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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 />

Abonnieren <strong>Sie</strong> <strong>automotion</strong> unter<br />

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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