Automatisieren mit System

Anlagen Dolmetsch

Die Automatisierungskomponenten in einer Maschine erstrecken sich vom Getriebemotor hinauf bis zu den Bedien- und Anzeige-Einheiten mit Antriebsregler und SPS als Bindeglieder. Hier gilt es die Schnittstellen der Geräte aufeinander abzustimmen.

Diesen Schnittstellen kommt gerade in den letzten Jahren eine immer stärker werdende Bedeutung zu, da im Maschinenbau ein Wandel von der monolithischen Maschine hin zum modularen Maschinenkonzept zu beobachten ist. So werden aufwendige mechanische Bewegungskoordinierungen, wie z. B. Königswellen, Nockenschaltwerke oder mechanische Kurvenscheiben, von dezentraler Antriebs- und Steuerungstechnik abgelöst. Diese Entwicklung ist gekoppelt mit einer Modularisierung der Maschinen. Modular aufgebaute Maschinen sind flexibler, erlauben kürzere Inbetriebnahmezeiten und können, wie in einem Baukastensystem, an die speziellen Ausstattungswünsche des Maschinenbetreibers besser angepasst werden. Die starre mechanische Kopplung der Maschinenteile mit einem Zentralantrieb wird durch flexible Einzelantriebe abgelöst. Die mechanische Koordinierung von Bewegungen wird durch Antriebe mit einer übergeordneten Steuerung ersetzt. Dieser Ersatz der Mechanik spart Kosten, reduziert den Energieverbrauch und erleichtert die angestrebte Modularisierung.
Mechanisch können die Maschinen jetzt zwar aus Modulen zusammengesetzt werden, aber die Steuerung der Maschine erfolgt noch in der zentralen SPS. Das bedeutet, sämtliche Informationen aus den einzelnen Maschinenmodulen werden zentral verarbeitet, um dann wiederum Aktionen in den einzelnen Modulen zu bewirken. Diese Verknüpfung von Ein- und Ausgangssignalen kann in den meisten Fällen auch dezentral in den Maschinenmodulen erfolgen. Die zentrale SPS wird dadurch stark entlastet oder entfällt sogar ganz.
Die Maschinenenmodule werden jetzt von Antrieben gesteuert, denn diese sind in nahezu allen Modulen vorhanden und können mit einem entsprechenden Betriebssystem ausgestattet, die Steuerungsfunktionenen mitübernehmen. Sollte die Prozessorleistung nicht ausreichen, wie z. B. bei vielen preisgünstigen Frequenzumrichtern, wird dieser Antrieb einfach um ein Modul mit entsprechender Rechenleistung erweitert. Lenze bietet dem innovativen Maschinenbau mit der Servo PLC den frei programmierbaren Servo-Umrichter und mit der Drive PLC die entsprechende Lösung für den Frequenzumrichter 8200 vector an.
Flexible Lösungswege
Für hochdynamische Anwendungen empfiehlt sich die Servo PLC. Geht es eher um die kostengünstige Lösung mit einem frequenzgeregelten Antrieb wird der 8200 vector mit der Drive PLC eingesetzt. Diese beiden Antriebs-SPSen stehen den konventionellen SPSen um nichts nach. So findet sich der Programmierer schnell in der ihm gewohnten Umgebung zurecht. Die Drive PLC und Servo PLC sind frei programmierbar, verfügen über ein Multitasking-Betriebssystem und werden in den für SPSen üblichen Sprachen der IEC 1131-3 programmiert. Dabei werden alle fünf durch die Norm festgelegten Sprachen unterstützt. Das heißt aber nicht, dass der Programmierer jetzt jegliche Antriebsfunktion selber programmieren muss. Er kann aus einer zur Programmiersoftware mitgelieferten Bibliothek fertige SPS-Programme aussuchen und auf der Antriebs-SPS speichern. Diese Programme kann er aber auch gegebenenfalls an seinen Prozess anpassen.
Die Kommunikation der Maschinenmodule bzw. der Antriebe untereinander erfolgt über den integrierten Systembus (CANopen). Hier werden alle für den Betrieb der Maschine relevanten Daten ausgetauscht. Die bereits erwähnte Welle zur Bewegungskoordination der Module wird mit dem Systembus auf “elektronischem Wege” durch die gesamte Maschine geführt. Sollen die Daten aus den einzelnen Modulen an ein zentrales Leitsystem übermittelt werden, so kann dies auch über den Systembus aber auch mit verschiedenen anderen Feldbussystemen wie Profibus, Interbus oder DeviceNet geschehen. Das Leitsystem selbst wird heute üblicherweise mit einem Industrie-PC realisiert. Auch bei der Inbetriebnahme dieses Leitrechners kann der Hersteller der Antriebs- und Automatisierungstechnik für erhebliche Zeit- und damit auch Kostenersparnis sorgen, denn wer kennt schon die Schnittstellen zu den Geräten besser als er. So hat Lenze den Drive Server für solche Leitsysteme geschaffen.
Der Drive Server
Der Drive-Server basiert technisch auf der OPC-Technologie und funktioniert vom Prinzip wie ein Druckertreiber unter Windows, nur eben nicht für den Drucker, sondern für die Lenze-Geräte in der Maschine. Jeder Hersteller eines Druckers bildet über seinen Druckertreiber die Funktionalität des Druckers für alle Anwendungsprogramme einheitlich ab. So können nach der Installation des Drive Servers von Lenze sämtliche Engineeringtools des Leitrechners, wie z. B. Visualisierungs- oder Prozessdatenerfassungssysteme, einfach über diesen herstellerspezifischen “Antriebs-Treiber” auf die intelligenten Feldgeräte zugreifen. Die eigentliche Anpassung der PC-Tools auf die Anwendung erfolgt dabei mit nur wenigen Mausklicks.
Um aber auch dem lokalen Maschinenbediener jederzeit einen Zugriff auf die aktuellen Maschinendaten und -parameter zu gewähren, kommen Bedienterminals zum Einsatz. Auch hier gilt es, den Systemgedanken vom einheitlichen und durchgängigen System fortzusetzen. Lenze bietet dem Maschinenbauer jetzt nicht nur die Getriebemotoren mit den Umrichtern und der Antriebs-SPS, sondern auch eine Auswahl an Bedienterminals. Vom einfachen Textdisplay bis hin zum VGA-Touch-Screen, bei allen ist der Systembus standardmäßig integriert. Die Konfiguration geschieht per PC und per Mausklick stehen sämtliche Antriebsparameter zur Verfügung. o

Lenze Antriebstechnik
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