Wie Pneumatikspezialist Festo mit optischen Technologien noch tiefer in die Prozessautomation einsteigen will

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Neue Wege bei Werkstoffen

Seit jeher ist Festo bereit, auch ungewöhnliche Wege zu gehen, um in neue Anwendungsfelder vorzustoßen. So erhielt das Unternehmen im Dezember 2010 gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA den deutschen Zukunftspreis für den Bionischen Handling-Assistenten. Aber nicht immer müssen es bahnbrechende neue Erfindungen sein; für Hofmann finden Innovationen für die Zielgruppe der Prozessindustrie auf ganz verschiedenen Ebenen statt. „Ein leichtes Demontieren eines Ventils ist sicher kein Quantensprung in der Entwicklung. Wenn Sie jedoch einen Steuerkopf mit zwei Handgriffen und ohne Spezialwerkzeug sicher montieren und demontieren können, ist das für viele Anwender der ausschlaggebende Grund, das Produkt zu kaufen.“

Großes Potenzial sieht Hofmann auch bei den Werkstoffen und nimmt als Beispiel die Magnetventile, die mediumsberührend arbeiten. Das Problem: Zusätze im Metall, die die Magnetisierungsfähigkeit des Stahls erhöhen, steigern auch die Rostanfälligkeit. Wenn es gelänge, neue Materialien mit einer höheren Magnetisierungskraft mit einer besseren Korrosionsbeständigkeit zu entwickeln, wäre dies für Festo schon eine erhebliche Verbesserung. Von hohem Interesse ist für Hofmann auch die Kombination von Elektronik und Ventiltechnik oder die Einbeziehung der Optik.

Hier eröffnet das Thema Biosensoren vollkommen neue Perspektiven, wie die Kombination aus biologischen Substanzen mit Mikrosystemen für Online-Detektierungen. Überhaupt wartet das Gebiet der Biosensoren mit spannenden Aspekten auf. Wenn es beispielsweise gelingt, das Enzym Penicillinase auf einen Chip aufzubringen, lässt sich damit die Konzentration von Penicillin detektieren. „Für die Automatisierungstechnik bieten sich hier noch ungeahnte Chancen“, ist Hofmann sicher.

Fokus auf zwei Zielmärkte: Wasseraufbereitung und Bio-/Pharmaindustrie

Festo setzt bei der zukünftigen Ausrichtung auf zwei Kernbranchen: Als größte Wachstumbranchen sieht das Unternehmen die Wasseraufbereitung, die Bio- und Pharmabranche. Ebenso werden Potenziale in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Chemie gesehen, die aber derzeit nicht im Hauptfokus der Entwicklungsaktivität stehen. Gerade für die automatisierte Trinkwasseraufbereitung und Abwasserbehandlung stellt die Pneumatik eine kostengünstige und zuverlässige Alternative zu elektrischen Automatisierungssystemen dar.

Schon heute bietet das Festo-Portfolio vielfältige Lösungen von der Armatur bis zur Leitebene. Großer Vorteil der Pneumatik: Über ihre gesamte Lebensdauer hinweg bleiben pneumatische Antriebe wartungsfrei. Da Armaturen in der Wassertechnik unregelmäßig betätigt werden, können Ablagerungen oder Verbackungen entstehen, die zu deutlich höheren Losbrechmomenten führen. Hier ist die Überlastsicherheit der Pneumatik eine wichtige Eigenschaft. Bei einem Stillstand des Antriebs kann einfach der Druck am Druckregler erhöht werden, um mehr Kraft anwenden zu können – eine aufwändige Wartung entfällt.

Pneumatische Komponenten in der Lebensmittelproduktion

Auch die Lebensmittelbranche gehört zu den langjährigen Kundensegmenten von Festo. Besonderes Augenmerk setzen die Entwickler dabei auf den hygienischen Aspekt. Werden pneumatische Komponenten in der direkten Lebensmittelproduktion eingesetzt oder kommen sie mit Lebensmitteln in Berührung, müssen besonders reinigungsfreundliche Produkte und speziell zugelassene Schmiermittel verwendet werden. Dazu gehören Schläuche mit Lebensmittelzulassung ebenso wie hydrolysebeständige Verschraubungen mit FDA-Zulassung. Eine entscheidende Komponente im Festo-Portfolio sind Hochgeschwindigkeitskameras, die eventuelle Fehler in atemraubender Geschwindigkeit detektieren. Da die Branche naturgemäß viele Schnittstellen zwischen Prozess- und Fabrikautomatisierung aufweist, liegt bei den Pneumatik-Spezialisten vor allem die Automatisierung aus einer Hand im Fokus.

In der Chemieproduktion dagegen rücken Korrosionsfragen und der Ex-Schutz in den Vordergrund. Auch für diese Branche hat Festo neue Ideen, wie z.B. die Ex-Haube zeigt. In Arbeitsumgebungen mit explosiven Stoffen verlangen die europäischen Atex-Richtlinien schützende Gehäuse für Schalt- und Steuergeräte. Standard-Schaltschränke beanspruchen jedoch oft weit mehr Platz als deren tatsächliches funktionales Innenleben erfordert.

Mit der Haube CAFC-X1-GAL bringen die Esslinger jetzt die platz- und kostensparende Alternative auf den Markt. Klein und flexibel, ist die CAFC dank geprüftem Schlagschutz bis Atex-Zone 2/22 geeignet – für Arbeitsbereiche mit zeitweiser Gefährdung durch explosive Gase und Dämpfe. Ihre kompakten, materialsparenden Abmessungen senken die Kosten im Vergleich zu handelsüblichen Schaltschränken um bis zu 70 Prozent. Die Haube lässt sich mit einem Handgriff aufklappen, was den Installations- und Wartungsaufwand zusätzlich senkt.

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Nachgefragt

Interview: Mit Mut und Unternehmergeist

Festo will seine Marktstellung in den Prozessindustrien durch Innovationen deutlich erweitern. Prof. Dr. Peter Hofmann, Head of Product Centre Process Automation, über Ziele und Chancen.

Herr Prof. Hofmann, eine provokante Frage zuerst. Hat Festo die Prozessindustrie zu spät entdeckt? Und wie unterscheidet sich das Unternehmen von anderen Playern?

HOFMANN: Nein, wir haben schon vor über zehn Jahren den Markt identifiziert und sind dort auch vertreten. Allerdings wollen wir nun die nötigen Investitionen tätigen, um ein spezifisches Portfolio anzubieten, etwa im Bereich Biopharma. Dafür werden wir uns auf die Suche nach Aufgaben machen, die neue Werkstoffe, neue Technologien oder völlig neue Ansätze benötigen. Der große Vorteil ist, dass wir dank des für Festo typischen Unternehmergeists den Mut haben, auch Lösungen zu entwickeln, in die ein etablierter Anbieter in der Prozessautomatisierung vielleicht nicht ohne Weiteres investieren würde, weil vielleicht die Stückzahl zu klein oder die Lebensdauer zu kurz ist.

Inwiefern werden Sie Ihr Portfolio jetzt erweitern?

HOFMANN: Mit unseren Antrieben, die um entsprechende Klappen erweitert wurden, bieten wir bereits jetzt für die Wasseraufbereitung und die Chemie ein interessantes Produktportfolio. Um weiteres Potenzial in den anderen Branchen zu erschließen, müssen wir natürlich ein entsprechendes Produktprogramm bieten. Aber das reicht nicht. Wir müssen lernen, die Sprache der Anwender zu verstehen und selbst zu sprechen. Nur wenn man eine Fermentation versteht, kann man die Technologie im besten Sinne einsetzen und dem Kunden einen wirklichen Nutzen bringen.

Wie wollen Sie das Wachstum erreichen? Aus eigener Kraft?

HOFMANN: Zum großen Teil werden wir organisch wachsen und weiter unserer erfolgreichen Philosophie folgen, dass wir die Schlüsselprozesse beherrschen müssen. In einigen Bereichen sind Partnerschaften sicher sinnvoll, wie wir es bisher auch schon praktizieren.

Welches Zeitfenster haben Sie für die Neujustierung in der Prozessautomatisierung im Blick?

HOFMANN: Selbstverständlich wird dies einige Zeit dauern. Wir haben auch nicht die Absicht, das gleiche Produktportfolio zu entwickeln wie bereits etablierte Wettbewerber. Aber dank unserer bewährten Mischung aus Qualität und Innovation sind wir sehr zuversichtlich, schon bald neue, spannende Lösungen für die Prozessindustrie anbieten zu können.

Mit der OptoFluidik wollen Sie ganz neue Ansätze in der Prozessautomatisierung anbieten. Was verbirgt sich dahinter?

HOFMANN: Die OptoFluidik ermittelt, bewertet und steuert unterschiedliche Parameter, Bestandteile und Eigenschaften eines Fluids kontinuierlich und zerstörungsfrei. Der große Vorteil: Die Daten und Kennzahlen werden in Echtzeit übermittelt. Das Fluid wird damit zum Medium, das den Code für die optische Analyse bereits in sich transportiert. Wie diese sehr spannende und zukunftsträchtige Technologie funktioniert, zeigen wir anhand unseres neu entwickelten Versuchsträgers OptoFluidik. Wir glauben, dass wir hier auf großes Interesse in den potenziellen Zielgruppen stoßen.

Neue Perspektiven mit Optik und Fluidik

Besonders attraktiv sieht Hofmann das Thema „Optische Technologien“ in der Pharma-/Biotech-Branche. Schon jetzt ist Festo in der Branche mit dem Thema „Maschine Vision“ vertreten. Mit der Kombination optischer und fluidischer Technologien werden zukünftig völlig neue Bereiche in der Automatisierungstechnik erschlossen werden.

Einen ersten Einblick über die Perspektiven der Optofluidik gab man bereits auf der diesjährigen Hannover Messe: Die Kombination aus Optik und Fluidik ermöglicht Diagnose- und Analyseverfahren, bei denen aus bewegten Fluiden bestimmte Parameter (wie Dichte, Volumen, Farbe oder Schadstoffgehalt), Eigenschaften und Bestandteile erkannt und bewertetet werden. Dabei wird das Fluid mit Informationen aufgeladen, die später von den optischen Komponenten ausgelesen werden.

Da diese online Aufschluss über den Zustand des Fluids geben, ist eine Analyse in Echtzeit möglich. Der Prozessablauf muss also nicht für die Probenahme unterbrochen werden. Für dieses neue Aufgabengebiet fühlt sich Festo bestens gerüstet, da einerseits viele Basiskomponenten in der Bildverarbeitung bereits vorhanden sind, andererseits das Unternehmen im Team um Prof. Hofmann über die entsprechenden Spezialisten mit dem erforderlichen Know-how und vor allem aber über den unternehmerischen Mut verfügt, in solche zukunftsweisende Technologien zu investieren.

* G. Kielburger ist Chefredakteur und S. Mühlenkamp freie Mitarbeiterin bei PROCESS.

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