KEM Konstruktion 11.2018

AUTOMATISIERUNG
STEUERUNGSSYSTEME
Intelligente Transportsysteme: Acopostrak prozessorientiert programmieren
Kollisionen ausgeschlossen
Mit der Software Mapp Trak lässt sich der Programmieraufwand für die Shuttlebewegungen des
Industrie-4.0-Transportsystems Acopostrak von B&R deutlich reduzieren. Das ebnet den Weg für die
Massenproduktion in Losgröße 1. Das von der Hardware losgelöste, prozessorientierte Programmierkonzept
ermöglicht auf diese Weise eine hohe Flexibilität.
Carmen Klingler-Deiseroth, freie Fachjournalistin, für B&R
Bei der prozessorientierten Programmierung definiert der Applikations-Ingenieur
Regeln, wie sich die Shuttles an bestimmten Triggerpunkten verhalten sollen.
Mapp Trak errechnet dann die optimalen Bewegungen der einzelnen Shuttles
Eine Produktion mit intelligenten Transportsystemen für die individuelle
Massenfertigung auszustatten lohnt sich nur, wenn die
Tracks flexibel und mit geringem Kostenaufwand schnell für Produktvarianten
oder völlig neue Produkte adaptierbar sind. Diese Anforderungen
erfüllt Acopostrak (siehe KEM Konstruktion 04/2018,
S. 44ff: ‚Mechanisch und automatisierungsseitig die leistungsfähige
Basis für Losgröße 1‘). Durch die hochskalierbare Systemarchitektur
lassen sich Layouts mit Tracklängen von mehr als 100 m und mehreren
hundert Shuttles aufbauen.
„Trotz der Komplexität des Tracksystems ist es dennoch leicht handhabbar“,
betont Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies
bei B&R. Dafür benötigen Maschinenbauer oder Betreiber der
Maschine nur die mitgelieferte Systemsoftware Mapp Trak. „Diese
Software ermöglicht beispielsweise die Kollisionsvermeidung, das
Trennen und Zusammenführen von Produktströmen bei voller Geschwindigkeit
oder die Berechnung optimaler Routen.“ Ein Applika -
tions-Entwickler muss sich demnach nicht um diese Aufgaben kümmern
– das spart Engineering-Zeit. Selbst bei verschieden großen
Produkten und Traglasten gibt es keine Kollisionen: Die Produkt -
größe wird konfiguriert oder mit Sensoren gemessen. Mapp Trak
passt die Steuerung der Shuttles automatisch an, damit es zu keinen
Zusammenstößen kommt.
Prozessorientierte
Programmierung
Eine Erleichterung im Engineering ist die prozessorientierte
Programmierung. Hierbei beschreibt
der Applikationssoftware-Ingenieur
in Mapp Trak Regeln, wie sich die Shuttles
am Track verhalten sollen. Die Regeln werden
aktiv, wenn Shuttles virtuelle Triggerpunkte
am Track passieren. Mit dieser einfachen, an
Zustandsautomaten angelehnten Methodik,
lassen sich Bewegungsabläufe am Track effizient
implementieren. Für Acopostrak müssen
so keine Achsen und Bewegungsprofile
für jedes einzelne Shuttle programmiert werden
– das wäre bei einer Anzahl von mehreren
hundert Shuttles und vielen möglichen
Fahrwegen zu aufwändig. Die prozessorientierte Programmierung
ermöglicht zudem, dass Shuttles vom Track genommen oder hinzugefügt
werden können. Dabei ist es nicht erforderlich, die Applika -
tionssoftware zu verändern.
Bild: B&R
Simulation für effizienten Betrieb
Die in Mapp Trak integrierte Simulation macht den reibungslosen
Ablauf schließlich sichtbar. Der Entwickler kann damit zum Beispiel
austesten, mit wie vielen Shuttles und bei welcher Geschwindigkeit
die Applikation die höchste Produktivität aufweist. „An seinem PC
im Büro kann er viele Dinge durchspielen, ohne eine reale Anlage zu
haben“, sagt Davide Migliorisi, Produktmanager Trak-Systeme bei
B&R. Die Software, die auf dem Computer im Büro läuft, ist identisch
mit der Systemsoftware, die später auf der Steuerung verwendet
wird. Ein Wechsel zwischen Simulation und realem Betrieb ist
jederzeit möglich.
Weiterhin lässt sich mit dem B&R Scene Viewer visualisieren, wie
Shuttles mit zusätzlichen mechanischen Elementen wie etwa Verschraubern,
Etikettierern oder Robotern interagieren. Hierfür ist lediglich
ein Step-File des jeweiligen Maschinenelements zu importieren
und dessen Bewegung im Raum und im Laufe der Zeit zu modellieren.
Damit kann der Entwickler nicht nur den Track, sondern
auch das Zusammenspiel mit Zusatzelementen simulieren. Das Zusammenspiel
mit externen mechanischen Elementen funktioniert
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