(Bild: Baumer)
Der EAL580 kombiniert Profinet-Standards mit einer geringen Einbautiefe. Baumer
Winkelstecker oder störanfällige Biegeradien werden vermieden. Baumer
Als plattformunabhängige und skalierbare Lösung unterstützen die Drehgeber EAL580 den OPC-UA-Kommunikationsstandard und verfügen somit über eine offene und an unterschiedliche Anforderungen anpassbare Architektur. So wird der herstellerneutrale Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen möglich. Durch die Auswertung von Geräte- und Diagnosedaten und deren Verknüpfung mit weiteren Informationen ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Angefangen von der Prozessoptimierung über eine verbesserte Auslegung von Maschinen und Anlagen bis hin zur vorbeugenden Wartung und gezielten Planung von Serviceeinsätzen.
Als erste Variante der Drehgeber-Serie kommt der EAL580 mit Profinet-Schnittstelle auf den Markt. Alle weiteren Ethernet-Schnittstellen befinden sich bereits in der Umsetzung. Die Profinet-Variante des Drehgebers kombiniert Profinet-Standards mit den technologischen Möglichkeiten aktueller Kommunikations- und Drehgeberprofile und verfügt über verschiedene Kommunikationstelegramme. Dadurch vereinfacht sich die Anlagenprojektierung, weil die Kommunikation genau über die Telegramme stattfinden kann, die benötigt werden. Gleichzeitig spart dies Zeit bei der Anlagen-Neuentwicklung sowie beim Redesign von Maschinen.
Mithilfe des Media Redundancy Protocol lässt sich das Risiko eines Gesamtausfalls der Anlage vermindern.
Baumer
Um die Zuverlässigkeit von Maschinen und Anlagen zu erhöhen, kommt die Profinet-Variante mit Media Redundancy Protocol (MRP) zum Einsatz. Sollte in einem Profinet-Netzwerk mit Ringtopologie eine Verbindungsleitung oder ein Switch ausfallen, kann die Kommunikationsrichtung im abgetrennten Netzwerkteil automatisch gedreht und somit weiter genutzt werden. Dadurch ist der Drehgeber in der Lage, sich innerhalb kurzer Zeit fehlerfrei auf die neue Kommunikationssituation einzustellen – das Risiko eines Gesamtausfalls der Maschine oder Anlage verringert sich.
Um im Servicefall den schnellen Austausch eines Drehgebers zu ermöglichen, verfügt die Baureihe über das sogenannte ‚Simple Device Replacement‘: Ein defektes Gerät lässt sich ohne Vorparametrierung durch ein baugleiches Gerät ersetzen. Hierfür wird das ‚Link Layer Discovery Protocol‘ (LLDP) zur Nachbarschaftserkennung genutzt. Über den Informationsaustausch unter den Nachbarn im Netzwerk ist der Einsatzort des neuen Drehgebers eindeutig bekannt. Dieser meldet sich dann bei der Steuerung, die darauf basierend alle Einstellungen identisch zum Vorgänger vornimmt, ohne dass zusätzliche Werkzeuge oder gerätespezifische Fachkenntnisse nötig werden.
Kompakte 58 mm
Der Opto-Turn EAL580 ist schlank gebaut und fügt sich daher gut in Anlagen ein, die schmal aufgebaut sind – zum Beispiel in Verpackungsmaschinen. Baumer
Bei der Drehgeber-Baureihe ist die komplette Schnittstellenlogik inklusive Single- und Multiturnabtastung kompakt auf einem 58 mm Flansch und mit radial angeordneten Anschlusssteckern untergebracht. Damit ist der EAL580 in seiner Klasse bislang der Drehgeber mit der kleinsten Einbautiefe. Auf Winkelstecker können Anwender verzichten, stattdessen erhalten sie Raum für platzsparende Konstruktionen. Ebenso entfallen enge und störungsanfällige Biegeradien, da durch den radialen Steckerabgang auch die Anschlussverkabelung schlank bleibt. Neben den Vollwellenvarianten ist der Drehgeber mit durchgehender Hohlwelle und alternativ einem A- oder B-seitigem Klemmring verfügbar. Dadurch lässt er sich passgenau in Antriebsstränge integrieren und erspart Zusatzkonstruktionen. Für die verschiedenen Ethernet-Schnittstellen kommt eine praktisch identische Elektronik zum Einsatz.
Weiterhin verfügt die Baureihe über eine optische Abtastung, die auf einem monolithischen Opto Asic basiert. Die präzise Ausführung der Codescheibe ermöglicht interpolationsfehlerfreie Messergebnisse bei Auflösungen bis zu 18 Bit Singleturn und einer Multiturnerfassung bis zu 16 Bit. Für Endanwender bedeutet das zum einen Prozesssicherheit und Regelgüte, zum anderen verbesserte MTTF-Werte (Mean time to failure), die durch eine reduzierte Anzahl an eingesetzten Komponenten erreicht wird.
Die Baureihe lässt sich in verschiedenen Anwendungen in allen Bereichen der Automatisierungstechnik einsetzen, zum Beispiel in Handling- und Montagesystemen oder in der Holz-, Kunststoff- und Metallverarbeitung. Von dem kurzen Aufbau profitieren aber auch Anwendungen im Bereich von Druck- oder Verpackungsmaschinen. Nämlich dann, wenn der Bearbeitungsbereich möglichst breit, aber die Maschine selbst möglichst schmal sein soll.
Vier Fragen an Markus Nagel
Markus Nagel, Produktmanager Motion Control bei Baumer in Villingen-Schwenningen. Redaktionsbüro Stutensee
Herr Nagel, wie wird die OPC-UA-Unterstützung innerhalb des Drehgebers erreicht?
Im EAL580 ist zusätzlich zur Profinet-IO-Kommunikation ein OPC-UA-Server implementiert. Dieser stellt dann beispielsweise Geräteinformationen oder Diagnosedaten aus dem Geber im angeschlossenen OPC-UA-Netzwerk zur Verfügung. Entscheidend ist hierbei, dass die OPC-UA-Kommunikation keine Rückwirkung auf den Programmablauf der angeschlossenen Profinet-Steuerung hat. Das heißt, die in Echtzeit gesteuerten Maschinenabläufe werden zu keiner Zeit beeinflusst, obwohl gleichzeitig die Geräte- und Diagnosedaten einer übergeordneten Verarbeitung zur Verfügung stehen. Als großen Vorteil von OPC UA sehen wir die Herstellerunabhängigkeit und die Anpassungsmöglichkeiten des offenen Standards.
Welche Daten stellt der Drehgeber über OPC UA bereit?
Hier sind je nach Anwendung ganz verschiedene Daten gefragt. Zum einen hängt das vom konkreten Drehgebertyp und Einsatzort ab, zum anderen auch vom gewünschten Vorverarbeitungsgrad der Daten. Im einfachsten Fall werden die Daten roh und unverarbeitet weitergegeben. Konkret können dies beispielsweise Temperatur- oder Drehzahlwerte sein, aber auch aus Positionsinformationen abgeleitete Größen wie zum Beispiel die Beschleunigung. In diesem Fall entstehen schnell große Datenmengen, deren Verarbeitung und Interpretation je nach Anwendung in den Edge-Gateways oder auf IT-Ebene stattfindet. Alternativ erfolgt die Vorverarbeitung im Drehgeber mit dem Vorteil einer deutlichen Reduzierung der zu übertragenden Datenmengen. In diesem Fall werden beispielsweise Min-/Max-Werte ermittelt oder Histogramme abgeleitet. Die Resultate kann der Drehgeber dann komprimiert in größeren zeitlichen Abständen übermitteln.
Wie erfolgt die Einbindung des Drehgebers?
Die Einbindung kann über viele Wege erfolgen. Der von uns gewählte Weg führt über einen Edge-Gateway aus dem Hause Hilscher. Von dort werden die Daten dann an die IT-Ebene weitergegeben. Ein großer Vorteil dieses Aufbaus ist die Flexibilität, mit der auf die Schnittstellenvielfalt auf IT-Seite reagiert werden kann. Zudem bietet die OPC-UA-Anbindung die Sicherheit, dass die Kommunikation praktisch rückwirkungsfrei erfolgt, sodass keine Beeinflussung des Programmablaufs besteht.
Gibt es die neue Baureihe auch als Heavy-Duty-Ausführung, eventuell mit einem anderen Abtastprinzip?
Baumer hat auch eine Heay-Duty-Ausführung entwickelt, in die die Schnittstellenlogistik des EAL580 integriert ist. Baumer
Gerade haben wir am Standort Baumer Hübner in Berlin die Entwicklung unserer neuen Heavy-Duty-Generation HMG10 und PMG10 abgeschlossen. Deren magnetische Präzisionsabtastung in Kombination mit einer doppelseitigen Lagerung führt zu sehr robusten Heavy-Duty-Drehgebern. Für Anwendungen in extrem rauer Umgebung integrieren wir die Schnittstellenlogik des EAL580 auch in diese Baureihen. Sobald wir die anderen Ethernet-basierten Feldbusse im Anschluss an Profinet realisiert haben, stehen dann für diesen Bereich ebenso vielfältige Schnittstellen zur Verfügung.
Hannover Messe 2016 – Halle 9, Stand H22
Markus Nagel
(mns)
