PC-Steuerungslösung

Prozessorleistung optimal ausschöpfen

Anlässlich der Fachmesse Drupa präsentiert Beckhoff seine PC-basierte Steuerungstechnik für die Druck- und Papierindustrie. Mit Industrie-PCs, dem Kommunikationssystem Ether-Cat und der Automatisierungssoftware Twin-Cat, bietet sie einen hohen Integrationsgrad. Das heißt: Neben den Basisfunktionen SPS, Motion Control und Visualisierung werden auch Messtechnik sowie Condition Monitoring und Sicherheitstechnik auf einer PC-Plattform (ohne den Einsatz zusätzlicher Spezialhardware!) zu einer Gesamtlösung integriert.

Darüber hinaus verfügen die Industrie-PCs über ausreichend Leistungsreserven für die Anwendungssoftware, beispielsweise zur Regelung der Bahnkanten und Register. Laut Hersteller bietet PC-based Control neben einer höheren Produktivität ein effizienteres Engineering bei geringeren Hardwarekosten.

Dem industriellen Anwender steht also eine einheitliche Steuerungs- und Antriebsplattform von der Feld- bis in die IT-Ebene zur Verfügung, die viele Anforderungen im Bereich des Pre-Prints, Prints und Post-Prints abdeckt. Die PC-basierte Steuerung sorgt für mehr Produktionseffizienz und Flexibilität und erhöht die Einsatzbreite von Druckmaschinen, was angesichts der komplexen Anforderungen, zum Beispiel im Verpackungsdruck, bei der Rückverfolgbarkeit des Produktionsprozesses oder bei der Verarbeitung kleiner Losgrößen, immer bedeutsamer wird.
Scientific Automation steht für einen erweiterten Automatisierungsbegriff: Alle Automatisierungs- und Anwendungsfunktionen laufen hier auf einem zentralen PC und werden in Software abgebildet. Grundlage dafür ist eine leistungsfähige PC-Hardware unter Nutzung moderner Prozessortechnologie.

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Die Industrie-PC-Serien von Beckhoff integrieren die aktuellen Intel-Prozessoren (Intel-Core i3, i5 und i7) der zweiten Generation. Mit der Embedded-PC-Baureihe CX2000 steht die Multicore-Technologie auch für die kompakten Embedded-Geräte zur Verfügung.

Durch den aktiven Multicore-Support von Twin-Cat 3, das heißt die optimale Verteilung der Anwendung auf die verfügbaren CPU-Kerne, wird die Prozessorleistung voll ausgeschöpft. Der Verzicht auf Spezialhardware vereinfacht nicht nur die Prozesskommunikation, sondern senkt auch Kosten: sowohl bei der Hardware als auch beim Engineering. Aus der hohen Prozessorleistung in Verbindung mit Ether-Cat resultiert eine optimierte Steuerungs- und Kommunikationsarchitektur – die XFC-Technologie (Extreme Fast Control). Mit dieser Technologie bietet das Unternehmen eine schnelle Steuerungslösung: Sie ermöglicht I/O-Response-Zeiten < 100 μs zu realisieren und damit die Leistungsfähigkeit von Maschinen zu erhöhen. In Kombination mit den schnellen Ether-Cat-I/Os ist etwa die Registerregelung mit Standard-Steuerungs- und -Antriebstechnik realisierbar, ohne den Einsatz von Spezialhardware beziehungsweise dedizierten Antriebsreglern.

Die Highspeed-Kommunikation zwischen I/O-Signalen und Steuerung bietet dem Maschinenbauer erweiterte Möglichkeiten: Motion Control mit vielen Achsen, synchronisiert durch die Distributed-Clocks von Ether-Cat (100 Achsen in 100 μs), mit einer Genauigkeit im Nanosekundenbereich. Mit der Distributed-Clock-Funktionalität wird zum Beispiel eine schnelle, exakte Erkennung der Druckmarken gewährleistet.

Die Realisierung erfolgt vollständig mit Standardkomponenten und ist mit der Automatisierungssoftware Twin-Cat über die gängigen Programmiersprachen frei implementierbar. Effizientes Software-Engineering wird durch die Einbettung in das Microsoft Visual Studio als einheitliche Entwicklungsumgebung ermöglicht.
Von C/C++ über die Einbindung von Matlab/Simulink bis zur objektorientierten Erweiterung der IEC 61131-3 unterstützt die Software alle gängigen Programmierstandards und ermöglicht damit die bestmögliche Programmierung. kf

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