuesten normativen Standards geschützt wird.

Welches sind die neuesten HIPERFACE DSL®-Innovationen bei SICK?

Clemens Bitsch: SICK ist auf diesem Gebiet schon in den letzten Jahren sehr aktiv gewesen und verfügt heute über ein HIPERFACE DSL-Portfolio für Servo-, Torque- und Linearantriebe. Unsere neueste Innovation erweitert die kompakten Motor-Feedback-Systeme der Produktfamilie EDS/EDM35. Hier konnten wir das Sensor-Modul sHub so weit miniaturisieren, dass es in das platzsparende Gehäuse des Sensors selbst passt. Somit ist es nun möglich, in einen Servomotor mit 40 mm Kantenmaß einen Sensor zu verbauen, welcher neben der sicheren Absolutposition für die Regelung auch zusätzlich Vibrations- und Luftfeuchtedaten für Condition Monitoring bereitstellt. Diese machen das Motor-Feedback-System so zu einem smarten Frühwarnsystem bei eventuellen Lagerschäden oder Undichtigkeiten.

Welches Zukunftspotenzial besitzt HDSL?

Michael Pfister: Motor- und Reglerhersteller setzen mit HIPERFACE DSL im Markt der Anbieter von Einkabellösungen auch künftig auf eine zukunftssichere Technologie. Dies bestätigen der Austausch mit unseren Kunden und mit HIPERFACE DSL-Komponentenherstellern, die Absatztrends sowie die erreichte Marktdurchdringung. Über das Kundenfeedback erhalten wir laufend Ideen und Verbesserungsvorschläge, die sowohl in produktseitige Weiter- und Neuentwicklungen einfließen als auch die Schnittstelle selbst erweitern. Darüber hinaus arbeiten wir weiter an digitalen Services, die neue Möglichkeiten im Einsatz unserer smarten Motor-Feedback-Systeme im Zusammenspiel mit den Servoreglern eröffnen.

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