Fertigungs- & Maschinenautomation

Heft S5/2011 •

Moderne Steuerungsarchitekturen lassen sich heute so dimensionieren, dass sie nicht nur für kleine und große Applikationen, sondern auch für spe-zielle und interdisziplinäre Anwen-dungen einsetzbar sind. Außerdem ist es möglich, sie exakt an die Anforde-rungen eines jeden Anwenders anzu-passen.

Dennoch setzen einige Fertigungs-unternehmen und Maschinenbauer auf ein Einheitsgrößen-Konzept und entwerfen Anlagen und Maschinen, die nicht für alle Steuerungsarchitek-turen geeignet sind. Dadurch sind An-wender häufig auf ein Steuerungssys-tem festgelegt, das für den tatsächli-chen Performance-Bedarf der jeweili-gen Maschine eigentlich zu klein oder zu groß dimensioniert ist. Andere wie-derum setzen auf mehrere Steuerungs-plattformen mit jeweils einer eigenen Designumgebung, eigener Benutzer-oberfläche und spezifischem Support-Konzept, um den Anforderungen ihrer Applikation gerecht zu werden. Ein skalierbares, richtig dimensioniertes Steuerungssystem kann nicht nur die-ses Problem lösen, sondern auch eine Reihe weiterer entscheidender betrieb-licher Fragen beantworten.

Erweiterte SteuerungsplattformDamit die Vorteile der Integrated

Architecture voll ausgeschöpft wer-den können, hat Rockwell Automa-tion [1] seine Steuerungsplattform ausgebaut. Das Midrange-Portfolio umfasst Compact logix-Steuerungen, skalierbare Servoantriebe, IO-Kompo-nenten, Visualisierungs- und Verein-fachungs-Tools sowie entscheidende Performance-Features, wie integrierte Achssteuerungen an Ethernet/IP. Un-ter anderem erweitert der neue Pro-grammable Automation Controller (PAC) Allen-Bradley Compactlogix L3ER (Bild 1) die Logix-Steuerungsfa-milie als Teil der Integrated Architec-ture und bietet damit eine größere Flexibilität für spezifische Anwen-dungsanforderungen. Bei ihm wurde hohe Leistungsfähigkeit mit kompak-ter Bauweise kombiniert. Er ist somit die ideale Steuerungslösung für eine

Vielzahl von Maschinenanwendun-gen, in denen bis heute so genannte High-End-Prozessoren zum Einsatz kommen mussten – signifikante Kos-teneinsparungen sind das Ergebnis.

Im Vergleich zu größeren Systemen des Unternehmens kennzeichnen sich

die Neuheiten durch die gleiche Flexi-bilität, kürzere Entwicklungszeit und die gleiche Benutzerfreundlichkeit. Maschinenbauer können damit neben den Kosten und der Komplexität auch den Platzbedarf ihrer Maschine ver-ringern und besser im weltweiten Wettbewerb bestehen. Endanwendern eröffnet sich parallel dazu die Mög-lichkeit, auf eine gemeinsame Techno-logie zu standardisieren. Sie reduzie-ren damit das Risiko, entscheidendes technisches Wissen über die Nutzung der Steuerungsplattformen zu verlie-ren, wenn es zu einem Personalwech-sel kommt.

Familie für den mittleren Leistungsbereich

Zur Produktpalette für den Midran-ge-Bereich gehören neben den PAC der Compactlogix-L3ER-Reihe auch die Servoantriebe Kinetix 350 mit

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Dipl.-Ing. Reiner Wippermann ist Business Manager Integrated

Architecture bei Rockwell Automation GmbH in Haan.

E-Mail: rwippermann@ra.rockwell.com

Steuerungstechnik passend dimensioniert

Das für eine Applikation exakt passende Steuerungssystem zu finden ist keine leichte Aufgabe. Einheitsgrößen sind oft zu groß oder zu klein. Speziell entwickelte Lösungen sind meist so spezifisch, dass der Aufwand, der Preis und der Service recht groß werden. Eine skalierbare Steuerungsplattform kann hier Abhilfe schaffen. Deswegen hat Rockwell Automation seine Integrated Architecture um ein Midrange-Portfolio ergänzt.

Reiner Wippermann

Bild 1. Die Controller Compactlogix L3ER ermöglichen flexible Steuerungslösungen im mittleren Leistungsbereich

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Ethernet/IP (Bild 2), die Panelview Plus 6 HMI (Bild 3) sowie die Design- und Konfigurationssoftware RSlogix 5000. Das Konzept ermöglicht es inte-grierte Achssteuerungen auf Ethernet/IP in ein und derselben Steuerung. Konfiguration, Vernetzung und Visu-

alisierungsumgebung zu realisieren. Hierdurch stehen einem breiteren Spektrum von Maschinen skalierbare Achssteuerungs-Applikationen zur Verfügung. Die Kinetix 350 Servoan-triebe vereinfachen die Netzwerkar-chitektur, da kein separates Achssteu-erungsnetzwerk mehr benötigt wird. Das Resultat ist eine leistungsfähige und kosteneffektive Lösung für Ma-schinen mit wenigen Achsen. Das Leistungsspektrum der neuen Antrie-be reicht bis 3 kW. Als kosteneffektive Benutzerschnittstelle erweitern die Panelview Plus HMI die Integration mit Logix-basierten Steuerungen. Die Design- und Konfigurationssoftware RSlogix 5000 stellt eine durchgängige Entwicklungsumgebung bereit und umfasst Add-On Instructions (AOI) von hoher Integrität sowie Integrated Motion über Ethernet/IP.

Das neue Produktportfolio sorgt da-für, dass Skalierbarkeit, Kosteneffizi-enz, Echtzeitfähigkeit, und Standardi-sierung auf eine einzige Steuerungs-plattform mit integrierten Achssteue-rungs-Fähigkeiten auch bei kleinen und mittleren Maschinen und Anla-gen zu einer realistischen Zielsetzung wird. Je genauer die Vorgaben bei der Maschinendimensionierung erfüllt werden können, desto erfolgreicher kann ein Automatisierungsprojekt umgesetzt werden.

Die passende AusführungEin passgenau dimensioniertes

Steuerungssystem unterstützt Maschi-nenbauer und deren Kunden in ihrem Bemühen, die Applikationsanforde-rungen effizient zu erfüllen, einen Zu-

Bild 2. Maschinen mit anzusteuernden Einzelachsen stattet der Servoantrieb Kinetix 350 mit kosteneffizienten, integrierten Achssteuerungsfähigkeiten

Bild 3. Die Panelview Plus 6-Bedienerterminals bieten sich für Anwendungen an, bei denen Informationen dynamisch überwacht, gesteuert und angezeigt werden müssen

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lieferer bzw. eine SPS-Plattform als Standard zu wählen und sich ihren kritischen geschäftlichen Herausfor-derungen zu stellen. Gefordert sind unter anderem• Skalierbarkeit: Die auf einer einzi-

gen Entwicklungsumgebung basie-rende Logix-Control-Plattform lässt sich von 200 bis 10 000 IO skalieren und bietet Maschinen-bauern damit die nötige Portier-barkeit, um bestehende Maschi-nendesigns auf neue, anspruchs-vollere Maschinendesigns zu mig-rieren (und umgekehrt).

• Vereinfachung: Die Standardisie-rung auf eine einzige Steuerungs-plattform vereinfacht das Design, den Betrieb und die Wartung der Anlagen. Durch die Nutzung einer durchgängigen Entwicklungsum-gebung in Verbindung mit einheit-lichen Engineering-Tools sowie einheitlicher Technologie für Ma-schinen und Anlagen verkürzt sich außerdem die Markteinführungs-zeit beim Design neuer Maschinen.

• Durchgängige Netzwerkarchitektur: Maschinenbauer können ihren Kunden durch den Einsatz von Ethernet/IP dabei helfen, Daten aus der Maschinenebene effektiv mit Daten aus der Verwaltungsebene

zusammenzuführen und so das Management und die Entschei-dungsfindung zu verbessern.

• Hohe Leistungsfähigkeit: Um die Leistungsfähigkeit und Mobilität in Maschinen kleineren Maßstabs zu erhöhen, benötigen Maschinen-bauer integrierte Servotechnologie und Robotersteuerung. Dies redu-ziert die Teilevielfalt und sorgt für ein höheres Maß an Präzision.

• Integrierte Sicherheit: Anwender können jetzt ein und dieselbe Steuerungsplattform und ein einzi-ges Netzwerk (Ethernet/IP) für Achs- und Sicherheitssteuerungen verwenden.

• Security: Viele Anwender sorgen sich um den Schutz ihres geistigen Eigentums. Schließlich werden Maschinen teilweise für den Ein-satz in Regionen entwickelt, in de-nen dieses ‚Intellectual Property’ (IP) deutlich geringer geachtet wird und in wesentlich geringerem Aus-maß gesetzlichen Schutz genießt. Sobald dagegen Funktionen für den IP-Schutz eingebaut sind, kön-nen Maschinenbauer ihren Quell-code schützen und den Endanwen-dern beim Schutz ihres Fertigungs-prozesses helfen.

• Nachhaltigkeit: Um den Platzbe-darf im Schaltschrank sowie in Maschinen zu reduzieren, haben Maschinenbauer die Möglichkeit, kleinere Komponenten einzusetzen, und zusätzlich auf Antriebe zu-rückzugreifen, die weniger Energie verbrauchen.

Einfache Anpassung an geänderte Bedingungen

Traditionelle Architekturen erfor-dern für die meisten Anwendungen im Bereich der Anlagenautomatisie-rung separate Steuerungsinfrastruktu-ren – egal ob es um Sicherheits-, Achs- oder Prozesssteuerungen geht. Der von Rockwell Automation getrie-bene Steuerungsansatz unterstützt Maschinenbauer bei der Standardisie-rung auf eine einheitliche Steuerungs-architektur und bei der Verwendung einer gemeinsamen Programmier- und Konfigurationsumgebung, unab-hängig von der Art der Applikation und der Komplexität der zu bauenden Maschine. Außerdem können sie mit dieser Standardisierung die Designfle-xibilität steigern und das Steuerungs-

system rasch nach oben, nach unten oder von einer Applikation zu ande-ren skalieren. So decken sie ein um-fangreiches Anforderungsspektrum ab und helfen ihren Kunden sich wech-selnden Marktanforderungen anzu-passen.

Ihre Stärken kann diese Skalierbar-keit speziell im Bereich der Achssteue-rungen ausspielen. Um Performance und Features, wie Integrated Motion über Ethernet/IP, für Servoantriebe und Frequenzumrichter zu bieten – und dies auf einem niedrigeren Preis-niveau – bringt Rockwell Automation seine L7 Engine in das Compactlogix-Format ein (Bild 4). Den Anwendern stehen damit ein einheitliches Netz-werk, eine durchgängige Entwick-lungsumgebung und ein vollständig integriertes Achssteuerungs-Portfolio zur Verfügung.

Die Vorzüge dieses Steuerungskon-zepts sind vielfältig: Maschinenbauer kommen ohne den langwierigen Aus-wahlprozess einer Steuerung aus. Sie können wechselnden Designparame-tern und wachsenden Anforderungen des Endkunden an die Applikation besser Rechnung tragen und ihre Ent-wicklungsressourcen darauf konzen-trieren, Innovationen in den Maschi-nen voranzutreiben.

Kann ein Maschinenbauer die Mehrzahl seiner Kunden für eine stan-dardisierte Steuerungsplattform ge-winnen, lassen sich auch die Support- und Wartungsanstrengungen des Ma-schinenbauers rationalisieren. In die-sem Fall müssen auch die Ingenieure nur noch auf einer Plattform geschult werden, was dem Maschinenbauer ei-nen zielgerichteteren Support ermög-licht. Je mehr Ingenieure unter den Mitarbeitern sich mit einer bestimm-ten Steuerungsarchitektur auskennen, desto besser ist auch die Einheitlich-keit und Qualität des Kunden-Sup-ports. Letztendlich gibt die Standardi-sierung auf eine einzige Steuerungs-plattform dem Maschinenbauer auch die Chance, weniger Teile vorzuhalten und dennoch die Verfügbarkeit von Ersatzteilen insgesamt zu verbessern.

Literatur

[1] Rockwell Automation, Haan: www.rockwell.com n

Halle 9, Stand 205

Bild 4. Die Kompaktsteuerung Compactlogix ist für kostengünstige Stand-alone-Lösungen mit geringem Platzbedarf optimiert