Der Leitstand mit leistungsstarkem Box PC visualisiert alle Kennzahlen zum Druckprozess in 4k-Auflösung. (Bild: Heidelberger Druckmaschinen)
In einer Druckerei zählen Schnelligkeit und Effizienz: Jede gesparte Minute bedeutet zusätzliche Kapazitäten und damit einen höheren Umsatz. Bei Maschinen, die bis zu 18000 Offsetbögen pro Stunde drucken, ergibt das schnell erhebliche Summen. Unabhängig von der Größe der Druckmaschinen steuern Anwender diese im industriellen Betrieb per Touchscreen, zum Beispiel an dem Leitstand Prinect Press Center XL 2 der Heidelberger Druckmaschinen (Heidelberg).
Dieser schafft mit intelligenten Automatismen und einem ausgeklügelten Datenmanagement die Voraussetzung für einen effizienten Druck: Assistenzsysteme beschleunigen den Auftragswechsel und die automatische Farbkalibrierung durch Farbvoreinstellungskennlinien für unterschiedliche Papiersorten, Farben und Druckbedingungen vereinfacht die Auftragsabwicklung. Überwacht wird der Druckvorgang an einem 65-Zoll-Wallscreen mit Ultra HD-4k-Auflösung (UHD). So lassen sich die Kennzahlen zu komplexen Prozessen auf einen Blick erfassen, was die Rüstzeit um einen Auftrag auf der Druckmaschine einzurichten, verkürzt.
4K-Auflösung als Herausforderung
Im Jahr 2014 hatten die Ingenieure bei Heidelbergmit der Entwicklung des aktuellen Leitstands begonnen. Dabei war es für sie eine Herausforderung, die hohe Auflösung des Wallscreens zu bewerkstelligen. Denn aufgrund der großen Datenmengen stellt 4k erhebliche Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Rechners, bei dem alle Informationen zur Steuerung der Druckmaschine zusammenlaufen. Hubert Blüm, verantwortlich für den Einkauf elektronischer Automatisierungskomponenten bei Heidelberg, erläutert: „UHD-Technologie gibt es heute in jedem Elektronikfachmarkt; doch im industriellen Umfeld ist das nicht selbstverständlich. Dort müssen die Komponenten deutlich stärkeren mechanischen und klimatischen Belastungen standhalten.“
Zusätzlich zur Bildschirmauflösung verlangen auch die aufwändigen, in den Druckmaschinen integrierten, Farb- und Qualitäts-Messsysteme viel Rechenpower. Insbesondere die automatischen Inline-Analysesysteme fordern die Computer Hardware. Sie erfassen in Sekundenbruchteilen die Farbgenauigkeit und andere Merkmale der Druckerzeugnisse und regeln diese bei Abweichungen selbständig aus.
Leistungsstark, robust und langlebig
Die Zukunft von Kontron
Anlässlich der Embedded World 2017 hat Kontron seine Unternehmensstrategie mit den Partnerfirmen S&T und Ennoconn vorgestellt. Ziel des Verbundes: OEM-Kunden ein individuelles und abgestimmtes Produkt- und Service-Angebot zur Verfügung zu stellen, damit diese den Endkunden eine im Industrie-4.0-Umfeld erforderliche Embedded-Cloud-Umgebung anbieten können.
Der neue CEO von Kontron und gleichzeitig langjähriger CEO bei S&T, Hannes Niederhauser, sieht der geplanten Fusion zuversichtlich entgegen. Abhängig von der Zustimmung der Aktionäre beider Firmen, soll das gemeinsame Unternehmen ab Juni 2017 an den Start gehen. Kontron wird dabei als Marke erhalten bleiben und S&T als Holding agieren. Laut Niederhauser liegt der Umsatzplan für die verschmolzenen Unternehmen dann 2017 bei 860 bis 890 Mio. Euro. Für 2018 peilt er die 1-Mrd.-Euro-Grenze an.
Bei Heidelberg formulierte die Entwicklungsabteilung die Anforderungen an einen Industrie-PC als technologisches Herz des Leitstands kurz und knapp: leistungsstark, robust und langlebig. Fündig wurde der Druckmaschinen-Hersteller bei seinem langjährigen Partner Kontron, wobei der Zufall den beiden Partnern bei ihrem Projekt in die Hände spielte: Während im Jahr 2014 die Ingenieure bei Heidelberg an dem neuen Leitstand arbeiteten, beschäftigten sich die Kontron-Entwickler parallel mit den Industrie Computern der KBox C-Serie.
Das Ziel der Augsburger Spezialisten war es, die KBox-Reihe in zwei Punkten zu verbessern: So sollten die Systeme weitere Leistungsstufen bieten und für den Kunden individuell konfigurierbar sein. Dadurch wollten die Entwickler gleichermaßen lüfterlose, wartungsfreie Systeme sowie robuste Hochleistungsrechner realisieren. Aufgrund dieser Flexibilität der KBox setzt das Unternehmen die Industrie PCs mittlerweile als Rechnerplattform für nahezu ihr gesamtes Portfolio ein: von den Bogenoffset-Maschinen der Speedmaster-Reihe bis hin zu den Digitaldruckmaschinen der Fire-Familie.
Fortan lief die Entwicklung beider Systeme – Leitstand und Industrie Computer – parallel ab. In Projektreviews tauschten sich die Experten der Firmen aus und arbeiteten auf die ideale Lösungen hin. Heidelberg erwartete zum Beispiel viele Schnittstellen, ohne dass zusätzliche Erweiterungskarten notwendig sind, was Kontron in die Konfigurationsoptionen seiner Box PCs einfließen ließ.
Welche Möglichkeiten der Box PC noch ermöglicht und wie das Müsli ins Spiel kommt, erfahren Sie auf Seite 2
Flexibel durch Skalierbarkeit
Mit der Omnifire 250 der Heidelberger Druckmaschinen lassen sich dreidimensionale Objekte, wie Fußbälle, Trinkflaschen oder Müslidosen, im Inkjet-Verfahren farbig und individuell bedrucken. Heidelberger Druckmaschinen
Frank Reitter, Entwicklungsingenieur im Bereich Elektronikkomponenten bei Heidelberg, zeigt sich mit der Flexibilität der PCs zufrieden: „Bei der Skalierbarkeit gibt es viele Möglichkeiten – von der kleinen KBox, die lüfterlos betrieben werden kann, bis hin zu den größeren Versionen mit leistungsstarken CPUs. Gerade im Entwicklungsprozess ist es von Vorteil, wenn man die Systeme anpassen kann.“
Schnell bewährte sich die Kontron-Lösung: Zunächst bei In-House-Tests des Leitstands in Heidelberg und später auch im Einsatz bei Testkunden. Das Ergebnis: In allen Bogenoffset-Druckmaschinen und nahezu allen Digitaldruckmaschinen von Heidelberg ist mindestens ein Box PC implementiert, wobei die Industrie PCs vielfältige Aufgaben übernehmen: als Steuerzentrale zur Bedienung von Druckmaschinen, zur Farbmessung und Qualitätskontrolle sowie zur Analyse der druckmaschineneigenen Predictive-Maintenance-Daten, um frühzeitig den Wartungsbedarf anzuzeigen und Auftragsdaten zum Optimieren von Druckereiaufträgen auszuwerten.
Bei diesen Aufgaben dienen die Industrie PCs als zentraler Rechenknoten zum Sammeln und Auswerten der Druckmaschinendaten. Durch die Leistung des Systems ist auch deren Darstellung am Ultra-HD-Monitor möglich. „Dank der 4k-Auflösung können wir viel mehr Informationen an zentraler Stelle abbilden und damit die Bedienung ganz anders gestalten. Der Anwender wird viel besser unterstützt und kann produktiver agieren“, erläutert Reitter.
KBox C-102
Die Systeme der KBox C-102-Familie sind mit CPUs auf Basis der 6. Generation der Intel Core i3/i5/i7 Prozessorreihe oder E3 1500 v5 Xeon Prozessoren ausgestattet. Entwickelt wurden die Computer Plattformen speziell für industrielle Aufgaben wie Steuerung, Visualisierung und Inspektion. Sie verfügen über ein wartungsfreies Design, das mit einem lüfter- und batterielosen Aufbau eine lange Lebensdauer und eine hohe Systemverfügbarkeit ermöglicht. Durch ihre modulare Bauweise auf Basis der COM Express-Technologie sind die Systeme skalierbar.
Verfügbar ist die KBox C-102-Serie in drei Gehäusevarianten mit bis zu zwei PCIe-Erweiterungsplätzen. Ab Mitte 2017 wird eine vierte Version mit maximal vier PCIe-Erweiterungsplätzen, die KBox C-102-4, das Portfolio ergänzen. Alle Varianten der C-102 Serie beinhalten drei IEEE1588-Gbit-Ethernet-Schnittstellen, jeweils zwei USB 3.0-und USB 2.0-Ports, einen DisplayPort, eine RS232-Schnittstelle sowie einen SD Card-Slot, zwei interne mSATA-Steckplätze und bis zu zwei SSD/HDD-Slots. Erweiterungen wie industrielle I/Os, Feldbusse und/oder Industrial-Ethernet-Schnittstellen lassen sich über die PCIe-Slots bzw. Mini-PCIe Steckplätze integrieren.
Die Box PCs der KBox C-102-Familie sind skalierbar und wartungsfrei. Kontron
Kundenspezifische Verpackungen
Live in Aktion lassen sich die Rechner im Heidelberger Mymuesli-Laden bestaunen. In zentraler Lage im Herzen der altehrwürdigen Universitätsstadt prangt ‚Max liebt Müsli‘ in feinen Lettern auf einer zylinderförmigen, bunt bedruckten Dose. Mit der personalisierten Grußbotschaft auf der Rückseite ist die Box ein Unikat. Für die individuelle Gestaltung der Müsliverpackung sorgt eine mitten im Verkaufsraum platzierte, mannshohe Druckmaschine: die Omnifire 250. Sie bedruckt die Verpackung der nach Kundenwunsch zusammengestellten Müsli-Mischungen mit Rezeptideen, Fotos und so manchen Lebensweisheiten. Die Müsli-Freunde im Laden staunen, denn vom ersten Design-Entwurf, den der Kunde auf einem Touchscreen erstellt, bis hin zur fertig bedruckten Packung vergehen nur wenige Minuten.
Darauf sind die Ingenieure von Heidelberg besonders stolz. Denn nur selten erleben die Endkunden die Produkte der Entwickler hautnah. Normalerweise verrichten die Offset- und Digitaldruckmaschinen des Unternehmens ihren Dienst ohne Aufsehen, verborgen in den Hallen von Druckereien.
Sandra Korsinek
(ml)
