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Industrielle Automation 2/2017

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Industrielle Automation 2/2017

STEUERN UND ANTREIBEN

STEUERN UND ANTREIBEN Individualität als Standard Maßgeschneiderte Steuerungsvarianten eröffnen neue funktionale sowie wirtschaftliche Optimierungspotenziale Um den heutigen Anforderungen an Bedieneinheiten gerecht zu werden, hat ein Spezialist für Automatisierungslösungen Funktion, Qualität und Wirtschaftlichkeit in Einklang gebracht. Das Ergebnis ist ein flexibel anpassbares All-in-one-Steuerungskonzept, das Steuerung, IO-Funktionen und Display als integrierte Einheit darstellt. Eine interessante Alternative also für den Serienmaschinenbau. Knapp jeder zweite Maschinenbauer rechnet mit einem steigenden Bedarf an Bediengeräten. Dies ist ein Ergebnis der Marktstudie „Maschinenbedienung 2016“, in der 349 Unternehmen aus dem Maschinenbau sowie Ingenieurbüros in Deutschland befragt wurden. Der Arbeitskreis Steuerungstechnik des VDMA Fachverbands Elektrische Automation hat die Studie konzeptionell unterstützt. Gaben bei der gleichen Studie im Jahr 2002 noch 23 % der Maschinenbauer an, 100 und mehr Bedienplätze jährlich auszustatten, waren es 2016 bereits 39 Prozent. Dabei verwenden Maschinenbauer überwiegend Bedieneinheiten, die entweder ausschließlich mit Touchscreen ausgestattet sind oder bei denen Touchscreen und Tastatur kombiniert werden. Gleichzeitig ist gemäß der Studie ein Trend zu verzeichnen, dass Maschinenbauer die Bediengeräte von ihrem Ausrüster für Automatisierungstechnik möglichst „aus einer Hand“ erhalten möchten. Unter den Kaufentscheidungsgründen für ein Bediengerät rangiert dieses Argument an dritter Stelle hinter den technischen Anforderungen und der Qualität. Touch-Bediengeräte unter wirtschaftlichen Aspekten Wie lassen sich also funktionale Anforderungen, Qualität und Preis unter einen Hut bringen? Flexibel anpassbare All-in-One Steuerungskonzepte, die Steuerung, IO- Funktionen und Display integrieren, bieten hier eine interessante Alternative für den Serienmaschinenbau. Das zeigt sich z. B. am Bedienteil, das schätzungsweise maximal 10 % des Maschinenpreises ausmachen darf. Bei herkömmlichen Architekturen aus modularer Steuerungstechnik und einem Panel-IPC (bzw. Touch-Panel mit separatem IPC) sind hier jedoch schnell die Budgets ausgereizt, dies gilt besonders für kleine und mittlere Serienmaschinen mit überschaubaren SPS-Aufgaben oder Motion-Anwendungen für Handling und Fördertechnik. An kleinen Anwendungen auf eine moderne Touch-Bedienung zu verzichten, stellt indes auch längst keine zukunftsfähige Option mehr dar, denn Maschinennutzer erwarten heute Touch-HMIs. Durch welche alternativen Konzepte lassen sich die Kosten für häufig verhältnismäßig teure Komponenten zum Bedienen und Beobachten an einfacheren Maschinen einsparen, zumal sich deren Instandhaltung und Wartung nicht selten recht aufwendig und kostenintensiv gestaltet? Man denke beispielsweise an Betriebssystem- und Software-Updates bei IPC-Technik oder auch Themen wie die langfristige Ersatzteilverfügbarkeit. Reine Embedded Systeme wie die E°EXC Steuerungen von Eckelmann mit eigenem Betriebssystem sind hier im Vorteil, denn sie sind unabhängig von kurzen Update-Zyklen der PC-Betriebssysteme. „Mehr passende Funktionalitäten in weniger Gehäusen“ ist eine sinnvolle Antwort darauf. Von dieser Strategie kann besonders der Serienmaschinenbau profitieren, was anhand der anwendungsoptimierbaren Kompaktsteuerung E°EXC 890 mit DVI- Schnittstelle gezeigt wird. Ein positiver Nebeneffekt einer Reduktion von elektronischen Komponenten ist zudem eine höhere Verfügbarkeit, da Systeme mit weniger Komponenten in der Regel deutlich robuster gegen Störungen sind. Wartungsarme Automatisierungskonzepte wirken sich auch günstig auf die Lebenszykluskosten aus, wenn man bedenkt, dass in Deutschland auf die Wartung und Inspektion von Werkzeugmaschinen allein rund 37 % der Betriebskosten über einen Zeitraum von 10 Jahren entfallen, gefolgt an zweiter Stellen von den Energiekosten mit 21 %. M.Sc. Nils Scholbrock ist Vertriebsingenieur Maschinenautomation bei der Eckelmann AG in Wiesbaden 01 Elektronikfertigung bei Eckelmann in Wiesbaden 54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2017

STEUERN UND ANTREIBEN Hardware-Plattform – modular und funktional erweiterbar Da Maschinenbauer vermehrt kostengünstige und wartungsarme Lösungen für die Maschinenbedienung benötigen, wurde nun die Variante E°EXC 890 mit integrierter DVI-Schnittstelle entwickelt, an die ein Single- Touch-Panel mit 7 bis 10,2"-Bildschirmdiagonale angeschlossen werden kann. Das montagefreundliche Bedienpanel wird dabei in der Regel in die Schaltschranktür eingebaut. Damit wird die Steuerung vor allem interessant z. B. für reine SPS-Anwendungen oder Motion-Control-Anwendungen, an denen bislang aus Kostengründen auf einen Bedien-PC verzichtet werden musste. Mit dem HMI Projektierungswerkzeug von Eckelmann können Bedienmasken und Visualisierungen für die Steuerung erstellt werden, die ohne weitere Hardware auf dem angeschlossenen Displaypanel angezeigt werden. Hierfür stehen auch bewährte HMI-Komplettlösungen für Technologien wie das Schneiden bereit. Die SPS-Anwendung kann über eine umfangreiche IEC 61131-3-konforme Entwicklungsumgebung projektiert und programmiert werden. Bezeichnen könnte man das Basissystem E°EXC 880 als eine Hardware-Innovationsplattform für applikationsoptimierte Kompaktsteuerung mit onboard-I/Os. Ob kompakte Motion-basierte Serienmaschine, SPS- Anwendungen oder kundenspezifische Steuerungslösungen – dank dem modularen und offenen System-Baukasten können in der Hardware-Entwicklung auf das leistungsstarke Basissystem mit einer zweiten Platine applikationsspezifische IO-Funktionen draufgepackt werden, die über den schnellen Systembus in das Embedded-System integriert sind. E°Darc C und E°Darc K Antriebsregler können komfortabel per Plug&Play eingebunden werden. Motion-Bausteine nach PLCopen machen die Programmierung von Achsbewegungen ebenfalls einfach. Die Versionen im Detail 02 Die Controller der Serie E°EXC 890 eignen sich vor allem für reine SPS- oder Motion-Control-Anwendungen Mit ihrer modularisierten Hardwareplattform E°EXC 890 mit DVI-Panel zeigt Eckelmann neue Wege in der Steuerungsausrüstung Elektronische Komponenten von Eckelmann werden wegen ihrer Langlebigkeit im Maschinenbau besonders geschätzt. Ein nach DIN EN ISO 9001 zertifiziertes Qualitätsmanagement in Entwicklung und Produktion stellt sicher, dass die in Wiesbaden entwickelten, gefertigten und getesteten Komponenten die hohen Qualitätsansprüche der Industrie erfüllen. Vor diesem Hintergrund geht der Wiesbadener Steuerungsausrüster Eckelmann AG bereits seit 2013 erfolgreich alternative Wege und entwickelt neben seiner bewährten E°EXC Standard-Controllerfamilie mit modularem IO-System auch All-in-one-Kompaktsteuerungen mit integrierten IO-Funktionen, die auf die spezifischen Anforderungen von Serienmaschinen abgestimmt werden können. Möglich wird dies durch eine Hardware-Plattform, die von den Entwicklern quasi wie ein Baukasten modular angepasst werden kann und funktional weitgehend skalierbar ist – von den verfügbaren IO-Funktionen bis zur individuellen Steckertechnik für eine sichere und schnelle Verdrahtung im Schaltschrank. Dadurch lassen sich gerade an Serienmaschinen die Montagekosten deutlich optimieren. So entstehen maßgeschneiderte Steuerungsvarianten für spezielle Kundenanwendungen oder einfachere Bearbeitungs- und Handlingaufgaben. Kompaktsteuerung mit DVI-Schnittstelle und Panel Die E°EXC 880 verfügt in der Basisversion bereits über eine große Anzahl an Onboard- Schnittstellen: 2 galvanisch getrennte CAN- Busse, 1 EtherCAT-Master, 1 Ethernet Schnittstelle, serielle Schnittstellen (1 × RS-232, 1 × RS-422, 1 × RS-485/RS-422 umschaltbar), 20 digitale Ein- und 16 digitale Ausgänge sowie 4 analoge Ein- und 4 analoge Ausgänge. In der Variante der E°EXC 890 mit DVI-Schnittstelle wurden 16 digitale Eingänge und 10 digitale Ausgänge realisiert. EtherCAT und CANopen stehen als Bussysteme zur Verfügung, um z. B. die Antriebstechnik anzubinden. Die Projektierung kann komfortabel per Ethernet-Verbindung auf die Steuerung übertragen werden. Wie wandlungsfähig die Plattform ist, zeigt z. B. die Variante E°EXC 882. Entwickelt wurde sie für die Steuerungsausrüstung von kleineren CNC-Schneidmaschinen und ähnliche Anwendungen mit bis zu vier analogen Achsen und einem Ausgang zur Pulsweitenmodulation, die speziell für Emerging Marktes im Maschinenbau konzipiert ist. Zusammenfassung Die Vorteile einer Kompaktsteuerung mit applikationsoptimierten onboard-IOs liegen auf der Hand: Es müssen keine Module mehr zusammengesteckt werden und die Verkabelung wird deutlich vereinfacht. Und durch die Unterstützung von DVI können nun auch Bedienpanels direkt an die Steuerung angebunden werden, ohne weitere 03 Die modulare Hardware-Plattform: All-in-one-Kompaktsteuerungen mit integrierten IO-Funktionen und Touch-Panel kosten- und wartungsintensive Komponenten wie einen Panel-IPC. Dies macht die Kompaktsteuerungen von Eckelmann vor allem für kleine und mittlere SPS- und Motion-Anwendungen an Serienmaschinen attraktiv. Fotos: Eckelmann AG www.eckelmann.de Literaturhinweise Ergebnisse der Marktstudie Maschinenbedienung 2016 (25.05.2016).In: http://www.openautomation.de/ detailseite/ergebnisse-der-marktstudie-maschinenbedienung-2016.html, abgerufen 13.02.2017. Ergebnisauszug aus der Marktstudie Maschinenbedienung 2016 (April 2016). Online: http://www. marktstudien.org/pdf/ergebnisauszug-maschinenbedienung.pdf, abgerufen 15.02.2017. Verteilung der Betriebskosten bei Werkzeugmaschinen in Deutschland im Jahr 2010. https://de.statista.com/ statistik/daten/studie/236805/umfrage/lebenszykluskosten-bei-werkzeugmaschinen. INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2017 55

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