KEM Konstruktion 11.2016

PORTRÄT
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MAGAZIN
KEM Konstruktion: Welche Bedeutung hat denn neben
dem digitalen Zwilling einer ganzen Fabrik der eines
einzelnen Antriebs?
Maier: Für einen Verpackungsmaschinenhersteller steht
natürlich die Simulation des Antriebsstrangs klar im Vordergrund.
Er will die Integration in seine Maschine absichern
(siehe Kasten Riemenkinematik). Das ist das Umfeld, in
dem sich auch Lenze bewegt, hier dominiert der digitale
Zwilling der Kinematik. Wir arbeiten daran, bestimmte Kinematiken
als digitalen Zwilling aufzubauen und sukzessive
zu verifizieren – bei uns sind das die von uns angebotenen
zwölf Antriebs-Maschinenfunktionen. Dabei müssen wir
uns durchaus mit sehr komplexen Kinematiken auseinander
setzen – etwa der von Robotern oder auch schlaffen
Riemen, die eine echte Herausforderung sind. Die Ergebnisse
geben wir unseren Kunden dann natürlich auch an die
Hand, beispielsweise in Form unseres Drive Solution Designers,
kurz DSD, einem Werkzeug zur Auslegung von Antrieben.
Damit lässt sich der Antriebsstrang dimensionieren
und der Energieverbrauch berechnen, Modell und Realität
stimmen schon ganz gut überein. Einige sehr komplexe Kinematiken
können wir auf diesem Wege allerdings nicht
anbieten, weil dann spezielles Know-how gefragt ist – hier
ist unser Service gefragt, wir sind dann Dienstleister und
simulieren das mit dem Kunden gemeinsam.
KEM Konstruktion: Handelt es sich bei der DSD-Software
um eine Eigenentwicklung oder setzen Sie auch
auf Standardsoftware zur Modellierung physikalischer
Systeme?
Maier: Beides – wenn es um die Antriebsdimensionierung
geht, erstellen wir bestimmte Algorithmen lieber selber.
Natürlich nutzen wir aber auch Tools wie Matlab Simulink
für die regelungstechnischen Modelle oder SimulationX
von ESI ITI wenn es darum geht, Mechanik zu simulieren.
An dem Antriebsstrang ‚hängt ja etwas dran‘ – das gilt es
natürlich auch zu simulieren. Und für thermische Simulationen
nutzen wir Icepak von Ansys oder Flowtherm von
Mentor Graphics. Bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit
existiert so etwas in Ansätzen, aber da gibt es
sicher noch Raum für Verbesserug. In der Summe können
wir also über die Simulation schon sehr gut prognostizieren,
wie sich das Gerät tatsächlich verhält. Im Bereich Innovation
haben wir beispielsweise einen Umrichter mit Siliziumkarbid-MOSFETs
gebaut – was den Vorteil hat, dass
man viel höhere Leistungsdichten erreicht und damit wesentlich
kleiner bauen kann. Das Material hält mehr aus
und ist wesentlich schneller als IGBTs. Die Thermik haben
wir dabei gut im Griff, durch die steilen Flanken ist aber die
elektromagnetische Verträglichkeit deutlich kritischer! Die
ersten, die wir gebaut haben, waren bezüglich ihrer EMV-
Charakteristik verheerend.
KEM Konstruktion: Lassen Sie uns abschließend einen
Blick auf das Verhältnis von Mechanik und Elektrotechnik
zu Software werfen. Wie viel Software steckt inzwischen
in ihren Produkten?
Maier: Software und Firmware zusammen machen zwischen
30 und 40 Prozent aus. Softwarekompetenz ist für
Lenze entscheidend, wobei die Anforderungen an das Softwareverständnis,
an die Architektur nach wie vor enorm
hoch sind. Mit Blick auf die verschiedenen Branchen, die
wir adressieren, steckt das Ergebnis in unserer FAST Application
Software Toolbox. Mit entsprechenden Softwarebibliotheken
werden wesentliche Maschinenfunktionen abgedeckt,
die sich per Plug&play in die Steuerung übernehmen
lassen. Um es etwas ironisch zu sagen: Am Ende des
„Viele Fehlermechanismen
lassen sich über
Sekundärparameter
erkennen und
präventiv abstellen.“
Frank Maier,
Mitglied des Vorstands,
Lenze SE
Tages ist das ein Versuch, in der steinzeitlichen 61131-
Steuerungswelt eine Art Objekt-Orientierung zu realisieren
– indem wir versuchen, Funktionen als Objekt zu kapseln.
Dieser Prozess war ganz spannend, da wir an dieser Stelle
unsere Applikationsentwickler aus der PLC-Welt mit den
Softwareentwicklern zusammengebracht haben – nur auf
diese Weise ließ sich die Kundenapplikationssicht sauber
abbilden. Der Vorteil für den Anwender ist: Muss er ansonsten
80 Prozent seiner Zeit in das grundlegende Software-Engineering
stecken, genügen ihm mit FAST 20 Prozent
– er gewinnt also Zeit für die eigentliche Wertschöpfung
mit seinem Kern-Know-how.
KEM Konstruktion:
Die Themen bleiben vielfältig
und spannend –
Herr Maier, wir danken
für das ausführliche Gespräch.
Interview:
Michael Corban,
Chefredakteur
KEM Konstruktion
Kontakt
Lenze SE, Aerzen
Tel. +49 5154 82-0
www.lenze.com
SPS IPC Drives: Halle 1, Stand 360
Details zur FAST Application
Software Toolbox:
http://t1p.de/e1fl
Bild: Sienk/Konradin Mediengruppe
INFO
K|E|M Konstruktion 11 2016 19