Haben Sie den Energieverbrauch im Griff? - automotion.info
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03.13<br />
Das B&R Technologie Magazin<br />
Energiemanagement<br />
<strong>Haben</strong> <strong>Sie</strong> <strong>den</strong><br />
<strong>Energieverbrauch</strong><br />
<strong>im</strong> <strong>Griff</strong><br />
Messen B&R auf der Hannover Messe, Ligna und bauma<br />
Vision Systeme Kooperation von Cognex und B&R<br />
Mobile Automation Elektronik, die durchs Feuer geht
Software Engineering mit Automation Studio 4.<br />
Automatisierung<br />
neu definiert<br />
``<br />
Investitionssicherheit durch Offenheit und Kompatibilität<br />
neu definiert<br />
Automatisierung<br />
``<br />
Verkürzte Entwicklungszeiten durch paralleles und<br />
modulares Software-Engineering<br />
``<br />
Reduzierte Entwicklungskosten durch<br />
Wiederverwendbarkeit der Software<br />
``<br />
Ein voll integriertes Werkzeug für <strong>den</strong> gesamten<br />
Anlagenlebenszyklus<br />
4<br />
Software Engineering mit Automation Studio<br />
www.br-automation.com/automationstudio<br />
Perfection in Automation<br />
www.br-automation.com
editorial<br />
<strong>im</strong>pressum<br />
<strong>automotion</strong>:<br />
Das B&R Technologie-Magazin, 12. Jahrgang<br />
Online-Version: www.<strong>automotion</strong>.<strong>info</strong><br />
Medieninhaber und Herausgeber:<br />
Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H.<br />
B&R Straße 1, 5142 Eggelsberg, Österreich<br />
Tel.: +43 (0) 7748/6586-0<br />
redaktion@<strong>automotion</strong>.<strong>info</strong><br />
Geschäftsführer: Hans W<strong>im</strong>mer<br />
Redaktion: Alexandra Fabitsch, Heinz Fürnschuß,<br />
Eva-Maria Gann, Nicoletta Ghironi, Peter Kemptner,<br />
Michele Pizzato, Craig Potter, Olivier Rambaldelli,<br />
Franz Joach<strong>im</strong> Roßmann, Huazhen Song,<br />
Monika Süss, Nicole Wittmann<br />
Grafische Konzeption, Layout & Satz:<br />
Linie 3, www.linie3.com<br />
Produktion: Cecilia Z<strong>im</strong>merbeutel<br />
Herstellung: VVA Vorarlberger Verlags -<br />
anstalt GmbH, Dornbirn<br />
Verlagsort: B&R Straße 1,<br />
5142 Eggelsberg, Österreich<br />
Titelbild U1, U4: iStockphoto, fotolia<br />
Die in diesem Magazin veröffentlichten Beiträge<br />
sind urheberrechtlich geschützt. Übersetzung,<br />
Nachdruck und Vervielfältigung sind nur mit<br />
ausdrücklicher Genehmigung des Herausgebers<br />
möglich. Für Fehler in <strong>den</strong> Veröffentlichungen<br />
wird keine Haftung übernommen. Sämtliche Veröffentlichungen<br />
erfolgen ohne Berücksichtigung<br />
eines eventuellen Patentschutzes, auch wer<strong>den</strong><br />
Warennamen ohne Gewährleistung einer freien<br />
Verwendung benutzt.<br />
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www.<strong>automotion</strong>.<strong>info</strong><br />
Frühlingszeit ist Messezeit. Drei große Veranstaltungen<br />
stehen in <strong>den</strong> kommen<strong>den</strong> Wochen an: Hannover Messe,<br />
Bauma und Ligna. Auf allen drei Messen präsentiert B&R<br />
wieder einen ganzen Reigen an Inno vationen.<br />
Den Auftakt macht vom 8. bis 12. April die Hannover<br />
Messe (Halle 9, Stand D28). Erfahren <strong>Sie</strong> alles über unsere<br />
Lösung für das Energiedatenmanagement: APROL<br />
EnMon hilft Ihnen, einfach und schnell einen Überblick<br />
über alle Energieverbräuche zu erhalten (S. 14). Damit<br />
können <strong>Sie</strong> nicht nur die Energieeffizienz wesentlich<br />
verbessern, sondern sich darüber hinaus finanzielle<br />
Vor teile und ein Plus an Wettbewerbsfähigkeit sichern.<br />
Im Anschluss daran dürfen wir <strong>Sie</strong> auf unserem B&R-Messestand (Halle D, Stand D1.216)<br />
auf der Bauma in München begrüßen, der weltweit größten Messe der Baumaschinenbranche.<br />
Überzeugen <strong>Sie</strong> sich von unseren modularen Steuerungs- und I/O-Systemen<br />
für die Automatisierung von Arbeitsmaschinen. Seine Modularität ist ein absolutes<br />
Alleinstellungsmerkmal unserer Lösung und ein Novum für die mobile Automation. (S. 18).<br />
Vom 6. bis 10. Mai findet die weltweit bedeutendste Holzfachmesse Ligna in Hannover<br />
statt. In Halle 5 auf Stand D33 setzt B&R mit dem hohen Integrationsgrad sowie der<br />
flexiblen Skalierbarkeit seines Automatisierungssystems neue Trends in der Holzbearbeitung<br />
(S. 16). Der Maschinenbauer profitiert von geringem Entwicklungsaufwand<br />
und steigender Effizienz.<br />
Unser Messeteam freut sich auf Ihren Besuch in Hannover und München.<br />
Viel Spaß be<strong>im</strong> Lesen wünscht Ihnen<br />
Markus Sandhöfner,<br />
Mitglied der Geschäftsleitung B&R Deutschland<br />
03.13<br />
01
inhalt<br />
12<br />
04 Mit Aprol EnMon bietet B&R permanentes Energie-Monitoring<br />
14<br />
titelstory<br />
04 <strong>Haben</strong> <strong>Sie</strong> <strong>den</strong> <strong>Energieverbrauch</strong> <strong>im</strong> <strong>Griff</strong><br />
Mit Aprol EnMon bietet B&R eine Out-of-the-Box-Lösung<br />
für Energiemanagement<br />
news<br />
12 kk-electronic und B&R kooperieren bei Retrofit<br />
Der dänische Spezialist für Steuerungen von Wind -<br />
energie anlagen haucht zusammen mit B&R alten Turbinen<br />
neues Leben ein<br />
14 B&R auf der Hannover Messe 2013<br />
Innovative Lösungen für die Automatisierungstechnik<br />
18 B&R auf der bauma 2013 in München<br />
Modulare Automatisierungslösungen für die<br />
Baumaschinenbranche<br />
32 B&R Schweiz feiert Jubiläum<br />
Seit 25 Jahren vertrauen Unternehmen auf B&R Schweiz<br />
33 Erfolgreiches User Meeting von B&R China in Shanghai<br />
Zahlreiche Teilnehmer <strong>info</strong>rmierten sich über aktuelle<br />
Trends in der Automatisierung<br />
64 Erweiterte Schnittstellen zur SPS-Programmierung<br />
Round-Trip-Engineering ermöglicht Synchronisation von<br />
Hardwarekonfiguration, I/O-Mapping und Prozessvariablen<br />
02
24<br />
28<br />
34<br />
40<br />
44<br />
60<br />
technologie<br />
16 Wachstums<strong>im</strong>pulse für die Holzindustrie<br />
»Making more out of wood«: Mit neuesten<br />
B&R State-of-the-art-Lösungen auf der Ligna<br />
20 Mobile Automation wird modular<br />
B&R verbindet Automatisierungs-Know-how<br />
mit <strong>den</strong> dezentralen Steuerungs- und Busknoten MA170<br />
und MA120 für Automotive-Anwendungen<br />
34 POWERLINK verbindet Vision und Automation<br />
Vision-Systeme und Automatisierungslösungen eröffnen<br />
neue Möglichkeiten für Maschinenbauer<br />
48 Druckere<strong>im</strong>aschinen brauchen POWERLINK<br />
Querverkehr, Slave-Multiplexing und Topologiefreiheit<br />
etablieren POWERLINK als Kommunikations-Standard<br />
56 Direkt ins Ziel<br />
Anti-Sway-Systeme waren komplex und teuer –<br />
vor dem Einsatz von Automation Studio<br />
report<br />
09 APROL – für eine opt<strong>im</strong>ale schrittweise Migration<br />
Aprol sorgt für eine schnelle Modernisierung der<br />
Steuerungs- und Leittechnik<br />
24 Elektronik, die durchs Feuer geht<br />
Feuerwehrfahrzeuge <strong>im</strong> Härtetest<br />
28 Schnellere Diagnose und Wartung per Webtool<br />
Das AVM-Webdiagnose-Tool spart Zeit und Geld<br />
36 POWERLINK und Linux sorgen für frische Brötchen<br />
Das französische Verpackungsunternehmen De la Ballina<br />
ist von POWERLINK als Netzwerkprotokoll überzeugt<br />
40 Richtiges Aufbügeln für vollen Biergenuss<br />
Komplettumstieg auf B&R-Automatisierungstechnik<br />
bei Reihenfüllern<br />
44 Die Zukunft fährt Carbon<br />
Kohlenfaserstoffe sind schwarzes Gold<br />
52 Neue Ausblicke<br />
Modulares Maschinenkonzept sorgt für die Bearbeitung<br />
unterschiedlichster Werkstoffe<br />
60 Getriebelos, voll integriert<br />
Automation Studio garantiert Flexibilität und Offenheit<br />
03.13<br />
03
04<br />
titelstory news technologie report
<strong>Haben</strong> <strong>Sie</strong> <strong>den</strong><br />
<strong>Energieverbrauch</strong><br />
<strong>im</strong> <strong>Griff</strong><br />
In Zeiten weiter steigender Energiekosten und drohender Strafzahlungen bei<br />
Nicht-Erreichen der Kyoto-Ziele ist es ein Gebot der Stunde, die Energieeffizienz<br />
zu verbessern. Der <strong>Energieverbrauch</strong> kann aber nur verbessert wer<strong>den</strong>, wenn er<br />
bekannt ist – idealerweise bis aufs Genaueste. Der Aufzeichnung der Verbräuche<br />
kommt deshalb eine zentrale Bedeutung zu. Mit APROL EnMon bietet B&R ein<br />
System, das Stand-alone oder in Prozessleitsysteme integriert permanentes<br />
Energie-Monitoring zur Verfügung stellt.<br />
© iStockphoto<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 05
Der politische Druck auf die Industrie, energieeffiziente<br />
Produkte möglichst res sourcenschonend<br />
zu fertigen, n<strong>im</strong>mt weltweit<br />
zu. In allen Märkten ist eine zunehmende<br />
Sensibilisierung für dieses Thema zu spüren.<br />
Dazu trägt auch die <strong>im</strong> Juni 2011 veröffentlichte<br />
Norm EN/ISO 50001 Energiemanagementsysteme<br />
bei.<br />
Die Gesamteffizienz einer Maschine, Fertigungslinie<br />
oder Anlage hängt auch von der<br />
verwendeten Antriebs- und Steuerungstechnik<br />
ab. Auf diesem Gebiet bietet B&R<br />
Lösungen zur opt<strong>im</strong>alen Auslegung von<br />
Motoren und Antriebskomponenten sowie<br />
Antriebe mit energiesparen<strong>den</strong> Möglichkeiten<br />
wie der Cold-Plate-Schaltschrankmontage,<br />
einer Zwischenkreiskopplung und<br />
der aktiven Rückspeisung der Bremsenergie<br />
ins Stromnetz.<br />
Unabhängiges Energie-Monitoring<br />
Eine Lösung für das Energiemonitoring bietet<br />
B&R mit APROL EnMon an. Es unterstützt<br />
Anwender bei der Umsetzung der ISO 50001<br />
und hilft ihnen, durch Verbesserung der<br />
Energieeffizienz finanzielle Einsparungen<br />
zu erzielen und so ihre Wettbewerbsfähigkeit<br />
zu sichern. Indem die Wechselwirkung<br />
zwischen Energie- und Herstellungskosten<br />
ermittelt wird, kann der Verbrauch in Kalkulation<br />
und Kostenrechnung eingehen oder<br />
nach dem Verursacherprinzip direkt verrechnet<br />
wer<strong>den</strong>.<br />
Mit EnMon wer<strong>den</strong> Einsparpotenziale i<strong>den</strong>tifiziert<br />
und Einsparprojekte gerechtfertigt.<br />
Bei allen Energiearten lassen sich so max<strong>im</strong>ale<br />
Energiekostensenkungen erzielen.<br />
Indem die Stromversorgung überwacht wird,<br />
wer<strong>den</strong> zudem Ausfallzeiten verringert und<br />
ungeplante Abschaltungen vermie<strong>den</strong>.<br />
Die Energieeffizienz-Lösung von B&R unterstützt<br />
<strong>den</strong> kontinuierlichen Verbesserungsprozess,<br />
entweder <strong>im</strong> Stand-alone-Betrieb<br />
oder in bestehende APROL-Prozessleitsysteme<br />
integriert. Alle relevanten Energieverbräuche<br />
wer<strong>den</strong> gemessen, aufgezeichnet<br />
und ausgewertet. Energie-Berichte und<br />
Diagramme wer<strong>den</strong> für einzelne Maschinen,<br />
Teilanlagen, für ganze Anlagen oder<br />
das gesamte Unternehmen erstellt.<br />
Die Berichte lassen sich beinahe beliebig<br />
nach Produktionslosen oder Kostenstellen<br />
gliedern. Basierend auf dem Prozessleitsystem<br />
APROL bietet APROL EnMon als<br />
Plattform max<strong>im</strong>ale Flexibilität und Skalierbarkeit<br />
und lässt sich mit geringem<br />
Engineering-Aufwand <strong>den</strong> Anforderungen<br />
von Systemen mit unterschiedlich großer<br />
Anzahl an Messstellen anpassen.<br />
Gebrauchsfertige Lösung<br />
Ausgeliefert wird APROL EnMon vorinstalliert<br />
auf einem schaltschranktauglichen Industrie-PC<br />
der B&R-Type Automation PC 910.<br />
Die Inbetriebnahme und Parametrierung erfolgt<br />
besonders schnell, weil Software und<br />
Hardware-Konfiguration bereits enthalten<br />
sind. Lediglich die Netzwerkeinstellungen<br />
müssen noch angepasst und die Sensoren<br />
samt Zuordnung zu Software-Templates in<br />
einer Tabelle eingetragen wer<strong>den</strong>. Danach<br />
wird die Applikationssoftware automatisch<br />
generiert und gela<strong>den</strong>.<br />
Als gebrauchsfertige, vorkonfigurierte Lösung ist Aprol EnMon einfach zu installieren. Visualisierung und Bedienung<br />
erfolgen über browserbasierte Module von beliebigen Arbeitsplatzrechnern aus.<br />
Zentrale Komponente von EnMon ist neben<br />
Operator-Software und Entwicklungsumgebung<br />
eine leistungsfähige Datenbank<br />
06<br />
titelstory news technologie report
mit SQL-Interface. <strong>Sie</strong> wird auf dem extrem<br />
stabilen Betriebssystem Suse Linux<br />
Enterprise Server betrieben und dient der<br />
historischen Speicherung aller benötigten<br />
Energiedaten.<br />
Der Datenzugriff erfolgt ohne Software-Installation<br />
mittels Webbrowser von Arbeitsplatzrechnern<br />
an beliebigen Standorten<br />
aus. Daher wird das System meist ohne<br />
Monitor in einem Schaltschrank verbaut.<br />
Die Anzahl der benötigten EnMon-Controller<br />
hängt von Anzahl und Art der Messstellen<br />
sowie von der Verarbeitungsart der<br />
Daten ab. Ein Controller liest in der Regel<br />
Energiedaten einiger hundert Messstellen<br />
aus und verarbeitet sie. Weitere Controller<br />
können bei Bedarf problemlos hinzugefügt<br />
wer<strong>den</strong>. Die Daten kommen über gängige<br />
Industrieschnittstellen wie Powerlink, Modbus<br />
TCP, Profibus oder Ethernet/IP in das<br />
Monitoring-System.<br />
Alle Energiearten integriert<br />
Das Energie-Monitoring mit APROL En-<br />
Mon ist nicht auf elektrische Energie beschränkt.<br />
Es unterstützt alle Energiearten,<br />
die in dem generisch aufgebauten System<br />
völlig frei definierbar sind und kun<strong>den</strong>spezifisch<br />
benannt wer<strong>den</strong> können. So fließen<br />
neben der elektrischen Energie auch Öl,<br />
Gas, Dampf oder Fernwärme ein sowie Medien,<br />
die häufig nicht zur Energie gezählt<br />
wer<strong>den</strong>, wie Druckluft oder Wasser.<br />
© istockphoto<br />
Um die Energieverbräuche zu erfassen,<br />
steht Nutzern von APROL EnMon eine Reihe<br />
extrem kompakter I/O-Module der B&R-<br />
Reihe X20 zur Verfügung. Schnittstellenmodule<br />
X20IF zur Anbindung von Modbus<br />
RTU, ModbusTCP, Profibus DP, EtherNet/IP<br />
erfassen Zählerstände vorhan<strong>den</strong>er Messstellen<br />
in bestehen<strong>den</strong> Netzen.<br />
03.13<br />
Spannungen, Ströme, Frequenzen und Blind -<br />
anteile auf allen Phasen misst das Energietitelstory<br />
news technologie report 07
Die Erfassung der Energieverbräuche erfolgt mittels extrem kompakter I/O-Module der B&R-<br />
X20-Baureihe. <strong>Sie</strong> kann existierende Sensoren an <strong>den</strong> gängigsten Industriebussen einbeziehen.<br />
Messung der Ströme, Frequenzen und Blindanteile auf allen Phasen mit dem<br />
Energie-Messmodul X20AP hilft, die Verfügbarkeit elektrischer Netze zu steigern.<br />
Messmodul für elektrische Leistung X20AP.<br />
Es misst bis zur 31. harmonischen Überschwingung<br />
und erkennt dadurch auch<br />
Verunreinigungen der lokalen elektrischen<br />
Netze mit Oberwellen. Diese entstehen,<br />
wenn Wechselrichter exzessiv eingesetzt<br />
wer<strong>den</strong>, um Energie zu sparen. Den Durchfluss<br />
misst das Eingangsmodul X20AI für<br />
analoge Messsignale. Digitale Mess<strong>im</strong>pulse<br />
misst das Zählermodul X20DC. Das Schnittstellenmodul<br />
X20CS mit integriertem M-Bus<br />
Master erlaubt die Anbindung von bis zu<br />
250 Gas-, Wasser-, Strom-, Wärme- oder<br />
Impulszählern mit M-Bus-Anschluss. Prinzipiell<br />
kann die gesamte Palette der X20-<br />
I/O-Module verwendet wer<strong>den</strong>.<br />
Aussagekräftige Berichte<br />
Für die Inbetriebsetzung, Wartung und Instandhaltung<br />
bietet das EnMon Dashboard<br />
Energie-Managern und deren Mitarbeitern<br />
eine webbasierte Berichtsumgebung sowie<br />
eine leistungsfähige Systemdiagnoseund<br />
Operatorumgebung. APROL EnMon bietet<br />
zwei rollen- und aufgabenspezifisch<br />
maßgeschneiderte Bedienoberflächen.<br />
Es berücksichtigt dabei auch die Hierarchie<br />
Hauptverteiler/Unterverteiler/Verbraucher,<br />
indem es eine selektive Anwahl aller <strong>im</strong><br />
System verfügbaren Energiemessstellen<br />
in der Gliederung nach Bereich, Teilbereich<br />
und Verbraucher ermöglicht. Zahlreiche,<br />
vorkonfigurierte Verrechnungs- und Analyseberichte<br />
bis zur Trendanalyse stehen <strong>den</strong><br />
Anwendern in unterschiedlichen Darstellungsarten<br />
zur Verfügung: als tabellarischer<br />
Report, Balken- oder Kreisdiagramm sowie<br />
in Form verschie<strong>den</strong>er Trenddarstellungen.<br />
Zum Umgang mit <strong>den</strong> Daten aus APROL En-<br />
Mon bietet das System ein SQL-Interface<br />
zu Business-Intelligence-Systemen. Eine<br />
Iosys-Schnittstelle ermöglicht es, auf<br />
beliebige Prozessvariablen lesend und<br />
schreibend zuzugreifen, und das ohne<br />
teure Schnittstellenabst<strong>im</strong>mungen zwischen<br />
Enterprise Ressource Planning und<br />
Energie-Monitoring.<br />
Komfortabel messen und steuern<br />
APROL EnMon bietet zahlreiche Module,<br />
um <strong>Energieverbrauch</strong>sdaten exakt zu berechnen:<br />
zum einen das FlowCalculation-Modul<br />
zur Berechnung des Durchflusses in<br />
unterschiedlich geformten Leitungen<br />
(Blen<strong>den</strong>, Düsen etc.) mit sehr hoher<br />
Genauigkeit,<br />
zum anderen das PowerCalculation-<br />
Modul zur Berechnung der Wärme -<br />
leistung/-energie von Wasser und<br />
Dampf.<br />
Natürlich lassen sich mit APROL EnMon Berichte<br />
über <strong>den</strong> <strong>Energieverbrauch</strong> erstellen.<br />
Die Lösung kann aber noch viel mehr.<br />
Ein effektives Mittel ist das Lastmanagement,<br />
mit dem sich Spitzenlasten beherrschen<br />
lassen. Darüber hinaus wendet es<br />
ungeplante Abschaltungen ab, die durch<br />
plötzlich entstehende Überlasten verursacht<br />
wer<strong>den</strong>.<br />
Parametrierbare Control-Module in der<br />
Software ermöglichen ein manuelles oder<br />
automatisches Zu- und Wegschalten von<br />
Lasten mit wählbaren Prioritäten und definierbarem<br />
Zeitverhalten. Zu- oder weggeschaltet<br />
wer<strong>den</strong> Lasten über digitale<br />
Ausgangsmodule X20DO oder Schnittstellenmodule<br />
X20IF.<br />
Zusätzlich berücksichtigt APROL EnMon tageszeit-<br />
oder saisonabhängige Tarife und<br />
erfasst frei definierbare Feiertage. Hohe<br />
Lasten können dadurch in Zeiten verschoben<br />
wer<strong>den</strong>, wo Niedrigtarife genutzt wer<strong>den</strong><br />
können. Dies trägt wesentlich zur Kosteneinsparung<br />
bei.<br />
APROL EnMon unterstützt als skalierbare,<br />
gebrauchsfertige und integrierbare Lösung<br />
bei der Opt<strong>im</strong>ierung des <strong>Energieverbrauch</strong>s.<br />
Dadurch können trotz steigender Energiepreise<br />
die Stückkosten in der Produktion<br />
gesenkt und gleichzeitig die Energiereserven<br />
gesichert wer<strong>den</strong>. Die B&R-Lösung<br />
kann ebenso an der kleinsten Einzelmaschine<br />
wie an der größten Prozessanlage<br />
sinnvoll zur Wirkung kommen. Auch einflussreiche<br />
Randerscheinungen wie die<br />
umgeben<strong>den</strong> Nebenbetriebe oder Gebäude<br />
wer<strong>den</strong> damit in ein ganzheitliches Energiemanagement<br />
eingebun<strong>den</strong>.<br />
08<br />
titelstory news technologie report
APROL – für eine opt<strong>im</strong>ale<br />
schrittweise Migration<br />
© iStockphoto<br />
Vor allem mittelständische Unternehmen können sich bei einer<br />
Modernisierung der Steuerungs- und Leittechnik ihrer Prozessanlage<br />
keine längeren Produktionsausfälle leisten. Eine schrittweise<br />
Migration kann hier helfen, längere Produktionsunterbrechungen<br />
und ungeplante Anlagenstillstände zu vermei<strong>den</strong>, wie ein aktuelles<br />
Migrationsprojekt des Spezialchemieherstellers CHT/BEZEMA zeigt.<br />
Voraussetzung ist allerdings, dass das Prozessleitsystem und die<br />
Steuerungstechnik das stufenweise Vorgehen opt<strong>im</strong>al unterstützen,<br />
wie das bei der B&R-Lösung der Fall ist.<br />
»Wir haben die Prozesssicherheit und die<br />
Produktqualität erhöht und können wesentlich<br />
flexibler und schneller auf die sich<br />
ändern<strong>den</strong> Marktanforderungen reagieren«,<br />
sagt Günther Schätzle, Leiter Betriebstechnik<br />
der CHT R. BEITLICH GmbH. Gelungen ist<br />
dies, indem das Unternehmen seine Prozessanlagen<br />
am wichtigsten Produktionsstandort,<br />
<strong>im</strong> Werk Dußlingen bei Tübingen,<br />
mit B&R-Technik modernisiert hat.<br />
Gerade mittelständische Unternehmen wie<br />
CHT begrüßen eine Lösung wie APROL, ergänzt<br />
Schätzle: »Mit APROL lässt sich das<br />
Migrationsrisiko min<strong>im</strong>ieren«. Die Lösung<br />
sei zudem nicht nur auf die Anforderungen<br />
der Großindustrie und die dort übliche<br />
vollautomatische Rezepturfahrweise zugeschnitten.<br />
Ein Aspekt, der für CHT entschei<strong>den</strong>d<br />
war, <strong>den</strong>n eine Migration war<br />
unumgänglich gewor<strong>den</strong>.<br />
Hochwertige Spezialchemikalien<br />
aus 68 Anlagen<br />
In <strong>den</strong> vergangenen Jahren hat sich das<br />
Unternehmen vom reinen Textilchemieanbieter<br />
zur Manufaktur für Spezialchemikalien<br />
in <strong>den</strong> Bereichen Textil, Textilpflege,<br />
Bauchemie und Performance Chemicals<br />
mit kun<strong>den</strong>orientierter Produktentwicklung<br />
und einem großen, weiter wachsen<strong>den</strong><br />
Produktspektrum gewandelt. Den überwiegen<strong>den</strong><br />
Teil des Umsatzes erzielt das Unternehmen<br />
mit komplexen Produkten, die<br />
vornehmlich am Produktions- und Logistikstandort<br />
Dußlingen hergestellt wer<strong>den</strong>.<br />
Dort betreibt CHT 68 Anlagen, darunter<br />
zehn übergeordnete Versorgungsanlagen,<br />
40 Mischkesselanlagen und 14 Chemiereaktoren.<br />
Viele Produktionsanlagen sind<br />
als Multifunktionsanlagen ausgelegt, die<br />
für die Herstellung von bis zu 100 unterschiedlichen<br />
Produkten flexibel eingesetzt<br />
wer<strong>den</strong> können.<br />
Ziel der Migration: erhöhte Effizienz<br />
»In <strong>den</strong> vergangenen Jahren zeichnete<br />
sich ab, dass die historisch gewachsene<br />
Technik für die Steuerung, Visualisierung<br />
und Betriebsdatenerfassung (BDE) in absehbarer<br />
Zeit nicht mehr mit <strong>den</strong> steigen<strong>den</strong><br />
Anforderungen an die Produktqualität<br />
und <strong>den</strong> Qualitätsnachweis, die Prozesssicherheit<br />
sowie <strong>den</strong> gesetzlichen Sicherheitsvorgaben<br />
Schritt halten können<br />
würde«, benennt Schätzle das Motiv für<br />
die Anfang 2011 in Angriff genommene Migration.<br />
»Darüber hinaus hat uns die alte<br />
Technik bei der schnellen Umsetzung neuer<br />
Anforderungen eingeschränkt.«<br />
Drei Tage habe es zum Beispiel gedauert,<br />
um nur ein zusätzliches Ventil einzubauen<br />
und in Betrieb zu nehmen. Weiterer auslösender<br />
Faktor für die Migration waren die<br />
vermehrt auftreten<strong>den</strong>, altersbedingten<br />
Geräteausfälle, gleichzeitig hat sich die<br />
Ersatzteilversorgung verschlechtert. Ziel<br />
der angestrebten Migration war daher: die<br />
veraltete und anfällige sowie unflexible<br />
Steuerungs-, Visualisierungs- und BDE-<br />
Technik durch neue abzulösen, die dem<br />
Stand der Technik entspricht. »Eine Vollautomatisierung<br />
der Anlagen war dabei ganz<br />
klar nicht erstes Ziel«, ergänzt Schätzle,<br />
»für unsere Multifunktionsanlagen wäre<br />
sie zu aufwändig gewor<strong>den</strong>.«<br />
03.13 titelstory news technologie report 09
Links oben: Neben dem Prozessleitsystem APROL<br />
hält auch das X20-Steuerungssystem von B&R<br />
Einzug bei CHT. Insgesamt 46 HMIs aus der Power-<br />
Panel-Serie von B&R wer<strong>den</strong> in Betrieb genommen<br />
sowie zahlreiche weitere Steuerungen und I/O-<br />
Module.<br />
Rechts oben: »Wir können mit APROL ermitteln<br />
und dokumentieren, was <strong>im</strong> Prozess passiert und<br />
Zusammenhänge besser durchschauen.« Günther<br />
Schätzle (l.), Leiter Betriebstechnik bei der CHT R.<br />
BEITLICH GmbH.<br />
Links unten: Als CHT am Standort Dußlingen seine<br />
Produktionsanlage sukzessive auf das B&R-Prozessleitsystem<br />
APROL umgestellt hat, liefen parallel<br />
die alten Systeme weiter – APROL hat die schrittweise<br />
Migration opt<strong>im</strong>al unterstützt.<br />
Rechts unten: Deutlich einfacher lassen sich bei<br />
CHT mit APROL Prozessabläufe analysieren. Mit dem<br />
Trend-Viewer oder dem Audit Trail ist nun eine Analyse<br />
von Vorgängen möglich, die mit <strong>den</strong> Vorgängersystemen<br />
nicht beobachtet wer<strong>den</strong> konnten.<br />
B&R-Prozessleitsystem APROL<br />
setzt sich durch<br />
In einer ausführlichen Evaluation hat ein<br />
aus CHT-Mitarbeitern gebildetes Expertenteam<br />
drei verschie<strong>den</strong>e Prozessleitsysteme<br />
und die Steuerungs- und Visualisierungstechnik<br />
zweier Anbieter anhand einer umfangreichen<br />
Beurteilungsmatrix <strong>im</strong> Detail<br />
untersucht und bewertet. B&R bekam <strong>den</strong><br />
Zuschlag. Aus Sicht des CHT-Managers<br />
spra chen für diese Entscheidung klare Argumente:<br />
»Einer der Hauptgründe ist, dass<br />
das Leitsystem APROL von B&R – <strong>im</strong> Gegensatz<br />
zu <strong>den</strong> anderen von uns evaluierten,<br />
sehr bekannten und verbreiteten Systemen<br />
– eine schrittweise Migration opt<strong>im</strong>al<br />
unterstützt. APROL erlaubt es, die Produktionsanlage<br />
sukzessive auf das neue Prozessleitsystem<br />
umzustellen, während parallel<br />
die alten Systeme weiterlaufen.« Besonders<br />
schätzen die CHT-Experten auch<br />
die gewonnene Unabhängigkeit von Windows.<br />
Die Leit- und Visualisierungstechnik<br />
von B&R basiert auf Linux und überzeugt<br />
<strong>im</strong> Vergleich zu anderen Lösungen durch<br />
eine klare und leicht verständliche Struktur<br />
des Prozessleitsystems.<br />
B&R-Hardware bildet Anlagenstruktur<br />
opt<strong>im</strong>al ab<br />
B&R verfügt zusätzlich über ein fein abgestuftes<br />
Steuerungs- und Visualisierungsportfolio.<br />
Dieses ermöglicht es CHT, jede<br />
Anlage mit einer SPS mit maßgeschneiderter<br />
Rechenleistung und angereihten I/<br />
Os sowie einem eigenen HMI auszustatten.<br />
Deshalb entschied sich der Chemieproduzent<br />
gleich auch noch für die Steuerungsund<br />
Visualisierungstechnik von B&R.<br />
»Vorteilhaft ist, dass wir die tatsächliche<br />
Anlagenstruktur unmittelbar in der Steuerungs-<br />
und Visualisierungstechnik abbil<strong>den</strong><br />
und eine schrittweise Migration auf<br />
der Hardwareseite opt<strong>im</strong>al umsetzen können«,<br />
erklärt Schätzle und ergänzt: »Auch<br />
die geringeren Schnittstellen- und Kommuni<br />
ka tionsprobleme sprechen für die Lösung<br />
aus einer Hand.« Zwar wäre es auch<br />
mit der <strong>im</strong> Rahmen der Evaluierung untersuchten<br />
Steu e rungstechnik eines großen<br />
deutschen Herstellers möglich gewesen,<br />
jede Anlage mit einer eigenen Steuerung<br />
auszustatten, räumt Schätzle ein. »Aber<br />
nur über Umwege oder mit Hilfe einer Soft-<br />
SPS, was für uns beides nicht in Frage<br />
kam.« Die Nachteile eines Wechsels des<br />
Steuerungs- und Prozessleitsystemanbieters<br />
schätzt der CHT-Mann gering ein: »Die<br />
Software hätten wir ohnehin schon deshalb<br />
weitgehend neu schreiben müssen,<br />
da sich über die Jahre bis zu 50 Prozent<br />
ungenutzte Codes eingeschlichen hatten<br />
und damit eine Wiederverwendung faktisch<br />
unmöglich war.«<br />
Auch auf der Kostenseite sieht der Leitende<br />
Ingenieur bei CHT kaum Unterschiede<br />
zwischen <strong>den</strong> evaluierten Lösungen.<br />
»Die Angebote der von uns angefragten<br />
Integra toren unterschie<strong>den</strong> sich zwar zum<br />
Teil deutlich«, sagt Schätzle, »die jeweils<br />
von <strong>den</strong> Integratoren veranschlagten Kosten<br />
für die alternativ angebotenen Prozessleitsysteme<br />
unterschie<strong>den</strong> sich dagegen<br />
jedoch nur um max<strong>im</strong>al 20 Prozent.«<br />
Begründet wird dies mit der stark dezentralen<br />
Struktur der Produktionsanlagen,<br />
welche ideal auf die ebenfalls dezentral<br />
gewählte Prozessleitsystemstruktur abgebildet<br />
wer<strong>den</strong> kann.<br />
Offenheit von APROL sorgt für Flexibilität<br />
Wichtiger als der reine Angebotspreis war<br />
für CHT bei der Wahl des Integrators aber,<br />
inwieweit sich der Anbieter in der Lage sah,<br />
auf die Anforderungen des Spezialchemieherstellers<br />
einzugehen und insbesondere<br />
auch zusätzliche Änderungen während<br />
des Projektes flexibel zu berücksichtigen.<br />
Die Erler GmbH konnte sich dabei gegen<br />
fünf weitere Systemintegratoren, die zu<br />
Anfang der Evaluierungsphase noch <strong>im</strong><br />
Rennen waren, durchsetzen.<br />
»Da wir Umfang und Komplexität der Aufgabe<br />
sehr gut abschätzen konnten, wir aber<br />
APROL selbst noch nicht eingesetzt hatten,<br />
waren wir anfangs skeptisch, ob APROL das<br />
bewältigen kann«, verrät Geschäftsführer<br />
Alois Erler. »Diese Zweifel wur<strong>den</strong> uns aber<br />
<strong>im</strong> Laufe des Projekts genommen.« Auch<br />
10<br />
titelstory news technologie report
»APROL erlaubt es, die Produktionsanlage<br />
sukzessive auf das neue<br />
Prozessleitsystem umzustellen,<br />
während parallel die alten Systeme<br />
weiterlaufen. «<br />
Günther Schätzle,<br />
Leiter Betriebstechnik<br />
© iStockphoto<br />
die Migration ging leichter von der Hand<br />
als erwartet, wie der Integrator bestätigt:<br />
»APROL ist <strong>im</strong> direkten Vergleich zu anderen<br />
Prozessleitsystemen ein sehr offenes<br />
System, so dass wir auch während des<br />
laufen<strong>den</strong> Projektes weitgehend auf Kun<strong>den</strong>wünsche<br />
reagieren können. Gefallen<br />
hat uns ferner die problemlose Anbindung<br />
an das bestehende Altsystem. Das ist erstaunlich<br />
gut gelaufen.«<br />
Seit der erfolgreichen Migration einer ersten,<br />
komplexen Pilotanlage mit rund 360<br />
digitalen und 20 analogen I/Os wird seit<br />
Herbst 2011 fast wöchentlich eine weitere<br />
Produktionsanlage umgestellt. Bis zum<br />
zweiten Quartal 2013 sollen alle 68 Systeme<br />
<strong>im</strong> Werk Dußlingen auf APROL migriert sein<br />
und das alte Leitsystem abgestellt wer<strong>den</strong>.<br />
Dann wer<strong>den</strong> 46 HMIs aus der Power-Panel-Serie<br />
von B&R, knapp 70 X20-System-<br />
Steuerungen und insgesamt etwa 14.000<br />
digitale plus noch einmal 1.000 analoge<br />
X20-System-I/Os, diverse über VNC-angebun<strong>den</strong>e<br />
Bedienstationen für Schichtführer<br />
ihren Betrieb aufgenommen haben.<br />
Im System arbeiten zwei Runt<strong>im</strong>e-Server,<br />
ein Engineering-Server und ein VNC Server,<br />
welche über ein komplexes Desaster-<br />
Recovery-Procedure-System abgesichert<br />
wer<strong>den</strong>. Das linuxbasierte Produktionsnetzwerk<br />
kommuniziert mit der Windows-<br />
Welt des Unternehmensnetzwerks dabei<br />
über eine klar definierte Schnittstelle und<br />
ist redundant aufgebaut.<br />
Doppelte Redundanz garantiert<br />
hohe Verfügbarkeit<br />
»Wir haben sogar eine doppelte Redundanz«,<br />
ergänzt Schätzle. Jede Komponente<br />
eines Systems wird von zwei Bussen angefahren;<br />
einem Bedien- und einem Prozessbus.<br />
Jeder kann dabei <strong>im</strong> Notfall die Funktion<br />
des anderen übernehmen. Zusätzlich ist<br />
jedes System mit zwei Ports ausgestattet,<br />
die sich ebenfalls gegenseitig ersetzen<br />
können. Das garantiert die geforderte hohe<br />
Verfügbarkeit der Anlagen. Schon während<br />
der Umstellung wurde deutlich, dass CHT<br />
mit der B&R-Technik mehr als einen Ersatz<br />
für das Altsystem geschaffen hat. »Das<br />
APROL-System ist wesentlich flexibler, so<br />
dass wir heute ein Ventil in wenigen Stun<strong>den</strong><br />
einbauen und in Betrieb nehmen können.<br />
Zudem reicht ein Klick, das Ganze auf<br />
der Softwareseite rückgängig zu machen,<br />
wenn sich ein Fehler eingeschlichen hat.«<br />
Deutlich einfacher geht auch die Analyse<br />
der Prozessabläufe von der Hand. »Wir<br />
konnten feststellen, dass wir mit dem<br />
Trend-Viewer oder dem Audit Trail Vorgänge<br />
analysieren können, die wir vorher nicht<br />
beobachten konnten«, erläutert Schätzle.<br />
»Wir analysieren mit APROL Prozesszusammenhänge<br />
in Echtzeit, mit dem Ziel<br />
Produktionsopt<strong>im</strong>ierungen umgehend umsetzen<br />
zu können. Fehlchargen können <strong>im</strong><br />
Nachhinein anhand der aufgenommenen<br />
Prozessdaten analysiert wer<strong>den</strong>.« Diese<br />
zusätzlichen Informationen nutzt CHT unter<br />
anderem auch zur Analyse und Reduzierung<br />
des <strong>Energieverbrauch</strong>s. »Zudem<br />
haben wir jetzt die Möglichkeit, kritische<br />
Prozesswerte individuell zu steuern, und<br />
erreichen damit eine erhöhte Sicherheit<br />
der Anlagen auch <strong>im</strong> Hinblick auf genehmigungsrelevante<br />
Vorgänge.<br />
Mit APROL EnMon Einsparpotenziale nutzen<br />
Zusätzliche Einsparungspotenziale will<br />
das Unternehmen durch die Einführung eines<br />
Energiemanagements realisieren, indem<br />
es als einer der ersten Anwender die<br />
brandneue EnMon-Bibliothek von APROL<br />
einsetzt. »Die Migration ist bisher zu unserer<br />
vollsten Zufrie<strong>den</strong>heit verlaufen und<br />
hat nicht einmal die Hälfte einer Vollautomation<br />
gekostet. Durch das schrittweise<br />
Vorgehen und <strong>den</strong> parallelen Betrieb von<br />
APROL und Altsystem und einer Kopplung<br />
über einen Datenkonzentrator wurde unsere<br />
Produktion nur min<strong>im</strong>al beeinträchtigt<br />
und es kam zu keinerlei Datenverlust«,<br />
freut sich Schätzle. »Das System erlaubt<br />
es uns, flexibler und schnell auf aktuelle<br />
Entwicklungen zu reagieren und Änderungen<br />
kostengünstig umzusetzen. Diese<br />
gute Bilanz hat uns dazu bewogen, dass<br />
wir auch weitere Anlagen des Konzerns auf<br />
APROL umstellen wer<strong>den</strong>.«<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 11
kk-electronic<br />
und B&R kooperieren<br />
bei Retrofit<br />
Der dänische Spezialist für Steuerungen<br />
von Win<strong>den</strong>ergieanlagen haucht zusammen<br />
mit B&R alten Turbinen neues Leben ein<br />
© iStockphoto<br />
12<br />
titelstory news technologie report
Die Nachrüstung von Steuerungen mit I/O- und Steuerungssystemen X20 von B&R haucht alten Turbinen<br />
neues Leben ein.<br />
Auf Europas führender Win<strong>den</strong>ergie ausstellung<br />
des Jahres 2013 – der EWEA in<br />
Wien – haben kk-electronic und B&R ihre<br />
zukünftige Kooperation bei der Ent wicklung<br />
von Retrofit-Lösungen für Windkraft an lagen<br />
angekündigt.<br />
Vorhan<strong>den</strong>e Wind ener gie anlagen wer<strong>den</strong><br />
mit modernen X20-Steuerungen und fortschrittlichen<br />
Soft warepaketen von kkelectronic<br />
ausge stattet. Das verspricht eine<br />
kos tengünstige Alternative <strong>im</strong> Vergleich<br />
zum Austausch von Windkraftanlagen<br />
und ermöglicht eine Laufzeitverlängerung<br />
bei gleichzeitiger Ausfallzeitverringerung.<br />
Kurz gesagt: Die Anlagen wer<strong>den</strong> für<br />
längere Zeit profitabler.<br />
Handlungsbedarf durch teure Ausfallzeiten<br />
Forschungen haben gezeigt, dass der<br />
Aus fall von Windkraftanlagen vor Ablauf<br />
der Gewährleistungsfrist zu 42 % durch<br />
Komponentenausfall und zu 21 % durch<br />
Ausfälle von Steuerungssystemen bewirkt<br />
wird, die die harten Einsatzbedingungen<br />
nicht über die erforderlichen langen Zeiträume<br />
hinweg überstehen. Die Fol gen<br />
der resultieren<strong>den</strong> Ausfallzeiten wer -<br />
<strong>den</strong> da durch verschl<strong>im</strong>mert, dass die Ersatz<br />
teil beschaffung für veraltete Systeme<br />
<strong>im</strong>mer schwieriger wird. Ange sichts<br />
alternder Tur binen, die unterhalb ihrer<br />
Nennleistung arbeiten und dabei nicht<br />
zu rechtfertigende Wartungskosten verursachen,<br />
ist der Hand lungs bedarf klar zu<br />
erkennen.<br />
Dieser Herausforderung nehmen sich<br />
kk-electronic und B&R nun an. Beide Unternehmen<br />
suchten nach Alterna ti ven zum<br />
teuren Ersetzen ganzer Wind energieanlagen<br />
und prüften die Möglichkeiten zur Nachrüstung<br />
des Steuerungssystems bestehen<br />
der Anlagen. »Mit diesem Schritt konzentrieren<br />
wir uns ganz auf <strong>den</strong> Bedarf<br />
unserer Kun<strong>den</strong> und der Industrie«, sagt<br />
Tonni Birk Sørensen, Senior Vice Presi<strong>den</strong>t<br />
von kk-electronic.<br />
Sollen Win<strong>den</strong>ergieanlagen ersetzt wer <strong>den</strong>,<br />
bevorzugen die Betreiber ten<strong>den</strong>ziell größere<br />
und höhere Modelle. Dieser Vorteil kommt<br />
jedoch oft nicht zum Tragen, weil Anwohner<br />
gegen größere Anlagen protestieren oder<br />
Baugenehmigungen <strong>den</strong> Einsatz höherer<br />
Anlagen einschränken. Wird ein Windpark<br />
komplett neu bestückt, wer<strong>den</strong> die alten<br />
Windkraftanlagen oft demontiert und in<br />
neu aufstreben<strong>den</strong> Märk ten eingesetzt –<br />
dort wartet das Problem der Ausfallzeiten<br />
und der mangelhaften Verfügbarkeit von<br />
Ersatzteilen weiterhin auf eine Lösung.<br />
Kostengünstig, flexibel und bequem<br />
Durch die Kombination aus kk-electronics<br />
jahrzentelanger Erfahrung in einer Schlüssel<br />
stellung der Win<strong>den</strong>ergiebranche und<br />
die Automationsexpertise von B&R können<br />
die bei<strong>den</strong> Unternehmen eine gemeinsame<br />
Lösung anbieten, welche die<br />
Verfügbarkeit und Produktivität bereits<br />
vor han<strong>den</strong>er Windkraftanlagen drastisch<br />
erhöht. Be<strong>im</strong> Retrofit wird lediglich neue<br />
Steuerelektronik nachgerüstet, der mecha<br />
nische Teil der Anlage bleibt intakt –<br />
dadurch wer<strong>den</strong> nur kürzeste Ausfallzeiten<br />
bei der Implementierung verursacht und<br />
das eingesetzte Kapital wirft fast unmittelbar<br />
Rendite ab.<br />
kk-electronic trägt die Konstruktion von<br />
Steuerungen, die Entwicklung von Si cherheitsstrategien<br />
und die Sys tem inte gration<br />
bei. Zusammen mit modernen Steuerungen<br />
von B&R wird eine kostengünstige Lösung<br />
geschaffen, die leicht auf andere<br />
Win<strong>den</strong>ergieanlagentypen übertragen wer<strong>den</strong><br />
kann. »Das X20-System von B&R, das<br />
bei dieser Lösung zum Einsatz kommt,<br />
ist für seine Vielseitigkeit bekannt«,<br />
sagt Peter Gucher, General Manager bei<br />
B&R, »und hat seine Zuverlässigkeit über<br />
lange Einsatzzeiten unter <strong>den</strong> härtesten<br />
Bedingungen der Welt bewiesen.« Was die<br />
Steuerung angeht, ist die Nachrüstung<br />
sehr bequem – per Plug-and-Play. Die Kommunikation<br />
über die Ein- und Ausgänge<br />
wird für jede Windkraftanlage je nach<br />
Konstruktion individuell ausgelegt.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 13
B&R auf der<br />
Hannover Messe 2013<br />
Automatisierungs-Innovationen<br />
für die integrierte Industrie<br />
B&R präsentiert auf der Hannover Messe 2013 in Halle 9, Stand D28 innovative Lösungen für die Automatisierungstechnik, unter anderem für mobile Maschinen.<br />
Vom 8. bis 12. April 2013 bildet die Hannover Messe als kraft voller<br />
Impulsgeber für Investitionen in Technik und Automation auf<br />
elf internationalen Leitmessen zielgruppenspezifisch sämtliche<br />
tech nologische Disziplinen ab. Auf der Industrial Automation<br />
zeigt B&R in Halle 9, Stand D28 sein komplettes Leistungsspektrum.<br />
Einen Schwerpunkt bil<strong>den</strong> dabei aktuelle Entwicklungen. <strong>Sie</strong><br />
reflektieren das diesjährige Leitthema »Integrated Industry« der<br />
Hannover Messe, das die zunehmende Vernetzung aller Bereiche<br />
der Industrie in <strong>den</strong> Mittelpunkt rückt und eröffnen dem Maschinenund<br />
Anlagenbau neue Wege zu erhöhter Wettbewerbsfähigkeit.<br />
Entwicklungskosten deutlich reduzieren<br />
Auf ein neues Spitzenniveau gehoben wird der Anspruch von B&R-<br />
Lösungen zur Integration aller Teilproblematiken durch die aktuelle<br />
Generation der Entwicklungsumgebung Automation Studio 4.<br />
<strong>Sie</strong> setzt die Smart-Engineering-Philosophie von B&R in die Tat<br />
um, indem sie die Entwicklungseffizienz hebt und so hilft – trotz<br />
stetig steigender Produktkomplexität auf der Maschinen- und Anlagenseite<br />
– die Anforderungen an geringe Entwicklungskosten<br />
und eine kurze T<strong>im</strong>e-to-Market zu erfüllen.<br />
Die dritte Generation ist da<br />
B&R präsentiert in Hannover in jedem Teilbereich der Industrieautomatisierung<br />
weitreichende Innovationen. So bietet das Unternehmen<br />
mit dem Box-PC Automation PC 910 eine neue Familie<br />
leistungsstarker Industrie-PCs, die Anwendern durch die Verwendung<br />
der neuesten Intel® Core i Technologie der dritten Generation<br />
extrem hohe Freiheitsgrade und Kostenvorteile gewährt.<br />
Wirtschaftliches Redundanzsystem<br />
Äußerst wirtschaftlich und damit auch für kleine Anwendungen<br />
in der klassischen Maschinenautomatisierung attraktiv gestaltet<br />
B&R <strong>den</strong> Aufbau ausfalltoleranter Systeme, und zwar mit der SPS-<br />
Redundanz für das B&R-X20-System als Teil der Softwareumgebung<br />
Automation Studio 4.<br />
<strong>Sie</strong> nutzt als Kommunikationsprotokoll <strong>den</strong> hochperformanten<br />
Echtzeit-Feldbus POWERLINK. Er ermöglicht extrem kurze Reaktionszeiten<br />
und schafft somit die Voraussetzungen für Applikationen,<br />
die mit Hinblick auf Geschwindigkeit und Leistung ihresgleichen<br />
suchen.<br />
14<br />
titelstory news technologie report
Besuchen <strong>Sie</strong> uns!<br />
Halle 9/Stand D28<br />
Teil der Leistungsschau auf der Hannover Messe ist auch der neue Box-PC von B&R, der Automation PC 910 – der performancestärkste Industrie-PC am Markt.<br />
Den <strong>Energieverbrauch</strong> <strong>im</strong> <strong>Griff</strong><br />
Als Lösung für das Energiedaten-Management unterstützt APROL<br />
EnMon Anwender bei der Verbesserung der Energieeffizienz. Mit<br />
der gebrauchsfertigen Lösung, die auf dem B&R-Box-PC Automation<br />
PC 910 läuft, lassen sich die Forderungen der ISO 50001<br />
einfach umsetzen.<br />
Die Lösung trägt dazu bei, <strong>den</strong> <strong>Energieverbrauch</strong> wesentlich zu<br />
reduzieren und sichert durch finanzielle Einsparungen die Wettbewerbsfähigkeit.<br />
ACOPOSmotor spart Platz <strong>im</strong> Schaltschrank<br />
Zudem hat B&R sein Antriebssystem ACOPOSmulti konsequent<br />
weiterentwickelt. Der motorintegrierte Servoverstärker ACOPOSmotor<br />
verschmilzt mit dem Motor zu einem konfigurierbaren Modul,<br />
das als einfach anzuschließender mechatronischer Servoaktuator<br />
mit integrierten Safe-Motion-Funktionen und über das einzig<br />
offene Sicherheitsprotokoll openSAFETY seine Kraft direkt am<br />
Einsatzort entfaltet. Das spart kostbaren Platz <strong>im</strong> Schaltschrank<br />
und fördert die Entwicklung dezentraler Maschinenarchitekturen.<br />
Virtuelle Safety-Steuerung SafeLOGIC-X<br />
Für sichere Automatisierungs-Anwendungen präsentiert B&R eine<br />
softwarebasierte Sicherheitssteuerung, deren Safety-Funktion<br />
sich auf sichere I/O-Module, eine Standardsteuerung und die<br />
Visualisierung verteilt. Die als SafeLOGIC-X bezeichnete Lösung<br />
bringt auch kleinere kostensensitive Sicherheitsanwendungen<br />
in <strong>den</strong> Genuss einer integrierten Safety-Lösung, inklusive der vollwertigen<br />
Unterstützung aller Safe-Motion-Funktionen. SafeLOGIC-X<br />
nutzt als Kommunikationsprotokoll openSAFETY, <strong>den</strong> ersten offenen<br />
und einzigen vollkommen busunabhängigen Sicherheitsstandard<br />
für alle Industrial-Ethernet-Lösungen.<br />
Modulares Konzept für mobile Automation<br />
Die ult<strong>im</strong>ative Konsequenz der »Integrated Industry« stellen die Produkte<br />
für die mobile Automation dar. Diese Bedien- und Beobachtungsgeräte,<br />
dezentrale Rechner sowie Ein- und Ausgabeeinheiten<br />
für Außenbereiche und Fahrzeuge sind ebenso modular wie die B&R-<br />
Produkte für die Maschinenhalle oder Großanlage. Da sie zu diesen<br />
auch die volle Kompatibilität aufweisen, können die mobilen Maschinen<br />
nahtlos in integrierte Gesamtanlagen eingebun<strong>den</strong> wer<strong>den</strong>.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 15
Wachstums<strong>im</strong>pulse<br />
für die Holzindustrie<br />
»Making more out of wood« lautet das Motto der diesjährigen Ligna, die<br />
vom 6. bis 11. Mai in Hannover stattfindet. B&R setzt diesen Anspruch<br />
in der Automatisierung von Holzbearbeitungsmaschinen um und unterstützt<br />
Hersteller dabei, mit neuester Technik und State-of-the-art-<br />
Lösungen effiziente und wettbewerbsfähige Lösungen umzusetzen.<br />
In Hannover erwarten Besucher des B&R-<br />
Messestandes viele interessante Neuigkeiten.<br />
In Halle 25, Stand B34 kön nen sich<br />
Interessierte über neueste und modernste<br />
Technologien für die Au to matisierung <strong>info</strong>rmieren.<br />
Vorge stellt wer <strong>den</strong> Lösun gen,<br />
welche die ver schie<strong>den</strong>en Automatisierungsaspekte<br />
einer Ma schi ne wie Steuerung,<br />
Visuali sierung, Antriebs technik, Sicher<br />
heit und Kommunikation mit dezentralen<br />
I/Os abdecken.<br />
Was die Lösung von B&R besonders interessant<br />
für <strong>den</strong> Anwender macht, ist ihr hoher<br />
Integrationsgrad sowie die flexible Skalierbarkeit<br />
des Systems. Mit einer einzigen<br />
Entwicklungsumgebung, dem Automation<br />
Studio, kann der Anwender alle Teile des<br />
Automatisierungssystems projektieren, pro -<br />
grammieren, in Betrieb nehmen und schließlich<br />
warten. Das modulare Softwarekonzept<br />
bietet weiterhin die Mög lichkeit, Funktionen<br />
und Code wieder zuverwen<strong>den</strong>. So kann<br />
zum Beispiel jene Software, die für eine<br />
kleine Maschinenreihe entwickelt wurde,<br />
die Basis darstellen für eine mittlere oder<br />
High-end-Maschinenlinie. Der Ma schinenher<br />
stel ler pro fi tiert von ge ringerem Entwicklungsaufwand,<br />
ein fa che rer Projekt verwaltung,<br />
stei gender Effi zienz und einem<br />
opt<strong>im</strong>ierten Herstel lungs prozess.<br />
Kosten senken, Wirtschaftlichkeit erhöhen<br />
All diese Faktoren senken letztendlich die<br />
Kosten und erhöhen die Deckungsbeiträge<br />
für <strong>den</strong> Maschinenhersteller. Dieser finanzielle<br />
Vorteil kann zum Beispiel an <strong>den</strong><br />
Endkun<strong>den</strong> weitergegeben wer<strong>den</strong>, um die<br />
Wettbewerbsfähigkeit der Maschinen zu erhöhen.<br />
Der Endkunde seinerseits profitiert<br />
von einer Maschine, die mit der modernsten<br />
Technologie ausgestattet ist, zum Beispiel<br />
mit leistungsfähigen Prozessoren. Diese<br />
steigern die Produktivität der Anlage. Darüber<br />
hinaus bietet B&R offene Kommunikationsschnittstellen,<br />
wodurch sich<br />
Produktionsanlagen einfach an mo der ne<br />
ERP-Systeme anschließen lassen. Eben so<br />
einfach können Maschinen in Pro duk tionslinien<br />
integriert wer<strong>den</strong>. Lö sun gen von B&R<br />
vereinfachen zudem die Fern wartung, wodurch<br />
kürzere Re ak tions zeiten möglich sind<br />
und Maschinenstillstände auf ein Min<strong>im</strong>um<br />
reduziert wer<strong>den</strong>.<br />
All diese Merkmale zählen ganz selbstverständlich<br />
zu <strong>den</strong> Eigenschaften der<br />
B&R-Lösungen und gehören zum Standardangebot<br />
des Automatisierungsspezialisten.<br />
In Hannover erwarten <strong>den</strong> Messebesucher<br />
darüber hinaus zahlreiche neue Trends,<br />
mit <strong>den</strong>en B&R Herstellern von Holzbearbeitungsmaschinen<br />
neue Wege aufzeigt.<br />
Vor allem drei Schlagworte wer<strong>den</strong><br />
<strong>den</strong> Auftritt von B&R auf der Ligna prägen:<br />
integrierte Sicherheitstechnik, erhöhte<br />
Ener gieeffizienz und modulare Lösungen<br />
für die mobile Automation.<br />
Mit B&R die Zukunft von Safety bereits<br />
heute erleben<br />
In der Maschinensicherheit bestätigt B&R<br />
erneut seinen Vor sprung <strong>im</strong> Vergleich zu<br />
anderen Lösungen am Markt. Das integrierte<br />
Sicherheitskonzept von B&R ist seit<br />
Jahren etabliert. Der besondere Vorteil der<br />
Lösung: Graue und gelbe Module wer<strong>den</strong><br />
hardware- und softwareseitig in einem System<br />
integriert. Informationen lassen sich so<br />
gegenseitig austauschen, die Verdrahtung<br />
wird auf ein Min<strong>im</strong>um reduziert. Die<br />
Flexibilität des gesamten Systems steigt<br />
erheblich.<br />
Dieses erfolgreiche Konzept wurde nun<br />
in zwei Richtungen erweitert: mit Safe-<br />
Logic-X, einer virtuellen Sicherheitslösung,<br />
die ohne Hardware-Sicherheitssteuerung<br />
auskommt, und durch die Integration von<br />
CNC und Robotik <strong>im</strong> High-end-Bereich. Der<br />
Anwender kann hiermit einzelne Antriebe<br />
mit Funktionen wie STO (Safe Torque Off),<br />
SLS (Safely L<strong>im</strong>ited Speed), SLT (Safety<br />
L<strong>im</strong>ited Torque) sicher überwachen. Darüber<br />
hinaus kann er <strong>den</strong> Tool Center Point<br />
(TCP) einer CNC oder eines Roboters mit<br />
sicherer Geschwindigkeit (SLS) steuern.<br />
Selbstverständlich übern<strong>im</strong>mt die Software<br />
auch die Aufgabe, die gesamte kinematische<br />
Kette zu überwachen.<br />
Die B&R-Lösung erreicht dabei Reak tionszeiten,<br />
die um das Fünf- bis Zehnfache<br />
schneller sind als herkömmliche Lösungen<br />
am Markt. Zudem generiert der extrem<br />
© iStockphoto<br />
16<br />
titelstory news technologie report
Besuchen <strong>Sie</strong> uns!<br />
Halle 25/Stand B34<br />
»In Hannover erwarten <strong>den</strong> Messebesucher zahlreiche neue<br />
Trends, mit <strong>den</strong>en B&R Herstellern von Holzbearbeitungsmaschinen<br />
neue Wege aufzeigt. Vor allem drei Schlagworte<br />
wer<strong>den</strong> <strong>den</strong> Auftritt von B&R auf der Ligna prägen: integrierte<br />
Sicherheitstechnik, erhöhte Energieeffizienz und modulare<br />
Lösungen für die mobile Automation.«<br />
Michele Pizzato, International Sales Manager für Spanien<br />
und Branchenspezialist Holz<br />
hohe Integrationsgrad Vorteile für <strong>den</strong><br />
Maschinenhersteller und dessen Kun <strong>den</strong>.<br />
Einerseits reduzieren sich die Verdrahtung<br />
und dadurch die Kosten, andererseits<br />
steigen die max<strong>im</strong>al zulässige Geschwindig<br />
keit sowie die Produktivität. Der be deutendste<br />
Vorteil jedoch: Mit B&R lassen sich<br />
neue Maschinenkonzepte umsetzen, die<br />
mit traditioneller Sicherheitstechnik weder<br />
einfach noch elegant realisierbar sind.<br />
Energieeffizienz ohne großen<br />
Aufwand erhöhen<br />
Die Energieeffizienz zu erhöhen, ist heutzutage<br />
erklärtes Ziel von vielen Einzelpersonen<br />
und von zahlreichen Unter nehmen.<br />
Allerdings stan<strong>den</strong> bislang keine<br />
Lösungen bereit, die ein effektives Energiedatenmanagement<br />
möglich mach ten –<br />
bisherige Konzepte waren zu komplex und<br />
zu teuer. Mit APROL EnMon hält B&R die<br />
richtige Antwort bereit. APROL EnMon ist<br />
eine Software- und Hardware-Lösung für<br />
die Überwachung und die Analyse sämtlicher<br />
<strong>Energieverbrauch</strong>e in einer Produktionsanlage.<br />
Erst wenn ein klarer und umfangreicher<br />
Überblick über alle Verbräuche vorhan<strong>den</strong><br />
ist, können entsprechende Ein spar maßnahmen<br />
geplant und umgesetzt wer<strong>den</strong>. So<br />
erfüllt APROL EnMon in einer ersten Phase<br />
des Projekts mit nur geringen In ves ti tionskosten<br />
die Aufgabe des Energy Monitoring,<br />
für eine zweite Phase, das Energy Management,<br />
ist die Lösung jederzeit erweiterbar.<br />
Mobile Automation: Lösungen für die<br />
Forst wirtschaft<br />
Zum ersten Mal stellt B&R auf der Ligna<br />
eine neue Produktreihe für die mobile Automation<br />
vor. Forstwirtschaftsmaschinen<br />
und -ge räte müssen speziellen Anforderungen<br />
gerecht wer<strong>den</strong>. <strong>Sie</strong> müssen in rauen<br />
Umgebungen mit extremen Temperaturen<br />
und Feuchtigkeit arbeiten und sind von<br />
Vibrationen und Schock mechanisch stark<br />
belastet. B&R-Komponenten für die mobile<br />
Automation erfüllen strengste Anforderungen<br />
und bieten darüber hinaus alle Vorteile<br />
traditioneller B&R-Systeme: Integration,<br />
Ska lierbarkeit und Qua lität für steigende<br />
Effizienz in der Entwicklung und während<br />
des gesamten Lebenszyklus der Maschine.<br />
Von Erfahrung aus der Kunststoffindustrie<br />
profitieren<br />
Als Lieferant für Maschinenhersteller in verschie<strong>den</strong>en<br />
Branchen zählt B&R als zuverlässiger<br />
und kompetenter Partner, der neue<br />
Wege beschreitet. Dieser Aspekt ist besonders<br />
dann wichtig, wenn Hersteller neue<br />
Trends, neue technischen Entwicklungen,<br />
forcieren wollen. In der Holzindustrie prägen<br />
neue Materialen wie WPC (Wood Plastic<br />
Composite) seit einigen Jahren <strong>den</strong> Trend.<br />
Das erweiterte Spektrum an Formgebung<br />
und zum Teil verbesserte technische Eigenschaften<br />
unterschei<strong>den</strong> WPC von herkömmlichen<br />
Holz werkstoffen. Das führ te in<br />
<strong>den</strong> vergangenen Jahren zu einem zweistelligen<br />
Wachstum des WPC-Marktes.<br />
WPC-Werkstoffe wer<strong>den</strong> mit Verfahren hergestellt,<br />
welche für die Holzindustrie unkonventionell<br />
sind. Stattdessen kommen<br />
typische Prozesse der Kunststoffindustrie<br />
wie Spritzguss und Extrusion zum Einsatz.<br />
Hersteller von Holzmaschinen können von<br />
der führen<strong>den</strong> Marktposition von B&R in<br />
der Kunststoffindustrie profitieren, Standardlösungen<br />
aus dieser Branche übernehmen<br />
und sie für die WPC-Pro duktion<br />
umsetzen.<br />
SafeLOGIC-X ist eine virtuelle Sicherheitslösung, die<br />
ohne Hardware-Sicherheitssteuerung auskommt. Die<br />
sicheren Signale wer<strong>den</strong> auf die Standardsteuerung,<br />
sichere I/Os und Visualisierung verteilt.<br />
Energieeffizienz ist ein Trendthema, das nahezu<br />
jede Branche beschäftigt. Mit APROL EnMon hält<br />
B&R eine Software- und Hardware-Lösung bereit,<br />
die sämtliche <strong>Energieverbrauch</strong>e in einer Produktionsanlage<br />
überwacht und analysiert.<br />
Quelle: VarunRajendran<br />
In der Holzindustrie kommen neue Werkstoffe wie<br />
Wood Plastic Composites zum Einsatz. Ihre Herstellung<br />
ähnelt Prozessen aus der Kunststoffindustrie,<br />
in der B&R bereits seit Jahren erfolgreich tätig ist.<br />
Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen können<br />
von diesem Know-how profitieren.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 17
B&R auf der<br />
bauma 2013<br />
in München<br />
Besuchen <strong>Sie</strong> uns!<br />
Halle D/Stand D1.216<br />
Auf der bauma 2013 zeigt B&R vom 15. bis<br />
21. April in Halle D, Stand D1.216 sein Leistungsspektrum<br />
für die mobile Automation.<br />
Den Schwerpunkt des Messeauftritts bil<strong>den</strong><br />
aktuelle Entwicklungen des Innovationsund<br />
Technologieführers.<br />
B&R eröffnet mit seinem Steuerungs- und<br />
I/O-System MA120 und MA170 der Automatisierung<br />
von Arbeitsmaschinen völlig neue<br />
Möglichkeiten: Revolutionär ist der modulare<br />
Systemaufbau, <strong>den</strong> B&R <strong>im</strong> Bereich<br />
der Industrieautomatisierung bereits perfektioniert<br />
hat und nun auch für die mobile<br />
Welt zugänglich macht. Vervollständigt<br />
wird diese Produktfamilie durch ein Automatisierungs-Panel.<br />
Als zentrales Element<br />
dient es dem integrierten Steuern, Bedienen<br />
und Visualisieren von Fahrzeugen und<br />
mobilen Baumaschinen. Die Entwicklung<br />
leicht wartbarer, skalierbarer Gesamtlösungen<br />
erleichtert das Automation Studio von<br />
B&R. Die durchgängige, hochperformante<br />
Entwicklungsumgebung für alle Teilaufgaben<br />
der Automatisierung unterstützt die<br />
Arbeit der Ingenieure unter anderem mit<br />
umfangreichen vorgefertigten Softwarebibliotheken.<br />
Neue D<strong>im</strong>ension für Datenübertragung<br />
Neben dem in Fahrzeugen obligaten CAN-<br />
Bus verfügen die Geräte über die Fähigkeit<br />
zur Kommunikation über <strong>den</strong> offenen und<br />
schnellen Echtzeit-Standard POWERLINK.<br />
Er weist als ethernetbasiertes Protokoll<br />
von vorneherein eine hohe Übertragungsbandbreite<br />
auf. So stellt POWERLINK auch<br />
<strong>den</strong> anspruchsvollsten Anwendungen aus<br />
Sensorik und Bildverarbeitung ausreichende<br />
Übertragungskapazitäten zur Verfügung,<br />
und zwar ohne zusätzliche Software- oder<br />
Hardware-Anpassungen.<br />
18<br />
titelstory news technologie report
B&R präsentiert auf der bauma 2013<br />
in Halle D, Stand D1.216 sein Leistungsspektrum<br />
für die mobile Automation<br />
bahnbrechende Innovationen auf dem<br />
Gebiet modularer Automatisierungslösungen<br />
für die Baumaschinenbranche.<br />
© iStockphoto<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 19
Mobile Automation<br />
wird modular<br />
20<br />
titelstory news technologie report
B&R verbindet allgemeines Automatisierungs-Know-how mit Erfahrung auf dem Gebiet mobiler<br />
Nutzung. Die dezentralen Steuerungs- und Busknoten MA170 und MA120 für Automotive-<br />
Anwendungen kombinieren bewährte Technologie des klassischen Maschinen- und Anlagenbaus<br />
mit robuster Gehäusetechnik für mobile Anwendungen. Das Ergebnis ist ein modulares<br />
System, dessen Flexibilität am Markt ein absolutes Alleinstellungsmerkmal genießt.<br />
© Messe München GmbH<br />
Für Sonderfahrzeuge und selbstfahrende<br />
Arbeitsmaschinen gilt ebenso wie für<br />
industrielle Maschinen und Anlagen: Jeder<br />
Nutzer von Automatisierungstechnik<br />
wünscht sich eine individuelle Lösung für<br />
jedes einzelne seiner Produkte. Allerdings<br />
können nur die wenigsten von ihnen die<br />
Kosten und logistischen Nachteile einer<br />
kun<strong>den</strong>- oder gar projektspezifischen<br />
Son derlösung mit geringen Stückzahlen in<br />
der Kalkulation unterbringen.<br />
Die naheliegende Lösung heißt Modularisierung.<br />
<strong>Sie</strong> hat vor etwa 15 Jahren begonnen,<br />
die Automatisierung <strong>im</strong> industriellen<br />
Umfeld zu revolutionieren. Heute ist für die<br />
meisten Techniker kaum mehr ein anderer<br />
Aufbau <strong>den</strong>kbar als eine Steuerung, die<br />
über standardisierte Ein- und Ausgangsmodule<br />
verschie<strong>den</strong>er Art mit <strong>den</strong> Sensoren,<br />
Aktoren, Motoren und Fluid-Ventilen<br />
kommuniziert. Diese kompakten I/O-Module<br />
kommen wegen der einfacheren Verkabelung<br />
dezentral, also möglichst nahe am<br />
Verbraucher, zum Einsatz.<br />
Nicht selten wer<strong>den</strong> sie zu Inseln mit I/O-<br />
Baugruppen und Antriebssteuereinheiten<br />
zusammengefasst, deren Kommunikation<br />
mit der Steuerung über einen Buscontroller<br />
erfolgt. So kann die SPS mit einer fast beliebigen<br />
Anzahl an Feldgeräten verbun<strong>den</strong><br />
sein. Die Größe und Ausstattung dieses<br />
Netzwerks lässt sich individuell <strong>den</strong> Gegebenheiten<br />
in der jeweiligen Anwendung<br />
anpassen, ohne auf die Kostenvorteile von<br />
in großen Stückzahlen gefertigten Produkten<br />
verzichten zu müssen.<br />
Das Beste aus zwei Welten<br />
Bereits seit 1992 entwickelte und produzierte<br />
die Mondial Electronic GmbH Bedien- und<br />
Steuergeräte für Automatisierungsaufgaben<br />
in Fahrzeugen und ortsunabhängigen<br />
Maschinen und verhalf vielen seiner Kun<strong>den</strong><br />
damit zur Markt- und Technologieführerschaft.<br />
Seit 2010 gehört das Unternehmen<br />
zur B&R-Unternehmensgruppe, die maßgeblich<br />
<strong>den</strong> <strong>Sie</strong>geszug modularer, dezentraler<br />
Automatisierungskonzepte in der<br />
industriellen Anwendung vorantreibt.<br />
Mit <strong>den</strong> ersten Produkten für <strong>den</strong> Aufbau<br />
dezentraler Automatisierungssysteme für<br />
mobile Anwendungen profitiert die Welt<br />
der Arbeitsmaschinen und stationärer automatisierter<br />
Anlagen von <strong>den</strong> Vorteilen<br />
des führen<strong>den</strong> modularen Industrie-Automatisierungssystems.<br />
Neue Maßstäbe<br />
setzen dabei die spezifisch für Automotive-Anwendungen<br />
entwickelten dezentralen<br />
Steuerungs- und Busknoten MA170<br />
sowie MA120.<br />
<strong>Sie</strong> enthalten I/O-Module, die in zahlreichen<br />
Varianten als Analog-, Digital- und<br />
Leistungsmodule für die individuelle Gestaltung<br />
des jeweils opt<strong>im</strong>alen Systems<br />
zur Verfügung stehen. Sondermodule ergänzen<br />
die Funktionalität um Konnektivität<br />
mit WLAN oder GSM, um die Positionsbest<strong>im</strong>mung<br />
mit GPS oder um Condition Monitoring<br />
mit einem eigenintelligenten Modul<br />
zur Schwingungsauswertung. Die robusten<br />
Geräte bieten ein Höchstmaß an Funktionalität<br />
bei enormer Packungsdichte.<br />
POWERLINK sorgt für problemlosen<br />
Datentransport<br />
Um die Kompatibilität mit Fremdkomponenten<br />
zu gewährleisten oder bereits <strong>im</strong><br />
Feld befindliche Systeme erweitern zu<br />
können, haben die Module <strong>den</strong> <strong>im</strong> KFZ-<br />
Bereich verbreiteten CAN-Bus mit <strong>den</strong><br />
Protokollstandards ISOBus und J1939 integriert.<br />
Zusätzlich sind die Einheiten mit<br />
dem schnellen echtzeitfähigen Ethernet<br />
POWERLINK ausgestattet, dieser sorgt für<br />
schnelle Kommunikation unter <strong>den</strong> Modulen<br />
und mit Panel-Systemen. POWERLINK<br />
ermöglicht <strong>den</strong> problemlosen Transport<br />
auch größerer Datenmengen, etwa aus<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 21
Der Steuerungs- und Busknoten MA170: entwickelt für Automotive-Anwendungen,<br />
mit robuster Gehäusetechnik in Schutzklasse IP65 ausgeführt, schock- und<br />
vibrationsbeständig und für Einsatztemperatur von –40 bis +85°C geeignet.<br />
Die dezentralen Steuerungs- und Busknoten MA170 und MA120 sind modular<br />
aufgebaut, ein für die Welt der mobilen Automatisierung bislang einzigartiger<br />
Ansatz, der <strong>den</strong> Anwendern völlige Flexibilität sichert.<br />
Kamerasystemen. Ebenso ist eine einfache<br />
WLAN-Anschaltung zur Kommunikation mit<br />
ortsfesten Einrichtungen möglich, die sich<br />
zum Beispiel in der Werkstätte befin<strong>den</strong>.<br />
Dies eröffnet sehr weitreichende Diagnosemöglichkeiten.<br />
Mittels openSAFETY,<br />
dem busunabhängigen Sicherheitsstandard<br />
von B&R, können sichere Signale<br />
übertragen wer<strong>den</strong>. Möglich machen dies<br />
die für MA170 und MA120 angekündigten<br />
sicherheitsgerichteten Ein- und Ausgangsmodule.<br />
Ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand<br />
wird so ein erhöhter<br />
Arbeitsschutz an der mobilen Anlage realisiert,<br />
der bis SIL3 reichen wird.<br />
Zentrale Steuerungseinheit MA170,<br />
dezentraler I/O-Knoten MA120<br />
Der Steuerungs- und I/O-Systemknoten<br />
MA170 verfügt über ein robustes Aluminiumdruckgussgehäuse<br />
in Schutzklasse<br />
IP65. Er arbeitet auch <strong>im</strong> erweiterten Temperaturbereich<br />
zuverlässig und ist schockund<br />
vibrationsbeständig für Anwendungen<br />
<strong>im</strong> Freien und <strong>im</strong> Motorraum. Er wird als<br />
zentrale Steuerungseinheit betrieben und<br />
ist mit einer zum B&R-Steuerungssystem<br />
X20 kompatiblen SPS ausgestattet.<br />
Mit einem alternativ zur Steuerung eingebauten<br />
Bus-Controller-Modul agiert er<br />
als dezentraler I/O-Knoten für abgesetzte<br />
Maschinenteile oder abnehmbare Teilmaschinen.<br />
Mit bis zu 44 frei konfigurierbaren<br />
Ein- oder Ausgängen, zwei Steckplätzen<br />
für Interface-Module und der Zusammenschaltung<br />
unterschiedlich ausgestatteter<br />
Einheiten ergibt sich eine hohe Produktmodularität<br />
mit bis zu 500 Millionen<br />
Varianten. Im kompakten Kunststoffgehäuse<br />
wurde für Automotive-Anwendungen<br />
innerhalb der Kabine der dezentrale I/O-<br />
Knoten MA120 entwickelt. In Schutzklasse<br />
IP20 ausgeführt und mit erweitertem Temperaturbereich<br />
ist er ebenso schock- und<br />
vibrationsbeständig und für Versorgungsspannungen<br />
von 8 bis 32VDC geeignet.<br />
Der I/O-Knoten wird über CANopen in das<br />
Bordnetzwerk integriert. Mit bis zu 16 frei<br />
konfigurierbaren Ein- oder Ausgängen<br />
dient er der kostenopt<strong>im</strong>ierten, modularen<br />
I/O-Erweiterung.<br />
Mit Automation Studio durchgängige<br />
Gesamtprojekte realisieren<br />
Wie für alle Lösungen von B&R wird auch die<br />
Software für die Systeme der mobilen Automatisierung<br />
mit der B&R-Entwicklungsumgebung<br />
Automation Studio geschrieben,<br />
getestet und zur Verwendung auf der jeweiligen<br />
Hardwareumgebung konfiguriert.<br />
Das erlaubt die Entwicklung der Programme<br />
als durchgängiges Gesamtprojekt, ohne<br />
das Entwicklungswerkzeug wechseln zu<br />
müssen. Visualisierung, Bedienung, Steuerung<br />
und Regelung sowie Protokollierung<br />
sind so wie aus einem Guss.<br />
Rund 20 Jahre Erfahrung sind mittlerweile<br />
in das Entwicklungssystem geflossen.<br />
In Form von Funktionsbibliotheken oder<br />
S<strong>im</strong>ulations-, Analyse- und Diagnosewerkzeugen<br />
stellt B&R dieses Know-how<br />
auch für die Entwicklung mobiler Automatisierungslösungen<br />
zur Verfügung. Auf<br />
<strong>den</strong> Geräten selbst läuft mit Automation<br />
Runt<strong>im</strong>e das seit Jahren bewährte Betriebssystem<br />
des B&R-Standardportfolios.<br />
Dieses erkennt vollautomatisch die Systeme<br />
der MA120- und MA170-Serie und gliedert<br />
deren Ein- und Ausgänge perfekt an<br />
die der anderen Geräte an. So können trotz<br />
Dezentralisierung alle I/Os <strong>im</strong> Verbund mit<br />
einer zentralen Software verwaltet wer<strong>den</strong>.<br />
Das spart Aufwand und ermöglicht eine<br />
schlanke und intelligente Lösung.<br />
Lösungspotenzial, das die Erwartungen<br />
übertrifft<br />
Die Produkte von B&R für die mobile<br />
Auto mation eignen sich für zahlreiche<br />
Einsatz bereiche, dazu zählen Bau- und<br />
Landwirtschaftsmaschinen ebenso wie<br />
Kommunal- und Einsatzfahrzeuge. Auch<br />
mobile Installationen oder ortsfeste Maschinen<br />
und Anlagen <strong>im</strong> Freien stellen<br />
mögliche Applikationen dar.<br />
Das B&R-Portfolio für die mobile Automation<br />
ist hundertprozentig kompatibel mit allen<br />
aktuellen B&R-Systemen. Das sorgt für eine<br />
nahtlose Integration in die Automatisierungslösung<br />
einer Gesamtanlage des klassischen<br />
Maschinen- und Anlagenbaus.<br />
Das Ergebnis der Zusammenführung von<br />
B&R und Mondial – von über 30 Jahren<br />
Automatisierungs-Know-how gepaart mit<br />
20 Jahren Erfahrung in der mobilen Automatisierung:<br />
Auf modulare, einfach zu<br />
integrierende Weise entstehen mobile Automatisierungssysteme,<br />
deren Lösungspotenzial<br />
über das in diesem Segment<br />
bisher Gewohnte hinausreicht.<br />
22<br />
titelstory news technologie report
Die Software für die Systeme der<br />
mobilen Automatisierung wird mit<br />
der B&R-Entwicklungsumgebung<br />
Automation Studio 4 geschrieben,<br />
getestet und zur Verwendung auf<br />
der jeweiligen Hardwareumgebung<br />
konfiguriert.<br />
POWERLINK ermöglicht <strong>den</strong> problemlosen<br />
Transport auch größerer Datenmenge,<br />
etwa aus Kamerasystemen.<br />
Ebenso ist eine einfache WLAN-<br />
Anschaltung zur Kommunikation mit<br />
ortsfesten Einrichtungen möglich.<br />
Mit seinem Portfolio für die mobile Automation macht B&R die Vorzüge seiner in der Industrieautomatisierung bewährten Lösungen und Komponenten auch für<br />
diese zukunftsträchtige Branche zugänglich. (Foto: Grove)<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 23
Elektronik, die<br />
durchs Feuer geht<br />
Alarm bei der Feuerwehr: »Es brennt. Mehrere Personen sind in<br />
einer verqualmten Lagerhalle eingeschlossen. Was dort gelagert<br />
wird, ist nicht bekannt.« Jetzt ist keine Zeit zu verlieren, jeder<br />
Tritt und jeder Handgriff muss sitzen – in Uniform und Stiefeln und<br />
mit schwerem Atemschutz. Das trainieren die Einsatzkräfte in<br />
wiederholten Übungen. Dabei unterstützt sie das Tanklöschfahrzeug<br />
als mobiler Einsatzstützpunkt. Es bringt sie nicht nur<br />
rasch und sicher an <strong>den</strong> Ort des Geschehens, sondern ist zugleich<br />
universelles Ausrüstungsmagazin in einem: mit integrierten<br />
Lösch mittelpumpen und -mischsystemen so wie Einsatzort beleuchtung,<br />
mit Geräten, Werkzeugen und Bedienelementen.<br />
146 Jahre Feuerwehrkompetenz<br />
Weltweit führender Hersteller von Feuerwehrfahrzeugen ist das<br />
Unternehmen Rosenbauer mit Hauptsitz in Leonding bei Linz in<br />
Oberösterreich. 1866 als Handelshaus für Feuerwehrbedarf gegründet,<br />
begann Rosenbauer bereits <strong>im</strong> ersten Jahrzehnt des<br />
vorigen Jahrhunderts mit der Produktion von Feuerwehrpumpen<br />
und 1919 mit der Produktion von Feuerwehrfahrzeugen. Heute ist<br />
Rosenbauer mit einem weltweiten Vertriebs- und Kun<strong>den</strong>dienstnetz<br />
in mehr als 100 Ländern vertreten und liefert an Berufs- und<br />
freiwillige Feuerwehren ebenso wie an Betriebs- und Flug hafenfeuerwehren.<br />
Das bekannteste Rosenbauer-Produkt ist das spektakuläre<br />
Flughafenlöschfahrzeug Panther. 1991 erstmals vorgestellt, verließen<br />
bereits über 1.000 Stück in unterschiedlichen drei- und<br />
vierachsigen Ausführungen die Rosenbauer-Werke, das größte<br />
mit 19.000 Litern Löschmitteltank. Die trotz konsequentem<br />
Leichtbau bis zu 52 Tonnen schweren Fahrzeuge beschleunigen<br />
innerhalb von 25 Sekun<strong>den</strong> von 0 auf 80 km/h und erreichen eine<br />
Spitzengeschwindigkeit von 135 km/h. Auch bei dieser Geschwindigkeit<br />
können die optional auf einem bis zu 16 Meter<br />
ausfahrbaren Löscharm montierten Schaum-Wasser-Werfer<br />
mittels Joystick vom Fahrerhaus bedient wer<strong>den</strong>, während<br />
Selbst schutzdüsen am Fahrzeugbo<strong>den</strong> das Befahren brennender<br />
Flächen erlauben.<br />
© iStockphoto<br />
24<br />
titelstory news technologie report
Feuerwehrfahrzeuge sind hochkomplexe<br />
mobile Einsatzgeräte. Trotz heftiger Bewegungen<br />
und harscher Umwelteinflüsse<br />
müssen sie zuverlässig funktionieren.<br />
Die Anforderungen an die Technik sind<br />
deshalb extrem hoch. Rosenbauer als<br />
Weltmarktführer für Feuerwehrausrüstung<br />
setzt auf die Kompetenz von B&R.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report<br />
25
Erstmals 1991 vorgestellt, bieten mittlerweile über 1.000 Exemplare des Modells Panther als Flaggschiff<br />
des Rosenbauer-Feuerwehrfahrzeugprogramms höchste Kampfbereitschaft bei Einsätzen auf Flughäfen<br />
rund um <strong>den</strong> Globus.<br />
Oliver Hrazdera, Rosenbauer: »Bei allen Produkten<br />
von B&R tritt das umfassende Wissen um die Besonderheiten<br />
der mobilen Automatisierung zu Tage.«<br />
Ergonomie rettet Leben<br />
Die Basis für die Technologieführerschaft des Rosenbauer-<br />
Konzerns liegt in der Konzentration auf Löschsysteme und<br />
Feuerwehrfahrzeuge. Alle für Entwicklung und Produktion von<br />
Löschtechnik, Fahrzeugbau und Gesamtsystemsteuerung erfor<br />
derlichen Prozesse sind unter einem Dach vereint. Damit<br />
die Einsatzkräfte sich während eines Löschangriffs voll<br />
auf das Unfallszenario konzentrieren können, kommt einer<br />
ergonomischen Bedienung mit automatisierten Abläufen eine<br />
hohe Bedeutung zu. Dieser Aspekt ist tief <strong>im</strong> Bewusstsein aller<br />
Rosenbauer-Entwickler eingebrannt.<br />
Die Softwareentwicklung ist eine der Kernkompetenzen des<br />
Unternehmens und mit einem zwanzigköpfigen Team am Hauptstandort<br />
konzentriert. Ebenfalls in Leonding befin<strong>den</strong> sich auch<br />
Elektroplanung, Prototypenbau und Vorserienfertigung. Bei<br />
der Steuerelektronik setzt Rosenbauer auf langfristige Partnerschaften<br />
mit Spezialunternehmen und einem hohen Anteil<br />
an gemeinschaftlichen kun<strong>den</strong>spezifischen Entwicklungen zum<br />
Schutz des technologischen Vorsprungs – nicht nur in Asien hat<br />
der Vorreiter in seiner Branche mit Mitbewerbern zu kämpfen, die<br />
gern seine Konzepte kopieren.<br />
B&R verbindet in einzigartiger Weise allgemeines Auto matisierungs-Know-how<br />
mit der Erfahrung auf dem Gebiet<br />
mobiler Nutzung. Die Automatisierung von Sonderfahrzeugen<br />
und mobilen Arbeitsmaschinen wird dies weiter vorantreiben<br />
und so die Möglichkeiten komplexer Automatisierungslösungen<br />
in Fahrzeugen weiter vergrößern.<br />
»All die Funktionen eines universellen Einsatzfahrzeuges<br />
mit größtmöglicher Ergonomie bereitzustellen und dadurch<br />
Fehlbedienungen weitestgehend auszuschließen, ist Aufgabe<br />
der <strong>im</strong> Fahrzeug installierten Elektronik«, sagt Oliver Hrazdera,<br />
Entwicklungs- und Konstruktionsleiter für Elektrik und Elektronik<br />
bei Rosenbauer. »Dabei sind verschie<strong>den</strong>e Normen und Vorschriften<br />
ebenso zu berücksichtigen wie die durchschnittlich<br />
mehr als zwanzigjährige Einsatzdauer der Fahrzeuge und die<br />
unterschiedlichen Einsatzbedingungen in allen Kl<strong>im</strong>azonen.«<br />
Da diese vom Polarkreis bis zum Äquator reichen, muss die<br />
Automatisierungstechnik neben lebensfeindlich hohen und tiefen<br />
Temperaturen auch Vibrationen und Schock verkraften. Auch<br />
Schmutz, Wasser, Löschmittel und Sand dürfen <strong>den</strong> Baugruppen<br />
nichts anhaben. Dabei ist Modulbauweise gefragt, einerseits<br />
um die Ausstattung einfach an unterschiedliche Ansprüche, an<br />
Komfort und Funktionsvielfalt anzupassen, andererseits um die<br />
Ersatzteilversorgung zu vereinfachen.<br />
Wachsende Partnerschaft<br />
Seit Beginn der 1990er Jahre entwickelt und produziert die Mondial<br />
Electronic GmbH Bedien- und Steuergeräte für Sonderfahrzeuge<br />
und mobile Arbeitsmaschinen. Meist nach Kun<strong>den</strong>anforderung<br />
entwickelt und für <strong>den</strong> weltweiten Markt ausschließlich in Österreich<br />
gefertigt, erfüllen die Geräte höchste Ansprüche an die Verfügbarkeit.<br />
Darüber hinaus gewährleisten sie kurze Hochlaufphasen auch unter<br />
extremen mechanischen Belastungen – etwa Schock und Vibration<br />
oder Hitze, Kälte, Feuchtigkeit.<br />
Da Rosenbauer langfristige Partnerschaften schätzt, lotete<br />
der Feuerwehrausrüster die Fähigkeiten von Mondial zunächst<br />
mit kleineren Projekten aus, teilweise als Ersatz für frühere<br />
Eigenentwicklungen. »In der Erprobung zeigten sich rasch<br />
beeindruckende Kenntnisse und Erfahrungen bezüglich der<br />
26<br />
titelstory news technologie report
Links oben: Drei Viertel der jährlich etwas mehr als<br />
zweitausend Rosenbauer-Feuerwehrautos gehören<br />
der Kategorie Kommunalfahrzeuge an, so wie dieses<br />
Tanklöschfahrzeug der AT-Serie. Es löste <strong>im</strong> Juli 2012<br />
bei der freiwilligen Feuerwehr am B&R-Hauptstandort<br />
Eggelsberg ein 31 Jahre altes Vorgängerfahrzeug ab.<br />
Rechts oben: Bald schon in vielen Rosenbauer-<br />
Fahrzeugen: Das von US-Behör<strong>den</strong> geforderte Fahrerwarngerät<br />
mit künstlichem Horizont zur Verhinderung<br />
von Unfällen durch Fehlbedienung.<br />
Links unten: Geräte von B&R für die Pumpen-Hauptbedienung<br />
eines Rosenbauer-Tanklöschfahrzeuges<br />
mit Hauptanzeige und Mengensteuerung in der<br />
oberen Reihe. Die griffgünstigen Tasten sind auch<br />
mit Handschuhen bei großer Hitze oder Kälte leicht<br />
und sicher zu bedienen.<br />
Rechts unten: Die Softwareentwicklung als eine der<br />
Kernkompetenzen von Rosenbauer ist ebenso am<br />
Hauptstandort Leonding konzentriert wie Elektroplanung,<br />
Prototypenbau und Vorserienfertigung. Im Labor<br />
wird das logische Zusammenspiel der modularen<br />
Visualisierungs- und Bediengeräte von B&R getestet.<br />
Besonderheiten der Automatisierung in Fahrzeugen«, erinnert<br />
sich Hrazdera. »Das führte dazu, dass Mondial seitdem über<br />
die Jahre zu einem strukturellen Partner wurde.« So realisierte<br />
das Unternehmen die Ansteuerung der Elektromotoren für das<br />
Druck-Schaumzumischsystem DIGIMATIC mit Leistungselektronik<br />
bis 80A ebenso wie eine dreiphasige Ansteuerung mit Diagnosemöglichkeit<br />
für mobile Flutlicht-Masten.<br />
Generationssprung mit Bedienkonzept<br />
Im Jahr 2010 stellte Rosenbauer in Leipzig auf der Interschutz –<br />
einer alle fünf Jahre stattfin<strong>den</strong><strong>den</strong> Messe für Rettung, Brand-/<br />
Katastrophenschutz und Sicherheit – die dritte Generation<br />
sei ner erfolgreichen Kommunalfahrzeugserie AT vor. Bei der<br />
vorangegangenen Ausschreibung der neu zu entwickeln<strong>den</strong><br />
Elektronik inklusive Bedienungselemente für diese Modellreihe<br />
war Mondial unter <strong>den</strong> knapp zehn Firmen, an die das Lastenheft<br />
geschickt wurde.<br />
»Die ausgeprägte Fahrzeugkompetenz des Unternehmens und<br />
die Robustheit der Hardware hatte unser Partner bereits zuvor<br />
unter Beweis gestellt, doch die Pumpenbedienung erfordert<br />
zusätzliche Kompetenz«, sagt Hrazdera. »Die Erstellung eines<br />
Bedienkonzeptes erfordert einen Partner, der in einem iterativen,<br />
partnerschaftlichen Prozess Wissen und Ideen einbringt, bis die<br />
max<strong>im</strong>ale Anwenderunterstützung durch die HMI-Geräte gegeben<br />
ist.« Dabei war es für Rosenbauer natürlich auch von Vorteil, dass<br />
der Partner quasi vor der Haustür sitzt und die Kommunikation<br />
ohne Sprachbarriere erfolgt.<br />
Mittlerweile gehören die Mondial-Geräte für die Pumpenbedienung<br />
zur Grundausstattung von Rosenbauer-Tanklöschfahrzeugen.<br />
Modular aufgebaut, umfasst die Geräteserie rasch erfassbare<br />
Anzeigen sowie Steuerelemente und Tastenfelder, die auch mit<br />
Handschuhen bei großer Hitze oder Kälte leicht und sicher zu<br />
bedienen sind. Ebenso zählt ein mobiles Bedienterminal zum<br />
Leistungsumfang.<br />
Neuestes Produkt der Partnerschaft ist ein Driver Warning<br />
Device für Flughafenlöschfahrzeuge. Diese müssen einer US-<br />
Forderung folgend mit einem System ausgestattet sein, dass<br />
<strong>den</strong> Fahrer bei Fehlbedienung warnt, zum Beispiel wenn das<br />
Fahrzeug umzukippen droht, wenn der Fahrer bei Vollgas das<br />
Lenkrad voll einschlägt. Mit Daten von Beschleunigungs- und<br />
Neigungssensors <strong>im</strong> Fahrzeug wird dem Fahrer auf einem Display<br />
in der Kabine in Form eines künstlichen Horizonts die dynamische<br />
Fahrzeuglage angezeigt und bei Gefahr gewarnt.<br />
Das Beste aus zwei Welten<br />
Für ein weltweit agierendes Unternehmen wie Rosenbauer sind<br />
Lieferfähigkeit und Internationalität eines Kooperationspartners<br />
wichtige Auswahlkriterien. Dass Mondial 2010 ein B&R-Unternehmen<br />
wurde, sichert die wirtschaftliche Kontinuität und sorgt<br />
für eine bessere internationale Aufstellung. B&R verfügt über<br />
ein weltweites Netz von 175 Büros mit Vertrieb, Applikations-,<br />
Support- und Schulungsangebot.<br />
Diese globale Aufstellung entspricht derjenigen von Rosenbauer<br />
und wird dazu beitragen, die Kooperation auf eine noch breitere<br />
Basis zu stellen. B&R verbindet in einzigartiger Weise allgemeines<br />
Automatisierungs-Know-how mit der Erfahrung auf dem Gebiet<br />
mobiler Nutzung.<br />
Die Automatisierung von Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen<br />
wird dies weiter vorantreiben und so die Möglichkeiten<br />
komplexer Automatisierungslösungen in Fahrzeugen weiter vergrößern.<br />
Zum Schutz und zur Unterstützung der Feuerwehrleute,<br />
wenn diese gemäß dem Werbespruch der Berufsfeuerwehr Salzburg<br />
»für <strong>Sie</strong> durchs Feuer gehen«.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 27
Schnellere Diagnose<br />
und Wartung per Webtool<br />
© iStockphoto<br />
28<br />
titelstory news technologie report
Bei der Inbetriebnahme einer Maschine müssen Techniker oft viel Zeit für die<br />
Systemdiagnose und Verdrahtungsüberprüfung aufwen<strong>den</strong>. Das gilt insbesondere<br />
für modular aufgebaute, ausgedehnte und kun<strong>den</strong>spezifische Maschinen.<br />
Wesentlich schneller können diese bisher zeit- und personalintensiven Aufgaben<br />
mit Hilfe des Web-Diagnose-Tools ›AVM-Web-Diagnose‹ bewältigt wer<strong>den</strong>.<br />
Der Hersteller physikalischer Beschichtungsmaschinen Evatec<br />
setzt dieses Werkzeug seit einiger Zeit bei der Inbetriebnahme<br />
seiner Sputter-Anlagen ein – mit durchschlagendem Erfolg. Das<br />
Unternehmen konnte mit dem Werkzeug der AVM Engineering AG,<br />
das auf dem integrierten Webserver und dem System Diagnostics<br />
Manager von B&R basiert und diverse Diagnosefunktionen bietet,<br />
die Inbetriebnahme deutlich beschleunigen.<br />
Evatec entwickelt und baut Vakuumbeschichtungsmaschinen<br />
und Prozesssysteme zum Erzeugen von dünnen Schichten auf<br />
Oberflächen wie Wafern oder optischen Gläsern. Mit Radiance,<br />
einem Sputter-Cluster-Tool für die Beschichtung von Substraten<br />
mit Metall, ist es dem Unternehmen gelungen, neue Märkte<br />
zu erschließen. Diese Anlage erlaubt es, dass in einer Beschichtungskammer<br />
nicht nur ein Target, sondern gleich mehrere Sputter-<br />
Quellen (= Targets) zur Verfügung stehen. So sind etliche Beschichtungsprozesse<br />
ohne Kammerwechsel möglich.<br />
Das Sputter-Cluster-Tool ist konsequent modular aufgebaut, so<br />
dass Anwender es entsprechend ihrer Anforderungen ganz individuell<br />
zusammenstellen können. Dafür bietet Evatec neben Batchprozessmodulen<br />
(= mehrere Targets) auch Singleprozessmodule<br />
(= ein Target) an, die jeweils mit unterschiedlichen Prozesstechnologien<br />
ausgestattet wer<strong>den</strong> können.<br />
Die Module sind beliebig kombinierbar. Jedes Modul ist dabei mit<br />
einer eigenen B&R-Steuerung ausgestattet. Als Bedienstation<br />
dient ein PC, der auch die Funktion einer übergeordneten Steuerung<br />
übern<strong>im</strong>mt. Die anwenderspezifische Konfiguration und<br />
die hohe Anzahl integrierter Module bringt für Evatec allerdings<br />
einen großen Verdrahtungsaufwand mit sich. So umfasst ein einzelnes<br />
Batchprozessmodul mit fünf Quellen bereits rund 80 Ven-<br />
tile, 40 DeviceNet-Komponenten (wie Vakuum-Messröhren und<br />
Gasfluss-Controller) sowie sieben Servoachsen für verschie<strong>den</strong>e<br />
Positionieraufgaben.<br />
Verdrahtungsaufwand reduzieren<br />
Entsprechend hoch war bis dato auch der Aufwand für die Überprüfung<br />
der Verdrahtung bei der Inbetriebnahme. Insbesondere<br />
der Test der einzelnen I/O-Punkte an der Maschine gestaltete sich<br />
sehr mühsam. Aufgrund der dezentralen Anordnung der Komponenten<br />
mussten <strong>im</strong>mer zwei Techniker gleichzeitig an der Maschine<br />
sein, um die Verdrahtung überprüfen zu können.<br />
Für <strong>den</strong> Funktionstest des Endschalters am Hauptantrieb etwa<br />
musste ein Techniker unter die Maschine kriechen und <strong>den</strong> –<br />
nur von dort zugänglichen – Endschalter abdecken. Der zweite<br />
Techniker überwachte, ob der entsprechende Eingang <strong>im</strong> Hauptschrank<br />
anspricht.<br />
Dies änderte sich mit der Verfügbarkeit des von der AVM Engineering<br />
AG entwickelten Werkzeugs ›AVM-Web-Diagnose‹, das<br />
auf <strong>den</strong> Web-Server und <strong>den</strong> Diagnostics Manager (SDM) von B&R<br />
basiert. Seit Evatec das Tool einsetzt, erledigt ein einziger Mitarbeiter<br />
die Prüfung. Durch die Mehrbenutzerfähigkeit des Web-<br />
Diagnose-Tools ist es sogar möglich, dass zwei Techniker parallel<br />
verschie<strong>den</strong>e Baugruppen testen, was vorher kaum <strong>den</strong>kbar war.<br />
Auf Inbetriebnahme und Diagnose zugeschnittenes Tool<br />
Der Funktions- und Systemtest bei der Inbetriebnahme oder bei<br />
einem Wartungsfall gestaltet sich für Evatec und viele Maschinenhersteller<br />
und -betreiber bisher so umständlich, weil die vom<br />
Steuerungslieferanten zur Verfügung gestellten Tools in erster<br />
Linie für das Engineering der Automatisierungslösung konzipiert<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 29
»Wir haben schon mit einer ganzen Reihe an Steuerungen<br />
unterschiedlicher Hersteller gearbeitet. Was wir<br />
aber bisher in puncto Web-Diagnose angetroffen haben,<br />
liegt weit unter <strong>den</strong> Möglichkeiten, die B&R-Steuerungen<br />
schon heute bieten«<br />
Kay Vonarburg, stellvertretender Geschäftsführer und<br />
verantwortlicher Projektleiter bei AVM zur Entscheidung<br />
für die B&R-Lösung.<br />
wur<strong>den</strong>. Der Fokus dieser Softwarewerkzeuge liegt nicht auf der<br />
Diagnose und Wartung, sondern auf der Beschreibung und Implementierung<br />
des Automatisierungssystems.<br />
Die Tools setzen umfassendes Know-how voraus und lassen sich<br />
erst nach langer Einarbeitungszeit gut beherrschen und effizient<br />
einsetzen. Auch müssen sie auf dem zur Diagnose genutzten<br />
Gerät installiert wer<strong>den</strong>, welches in <strong>den</strong> meisten Fällen direkt an<br />
die Steuerung angeschlossen wer<strong>den</strong> muss. Nachteilig an diesen<br />
Entwicklungsumgebungen ist zudem, dass üblicherweise für jede<br />
Installation Lizenzgebühren fällig wer<strong>den</strong>. Einem großzügigen<br />
Einsatz dieser Werkzeuge für Diagnosezwecke sind daher sowohl<br />
be<strong>im</strong> Hersteller als auch be<strong>im</strong> Betreiber der Anlage wirtschaftliche<br />
und personelle Grenzen gesetzt.<br />
Quelle: Evatec<br />
Das Sputter-Cluster-Tool Radiance für die Beschichtung von Substraten mit<br />
Metall erlaubt es, in einer Beschichtungskammer mehrere Beschichtungsprozesse<br />
ohne Kammerwechsel durchzuführen.<br />
Applikationsspezifische Diagnose mit AVM-Web-Diagnose<br />
B&R bietet hier mit einem Webserver und dem System Diagnostics<br />
Manager (SDM), die beide integrale Bestandteile der Steuerungen<br />
des Unternehmens sind, eine wesentlich elegantere Möglichkeit<br />
zur Systemdiagnose. Der SDM sammelt die Diagnosedaten eigenständig<br />
und stellt sie zur Verfügung. Mit Hilfe des Webservers und<br />
eines Browsers können Techniker dann über eine TCP/IP-Verbindung<br />
und entsprechende Benutzerrechte jederzeit und von überall<br />
aus – ohne Automation Studio oder andere Zusatzsoftware –<br />
mit Hilfe von Notebooks, Smart Phones oder Tablet PCs auf die<br />
Daten und umfangreiche Diagnosefunktionen zugreifen.<br />
Wollen Maschinenbauer oder Anlagenbetreiber dem Wartungsund<br />
Service- beziehungsweise Inbetriebnahmepersonal darüber<br />
hinaus ein Werkzeug an die Hand geben, das zum Beispiel <strong>den</strong><br />
I/O-Aufbau so darstellt, wie er <strong>im</strong> Schaltschrank auch tatsächlich<br />
vorzufin<strong>den</strong> ist, musste dafür bisher – <strong>im</strong> Falle von B&R-Steuerungen<br />
etwa mit Hilfe von Visual Components – eine entsprechende<br />
Anwendung programmiert und in die Steuerungsanwendung<br />
eingebun<strong>den</strong> wer<strong>den</strong>. Die Spezialisten der Schweizer AVM Engineering<br />
AG haben diese Möglichkeit schon vor Jahren für diverse<br />
Kun<strong>den</strong>projekte genutzt und einen frei definier- und konfigurierbaren<br />
I/O-Test entwickelt. Die Lösung des Engineering-Dienstleisters<br />
AVM Engineering – der für zahlreiche Schweizer Maschinenbauer<br />
als externe Engi neering-Abteilung fungiert und unter<br />
anderem Lösungen für die Papier-, Holz-, Kunststoff- und Halbleiterindustrie<br />
realisiert hat – musste allerdings zusammen mit<br />
Visual Components auf der Maschine installiert wer<strong>den</strong> und ließ<br />
sich nicht ohne weiteres zu einem einfach handhabbaren Softwarebaustein<br />
kapseln.<br />
SDM von B&R eingebettet<br />
Diese Einschränkung hat AVM Engineering nun mit der Entwicklung<br />
des Tools AVM-Web-Diagnose beseitigt. Dafür hat das Unternehmen<br />
ein Framework geschaffen, in das der SDM von B&R<br />
eingebettet ist.<br />
»Ein Aspekt war auch, dass wir eine sehr enge und gute Zusammenarbeit<br />
mit dem Schweizer B&R-Team pflegen, was die<br />
Entwicklung eines solchen Tools erheblich vereinfacht.« Mit<br />
der Integration des SDM in ein Framework profitieren Anwender<br />
wie Evatec von der zukünftigen Weiterentwicklung der Software<br />
durch B&R. »Dem SDM haben wir <strong>den</strong> I/O-Test zur Seite gestellt,<br />
dem noch weitere applikationsspezifische Diagnosefunktionen<br />
wie eine Zustandsmaschinendiagnose folgen wer<strong>den</strong>«, kündigt<br />
Vonarburg an. Der I/O-Test zeigt die konkrete Anordnung der I/O-<br />
Module einschließlich der Betriebsmittelkennzeichnung und der<br />
Status-LEDs <strong>im</strong> Schaltschrank einer Anlage. Es wer<strong>den</strong> sowohl<br />
der aktuelle Ein- als auch Ausgangswert sowie der zugehörige<br />
gemappte I/O-Text (je nach Wahl des Variablennamens oder<br />
Schematexts) dargestellt.<br />
Der I/O-Test lässt das Setzen von definierten und gemappten<br />
Ausgangsvariablen auf definierte Werte zu. »Damit steht dem<br />
30<br />
titelstory news technologie report
Anwender ein Weg offen, angeschlossene Aktoren direkt aus<br />
dem Web Tool heraus anzusteuern und die Funktion zu überprüfen<br />
– ohne dass dazu die Maschine oder einzelne Controller<br />
hochgefahren wer<strong>den</strong> müssen beziehungsweise die Applikation<br />
vorliegt«, erläutert der AVM Manager. »Gleichzeitig kann auch<br />
unter schie<strong>den</strong> und geprüft wer<strong>den</strong>, ob ein I/O-Datenpunkt tatsächlich<br />
in der Steuerungsanwendung angelegt oder nur physikalisch<br />
<strong>im</strong> Schaltschrank vorhan<strong>den</strong> ist.«<br />
Quelle: AVM<br />
Das Design des Werkzeugs kann mit Hilfe frei definierbarer Themes an<br />
das eigene Corporate Design angepasst wer<strong>den</strong>.<br />
AVM Web Diagnose: einfach integrier- und anpassbar<br />
Um die AVM-Web-Diagnose nutzen zu können, muss der Anwender<br />
nur <strong>den</strong> SDM oder <strong>den</strong> Webserver auf der B&R-Steuerung<br />
aktivieren und die von AVM bereitgestellte Bibliothek und einige<br />
Datenmodule auf die Steuerung la<strong>den</strong>. »Da moderne Steuerungen<br />
wie die von B&R mit CompactFlash-Karten als Speichermedium<br />
arbeiten, ist der zusätzliche Speicherbedarf in der Praxis unproblematisch«,<br />
ergänzt Vonarburg.<br />
Quelle: AVM<br />
Quelle: AVM<br />
Startseite des SDM von B&R, der in das AVM-Web-Diagnose-Framework<br />
eingebettet ist.<br />
AVM-Web-Diagnose zeigt die I/O-Module der Applikation in ihrer Anordnung<br />
inklusive Status-LEDs sowie Parameternamen und -werte.<br />
Während be<strong>im</strong> SDM bisher nur die Grundfarben an die individuellen<br />
Anforderungen angepasst wer<strong>den</strong> können, nutzt die AVM-Web-<br />
Diagnose frei definierbare Themes, mit deren Hilfe das Erscheinungsbild<br />
des Tools verändert wer<strong>den</strong> kann. Diese Möglichkeit<br />
hat auch Evatec genutzt, um das Tool entsprechend des eigenen<br />
Corporate Designs zu gestalten. Dies erhöht nach Erfahrung des<br />
Maschinenbauers die Akzeptanz be<strong>im</strong> Endkun<strong>den</strong>.<br />
Einfache, schnelle und ortsunabhängige Diagnose<br />
Mit dem Tool AVM-Web-Diagnose können Hersteller und Betreiber<br />
die Inbetriebnahme, die Wartung und <strong>den</strong> Service von Maschinen<br />
und Anlagen sowohl vereinfachen als auch beschleunigen,<br />
wie das Beispiel Evatec eindrucksvoll belegt. Das Diagnose-Tool<br />
bietet Technikern vor Ort umfassende Diagnosemöglichkeiten,<br />
die weder spezielle Kenntnisse noch umfangreiche Softwareinstallationen<br />
erfordern. Die applikationsspezifische Darstellung<br />
der I/O-Module vereinfacht <strong>im</strong> Fehlerfall die I<strong>den</strong>tifikation des<br />
betreffen<strong>den</strong> Moduls.<br />
Um auf die Diagnosefunktionen zugreifen zu können, reichen ein<br />
Web Browser und eine TCP/IP-Verbindung zur Steuerung aus. Das<br />
Tool lässt sich in die bestehende Bedienapplikation einbauen<br />
und mit Zugriffrechten schützen, so dass der Zugriff auf einen<br />
best<strong>im</strong>mten Personenkreis eingeschränkt wer<strong>den</strong> kann, aber<br />
trotz dem schnell und einfach möglich ist. Damit können sich<br />
Maschinenbetreiber jederzeit bequem und ortsunabhängig einen<br />
Überblick über Funktion und Zustand ihrer Anlagen verschaffen<br />
und so die Produktivität sichern.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 31
B&R Schweiz<br />
feiert Jubiläum<br />
Seit 1. Oktober 2010 ist Paolo Salvagno Geschäfsführer von B&R Industrie-<br />
Automation AG, Schweiz.<br />
Der Hauptsitz von B&R Industrie-Automation AG, Schweiz liegt in Frauenfeld.<br />
Seit zwei Jahren gibt es eine zweite Niederlassung in Biel.<br />
Seit 25 Jahren vertrauen<br />
Hersteller auf <strong>den</strong> Automatisierungsspezialisten<br />
25-jähriges Bestehen hat die Schweizer<br />
Tochtergesellschaft des österreichischen<br />
Automatisierungsanbieters B&R <strong>im</strong> vergangenen<br />
Jahr gefeiert. Seit ihrer Gründung<br />
<strong>im</strong> Frühjahr 1987 vertrauen viele<br />
namhafte Schweizer Unternehmen aus<br />
verschie<strong>den</strong>en Branchen auf die erstklassigen<br />
Technologien und Produkte von B&R.<br />
»Wir haben das Ziel, in allen Branchen des<br />
Maschinenbaus der Partner für innovative<br />
Automatisierungslösungen zu sein«, sagt<br />
Paolo Salvagno, Geschäftsführer der B&R<br />
Industrie-Automation AG, Schweiz.<br />
Effizientere Entwicklung mit B&R<br />
Kun<strong>den</strong> profitieren stets vom Know-how des<br />
Automatisierungsspezialisten B&R, speziell<br />
bei komplexen Aufgaben. Dabei erleichtern<br />
der Leistungsumfang, die Eigenintelligenz<br />
und einfache Programmier barkeit sowie<br />
die sehr guten Diagnosemöglichkeiten <strong>im</strong><br />
Verbund mit Ethernet POWERLINK die Entwicklung<br />
der Kun<strong>den</strong> erheblich. »Unsere<br />
Philosophie, Antriebe, Steuerung, I/Os,<br />
Bussysteme und Visualisierung – das ganze<br />
Spektrum der Automation – aus einer Hand<br />
zu bieten, hat sich auch in der Schweiz bewährt«,<br />
merkt Salvagno an.<br />
Als typisches Hochpreisland war die<br />
Schwei zer Industrie schon <strong>im</strong>mer gezwungen,<br />
durch besondere Anstrengungen <strong>im</strong><br />
Bereich Innovation und Präzision ihre Position<br />
zu festigen. Viele Zulieferer sehen<br />
daher die Schweiz auch als Testmarkt für<br />
neue Produkte. Ein Grund dafür, dass B&R<br />
in diesem interessanten Markt früh mit einer<br />
eigenen Tochterfirma startete.<br />
B&R überzeugt mit Qualität<br />
Im August 2010 wurde eine Niederlassung<br />
in Biel mit Vertrieb, Schulung und Support<br />
eröffnet. Seit 2011 existiert in der Schweiz<br />
eine eigene Hardware-Entwicklungsabteilung<br />
<strong>im</strong> Bereich Motion. Wie alle B&R-<br />
Tochtergesellschaften hebt sich auch B&R<br />
Schweiz sowohl aufgrund seiner qualitativ<br />
hervorragen<strong>den</strong> Produkte als auch wegen<br />
des umfassen<strong>den</strong> Supports durch hochqualifizierte<br />
Mitarbeiter von <strong>den</strong> Marktbegleitern<br />
ab.<br />
Inzwischen hat die Schweizer B&R-Tochtergesellschaft<br />
35 Mitarbeiter. B&R ist in<br />
der Schweiz auch gemessen am umgesetzten<br />
Volumen in <strong>den</strong> vordersten Rängen<br />
der Automatisierungsanbieter zu fin<strong>den</strong>.<br />
»Immer wieder gelingt es uns, mit<br />
zukunftsgerichteten Lösungen für komplexe<br />
Automatisierungsaufgaben neue<br />
Kun <strong>den</strong> zu gewinnen«, sagt Salvagno.<br />
B&R Schweiz ist zuversichtlich, weiterhin<br />
zusammen mit <strong>den</strong> bisherigen und neuen<br />
Kun<strong>den</strong> zu wachsen, auch wenn laut Salvagno<br />
eine Verlagerung des Werkplatzes<br />
zu <strong>den</strong> neuen Märkten – mit Schwerpunkt<br />
Fernost – festzustellen ist.<br />
32<br />
titelstory news technologie report
Erfolgreiches User Meeting<br />
von B&R China in Shanghai<br />
B&R beweist Flexibilität<br />
und Innovationskraft<br />
Über hundert Teilnehmer haben das User<br />
Meeting von B&R China in Shanghai Ende<br />
vergangenen Jahres besucht. Vor allem<br />
zwei Trendthemen prägten die Veranstaltung:<br />
zum einen die Energieeffizienz, zum<br />
anderen die intelligente Automatisierung.<br />
»Die industrielle Automatisierung wird<br />
drin gender <strong>den</strong>n je gebraucht, um zum<br />
Beispiel die Energieeffizienz in der Produktion<br />
zu erhöhen, <strong>den</strong> Wartungsaufwand<br />
von Anlagen zu reduzieren und eine einheitliche<br />
Entwicklungsplattform für produzierende<br />
Unternehmen zu schaffen«, sagte<br />
Dr. Xiao Weirong, Geschäftsführer von<br />
B&R China. »B&R-Lösungen beweisen die<br />
nötige Flexibilität, um diesen Anforderungen<br />
gerecht zu wer<strong>den</strong> und ermöglichen<br />
es, Software- und Systemdesign an die<br />
Kun<strong>den</strong>wünsche anzupassen.«<br />
Den Anlagenstatus per Smartphone oder<br />
Tablet überwachen<br />
Chen Zhiping, Zhou Jing sowie Fan Huifang,<br />
alle Abteilungsleiter bei B&R China hielten<br />
Vorträge zu verschie<strong>den</strong>en Themen.<br />
<strong>Sie</strong> sprachen über die Entwicklung webbasierter<br />
Systemanwendungen, über das<br />
Projektmanagement elektrischer Systeme<br />
sowie <strong>den</strong> System Diagnose Manager<br />
(SDM). Der Anwender profitiert mit dem SDM<br />
von jederzeit weltweit abrufbaren Informationen<br />
zur Hard- und Software. Die Funktion<br />
des Diagnosetools demonstrierte Chen<br />
Weikang vom Partnerunternehmen Datong<br />
Information Company mit Hilfe der App iSee.<br />
Diese App ermöglicht die Fernwartung und<br />
-überwachung von Anlagen, Terminplanung,<br />
Störungs- und Alarmmeldungen über<br />
Smartphones oder iPads.<br />
Dr. Xiao Weirong, Geschäftsführer von B&R China, betonte auf dem User Meeting in Shanghai die hohe<br />
Bedeutung von Energieeffizienz und intelligenter Automatisierung für produzierende Unternehmen.<br />
Über hundert Teilnehmer <strong>info</strong>rmierten sich auf dem B&R User Meeting in Shanghai über aktuelle Trends in<br />
der Automatisierung und Innovationen von B&R.<br />
B&R-Lösungen überzeugen<br />
chinesische Anwender<br />
Auch die neuesten Lösungen und Produkte<br />
von B&R wur<strong>den</strong> <strong>den</strong> Teilnehmern des<br />
User Meetings vorgestellt. Zu <strong>den</strong> Highlights<br />
zählten die Smart-Engineering-<br />
Philosophie mit Automation Studio 4, das<br />
trotz stetig steigender Produktkomplexität<br />
hilft, die Anforderungen an geringe<br />
Entwicklungskosten und eine kurze T<strong>im</strong>eto-Market<br />
zu erfüllen. Auch die Lösung<br />
für das Energiedatenmanagement, APROL<br />
EnMon, stieß auf reges Interesse der<br />
Teilnehmer. Die Lösung unterstützt Anwender<br />
bei der Umsetzung der ISO 50001<br />
und hilft ihnen, durch Verbesserung der<br />
Energieeffizienz finanzielle Einsparungen<br />
zu erzielen und so ihre Wettbewerbsfähigkeit<br />
zu sichern. Weiteres Produkthighlight<br />
war der neueste Box-PC von B&R, der<br />
Automation PC 910. Die neueste Intel®<br />
Core i Technologie der dritten Generation<br />
bildet das Herz des leistungsstarken<br />
Industrie-PC, der das Max<strong>im</strong>um an derzeit<br />
verfügbarer Performance für Industrierechner<br />
darstellt.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 33
POWERLINK vereint<br />
Vision und Automation<br />
Was <strong>im</strong> Jahr 2010 B&R Geschäftsführer Hans W<strong>im</strong>mer und Cognex<br />
COO Robert Willett als gemeinsames Ziel definierten, wurde in die<br />
Tat umgesetzt. Die Zusammenarbeit von Vision-Systemen und<br />
Automatisierungslösungen, basierend auf dem hochperformanten<br />
Kommunikationsprotokoll POWERLINK, eröffnet neue Perspektiven<br />
für Maschinenbauer. Diese dürfen sich freuen, <strong>den</strong>n die Integration<br />
beider Systeme bedeutet weniger Kosten.<br />
Einer der wichtigsten Standards von Echtzeit-Kommunikation<br />
für automa ti sierte<br />
Hoch geschwindigkeits-Anwen dun gen verfügt<br />
jetzt über ein kompatibles Bildverarbeitungssystem.<br />
Durch <strong>den</strong> Wegfall von Komponenten zum<br />
Triggern der Prozesskette, wie etwa Lichtschranken,<br />
verringert sich die Komplexität<br />
von Maschinen und Anlagen. Zusammen<br />
mit B&R Automation Studio sorgen die In-<br />
Sight 7000 Vision-Systeme mit POWERLINK-<br />
Schnittstelle für eine schnelle und einfache<br />
Integration der Bildverarbeitung in unterschiedliche<br />
Automatisierungslösungen.<br />
Lösung aus einem Guss<br />
Durch die Kooperation von B&R und Cognex<br />
steht eine durchgängige Lösung aus Vision,<br />
Steuerung, I/O und Antrieb für die Steuerung<br />
von Prozessabläufen und die Qualitätskontrolle<br />
zur Verfügung. Beide Systeme<br />
sind über POWERLINK miteinander verbun<strong>den</strong><br />
und ermöglichen Maschi nenbauern<br />
eine einfache Anbindung an unterschiedliche<br />
Anlagenkonzepte. Möglich wurde diese<br />
technologische Kooperation unter anderem<br />
durch die Integration des POWERLINK-Standards<br />
in das Kommunikationspaket Cognex<br />
Connect. Die zeitgleiche Kopplung von Bildauswertung<br />
und Prozess liefert schnelle,<br />
hochautomatisierte Lösungen für die Benutzer<br />
an der Produktionslinie und erreicht<br />
damit eine deutliche Produktivitätssteigerung<br />
speziell bei Höchstleistungsmaschinen.<br />
Durch die opt<strong>im</strong>ale Integration des<br />
Gesamtsystems erkennt der Anwender bei<br />
der Projektierung in Automation Studio 4<br />
keinen Unterschied zwischen B&R Komponenten<br />
und dem In-Sight Kamerasystem.<br />
Aufgrund der einfachen Diagnosefunktion<br />
hat der Bediener <strong>im</strong> laufen<strong>den</strong> System die<br />
Möglichkeit, das System zu überwachen. So<br />
können <strong>im</strong> Falle eines Maschinenstillstands<br />
schnellstmöglich alle Funktionen wiederhergestellt<br />
wer<strong>den</strong>.<br />
Der Pionier und der Technologieführer<br />
Cognex war eines der ersten Unternehmen,<br />
das bereits in <strong>den</strong> frühen 1980er Jahren<br />
professionelle Anwendungen für die Bildverarbeitung<br />
auf <strong>den</strong> Markt brachte. Rund<br />
zehn Jahre später etablierte sich Cognex<br />
weltweit als feste Größe <strong>im</strong> Bereich der<br />
Vision-Systeme und ist heute Marktführer<br />
in der Bildverarbeitung für die industrielle<br />
Automation. Die Vision-Systeme sind unentbehrlicher<br />
Bestandteil vieler Technologielösungen<br />
in <strong>den</strong> Bereichen Pharma, Automotive,<br />
Logistik, Verpackung, Luft- und<br />
Raumfahrttechnik sowie Nahrungsmittelund<br />
Getränkeindustrie. <strong>Sie</strong> erkennen Fehler,<br />
überwachen Produktionslinien, führen<br />
Bestückungsroboter und ermöglichen das<br />
Rückverfolgen, Sortieren und I<strong>den</strong>tifizieren<br />
von Teilen. Dank der leistungsstarken Bildverarbeitung<br />
von Cognex verbessern Unternehmen<br />
die Qualität ihrer Produkte und<br />
senken die Herstellungskosten.<br />
Die Kooperation zwischen Cognex und B&R<br />
Die Zusammenarbeit zwischen dem Weltmarktführer<br />
Cognex und dem Technologieführer<br />
B&R bietet Maschinenbauern die<br />
beste Gesamtlösung in der visuellen Qualitätskontrolle.<br />
Durch die Kooperationspartnerschaft<br />
wer<strong>den</strong> gemeinsame Strategien<br />
und Lösungen entwickelt, die opt<strong>im</strong>al auf<br />
die Kun<strong>den</strong>anforderungen zugeschnitten<br />
sind. »Der Kunde profitiert durch die Zusammenführung<br />
der innovativsten Technologien<br />
in einem System und erhält durch<br />
die enge Partnerschaft zwischen B&R und<br />
Cognex die bestmögliche Unterstützung<br />
bei der Umsetzung seiner Idee«, sagt<br />
B&R Open Automation Manager Sebastian<br />
Sachse. »Zudem sorgen die bisher stattgefun<strong>den</strong>en<br />
gemeinsamen Unternehmensaktivitäten,<br />
wie etwa Roadshows in Italien<br />
und Spanien, für eine umfassende Kun<strong>den</strong><strong>info</strong>rmation«,<br />
so Sachse weiter.<br />
34<br />
titelstory news technologie report
Die neue In-Sight 7000 Serie von Cognex<br />
unterstützt als weltweit erstes Vision-<br />
System das POWERLINK-Protokoll. Ab<br />
sofort wird durch die Verwendung von<br />
POWERLINK kein paralleles Netzwerk<br />
mehr für die Bildverarbeitung benötigt<br />
und damit Prozess- und Bilddaten über<br />
ein einziges Medium übermittelt.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 35
POWERLINK und Linux<br />
sorgen für frische Brötchen<br />
© iStockphoto<br />
36<br />
titelstory news technologie report
De la Ballina ist auf das Verpacken von<br />
industriell gefertigten Backwaren spezialisiert.<br />
Mit der Entwicklung einer neuen<br />
Maschinengeneration wollte das französische<br />
Unternehmen eine integrierte<br />
Automatisierungs lösung umsetzen. Als<br />
Netzwerkprotokoll kam nur POWERLINK<br />
infrage. Unter anderem mit seiner Offenheit<br />
hat der Ethernet-Standard überzeugt.<br />
Seit mittlerweile 20 Jahren entwickelt und produziert De la Ballina<br />
Verpackungslinien. Das französische Unternehmen hat sich auf<br />
das Verpacken von industriell gefertigten Back- und Feinbackwaren<br />
spezialisiert und nutzt dazu Hightech-Lösungen, wie<br />
Vision-Systeme und Robotertechnik. Die eingesetzte Bildver arbeitung<br />
muss hohe Präzision bieten und kurze Reaktionszeiten.<br />
Um diese Ansprüche erfüllen zu können, setzte das Unternehmen<br />
bislang auf feste Verdrahtung und Feldbusse mit geringer Leistung.<br />
Vor fünf Jahren beschloss De la Ballina, die Auto mati sie rungsarchitektur<br />
seiner Anlagen zu überprüfen. Das Ziel: lang fristig<br />
Wettbewerbsvorteile sichern und neuen Markt anforderungen gerecht<br />
wer<strong>den</strong>. Die Anforderungen an die neue Automati sie rungslösung<br />
waren klar definiert: Leistungssteigerung, Pro duk tivität<br />
und Energieeffizienz sowie die Reduktion von Implementierungsund<br />
Wartungskosten.<br />
Das Unternehmen erkannte, welche Bedeutung dabei der Wahl<br />
des Kommunikationsprotokolls zukommt. Es bildet die Grundlage<br />
einer integrierten Architektur für die Maschinenautomatisierung.<br />
Hauptkriterien für die Netzwerktechnik war, dass sie deterministisch<br />
(Genauigkeit von < 1 ms) und besonders leis tungsfähig<br />
sein musste.<br />
Echtzeitprotokoll POWERLINK überzeugt<br />
POWERLINK erreicht mit einer Genauigkeit von bis zu 10 ns,<br />
Zykluszeiten bis 100 µs und Reaktionszeiten von deutlich unter<br />
1 ms diese Anforderungen spielend. Deshalb fiel die Wahl rasch<br />
auf dieses Echtzeitprotokoll als Basis für eine neue Maschinen-<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 37
De la Ballina fertigt seit einem halben Jahrhundert Maschinen zur Verpackung von industriell gefertigten Backwaren. Der französische Hersteller setzt bei der<br />
Realisierung seiner Anlagen stets auf Hightech-Lösung und hat sich deshalb für die Umsetzung einer integrierten Automatisierungslösung für B&R entschie<strong>den</strong>.<br />
Für eine vollständig integrierte Automatisierungsarchitektur<br />
wurde auch das Bildverarbeitungssystem, das De la Ballina selbst<br />
entwickelt, über POWERLINK eingebun<strong>den</strong>. Bei dem Bild verar beitungssystem<br />
handelt es sich um eine PC-basierte Technologie<br />
mit Linux-Betriebssystem. POWERLINK lässt sich aufgrund seiner<br />
offenen Struktur sehr leicht einbin<strong>den</strong>. »Insgesamt haben wir<br />
über 90 POWERLINK-basierte Systeme auf der ganzen Welt<br />
installiert, die 24 Stun<strong>den</strong> am Tag, sieben Tage die Woche in<br />
Betrieb sind«, erklärt Dumas.<br />
generation. Eine ASIC-basierte Technologie hingegen hat sich als<br />
zu risikoreich für die langfristige Entwicklung herausgestellt.<br />
»Eine Technik, die dem Standard-Netzwerk zu grunde liegt, sichert<br />
unsere Investitionen«, ist Emmanuel Dumas, Entwicklungsleiter<br />
Vision Systeme bei De la Ballina, überzeugt und fährt fort:<br />
»Kun<strong>den</strong>spezifische Ethernet-Lösungen, die auf ASIC basieren,<br />
sind auf längere Sicht zu riskant. Die Kosten einer Neugestaltung<br />
von ASICs können hinsichtlich zukünftiger Entwicklungen von<br />
Ethernet zu einer technologischen Sackgasse führen.«<br />
Mit B&R Automation war der neue Lieferant für Auto mati sierungstechnik<br />
schnell gefun<strong>den</strong>. »Die Wahl des Netzwerkes ist für<br />
eine neue Maschinenarchitektur von strategischer Bedeutung.<br />
Die Entscheidung für POWERLINK steht mit unserer Vision einer<br />
integrierten Automatisierung <strong>im</strong> Einklang«, unterstreicht Dumas.<br />
»Im Gegensatz zu proprietären Lösungen kann eine Open-Source-<br />
Technologie unmöglich Konzeptionsfehler verbergen. Darin liegt<br />
der größte Vorteil des White-Box-Konzepts von Open-Source-<br />
Produkten«, so Dumas weiter. Seit 2010 basieren alle weltweit<br />
installierten Maschinen von De la Ballina auf POWERLINK.<br />
Einfache Integration von CANopen-Anwendungen<br />
Kommunikationsprotokolle sind in verschie<strong>den</strong>e Schichten unterteilt.<br />
Das von der Internationalen Organisation für Normung (ISO)<br />
definierte OSI-Schichtenmodell beruht auf sieben so genannten<br />
Layern, die definierte Kommunikationsanforderungen erfüllen.<br />
Die Open Source Automation Development Lab eG (OSADL)<br />
arbeitet aktiv an der Entwicklung eines Realt<strong>im</strong>e-Preempt-<br />
Patches. Um dessen Echtzeit-Fähigkeit zu überprüfen,<br />
führt OSADL ein Echtzeit-Testsystem von Linux ein<br />
POWER LINK-Master-Kernelmodul aus. Dieses ist mit einem<br />
POWERLINK-Ein-/Ausgangsknoten der B&R Bussteuerung<br />
des Typs X20BC0083 verbun<strong>den</strong> und versendet kontinuierlich<br />
die Daten des zyklischen Systems mit einem<br />
Intervall von 500 µs. Der Paketstrom wird mithilfe eines<br />
echtzeitfähigen Ethernet-Netzwerkanalysators überwacht.<br />
Anhand der Er geb nisse aus <strong>den</strong> Stresstests konnte<br />
festgestellt wer<strong>den</strong>, dass sich die Jitter selbst bei einer<br />
sehr hohen CPU-Last <strong>im</strong> Mikrosekun<strong>den</strong>bereich bewegen.<br />
38<br />
titelstory news technologie report
»Die Wahl des Netzwerkes ist für eine neue Maschinenarchitektur<br />
von strategischer Bedeutung. Die Entscheidung<br />
für POWERLINK steht mit unserer Vision einer integrierten<br />
Automatisierung <strong>im</strong> Einklang.«<br />
Emmanuel Dumas<br />
Entwicklungsleiter Vision Systeme bei De la Ballina<br />
© iStockphoto<br />
POWERLINK verwendet für die untersten Schichten 1 und 2 <strong>den</strong><br />
Ethernet Standard nach IEEE802.3.<br />
Auf <strong>den</strong> Schichten 3 bis 6 kommen die POWERLINK spezifischen<br />
Eigenschaften wie Echtzeitfähigkeit oder Hot-Plug zum Einsatz.<br />
Hier wird auch sichergestellt, dass <strong>im</strong>mer nur ein Knoten zu einem<br />
best<strong>im</strong>mten Zeitpunkt auf das Netzwerk zugreift. Für <strong>den</strong> 7. Layer<br />
wurde in der Spezifikation CANopen definiert. Dadurch lassen sich<br />
klassische CANopen-Anwendungen in POWERLINK leicht integrieren.<br />
Ein POWERLINK-Gerät kann entweder als Master oder als Slave<br />
verwendet wer<strong>den</strong>. Die Aktivitäten <strong>im</strong> Netzwerk wer<strong>den</strong> über<br />
einen Master gesteuert. Alle weiteren aktiven Geräte sind Slaves.<br />
Die Kommunikation in POWERLINK-Netzwerken erfolgt zyklisch,<br />
wobei jeder Zyklus mit der Übertragung eines Frames durch <strong>den</strong><br />
Master beginnt.<br />
Unmittelbar nach der Übertragung dieses anfänglichen Frames<br />
sendet der Master an je<strong>den</strong> Slave eine Anfrage. Die adressierten<br />
Slaves antworten daraufhin. Die Antworten können von jedem<br />
Master sowie von allen Slaves <strong>im</strong> Netzwerk empfangen wer<strong>den</strong>.<br />
Auf diese Weise wer<strong>den</strong> Netzwerkkollisionen verhindert und<br />
gleichzeitig ein deterministisches Zeitverhalten ermöglicht. Im<br />
Netzwerkzyklus wird ein fester Zeitpunkt für asynchrone Daten<br />
reserviert, der zum Beispiel für die Bildverarbeitung, die Diagnose<br />
und das Firmware-Upgrade verwendet wird. Dabei kann jeder<br />
Ethernet-Frame als asynchroner Frame versendet wer<strong>den</strong>.<br />
POWERLINK ermöglicht höchste Effizienz<br />
Die POWERLINK-Technologie erfüllt die Anforderungen von De la<br />
Ballina voll und ganz. <strong>Sie</strong> hat <strong>den</strong> Weg für eine hocheffiziente<br />
integrierte Architektur in der neuen Maschinengeneration des<br />
französischen Anlagenherstellers geebnet. Gerade weil POWER-<br />
LINK eine offene Technologie ist, war die Integration in das Bildverarbeitungssystem<br />
mit nur geringen Kosten verbun<strong>den</strong> und hat<br />
die Leistung wesentlich erhöht.<br />
Im Zuge der Modernisierung seiner Anlagen hat De la Ballina auch die Visualisierung<br />
seiner Maschinen neu gestaltet: Es stellt die für <strong>den</strong> Bediener relevanten<br />
Informationen übersichtlich und anschaulich dar.<br />
Der nächste Schritt seitens De la Ballina besteht darin, abzuwägen,<br />
ob FPGA-Technologie für das Bildverarbeitungssystem eingesetzt<br />
wer<strong>den</strong> soll. Mit POWERLINK ist das problemlos möglich. Aufgrund<br />
des geringen Platzbedarfs des Ethernet-Standards kann sogar<br />
derselbe FPGA für <strong>den</strong> Bildverarbeitungsalgorithmus und die<br />
POWERLINK-Netzwerkverbindung verwendet wer<strong>den</strong>.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 39
Richtiges Aufbügeln<br />
für vollen Biergenuss<br />
Bierliebhaber kennen und schätzen ihn<br />
seit vielen Jahrzehnten. Aber auch für<br />
Spiri tuosen und Fruchtsaftgetränke, für<br />
Bioprodukte wie Essig und Öl oder für<br />
kosmetische Flüssigkeiten und Körperpflegeprodukte<br />
wird er verwendet. Die<br />
Rede ist vom guten alten Bügelverschluss.<br />
Sein Vorteil: Er eignet sich für Flaschen, in<br />
<strong>den</strong>en die Flüssigkeit etwa durch Kohlensäure<br />
unter Druck steht. Der Bügelverschluss<br />
kann beliebig oft und ohne Werkzeug<br />
geöffnet und wieder verschlossen<br />
wer<strong>den</strong>. Sein Nachteil: Er ist teurer als alle<br />
anderen gängigen Flaschenverschlüsse<br />
und seine Montage auf dem Flaschenhals<br />
sowie das Verschließen der Flasche sind<br />
nicht so einfach zu automatisieren wie <strong>im</strong><br />
Fall von Kronenkorken oder Schraubverschlüssen.<br />
Für viele Menschen verkörpern Bügel flaschen<br />
die gute alte Zeit. <strong>Sie</strong> wer<strong>den</strong> mit<br />
Handwerk assoziiert und haben ein mit Solidität,<br />
Wertigkeit und nicht selten auch<br />
mit Nostalgie konnotiertes Image. Zudem<br />
erlangten sie innerhalb der damals jugendlichen<br />
Zielgruppe durch die Werner-<br />
Comics Kultstatus. Bügelflaschen eignen<br />
sich daher in mehr als einer Weise als<br />
Marketinginstrument. Nachdem sie in <strong>den</strong><br />
1970er Jahren beinahe vollständig vom<br />
Markt verschwun<strong>den</strong> waren, erleben Bügel<br />
flaschen seit <strong>den</strong> 1980er Jahren ein<br />
Comeback, insbesondere in der Ver marktung<br />
spezieller Biersorten.<br />
Steigender Automatisierungsdruck<br />
Das Zusammensetzen der Verschlüsse erfolgt<br />
meist manuell. Ebenso wie deren Montage<br />
auf <strong>den</strong> Flaschen handelt es sich dabei<br />
um eine unbefriedigende, eintönige und<br />
anstrengende Arbeit. Im deutschsprachigen<br />
Markt, wo Bügel fla schen Mehrweggebinde<br />
sind, kommen jährlich nur etwa fünf<br />
Prozent der <strong>im</strong> Umlauf befindlichen Stückzahl<br />
neu in <strong>den</strong> Kreislauf. Anderswo auf der<br />
Welt dominieren Einwegflaschen, deren<br />
Stück zahlen in zweistelliger Millionenhöhe<br />
für Automatisierungsdruck sorgen.<br />
Auch das Verschließen der Flaschen nach<br />
dem Abfüllen erfolgte in der Vergangenheit<br />
ausschließlich von Hand. Was in kleinen<br />
Manufakturen eine erträgliche Arbeit ist,<br />
wird bei Massenproduktion zur Schwer arbeit,<br />
wenn mehrere Tausend Bügelverschlüsse<br />
pro Stunde zugedrückt wer<strong>den</strong> müssen.<br />
Solche Zahlen wer<strong>den</strong> schnell erreicht.<br />
Marktlücke durch Monopol-Folgen<br />
Bereits in <strong>den</strong> 1960er Jahren wurde da her<br />
eine Maschine für solche Aufgaben zum<br />
Patent angemeldet. <strong>Sie</strong> entsprach allerdings<br />
nicht <strong>den</strong> Anforderungen der erstarken<strong>den</strong><br />
Brauerzunft, <strong>den</strong>n seit dem Niedergang der<br />
Bügelflasche in <strong>den</strong> 1970er Jahren hatte der<br />
deutsche Hersteller als Monopolist keine<br />
Weiterentwicklung mehr betrieben.<br />
Darin sah der gelernte Schlosser und<br />
Maschinenbau-Werkmeister Helmut Gazso<br />
eine Marktlücke. 1994 schloss er diese<br />
durch Gründung der AMS-Getränketechnik,<br />
die sich in der Getränkeabfüllung auf <strong>den</strong><br />
Bügelverschluss spezialisiert. Ein 1995 auf<br />
der internationalen Messe Brau Beviale in<br />
Nürnberg vorgestellter Prototyp traf <strong>den</strong><br />
Nerv der Branche. Heute ist die AMS-<br />
Getränketechnik auf ihrem Spezialgebiet<br />
weltweit Marktführer.<br />
Über 75 Maschinen des niederöster reichischen<br />
Herstellers sind weltweit <strong>im</strong> Einsatz.<br />
»Wir haben uns auf ein Spezialthema<br />
konzentriert und dabei nicht nach links oder<br />
rechts geschaut«, beschreibt Gazso sein<br />
Erfolgsrezept. »Obwohl wir auch die Standardisierung<br />
vorantreiben, entstehen unsere<br />
Maschinen in enger Abst<strong>im</strong>mung mit<br />
<strong>den</strong> Kun<strong>den</strong> und sie sind die schnellsten<br />
auf dem Markt.«<br />
So schafft es etwa der Bügelverschließer<br />
aus dem Hause AMS-Getränketechnik, zehn<br />
Flaschen pro Sekunde zu ver schlie ßen. Dabei<br />
wer<strong>den</strong> die aus der Füllanlage kommen<strong>den</strong><br />
Flaschen ausgerichtet, ver schlossen<br />
und der Verschluss geprüft. Im Jubiläumsjahr<br />
2005 wurde mit einer Montiermaschine<br />
für die Bügelmontage auch ein davor liegender<br />
Teil der Pro duk tions kette erschlossen.<br />
War bei dieser ursprünglich noch ein<br />
Anteil Handarbeit vorgesehen, wurde diese<br />
als jüngste Entwicklung mit einem Sortierer<br />
ergänzt, der mittels Kamera und Roboter für<br />
die lagerichtige Zureichung der fertigen<br />
Bügel verschlüsse zur Montage sorgt.<br />
Umstieg zur Portfolio-Erweiterung<br />
»Bis vor kurzem wurde von vielen Anwendern<br />
ein best<strong>im</strong>mtes Steuerungsfabrikat<br />
be vorzugt«, sagt Gazso. »Und wir haben<br />
uns sehr lange mit deren mangelnder Flexibilität<br />
und Erweiterungsfähigkeit herumgeärgert.«<br />
Im Detail kam es <strong>im</strong>mer wieder<br />
zu Pro blemen mit verlorenen Sig nalen bei<br />
hoher Geschwindigkeit. Zudem fan<strong>den</strong> die<br />
Techniker von AMS die Einschränkungen<br />
bei der Modellvielfalt und die fehlende Gestaltungsmöglichkeit<br />
bei Touchpanels unbefriedigend.<br />
Dazu kam die mangelnde<br />
40<br />
titelstory news technologie report
© iStockphoto<br />
Die gute alte Bügelflasche ist wieder in. Maschinen, die diese schwer zu<br />
automatisieren<strong>den</strong> Herstellungs- und Verschließvorgänge rund um <strong>den</strong><br />
Bügelverschluss beherrschen, entwickelt und baut die AMS Getränketechnik<br />
GmbH. Der Komplettumstieg auf B&R-Automatisierungstechnik ermöglichte<br />
die Neuentwicklung eines Reihenfüllers in Rekordzeit und sichert <strong>den</strong><br />
Spezialisten durch überlegene Features bei Leistung und Komfort und durch<br />
einfache Bedienung und Wartung ihre führende Position auf dem Weltmarkt.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 41
Verfügbarkeit von Ersatzkomponenten für<br />
Erweiterungen nach einigen Betriebsjahren.<br />
»Die Steuerung läuft unter dem B&R-Betriebssystem Automation Runt<strong>im</strong>e auf einem Power Panel 500 in Edelstahl-Ausführung<br />
mit Transponder-Benutzeranmeldung.« Stephan Holzer, Elektronik-Programmierer bei AMS.<br />
Da auf dem Power Panel parallel zum B&R-Betriebssystem auch Windows läuft, können <strong>den</strong> Benutzern<br />
Dokumente wie Anleitungen und Zeichnungen angezeigt wer<strong>den</strong> und auch die Fernwartung erfolgt über<br />
ein bewährtes, handelsübliches Windows-Programm.<br />
Viele AMS-Anlagen sind nicht als Standalone-Anwendungen<br />
<strong>im</strong> Einsatz, sondern in<br />
Produktionslinien mit Abfüllanlagen von<br />
namhaften Herstellern eingebun<strong>den</strong>. Dass<br />
diese für ihre Anlagen B&R einsetzen,<br />
machte AMS-Elektronik-Programmierer Stephan<br />
Holzer auf die naheliegende Alternative<br />
aufmerksam.<br />
Ende 2010 bestellte eine Brauerei in Taiwan<br />
bei AMS einen Bügelverschließer und einen<br />
Reihenfüller, der fertig zugekauft wer<strong>den</strong><br />
sollte. Dieser hatte zwar angeboten, konnte<br />
jedoch <strong>den</strong> Auftrag nicht erfüllen. Da<br />
keine ähnliche Anlage am Markt verfügbar<br />
war, mit der die geforderten Leistungsdaten<br />
zu erfüllen waren, entwickelte AMS<br />
selbst einen Reihenfüller, der auch kleinen<br />
Brau ereien für ihr gutes Selbstgebrautes<br />
beste Abfüllqualität sichert. Dabei sind die<br />
An wendungsmöglichkeiten dieses modular<br />
aufgebauten Kurzrohrfüllers keineswegs<br />
auf Bier beschränkt. Er ist für alle<br />
flüssigen Füllstoffe und für Flaschen aus<br />
Glas und PET mit Durchmessern zwischen<br />
50 und 120 mm und Höhen von 180 bis 470<br />
mm geeignet und zeichnet sich unter anderem<br />
durch exakte Wiederholgenauigkeit<br />
der Füllhöhe aus.<br />
Innovationsschub mit Starthilfe<br />
»Trotz knapper Umsetzungsfristen machten<br />
wir dieses Projekt zum Anlassfall für<br />
<strong>den</strong> Umstieg, da vom leeren Blatt Papier<br />
weg konstruiert wurde und keine Software-<br />
Altlasten zu übernehmen waren«, sagt<br />
Gazso. »B&R unterstützte uns durch tätige<br />
Mithilfe bei der Ausarbeitung der Konzepte<br />
und die Bereitstellung von Entwicklungswerkzeugen<br />
zur Evaluierung.«<br />
»Wie bei allen B&R-Produkten können wir uns auch bei <strong>den</strong> Getriebemotoren auf Qualität aus Österreich verlassen«,<br />
sagt Helmut Gazso, Gründer und geschäftsführender Gesellschafter der AMS Getränketechnik GmbH.<br />
Den Umstieg erleichterte <strong>den</strong> AMS-Tech -<br />
nikern, aber auch dem bei der Soft ware -<br />
42<br />
titelstory news technologie report
Bei der Sicherheit wird der neueste Stand der Technik eingesetzt. So sind Sicherheitsfenster<br />
aus ESG-Glas mit berührungsloser, einstellbarer Sicherheitszuhaltung eingebaut.<br />
Diese sind mittels X67-Modulen über openSAFETY mit einer SafeLOGIC verbun<strong>den</strong>.<br />
entwicklung unterstützend täti gen Subunternehmen<br />
GEMINOS Anlagen bau GmbH<br />
die durchgängige Verwendung von Automation<br />
Studio als einzigem Werkzeug für<br />
die Programmierung aller Automati sierungs-Aufgaben.<br />
»Egal ob Ab lauf steuerung,<br />
Visualisierung, Antriebs- oder Sicherheitstechnik,<br />
ich muss nur ein Werkzeug kaufen<br />
und installieren«, freut sich Holzer. »Vor allem<br />
aber muss ich nur eines erlernen, und<br />
das ist entschei<strong>den</strong>d bei einem unter großem<br />
Zeitdruck zu erstellen<strong>den</strong> Erstprojekt.«<br />
Dass die in Zusammenarbeit mit B&R erarbeiteten<br />
Automatisierungskonzepte durch<br />
ihre Durchgängigkeit und Perform ance<br />
über zeugen, liegt aber auch daran, dass<br />
technische Neuentwicklungen zur rechten<br />
Zeit fertig wur<strong>den</strong>. So stan<strong>den</strong> von Beginn<br />
an für diesen Einsatz perfekt geeignete<br />
Produkte zur Verfügung.<br />
AMS setzt als kompakte Steuer- und Bedieneinheit<br />
für alle künftigen Ma schi nenserien<br />
das Power Panel 500 <strong>im</strong> Edel stahl-<br />
Komplettgehäuse für Tragarm mon tage ein.<br />
Es wird meist <strong>im</strong> kombinierten Betrieb mit<br />
dem B&R-Betriebssystem Auto mation Runt<strong>im</strong>e<br />
und Windows® ein ge setzt. So kann es<br />
die gesamte Steuerung übernehmen und<br />
zugleich in der Visua lisierung mit integrierten<br />
PDF-Hilfeseiten oder Videos die Usability<br />
verbessern. Mittels eines Windows®-tauglichen<br />
Fremd programms wur de eine einfache<br />
und sichere Fern wartung realisiert.<br />
Genutzt wird auch der integrierte Transponder-Leser,<br />
der es er möglicht, benutzerspezifische<br />
Bedie nung anzubieten.<br />
Dezentral zu höchster Leistung<br />
Über POWERLINK ist das restliche Automatisierungssystem<br />
mit dem steuern<strong>den</strong><br />
Power Panel 500 verbun<strong>den</strong>. Aufgebaut ist<br />
es aus Komponenten des X20-Systems <strong>im</strong><br />
zentralen Schaltschrank und in zu sätzlichen<br />
Schaltkästen, die durch X67-Baugruppen<br />
direkt am Maschinenrahmen ergänzt<br />
wer<strong>den</strong>. Zur Anschaltung und Integration<br />
der vorhan<strong>den</strong>en Ventilinseln kommen<br />
XV-Module zum Einsatz.<br />
Der Antrieb der zahlreichen Bewegungsachsen<br />
erfolgt mit ACOPOS-Servo ver stärkern.<br />
Über sie wer<strong>den</strong> Synchronmotoren der<br />
8LSA-Serie mit B&R-Getriebe ange steuert,<br />
teilweise aber auch mit ebenfalls via PO-<br />
WERLINK angeschlossenem Frequenz umrichter<br />
ACOPOSinverter P74 in Buchform.<br />
»Die Einfachheit des Einsatzes, die Möglichkeiten<br />
und die Dynamik der B&R-Antriebstechnik<br />
hat unsere Erwartungen bei<br />
weitem übertroffen«, erinnert sich Holzer.<br />
»In der Motion-Programmierung kann der<br />
Anwender nur schwer etwas falsch machen<br />
und die Zusammenschaltung über POWER-<br />
LINK stellt fast von selbst die starre Achs-<br />
Synchronität her.«<br />
Auch bei der Sicherheit wird der neu este<br />
Stand der Technik eingesetzt. So sind Sicherheitsfenster<br />
aus ESG-Glas mit berührungsloser,<br />
einstellbarer Sicherheits zu haltung<br />
eingebaut. Diese sind mittels X67-Modulen<br />
über openSAFETY mit einer SafeLOGIC<br />
verbun<strong>den</strong>. Über POWERLINK kommuniziert<br />
diese Sicherheitssteuerung auch mit <strong>den</strong><br />
ACOPOS-Antriebskomponenten. Durch sichere<br />
Bewegungsfunktionen kön nen Bediener<br />
an der Maschine sicher ar beiten,<br />
andererseits ist der Verkabelungs- und Diagnoseaufwand<br />
gering.<br />
Patriotismus, der sich lohnt<br />
»Beeindruckend ist der direkte Support<br />
vom Hersteller, <strong>den</strong> B&R leistet, sowohl in<br />
Form rascher Teileverfügbarkeit als auch<br />
durch kompetente Beratung«, sagt Gazso.<br />
»Da B&R auch in Österreich sitzt, fallen<br />
Verständigungsprobleme weg und die<br />
Wege sind kurz.« Zudem ergibt sich durch<br />
die Hinterlegung der Konfigurationsdaten<br />
in der zentralen Steuerung die Mög lichkeit,<br />
Steuerungs-, Visualisierungs- und Antriebskomponenten<br />
durch Kun<strong>den</strong> per so nal tauschen<br />
zu lassen. Möglich ist dies, weil die<br />
Notwendigkeit zu individueller Geräteeinstellung<br />
und damit auch zur Ver wendung<br />
von Programmiergeräten entfällt.<br />
Im November 2011 wurde der Reihenfüller<br />
»Sansibar« als erstes mit B&R-Technik automatisiertes<br />
AMS-Produkt auf der Brau<br />
Beviale präsentiert. Seit Mai 2012 ist er in<br />
Taiwan <strong>im</strong> Einsatz. Seit diesem Ersteinsatz<br />
wurde auch ein Bügelverschließer so ausgestattet,<br />
ebenso drei Bügel mon tier maschinen.<br />
»Wir bieten unsere Maschinen weiterhin<br />
auch mit anderer Steuerungs-, Visua li sierungs-<br />
und Antriebstechnik an«, schließt<br />
Gazso. »Allerdings machen wir die Interessenten<br />
in jedem solchen An gebot darauf<br />
aufmerksam, dass sie auf wesentliche Features<br />
bei Leistung und Komfort ver zichten<br />
müssen, wenn sie tatsächlich auf einer<br />
abweichen<strong>den</strong> Aus stattung bestehen.«<br />
Ebenfalls via POWERLINK angeschlossen sind<br />
ACOPOSmulti-Servoverstärker (Foto) und ACOPOS P74<br />
Frequenzumrichter für <strong>den</strong> Antrieb der zahlreichen<br />
Bewegungsachsen.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 43
Die Zukunft<br />
fährt Carbon<br />
Kohlenstofffasern sind besonders leicht, fest und steif. Mit diesem Material<br />
verstärkte Kunststoffe sind daher bestens geeignet, <strong>den</strong> Kraftstoffverbrauch<br />
von Fahrzeugen zu reduzieren sowie die Reichweite von Elektrofahrzeugen<br />
zu erhöhen. Allerdings ist die Herstellung bisher sehr teuer. Das ändert sich<br />
jetzt, <strong>den</strong>n LIBA hat ein Herstellungsverfahren entwickelt, dass dazu beiträgt,<br />
die Produktionskosten von Kohlenstofffasergelegen deutlich zu senken.<br />
© iStockphoto<br />
44<br />
titelstory news technologie report
Der Rohstoff Carbonfaser wird nicht ohne<br />
Grund manchmal als Schwarzes Gold bezeichnet.<br />
Er ist teuer, die Weiterverar bei -<br />
tung zu Gelegestrukturen und schließlich<br />
zu carbonfaserverstärkten Kunststoffbauteilen<br />
(CFK) aufwändig und in Teilen Handarbeit.<br />
Deshalb fin<strong>den</strong> sich CFK-Konstruktionen<br />
bislang nur in Anwendungen,<br />
für die eine hohe Festigkeit bei geringem<br />
Gewicht essentiell ist und bei <strong>den</strong>en<br />
die Kosten nachrangig sind. Derzeitige<br />
Haupteinsatzgebiete für Kohlenstofffaser<br />
sind daher Formel 1-Bolide, Flugzeuge,<br />
Schnellboote, Rotorblätter für besonders<br />
große Windräder, Satellitenpanels und die<br />
Medizintechnik.<br />
Allerdings wandelt sich der Markt gerade<br />
grundlegend. Verantwortlich dafür sind<br />
Fort schritte, die in <strong>den</strong> vergangenen Jahren<br />
über die gesamte Prozesskette zur<br />
Herstellung von Faserverbundstoffen hinweg<br />
erzielt wur<strong>den</strong>. Es spricht vieles dafür,<br />
dass das Schwarze Gold und der damit<br />
möglich gewor<strong>den</strong>e Leichtbau die Zukunft<br />
der Transport- und Logistikindustrie maßgeblich<br />
best<strong>im</strong>men wird.<br />
Besonders wirtschaftliche Produktion<br />
Zu <strong>den</strong> Schrittmachern unter <strong>den</strong> Anlagen<br />
bauern gehört der renommierte Textilma<br />
schinenhersteller LIBA Maschinen fabrik<br />
GmbH. Auf Basis bewährter Maschinentechnik<br />
hat das Traditionsunternehmen die<br />
Copcentra MAX 5 CNC für eine besonders<br />
wirtschaftliche Produktion textiler Multiaxialgelege<br />
aus Kohlenstofffaser entwickelt.<br />
Die Maschine legt Tapes aus gleich ausgerichteten<br />
und gespreizten Carbonfasern<br />
(Rovings), die entweder direkt an der Maschine<br />
oder offline gefertigt wur<strong>den</strong>, und<br />
ordnet sie zu Schichten mit unterschiedlicher<br />
Faserausrichtung (multiaxial) an. Die<br />
Tape-Stücke wer<strong>den</strong> dabei an ihren En<strong>den</strong><br />
von Klemmen festgehalten, die auf zwei<br />
Ketten installiert sind. Diese übernehmen<br />
<strong>den</strong> Transport des zwischen 50 und 150<br />
Zoll breiten Geleges durch die etwa 35 Meter<br />
lange Anlage.<br />
Wur<strong>den</strong> auf diese Weise bis zu sieben Faserlagen<br />
übereinander erzeugt, durchläuft<br />
das Gelege eine Verfestigungsstation.<br />
Dort wer<strong>den</strong> die Schichten <strong>im</strong> Nähwirken<br />
mit Kettfä<strong>den</strong> vernäht und dann noch ein<br />
Stück in <strong>den</strong> Klemmen fixiert durch die<br />
Anlage transportiert, um negative Rückwirkungen<br />
auf <strong>den</strong> Nähvorgang zu verhindern.<br />
Danach wird der Rand des Geleges<br />
abgeschnitten. Die Ware wird aufgerollt<br />
und der in <strong>den</strong> Klemmen zurückbleibende<br />
Abfall abgesaugt.<br />
Hohe Qualität bei hoher Produktivität<br />
Die Verarbeitung von exakt passend zugeschnittenen<br />
Tapes ist maßgeblich für die<br />
hohe Effizienz der Copcentra MAX 5 CNC.<br />
Damit wird gegenüber dem sonst üblichen<br />
Endlosverfahren vermie<strong>den</strong>, dass das Tape<br />
vor jedem Richtungswechsel während des<br />
Legeprozesses ein Stück <strong>im</strong> Bereich der<br />
Klemmen geführt wird, das dann später<br />
be<strong>im</strong> Beschnei<strong>den</strong> der Ränder als Abfall<br />
verloren gehen würde. Dadurch geht die<br />
LIBA-Anlage wesentlich sparsamer mit<br />
dem Rohstoff Carbonfaser um als konventionelle<br />
Anlagenlösungen.<br />
Bei der Herstellung von Kohlenstofffasergelege<br />
sind hohe Produktivität, ein sicherer<br />
Fertigungsprozess und eine kontinuierlich<br />
hohe Fertigungsqualität gefordert.<br />
Für <strong>den</strong> Einsatz <strong>im</strong> großen Maßstab ist<br />
aber auch eine extreme Flexibilität der<br />
Produktionsanlage gefragt, um auf neue<br />
beziehungsweise spezifische Anforderungen<br />
eingehen zu können.<br />
LIBA hat daher eine breite Palette unterschiedlicher<br />
Maschinenmodule entwickelt.<br />
Dazu zählen Online- und Offlinesysteme<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 45
Die Copcentra MAX 5 CNC ermöglicht eine besonders wirtschaftliche Produktion textiler Multiaxialgelege<br />
aus Kohlenstofffaser.<br />
LIBA setzt in allen Maschinen die gleiche Antriebsund<br />
Steuerungsarchitektur von B&R ein.<br />
zur Fertigung von Carbonbändern, Legebarrensteuerungen<br />
mit Linearmotor und<br />
Module zur Anfertigung von Null-Grad-Lagen<br />
sowie Beschichtungs- und Fixiermodule<br />
und vieles mehr.<br />
»Wir können die von uns entwickelten Maschinenmodule<br />
fast beliebig kombinieren<br />
und so eine auf die individuellen Belange<br />
maßgeschneiderte Anlage zusammenstellen«,<br />
erläutert Rainer Seuß, Verantwortlicher<br />
für die Multiaxialtechnik bei LIBA.<br />
Sein Kollege Wolfgang Jahn, der bei LIBA<br />
für die Steuerungstechnik zuständig ist,<br />
ergänzt nicht ohne Stolz: »Der Aufwand für<br />
die Realisierung der kun<strong>den</strong>spezifischen<br />
Steuerungslösung beträgt jeweils nur einige<br />
Mannstun<strong>den</strong>.«<br />
65 reelle und 20 virtuelle Achsen<br />
Dabei enthält die Copcentra MAX 5 CNC<br />
bereits in der Grundversion 35 reelle und<br />
10 virtuelle Achsen. LIBA hat aber auch<br />
schon Anlagen dieser Familie ausgeliefert,<br />
die wegen diverser Zusatzmodule mit 65<br />
reellen und 20 virtuellen Achsen arbeiten.<br />
Dass das Engineering des Steuerungssystems<br />
trotzdem nur wenig Zeit in Anspruch<br />
n<strong>im</strong>mt, verdankt LIBA der durchgängigen<br />
Automatisierungslösung von B&R.<br />
»Seit der Umstellung der Copcentra MAX 5<br />
CNC auf die Automatisierungslösung von<br />
B&R setzen wir in allen unseren Maschinen<br />
die gleiche Antriebs- und Steuerungsarchitektur<br />
auf Basis der leistungsfähigen B&R-<br />
Standardprodukte ein: das Power Panel<br />
PP420 als Steuerungs- und Visualisierungsplattform,<br />
Antriebe aus der ACOPOSmulti-<br />
Familie und I/O-Module aus dem X20-System<br />
sowie die integrierte Sicherheitstechnik<br />
des Automatisierungsspezialisten«, betont<br />
Jan Märtin, seines Zeichens Entwicklungsund<br />
Konstruktionsleiter bei LIBA.<br />
1.000 Varianten mit einem Softwareprojekt<br />
Der Clou: Auf allen Maschinen läuft das<br />
gleiche Softwareprojekt. Die Konfiguration<br />
der Anlage und der Automatisierungskomponenten<br />
wie Achsen, I/O-Module und<br />
Sicherheitstechnik erfolgt zur Laufzeit.<br />
Die dafür erforderlichen Anlagen<strong>info</strong>rmationen<br />
liefern XML-Dateien. »Nur so lassen<br />
sich die Steuerungslösungen der 60<br />
verschie<strong>den</strong>en Maschinen aus unserem<br />
Produktportfolio mit 1.000 Varianten bewältigen,<br />
die sich zum Teil deutlich voneinander<br />
unterschei<strong>den</strong>«, urteilt Jahn.<br />
Aber auch für <strong>den</strong> Anlagenbetreiber hat<br />
das LIBA-Konzept klare Vorteile: Für ein<br />
Update muss nur das neue Softwareprojekt<br />
auf die Steuerung aufgespielt wer<strong>den</strong>,<br />
während die Konfigurationsdatei unverändert<br />
bleibt. Be<strong>im</strong> nächsten Hochfahren<br />
der Maschine stehen dann alle Neuerungen<br />
zur Verfügung. Unabhängig von der<br />
eingesetzten Maschine kann so der gesamte<br />
Kun<strong>den</strong>kreis unmittelbar und ohne<br />
aufwändige Inbetriebnahme von <strong>den</strong> Weiterentwicklungen<br />
der LIBA-Software profitieren.<br />
»Ebenso problemlos lassen sich<br />
vor Ort Modifikationen an <strong>den</strong> Maschinen<br />
durchführen«, verspricht Jahn. »Einfach<br />
die Kon fi gurationsdatei mit einem beliebigen<br />
Texteditor entsprechend der aktuellen<br />
46<br />
titelstory news technologie report
Carbonfaserverstärkte Kunststoffbauteile wer<strong>den</strong> heute größtenteils in Anwendungen eingesetzt, für die eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht essentiell<br />
ist und bei <strong>den</strong>en die Kosten eher nachrangig sind, zum Beispiel in Formel 1-Boli<strong>den</strong>.<br />
An la genkonfiguration anpassen und die<br />
Maschine neu starten – das war’s. Ein Programmierer<br />
ist dafür nicht erforderlich.«<br />
Komplexe Synchronbewegungen<br />
mit höchster Präzision<br />
Dabei stellt die Copcentra MAX 5 CNC besondere<br />
Ansprüche an die Steuerungsund<br />
Antriebstechnik. »Die Steuerung muss<br />
in der Lage sein, viele Achsen hochgenau<br />
und s<strong>im</strong>ultan zu verknüpfen, um kom plexe<br />
Bewegungsabläufe realisieren zu können«,<br />
berichtet Seuß. »Dies ist entschei<strong>den</strong>d,<br />
damit wir <strong>den</strong> Ablageprozess sehr präzise<br />
und effektiv gestalten und opt<strong>im</strong>ale Ergebnisse<br />
<strong>im</strong> Hinblick auf die Produktionsgeschwindigkeit<br />
und Qualität erreichen<br />
können.« Dies setzt voraus, dass die Achsen<br />
untereinander extrem schnell kommunizieren<br />
können und die Bahnkurvensteuerung<br />
jederzeit ihre exakte Position kennt.<br />
So nutzt LIBA die Möglichkeit eines gemeinsamen<br />
Zwischenkreises mit Energierückspeisung,<br />
um auch bei Stromausfall für<br />
ein absolut synchrones Herunterfahren der<br />
Anlage zu sorgen. »Bei der alten Technik<br />
bedeutete ein Stromausfall, der in vielen<br />
Ländern, in die wir exportieren, fast zur<br />
Tagesordnung gehört, dass die Anlage<br />
mit großem Zeitaufwand wieder angefahren<br />
wer<strong>den</strong> musste«, erklärt Märtin. »Jetzt<br />
nutzen wir die vorhan<strong>den</strong>e kinetische<br />
Energie, um die Anlage kontrolliert herunterzufahren,<br />
so dass sie sofort wieder<br />
startbereit ist.«<br />
Reicht die in <strong>den</strong> Maschinen gespeicherte<br />
Energie nicht aus, weil die Achsen zu<br />
langsam laufen oder Legebarrensteuerungen<br />
mit Linearmotor zum Einsatz kommen,<br />
hat LIBA eine kinetische Pufferachse<br />
entwickelt, bei der ein Asynchronmotor<br />
mit einer Schwungmasse auf eine hohe<br />
Drehzahl gebracht wird. Diese Pufferachse<br />
hängt am gleichen Zwischenkreis wie<br />
die restlichen Antriebe und erhöht daher<br />
künstlich die Energie <strong>im</strong> Zwischenkreis. <strong>Sie</strong><br />
kann be<strong>im</strong> Herunterfahren der Maschine<br />
genutzt wer<strong>den</strong>.<br />
Zusammen mit <strong>den</strong> anderen fortschrittlichen<br />
Merkmalen sorgt dies dafür, dass mit<br />
der Copcentra MAX 5 CNC CFK-Gelege besonders<br />
wirtschaftlich produziert wer<strong>den</strong><br />
können. Dem breiten Einsatz der Karbonfaser<br />
in Transport und Logistikanwendungen<br />
steht daher nichts mehr <strong>im</strong> Weg.<br />
Die ACOPOSmulti-Antriebstechnik in<br />
Verbindung mit dem schnellen Echtzeitkommunikationsbus<br />
POWERLINK<br />
bietet eine opt<strong>im</strong>ale Lösung. Diese<br />
vereint höchste Dynamik mit ausgezeichnetet<br />
Präzision, die vor dem<br />
Wechsel zur B&R-Technik nicht zur<br />
Ver fügung stan<strong>den</strong>.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 47
Druckere<strong>im</strong>aschinen<br />
brauchen POWERLINK<br />
© iStockphoto<br />
48<br />
titelstory news technologie report
Wachsende Komplexität, steigende<br />
Achsenzahlen und der Trend zu höheren<br />
Geschwindigkeiten bei höchster Präzision<br />
prägen <strong>den</strong> Maschinenbau für Druck- und<br />
Buchbindeanwendungen. Die Folge ist<br />
ein Bedarf an dynamischer Reaktionsfähigkeit<br />
mit starrer Synchronisierung aller<br />
Achsen. Querverkehr, Slave-Multiplexing<br />
und Topologiefreiheit prädestinieren<br />
POWERLINK als Kommunikations-Standard<br />
in der Printmedienproduktion.<br />
In der Druckbranche herrscht ein scharfer Wettbewerb, zwischen<br />
<strong>den</strong> einzelnen Druckereien, kleinere Auflagen auf Büromaschinen<br />
selbst zu drucken. Der Druck, tadellose Qualität zu sinken<strong>den</strong><br />
Kosten zu erzeugen, ist enorm. Fehlversuche und die Produktion<br />
von Makulatur lassen sich in der Kalkulation nur sehr beschränkt<br />
unterbringen. Das betrifft <strong>den</strong> Druck selbst, ebenso aber auch<br />
die Post-press-Verarbeitung mit Beschnitt, Faltung, Heftung und<br />
Verpackung.<br />
Die Antwort der Zulieferindustrie für Druckereien und Buch bindereien<br />
sind <strong>im</strong>mer schnellere Druckmaschinen und eine <strong>im</strong>mer<br />
vollständigere Automatisierung des Gesamtprozesses von der<br />
Bedruckung über die Konfektionierung bis zur Auslieferung.<br />
Auch bemühen sich die Druckmaschinenbauer, ihre Maschinen<br />
zunehmend flexibler einsetzbar zu gestalten, sodass die zu ihrer<br />
Refinanzierung erforderliche Auslastung hoch gehalten wer<strong>den</strong><br />
kann. Dazu gehört die Möglichkeit, Material unterschiedlicher Dicke,<br />
Rauheit und Flexibilität zu verarbeiten, von der Kunststofffolie<br />
mit einigen µm bis zu Papier mit einzelnen Mill<strong>im</strong>etern. Denn ein<br />
Druckerzeugnis ist nicht nur die Zeitschrift, die <strong>Sie</strong> gerade lesen,<br />
sondern auch die Werbefolie auf der Außenseite der Straßenbahn,<br />
der Beutel mit dem Tiefkühlgemüse und der Geldschein.<br />
Explodierende Achsenzahlen<br />
Eine der Folgen dieser Entwicklung ist eine stark gestiegene Anzahl<br />
von Bewegungsachsen. Achsanzahlen über 50 sind keine Seltenheit,<br />
deutlich über 200 können es bei Großmaschinen sein. Bis zu 18<br />
hintereinandergeschaltete Farbstufen müssen exakt aufeinander<br />
abgest<strong>im</strong>mt arbeiten. Nur wenn der Druck jeder Farbe positionsgenau<br />
erfolgt, st<strong>im</strong>mt das Gesamtbild. Grobe Abweichungen wie <strong>im</strong> Bild<br />
gezeigt, führen zu unerwünschtem Ausschuss, aber auch schon<br />
geringste Nichtpasser zeigen ein in <strong>den</strong> Konturen verschwommenes<br />
Bild und verfälschen die Farbmischräume.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 49
Foto: UTECO<br />
Foto: Müller Martini<br />
UTECO nutzt in seiner Zentralzylinder-Flexodruckmaschine Crystal das Kommunikationsprotokoll<br />
POWERLINK, das eine deterministische Datenübertragung<br />
und Echtzeitreaktionen sicherstellt.<br />
Der SigmaCollator von Müller Martini ist über POWERLINK vernetzt. Für die direkte<br />
Steuerung ist in die einzelnen Anlagenteile ein Power Panel von B&R integriert.<br />
Die Herausforderung wäre noch überschaubar, wenn das zu<br />
bedruckende Material über <strong>den</strong> gesamten Druckvorgang hinweg,<br />
konstante Eigenschaften behalten würde. Zu berücksichtigen ist<br />
jedoch auch die Veränderung durch <strong>den</strong> Druck, die <strong>im</strong> Papier oder<br />
in der Folie selbst stattfindet. Ebenso können Stauchung oder<br />
Streckung durch Unregelmäßigkeiten bei der Abwicklung des zu<br />
bedrucken<strong>den</strong> Materials Auswirkungen auf die Absolutposition<br />
des bereits gedruckten Teilbildes haben. Diese wird über Sensoren<br />
festgestellt und mittels Registerregelung durch die jeweils<br />
nächste Stufe bei deren Positionierung berücksichtigt.<br />
Die hoch präzisen Positioniervorgänge, die <strong>den</strong> gesamten Produktionsfluss<br />
<strong>im</strong> Printmedienbereich (Pre-Press, Press, Post-<br />
Press) kennzeichnen, erfordern eine strenge Synchronisierung<br />
der zahlreichen Achsen. Diese wird in <strong>den</strong> meisten Fällen von einer<br />
einzigen Master-Achse abgeleitet und stellt hohe Anforderungen<br />
an die Übertragungsbandbreite des Kommunikationsmediums.<br />
Allerdings reicht die Bandbreite – angesichts heutiger Druck geschwindigkeiten<br />
und bei Abtastzeiten der Druckmarken-Sensoren<br />
um 2 µs – selbst bei Verwendung von Ethernet nicht aus, wenn<br />
die Antriebe sequentiell angesprochen und abgefragt wer<strong>den</strong>.<br />
Bandbreitenopt<strong>im</strong>ierung durch POWERLINK<br />
Um diesen Zeitdruck zu reduzieren, helfen drei Eigenschaften des<br />
POWERLINK-Echtzeitprotokolls für Ethernet. Eine davon ist die<br />
Fähigkeit zum Querverkehr, das heißt, alle Antriebs-Netzwerknoten<br />
empfangen zeitgleich und ohne Umweg über <strong>den</strong> Master die<br />
Kommunikationsdaten eines intelligenten Netzwerkknotens. <strong>Sie</strong><br />
können ohne Zeitversatz gleichzeitig reagieren.<br />
Der zweite beschleunigende Mechanismus innerhalb des Protokolls<br />
ist die Möglichkeit zum Multiplexen der Slave-Nodes.<br />
Da die Rückmeldung von <strong>den</strong> Antrieben bei weitem nicht so<br />
zeitkritisch ist wie das Synchronisationssignal, müssen nicht<br />
alle Knoten innerhalb desselben Zyklus antworten. Dadurch<br />
können die Kommunikationszykluszeiten auch bei extrem hohen<br />
Achsenzahlen kurz gehalten wer<strong>den</strong>.<br />
Das ermöglicht die Realisierung von Druckmaschinen, bei <strong>den</strong>en<br />
Komplexität, Geschwindigkeit und Präzision nicht jeweils auf<br />
Kosten der anderen opt<strong>im</strong>iert wer<strong>den</strong> müssen, sondern bei <strong>den</strong>en<br />
alle diese Eigenschaften zugleich max<strong>im</strong>iert wer<strong>den</strong> können.<br />
Modularität durch Topologiefreiheit<br />
Eine weitere Systemeigenschaft von POWERLINK, die sich gerade<br />
<strong>im</strong> Bereich der Drucktechnik vorteilhaft auswirkt, ist die<br />
Unabhängigkeit dieser Netzwerktechnologie von der Topologie.<br />
So können in großen Maschinen Kabellängen und Signalwege<br />
opt<strong>im</strong>iert wer<strong>den</strong>. Darüber hinaus ist es möglich, Netze so<br />
aufzubauen, dass auch <strong>im</strong> Fall eines Kabelbruchs noch alle Knoten<br />
erreicht wer<strong>den</strong> und der Betrieb aufrechterhalten wer<strong>den</strong> kann.<br />
Vor allem aber ist es einfach, Druck-Automatisierungslösungen<br />
mit hoher Modularität zu schaffen: Einzelne Farbstufen, aber auch<br />
sämtliche Post-Press-Maschinen können so als abgeschlossene<br />
Kompletteinheiten in sich vernetzt und mittels Steckverbindung<br />
flexibel zu größeren Produktionsstraßen zusammengefasst<br />
wer<strong>den</strong>. Und das auch nachträglich.<br />
»Zur Zeit gibt es auf dem Markt der Industrieautomation kein<br />
anderes Kommunikationsprotokoll, das die Anforderungen von<br />
Printmedien-Produktionsmaschinen besser erfüllt«, sagt Dr.<br />
Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B&R.<br />
»Wachsende Komplexität, steigende Achsenzahlen, der Trend zu<br />
höheren Geschwindigkeiten bei höchster Präzision sowie schnelle<br />
und sichere Reaktionen <strong>im</strong> Fehlerfall prädestinieren POWERLINK<br />
zum Standard in dieser Branche.«<br />
50<br />
titelstory news technologie report
Was die Kommunikation betrifft, so sind alle Komponenten die in <strong>den</strong> Maschinen<br />
von Cem zum Einsatz kommen, über <strong>den</strong> offenen, echtzeitfähigen und ethernetbasieren<strong>den</strong><br />
Feldbus POWERLINK vernetzt.<br />
Foto: Shaanxi Beiren<br />
Foto: CEM<br />
Shaanxi Beiren nutzt in seinen Druckmaschinen POWERLINK, dessen Präzision das Unternehmen überzeugt hat.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 51
Neue<br />
Ausblicke<br />
In <strong>den</strong> vergangenen zwei Jahrzehnten haben<br />
in der Holzindustrie durch <strong>den</strong> Einsatz<br />
neuer Materialarten umwälzende Veränderungen<br />
stattgefun<strong>den</strong>. Inzwischen wer<strong>den</strong><br />
sowohl für Türen- als auch für Fensterrahmen<br />
PVC und Aluminium anstelle von Holz<br />
eingesetzt. Diese Materialien zeichnen sich<br />
durch opt<strong>im</strong>ale Isolationseigenschaften<br />
aus und sind besonders pflegeleicht. Ein<br />
weiterer Vorteil von Aluminium ist seine Erscheinung:<br />
Zum einen kann es wie natürliches<br />
Holz aussehen, zum anderen ist das<br />
Material in einer Reihe unterschiedlicher<br />
Farbtöne erhältlich.<br />
Dubus, der ursprünglich auf die holzverarbeitende<br />
Industrie ausgerichtete Hersteller<br />
von industriellen Abbundanlagen, hat<br />
diese Entwicklung rechtzeitig erkannt und<br />
sein komplettes Maschinenportfolio angepasst.<br />
Die Maschinen fertigen nun Aluminium-,<br />
PVC- und Verbundwerkstoffe.<br />
Nicht nur der Trend zu neuen Werkstoffen,<br />
sondern auch die wirtschaftlichen Faktoren<br />
stellen eine Herausforderung für<br />
die Holzbranche dar. Die Nachfrage nach<br />
Türen- und Fensterrahmen ist seit jeher<br />
zyklischen Schwankungen unterworfen.<br />
Der Grund: Die Nachfrage ist eng mit dem<br />
Wohnbau und dem Ausgabeverhalten der<br />
Haushalte verknüpft. Aufgrund eines<br />
leichten Rückgangs in der Bauindustrie<br />
und geringeren Investitionen der Kun<strong>den</strong><br />
in dieser Branche hat die Dubus Group<br />
ihre Geschäftstätigkeit auf Werkstätten<br />
für die Produktion von Industrieprofilen<br />
ausgedehnt, die unter anderem in der<br />
Automobil-, Schienenfahrzeug- und Luftfahrtindustrie<br />
verwendet wer<strong>den</strong> und nicht<br />
<strong>den</strong>selben Markttrends unterliegen wie die<br />
Holzindustrie. Dies eröffnet dem Unternehmen<br />
neue Möglichkeiten.<br />
Modulares Maschinenkonzept besticht<br />
durch Flexibilität<br />
Dubus-Maschinen wer<strong>den</strong> vor allem für die<br />
folgen<strong>den</strong> vier Fertigungsverfahren eingesetzt:<br />
Zuschnitt, Zerspanung, Montage<br />
und Handhabungstechnik. Jede Maschine<br />
von Dubus ist speziell auf <strong>den</strong> Kun<strong>den</strong> zugeschnitten<br />
und stellt eine Kombination<br />
aus <strong>den</strong> oben genannten Prozessen nach<br />
Vorgabe des Kun<strong>den</strong> dar.<br />
52<br />
titelstory news technologie report
Ob langlebiger Kunststoff,<br />
witterungsbeständiges<br />
Aluminium oder<br />
facettenreiches Holz –<br />
bei Fenstern und Türen<br />
haben Kun<strong>den</strong> die Qual<br />
der Wahl. Maschinen<br />
von Dubus verarbeiten<br />
alle diese Werkstoffe.<br />
Möglich macht dies ein<br />
modulares Maschinenkonzept,<br />
das hohe<br />
Anforderungen an die<br />
Automatisierung stellt.<br />
Mit B&R entstand die<br />
perfekte Lösung.<br />
© iStockphoto<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 53
»Die umfassende Produktpalette von B&R vermag es, all unseren Bedürf -<br />
nissen hinsichtlich der Steuerungskomponenten, Servoantriebe und<br />
Bedienein heiten gerecht zu wer<strong>den</strong>.«<br />
Xavier Demas, Automation Manager bei der Dubus Group<br />
Es ist schier unmöglich gewor<strong>den</strong>, Spezialmaschinen<br />
schnell an die sich ständig<br />
ändern<strong>den</strong> Kun<strong>den</strong>anforderungen anzupassen.<br />
Dies liegt nicht zuletzt an der Erweiterung<br />
des Kun<strong>den</strong>stamms sowie an<br />
<strong>den</strong> neuen Werkstoffen, die verwendet<br />
wer<strong>den</strong>. Um diesen Herausforderungen<br />
gerecht zu wer<strong>den</strong>, hat sich der Holzmaschinenspezialist<br />
Dubus dazu entschlossen,<br />
neue Maschinenreihen zu entwickeln,<br />
<strong>den</strong>en ein innovatives modulares Konzept<br />
zugrunde liegt. Jede Maschine stellt eine<br />
kun<strong>den</strong>spezifische Zusammenstellung aus<br />
standardmäßigen und wiederverwendbaren<br />
mechatronischen Bausteinen dar.<br />
Ob Zuschnitt, Zerspanung, Montage oder Handhabungstechnik – Automation Studio von B&R löst alle<br />
CNC- und Automatisierungsaufgaben mühelos.<br />
Das modulare Maschinenkonzept von B&R bietet ein Höchstmaß an Flexibilität – unverzichtbar bei<br />
individuellen Spezialmaschinen und sich ständig ändern<strong>den</strong> Kun<strong>den</strong>anforderungen.<br />
B&R sorgt für opt<strong>im</strong>ale Abst<strong>im</strong>mung<br />
Mit der Automatisierung der neuen Maschinen<br />
hat die Dubus Group B&R betraut. Die<br />
Systeme und der Support von B&R ermöglichen<br />
es Dubus, die Maschinen <strong>im</strong> Einklang<br />
mit dem Modularisierungs- und Standardisierungsprinzip<br />
zu automatisieren. Xavier<br />
Demas, Automation Manager der Dubus<br />
Group, erklärt, aus welchem Grund seine<br />
Wahl auf B&R gefallen ist: »Die umfassende<br />
Produktpalette von B&R vermag es,<br />
all unseren Bedürfnissen hinsichtlich der<br />
Steuerungskomponenten, Servoantriebe<br />
und Bedieneinheiten gerecht zu wer<strong>den</strong>.<br />
Des Weiteren eignet sich das Software-<br />
Tool Automation Studio von B&R ideal für<br />
unser modulares Maschinenkonzept.«<br />
Dubus-Maschinen mit<br />
B&R-Technik ausgestattet<br />
Inzwischen wird für die neuen Dubus-Maschinen<br />
eine beachtliche Anzahl von Produkten<br />
aus <strong>den</strong> verschie<strong>den</strong>en B&R-Reihen<br />
eingesetzt. Hierzu gehören X20-PC-basierte<br />
SPSen, X20 I/Os und Power Panels<br />
für sämtliche Steuerungs- und Visualisierungsaufgaben,<br />
ACOPOSmulti-Servoantriebe<br />
für CNC-Aufgaben, Stangenlader, ACOPO-<br />
Sinverter-Frequenzumrichter für Spindeln,<br />
Förderanlagen und Schrittmotoren für die<br />
54<br />
titelstory news technologie report
zahlreichen unterschiedlichen Einstellungen<br />
bei der Einrichtung von Anlagen.<br />
Die umfangreichen Funktionen der in Automation<br />
Studio integrierten Soft-CNC decken<br />
sämtliche Bearbeitungsverfahren der Maschinen<br />
ab – das heißt Zuschnitt, Bohren<br />
und Fräsen. Alle entsprechen<strong>den</strong> CNC-Aufgaben<br />
sowie sämtliche weitere Automatisierungsaufgaben<br />
wer<strong>den</strong> modular gelöst.<br />
Auf diese Weise lassen sich die einzelnen<br />
Aufgaben äußerst einfach miteinander<br />
kombinieren und können reibungslos in<br />
andere Aufgaben, wie Förderschritte und<br />
Handling, integriert oder auch unabhängig<br />
von Werkzeug und Profilformat erneut<br />
genutzt wer<strong>den</strong>. Hierfür bedarf es lediglich<br />
einiger Einstellungsänderungen. Das<br />
Eingeben neuer Programmlinien erübrigt<br />
sich. Hinzu kommt, dass die Arbeit an allen<br />
modular konzipierten Maschinenvarianten<br />
nun innerhalb eines einzigen Projektes in<br />
Automation Studio möglich ist.<br />
B&R-Lösung überzeugt Dubus<br />
Durch die äußerst hohe Flexibilität von<br />
Automation Studio und das umfangreiche<br />
Produktportfolio sind die B&R-Systeme<br />
nun für alle neueren Maschinen der Dubus<br />
Group standardisiert. »Wir profitieren sehr<br />
von der Partnerschaft mit B&R, da uns die<br />
flexiblen und kompetenten Dienstleistungen<br />
des Unternehmens an all unseren<br />
Standorten zur Verfügung gestellt wer<strong>den</strong>«,<br />
so Demas.<br />
Die Dubus Group ist mit der Zusammenarbeit<br />
rundum zufrie<strong>den</strong> und plant <strong>info</strong>lgedessen,<br />
jedes Quartal eine neue Maschine<br />
mit einer Automatisierungslösung von B&R<br />
zu entwickeln.<br />
Aluminium bietet als moderner Werkstoff vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten, hohe Stabilität und Langlebigkeit.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 55
Direkt<br />
ins Ziel<br />
Be<strong>im</strong> Verfahren von Kranlasten<br />
entstehen Pendelbewegungen,<br />
die ein schnelles und treffsicheres<br />
Absetzen erschweren. Bisherige<br />
Konzepte dem entgegenzuwirken<br />
sind zwar wirksam aber komplex<br />
und teuer. Eine elegante und<br />
kostengünstige Softwarelösung<br />
hingegen ist nun für die B&R-Entwicklungsumgebung<br />
Automation<br />
Studio verfügbar.<br />
In der Produktionshalle wie am Containerumschlagplatz herrscht<br />
hoher Zeitdruck. Unproduktive Nebenzeiten gilt es deshalb zu<br />
reduzieren. Die Lösung: die Transportzeiten zwischen Produktionsschritten<br />
sowie be<strong>im</strong> Be-, Ent- und Umla<strong>den</strong> verkürzen. Zugleich<br />
steigen die Anforderungen, die Last präzise abzusetzen,<br />
<strong>den</strong>n Ungenauigkeiten könnten sowohl die Last als auch das Ziel<br />
beschädigen.<br />
Bei Kränen hängt die zu bewegende Last an Seilen und stellt daher<br />
ein Pendel dar, das mit jedem Beschleunigungs- und Bremsvorgang<br />
einen neuen Schwingungs<strong>im</strong>puls erhält. Im Freien kommt<br />
noch der Einfluss des Windes hinzu. Im Produktionsprozess darauf<br />
zu warten, dass die Last ausgependelt ist, kommt nicht in Frage.<br />
Ebenso wenig soll der Lauf verlangsamt wer<strong>den</strong>, was zwar die<br />
Pendelbewegung verringern würde, aber auch mehr Zeit kostet.<br />
Pendelbewegungen gezielt entgegenwirken<br />
So genannte Anti-Sway-Systeme sollen der Pendelbewegung entgegenwirken.<br />
Dabei handelt es sich traditionell um Vorrichtungen,<br />
die mittels Gegenzug die Pendelbewegungen dämpfen. Zum Einsatz<br />
kommen zusätzliche Seilwin<strong>den</strong>, die hydraulisch gesteuert<br />
wer<strong>den</strong>. Solche Lösungen setzen jedoch der Dynamik enge Grenzen.<br />
Zudem sind sie kostspielig beziehungsweise wartungsintensiv.<br />
© iStockphoto<br />
56<br />
titelstory news technologie report
03.13<br />
titelstory news technologie report 57
»Mit der von mir entwickelten Lösung<br />
können Anwender der Entwicklungsumgebung<br />
Automation Studio von B&R rasch,<br />
einfach und ohne vertiefte Mathematikkenntnisse<br />
schwingungsarme Seilförderanwendungen<br />
entwickeln.«<br />
Dr. Gernot Grabmair, Prof. für Elektro- und<br />
Regelungstechnik und Einzelunternehmer.<br />
Alternativ könnten gezielte gegenläufige Bewegungen der Kranbrücke,<br />
der Laufkatze und der Haupt-Seilwinde selbst <strong>den</strong> Pendelbewegungen<br />
entgegenwirken.<br />
Viele Ansätze für elektronisches Anti-Sway sind jedoch nur eingeschränkt<br />
anwendbar. Eines davon ist zum Beispiel das Input-<br />
Shaping, das weitgehend auf kleine Auslenkungen und annähernd<br />
konstante Seillängen beschränkt ist. Es basiert auf dem Prinzip,<br />
die Eigenschwingung einer Last zu kürzen, indem sie mit <strong>im</strong>pulsartigen<br />
Bewegungen überlagert wird.<br />
Der Bahnkurven-Folgeregler hingegen beeinflusst die Sollbewegung<br />
der Krankatze und damit <strong>den</strong> Sollwinkel der Last für beliebige<br />
vorgegebene Bewegungsprofile. Diese reglerbasierten Ansätze<br />
geben als Stellgröße jedoch üblicherweise Motormomente vor<br />
und verhindern dadurch <strong>den</strong> Einsatz von bereits <strong>im</strong> Motorsteuer<br />
gerät integrierten Geschwindigkeitsreglern oder ändern unerwünschterweise<br />
zusätzlich die Seillänge, was zu erheblichen<br />
Ver lustleistungen führt.<br />
Kombinierter Ansatz verspricht Erfolg<br />
»Wir haben einen Ansatz umgesetzt, bei dem es sich <strong>im</strong> Wesentlichen<br />
um eine Kombination des Bahnkurvenfolge-Regelungskonzepts<br />
mit wahlweiser Sensorunterstützung handelt«, sagt<br />
Prof. Dr. Gernot Grabmair. »Durch Vorgabe der Sollgeschwindigkeit<br />
beziehungsweise -beschleunigung und durch wahlweise Verwendung<br />
von Moment, Kraft oder Geschwindigkeit als Stellgrößen<br />
haben wir eine hinreichend glatte Regelung der Bahnkurven auch<br />
bei variabler Seillänge erreicht.«<br />
Das Regelungskonzept wurde durch Modellierung der Last am Seil<br />
oder an Seilen mit variabler Länge und durch Modellierung des<br />
mechanischen Teils der Dynamik von Krankatze, Portal und Antrieben<br />
erstellt.<br />
Eine systematische Reduktion des nichtlinearen mathematischen<br />
Systemmodells ermöglicht wahlweise die Verwendung der Laufkatzengeschwindigkeit<br />
als Stellgröße. Dabei befreien portorientierte<br />
Modellierungstools davon, Differentialgleichungen für das<br />
S<strong>im</strong>ulationsmodell herleiten zu müssen. Bei Verwendung eines<br />
symbolischen Pakets wie MapleS<strong>im</strong> bleiben diese für weitere<br />
Analysen verfügbar.<br />
Be<strong>im</strong> Regelungskonzept von Dr. Gernot Grabmair ermöglicht die systematische<br />
Reduktion des nichtlinearen mathematischen Systemmodells die wahlweise<br />
Verwendung der Laufkatzengeschwindigkeit als Stellgröße.<br />
Ressourcenschonend modellieren<br />
»Heutige portorientierte Modellierungswerkzeuge wie S<strong>im</strong>ulink,<br />
MapleS<strong>im</strong> oder das an der FH Wels für <strong>den</strong> Einsatz <strong>im</strong> Bereich<br />
58<br />
titelstory news technologie report
Bei Kränen hängt die zu bewegende Last an Seilen und stellt daher ein Pendel dar, das mit jedem Beschleunigungs- und Bremsvorgang einen neuen Schwingungs<strong>im</strong>puls<br />
erhält. Anti-Sway-Konzepte versuchen dem entgegenzuwirken.<br />
© iStockphoto<br />
industrieller Steuerungen und eingebetteter System weiterentwickelte<br />
lizenzfreie Scilab/XCos gestatten die ressourcenschonende<br />
Modellierung, Überprüfung und Opt<strong>im</strong>ierung von Steuerung<br />
und Regelung für Aufgaben wie die Schwingungsunterdrückung<br />
bei Kränen«, sagt Grabmair. »Da wäre es ein Verschenken von Effizienz,<br />
würde man in der Programmierung die zugrunde liegende<br />
Mathematik jedesmal neu algorithmisch nachvollziehen.«<br />
Die Möglichkeit zur flexiblen Programmierung von B&R-Automatisierungssystemen<br />
in Automation Studio unter Verwendung der<br />
weitverbreiteten Programmiersprache C ermöglicht die Einbindung<br />
etlicher Modellierungs- und S<strong>im</strong>ulationstools. Aus deren Modelldaten<br />
kann automatisch C-Code generiert und an Automation<br />
Studio übergeben wer<strong>den</strong>.<br />
Besonders komfortabel ist die Übergabe bereits <strong>im</strong> Fall von S<strong>im</strong>ulink<br />
gelöst, für das seit geraumer Zeit ein eigenes Automation Studio<br />
Target Modul existiert. Eine ähnlich komfortable Anbindung ist seit<br />
Mitte 2012 für MapleS<strong>im</strong> verfügbar. Damit kann die Durchgängigkeit<br />
der Entwicklungsarbeit bis zum Test der Anwendung unter Verwendung<br />
der tatsächlichen Zielhardware und eines echtzeitfähig<br />
s<strong>im</strong>ulierten Streckenmodells bis zur Emulation (Hardware in the<br />
Loop) reichen. Diese Möglichkeit, aus dem S<strong>im</strong>ulationssystem direkt<br />
auf die Steuerung zuzugreifen, bringt neben dem Generieren<br />
des Quellcodes und der automatischen Einbindung in AS-Projekte<br />
auch für die Inbetriebnahme bedeutende Erleichterungen.<br />
Die Produktivität um das Fünffache erhöhen<br />
In Tests für Feinpositionierbewegungen konnte mit der vorgestellten<br />
Lösung die Produktivität nachweislich bis zum Fünffachen<br />
erhöht wer<strong>den</strong>. Vor allem Anwendungen in der Intralogistik<br />
bergen ein erhebliches Verbesserungspotential. Einige Funktionen<br />
stehen Anwendern von Automation Studio bereits als Funktionsblöcke<br />
zur Verfügung, etwa das schwingungsberuhigte Verfahren<br />
der Laufkatze und der Multi-rate-Beobachter zur Einbindung<br />
langsam abtastender Sensoren.<br />
»So steht diese Entwicklung allen B&R-Kun<strong>den</strong> in leicht anwendbarer<br />
Form kostengünstig und mit professioneller Unterstützung<br />
für die Inbetriebnahme zur Verfügung«, freut sich Grabmair.<br />
»Rasch, einfach und ohne vertiefte Mathematikkentnisse können<br />
sie schwingungsarme Seilförderanwendungen entwickeln.«<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 59
Getriebelos,<br />
voll integriert<br />
Um am Markt konkurrenzfähig zu bleiben, benötigen Maschinenbauer eine<br />
effiziente Lösung, mit der sie ihre Automatisierungskonzepte umsetzen. Ein<br />
leistungs starkes Tool ist erforderlich, um Maschinen konfigurieren, s<strong>im</strong>ulieren<br />
und programmieren zu können. Dazu muss von der Visualisierung über die<br />
Sicherheitstechnik bis hin zu komplexen Antriebslösungen alles in einem<br />
Softwarepaket integriert sein. Dieser anspruchsvolle Ansatz ist für Bielloni<br />
Converting keine Wunschvorstellung mehr, sondern wahr gewor<strong>den</strong>.<br />
Bereits seit <strong>den</strong> Neunzigerjahren verwendet<br />
Bielloni Converting SPS und I/Os von<br />
B&R. Die neue getriebelose Maschinenserie<br />
weist nun ein mittels Automation Studio<br />
konfiguriertes und programmiertes vollintegriertes<br />
Steuerungssystem auf. Dieses<br />
umfasst auch ACOPOSmulti-Servoantriebe<br />
und die auf openSAFETY basierende funktionale<br />
Sicherheitstechnik.<br />
»Die Verwendung von Bibliotheken und in<br />
Hochsprachen programmierter Softwarepakete<br />
wurde während der Entwicklungsarbeiten<br />
zum entschei<strong>den</strong><strong>den</strong> Faktor«,<br />
stellt Aurelio Riva fest. Er arbeitet in der<br />
Elektronikabteilung von Bielloni. »Sobald<br />
wir die Klischee-Raster-Gruppe, in sich ein<br />
komplexes Subsystem, definiert hatten,<br />
konnte die Definition der anderen Gruppen<br />
einfach durch erneute Indizierung unter<br />
Verwendung von existierendem Code erfolgen.<br />
So sparen wir enorm viel Zeit.«<br />
Hohe Druckgeschwindigkeit<br />
mit zehn Farben<br />
Bei der neuen Telia 8 FSC handelt es sich<br />
um die aktuellste Entwicklung von Bielloni<br />
Converting. <strong>Sie</strong> weist das FSC-System (FSC:<br />
Fast Sleeve Change) in Kombination mit getriebeloser<br />
Technik auf und wird zur Gänze<br />
mit B&R-Elektronik gesteuert. Diese Flexodruckmaschine<br />
bedruckt Bahnen bei hoher<br />
Geschwindigkeit mit bis zu zehn Farben.<br />
Die perfekte Synchronisierung aller Achsen<br />
der Maschine über das deterministische<br />
Echtzeit-Kommunikationssystem Ethernet<br />
POWERLINK garantiert ein sehr hohes Maß an<br />
Druckgenauigkeit. Die Produktion von sechs<br />
oder sieben Druckjobs pro Arbeitsschicht<br />
ist für eine Telia-Maschine nichts Außergewöhnliches.<br />
Das bedeutet für <strong>den</strong> Anwender<br />
eine Reduktion der Maschinenstillstandszeiten,<br />
sehr begrenzte Bedienereingriffe<br />
und eine stark verringerte Makulatur.<br />
ACOPOSmulti-Servoantriebe überzeugen<br />
Eine Herausforderung während der Entwicklung<br />
der Telia-Maschine stellte die<br />
Achs synchronisierung während der Zustellung<br />
der Formatwalzen dar: Die Zustellung<br />
der Druckzylinder zum Zentralzylinder verursacht<br />
eine Verlangsamung, sobald beide<br />
sich berühren und eine Beschleunigung,<br />
wenn sie sich lösen. Ohne ausgleichende<br />
Maßnahmen hätten diese Geschwindigkeitsänderungen<br />
eine schlechte Druckqualität<br />
zur Folge.<br />
Diese Herausforderung wurde durch entsprechende<br />
Feinabst<strong>im</strong>mungen in <strong>den</strong><br />
ACOPOS multi-Servoantrieben und durch die<br />
Verwendung von Motoren mit hohem Trägheitsmoment<br />
erfolgreich gelöst. Die ACO-<br />
POSmulti-Systeme sind extrem kompakt<br />
und sparen so wertvollen Raum <strong>im</strong> Schaltschrank.<br />
Zudem lassen sie sich sehr einfach<br />
und schnell verdrahten. Ein weiterer<br />
60 titelstory news technologie report<br />
03.13
© iStockphoto<br />
Flexodruckmaschinen vom italienischen Maschinenbauunternehmen<br />
Bielloni Converting haben bis zu zehn Druckwerke und<br />
wer<strong>den</strong> vor allem <strong>im</strong> flexiblen Verpackungsdruck eingesetzt.
Vorteil dieser integrierten Lösung ist der<br />
einfache Zugriff auf alle Diagnosedaten.<br />
Effizienter Support über das WWW<br />
»Bielloni-Maschinen sind auf der ganzen<br />
Welt <strong>im</strong> Einsatz. Manchmal benötigen unsere<br />
Kun<strong>den</strong> Hilfe und die beste Art, mit<br />
diesen Anfragen umzugehen, ist per Fernunterstützung«,<br />
sagt Riva. »Das funktioniert<br />
sehr einfach: Um uns mit der Maschinensteuerung<br />
be<strong>im</strong> Maschinenbetreiber zu<br />
verbin<strong>den</strong>, brauchen wir nur einen PC mit<br />
Internet-Anschluss und einen kostenfreien<br />
VNC-Client. Auf diese Weise können wir die<br />
Stillstandszeiten der Maschine verringern,<br />
unseren Kun<strong>den</strong> Wartungskosten ersparen<br />
sowie statistische Maschinenbetriebsdaten<br />
sammeln.«<br />
Zwei Hauptgründe waren vor mehr als<br />
zwanzig Jahren ausschlaggebend, dass<br />
Bielloni seine Maschinen mit Elektronik<br />
und der Programmierumgebung von B&R<br />
ausgestattet hat: „Die Integration aller<br />
Steuerungsfunktionen in einem einzigen<br />
Werkzeug wie Automation Studio und die<br />
außergewöhnliche Flexibilität und Offenheit<br />
der Lösung”, sagt Riva.<br />
»Ohne irgendwelche Änderungen an der<br />
Maschinen-Software vorzunehmen, können<br />
wir die Hardware skalieren«, fährt Riva fort,<br />
»während wir in der Vergangenheit auch<br />
viele Produkte von Drittanbietern eingesetzt<br />
haben, migrieren wir unsere Maschinen<br />
mittlerweile sanft in Richtung einer<br />
kompletten B&R-Automatisierungslösung.«<br />
Völlig einfache Safety-Integration<br />
Die Norm EN ISO 13849-1:2008 regelt Sicherheitsanforderungen<br />
für Maschinen. Bielloni<br />
hat durch die Verwendung von leistungsfähiger,<br />
aktueller Technologie zur Sicherstellung<br />
einer sicheren und zuverlässigen<br />
Anstatt die Achsen <strong>im</strong> Sicherheitsfall<br />
zu stoppen, wird die Sicherheitsfunktion<br />
SLS (sicher begrenzte Geschwindigkeit)<br />
eingesetzt. Möglich macht dies<br />
die intelligente Sicherheitslösung von<br />
B&R: Smart Safe Reaction auf Basis<br />
des einzig offenen und unabhängigen<br />
Sicherheitsprotokolls openSAFETY.<br />
Dank der kompakten Bauweise der ACOPOSmulti konnte Platz <strong>im</strong> Schaltschrank eingespart wer<strong>den</strong>, zudem<br />
lassen sie sich schnell und einfach verdrahten.<br />
62<br />
titelstory news technologie report
Die Integration aller Steuerungsfunktionen<br />
in einem einzigen Werkzeug wie Automation<br />
Studio und die außergewöhnliche Flexibilität<br />
und Offenheit der Lösung sind der<br />
Grund, weshalb Bielloni seine Maschinen mit<br />
Elektronik und der Programmierumgebung<br />
von B&R ausgerüstet hat.<br />
Aurelio Riva, Elektroniker bei Bielloni<br />
Arbeitsumgebung für Kun<strong>den</strong> <strong>im</strong>mer schon<br />
einen starken Fokus auf die Maschinensicherheit<br />
gerichtet. Die neue FSC-Maschine<br />
Telia 8 ist mit einer integrierten Sicherheitslösung<br />
von B&R ausgestattet. Diese ersetzt<br />
ein zusätz liches, dediziertes Sicherheitssteuerungssystem.<br />
Die neue Lösung spart<br />
Kosten, Entwicklungszeit, Verdrahtungsaufwand<br />
und Platz <strong>im</strong> Schaltschrank. Ein weiterer<br />
großer Vorteil ist die Verfügbarkeit einer<br />
kompletten Palette intelligenter SafeMC-<br />
Funktionen für die sichere Motoransteuerung.<br />
So kommt be<strong>im</strong> Zentralzylinder sowie<br />
<strong>den</strong> Format- und Rasterwalzen-Achsen die<br />
Sicherheitsfunktion SLS (sicher begrenzte<br />
Geschwindigkeit – safely l<strong>im</strong>ited speed)<br />
zum Einsatz wenn die Maschinentür geöffnet<br />
wird. Aus dieser neuen Funktionalität<br />
resultieren zahlreiche Verbesserungen:<br />
Zum Beispiel wird vermie<strong>den</strong>, dass die Tinte<br />
eintrocknet. Dies hätte anschließend einen<br />
Reinigungsvorgang und Neustart der Maschine<br />
zur Folge, weil die Rasterwalze angehalten<br />
wer<strong>den</strong> muss. Insgesamt wird die<br />
Maschinenstillstandszeit durch sicherheitsrelevante<br />
Ereignisse stark verkürzt.<br />
In <strong>den</strong> Bereichen der Auf- und Abwickler<br />
sind zum Schutz der Maschinenbediener<br />
Lichtvorhänge montiert. Diese Implementierung<br />
von Smart Safe Reaction basiert<br />
auf der feldbusunabhängigen Technologie<br />
openSAFETY.<br />
Bielloni Converting hat bei der Umsetzung der Telia 8 FSC auf die Automatisierungskompetenz von B&R gesetzt. Das Ergebnis: eine Flexodruckmaschine, die<br />
ihresgleichen sucht.<br />
03.13<br />
titelstory news technologie report 63
Entwicklungswerkzeuge<br />
effizient gekoppelt<br />
Round-Trip-Engineering: Benutzer profitieren <strong>im</strong> Engineeringprozess vom reibungslosen Datenaustausch zwischen Automation Studio 4 und EPLAN Electric P8.<br />
Perfektes Zusammenspiel:<br />
Automation<br />
Studio 4 und EPLAN<br />
Electric P8<br />
Version 4 des B&R-Engineering-Werkzeugs<br />
Automation Studio und EPLAN Electric P8<br />
sind effizient gekoppelt. Hardwarekonfiguration,<br />
I/O-Mapping und Prozessvariablen<br />
wer<strong>den</strong> automatisiert zwi schen <strong>den</strong> bei<strong>den</strong><br />
Werkzeugen ausgetauscht und synchronisiert.<br />
Möglich macht dies der Mechanismus<br />
des Round-Trip-Engineerings. Die<br />
Schnittstelle unterscheidet sich dadurch<br />
klar von bisher gewohnten Import-/Export-<br />
Schnittstellen. Ein Eingreifen des Benutzers<br />
ist jederzeit möglich, aber <strong>im</strong> Regelfall<br />
nicht notwendig.<br />
Max<strong>im</strong>um an Transparenz und Komfort<br />
Unterstützt wer<strong>den</strong> alle Arten von Entwicklungsabläufen.<br />
Es spielt dabei keine Rolle,<br />
ob ein Projekt in der Software-Entwicklung<br />
oder in der Elektroplanung startet. Auch<br />
Projekte, bei <strong>den</strong>en in bei<strong>den</strong> Disziplinen<br />
hochgradig parallel gearbeitet wird, wie<br />
bei agilen Vorgehensweisen üblich, lassen<br />
sich umsetzen. Ein intelligenter Abgleichmechanismus<br />
bietet dem Anwender jederzeit<br />
ein transparentes Bild über Differenzen<br />
zwischen Projektstän<strong>den</strong> und leitet<br />
durch das Zusammenführen von unterschiedlichen<br />
Projektstän<strong>den</strong>. Unabhängig<br />
davon, ob in großen oder kleinen Projektumgebungen<br />
gearbeitet wird, die Kopplung<br />
zwischen Automation Studio und<br />
EPLAN Electric P8 bietet ein Höchstmaß an<br />
Transparenz und Komfort.<br />
Der Schlüssel zu erfolgreicher<br />
Entwicklung<br />
Verschie<strong>den</strong>e Werkzeuge, die <strong>im</strong> Entwicklungsprozess<br />
verwendet wer<strong>den</strong>, zu koppeln,<br />
schafft Vorteile: Durch Parallelisierung<br />
von Arbeitsabläufen wer<strong>den</strong> Entwicklungszeiten<br />
gesenkt und Reaktionszeiten verkürzt.<br />
Indem Datenmanipulationen automatisiert<br />
erfolgen, wer<strong>den</strong> Fehler durch ma nuelle<br />
Änderungen unterbun<strong>den</strong> und die Qualität<br />
steigt. Sind Projektdaten permanent synchron,<br />
erleichtert das die nachfolgende<br />
Wartungsarbeit und Folgekosten sinken.<br />
Für B&R liegt klar auf der Hand: Ein Schlüssel<br />
für erfolgreiche Projektentwicklung <strong>im</strong><br />
zukünftigen Maschinen- und Anlagenbau<br />
liegt in der effizienten Kopplung aller eingesetzten<br />
Entwicklungswerkzeuge.<br />
64 titelstory news technologie report<br />
03.13
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Perfection in Automation<br />
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