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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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Mehrachs-Servo-AntriebeKosten reduzieren, ­Kundennutzen steigern

Es gilt, die Kosten zu reduzieren und gleichzeitig den Kundennutzen zu verbessern, beschreibt Franz Scheffer, Leiter Produktmanagement Servotechnik bei dem Antriebstechnikhersteller SEW Eurodrive die entwicklungsseitige Herausforderung bei Mehrachs-Servoantriebs-Systemen. Durch die die Integration von Mechanik und Elektronik werden die Antriebslösungen kompakter und übersichtlicher und durchgängige Tools für Engineering und Service vereinfachen zunehmend auch das Handhaben der Systeme. Die Vernetzung der einzelnen Komponenten bei Antriebssystemen erlaubt dabei zentrale oder dezentrale Architekturen.

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Techno-SCOPE: Kosten reduzieren, ­Kundennutzen steigern

Als einer der wichtigsten Trends gilt nach Meinung des SEW-Experten die Durchsetzung der funktionsorientierten Betrachtungsweise – das heisst, bei der Entwicklung einer Maschine oder Anlage spielt die Verflechtung der Prozesse eine immer stärkere Rolle. So werden wesentliche Grundfunktionen der Anlagen immer mehr durch Elektronik und Software ausgeführt – Stichwort Mechatronik. Diese mechatronischen Funktionen müssen durch Automatisierungs- und Antriebstechnik bereitgestellt werden.

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Der Antriebstechnikspezialist SEW reagierte auf diesen Trend durch die Weiterentwicklung vom Komponenten- zum Systemanbieter. Damit erhält der Kunden heute alles aus einer Hand: von Getriebemotoren und Frequenzumrichtern, Servo-Antriebssystemen, Dezentralen Antriebssystemen und Industriegetrieben bis zu Safety-Funktionen, Kommunikationstools und Steuerungstechnik.

Im Bereich der Servo-Antriebslösungen steigen die Kundenanforderungen in vielfacher Hinsicht ständig an, etwa bei „Maschinenverfügbarkeit, Flexibilität, verstärkter Einsatz von Robotikfunktionen oder Integration von Sicherheitstechnologien“, wie Franz Scheffer erläutert. Um ihnen gerecht zu werden, entwickelte SEW-Eurodrive das Mehrachs-Servo-Antriebssystem Moviaxis. Damit sei, so Scheffer, eine hochflexible Konfiguration hinsichtlich Funktionalität, Leistung und Automatisierung sehr einfach möglich.

Für das Produktkonzept wurden dazu folgende Anforderungen ins Pflichtenheft aufgenommen: Skalierbare Hard- und Firmware, Offenheit in der Kommunikation, Durchgängige Bedienung und Programmierung, Effizientes Energiemanagement, flexible Technologiefunktionen, Hohe Dynamik und CPU-Performance sowie Integrierte Sicherheitstechnik

Scheffer: „Diese Anforderungen erfüllt Moviaxis.“ Der Mehrachs-Servoverstärker besteht grundsätzlich aus Versorgungsmodulen in den Größen 10, 25, 50 und 75 kW, zehn Achsmodulen zwischen 2 und 100 A, bzw. 250 A in der Kurzzeitüberlast, einem Mastermodul und diversen Optionsmodulen. Um die entstehende Wärme abzuführen, reicht dem System eine Konvektionskühlung aus, eine aufwändige Wasserkühlung ist somit nicht notwendig.

Die Moviaxis-Achsmodule sind intelligente Servoverstärker mit frei verschaltbarer (Parametrieren & Produzieren) Funktionalität. Sie kommunizieren entweder direkt mit einer Steuerung über die integrierten Systembusse und Feldbus-Optionskarten oder werden über ein Mastermodul zentralisiert angesteuert. Sie erlauben eine maximale Überlast von maximal 250A für mindestens 1 s, bei geringeren Überlasten verlängert sich die Überlastzeit. Es lassen sich bis zu drei unterschiedliche Motoren, mit eigenem Parametersatz umschaltbar, betreiben. Die Achsmodule verfügen über integrierte Technologiefunktionen wie Kurvenscheibe, Synchronlauf, Markenregelung, Messtaster, Anwendereinheiten, Nockenschaltwerk, etc.

Die Mastermodule sind die Schaltzentrale von Moviaxis, sofern dieses nicht direkt über die on-board-Systembusse von Moviaxis an eine Steuerung angeschlossen wird. Diese Funktionalität bezieht sich auf Steuerungstechnik, Datenhaltung und Kommunikation, die im Mastermodul gebündelt werden. In Kombination mit den intelligenten Achsmodulen sorgen sie für erhebliche Kostenvorteile durch die Einsparung einzelner Steuerungen und Feldbuskarten in jeder Achse.

Für Motion&Logic-Control im mittleren Leistungsbereich verfügt das Mastermodul mit Movi-PLC basic über frei programmierbare IEC 61131 Funktionalität. Es lassen sich bis zu 12 Achsen synchron über CAN-Systembus ansteuern.

Beim Mastermodul in CAN-Gateway–Ausführung kann die Kommunikation wahlweise über ein parametrierbares Multinetzwerk-Gateway (ProfiNet, Ethernet IP, ModBus TCP), ein Profibus-Gateway oder DeviceNet-Gateway erfolgen. Das Modul verfügt über eine zentrale Datenspeicherung mit steckbarer Speicherkarte aller Achsen- und Optionsparameter an Stelle einzelner Parametermodule und erlaubt das automatisches „Rückladen“ von Achsenparametern im Fall eines Servicetauschs einer Achse.

Das Mastermodul mit Movi-PLC advanced ist konzipiert für Motion&Logic-Control im gehobenen Leistungsbereich und verfügt über frei programmierbare IEC 61131 Funktionalität. Mit ihm sind maximal 64 Achsen synchron ansteuerbar. Neben den Standard-Schnittstellen wie Profibus und CAN Open sind auch Ethernet- und Parametrieschnittstellen (USB, TECP/IP) on board. Die komplette Datenspeicherung von Steuerungs-Firmware, Variablen etc. und allen Moviaxis-Daten erfolgt mit einer steckbarer Speicherkarte.

Aufgrund der hohen Skalierbarkeit und der Anpassungsfähigkeit der Systemausstattung zur jeweiligen Applikation bekommt der Anwender mit Moviaxis ein auf seine Anforderungen zugeschnittenes Mehrachs-Servoantriebs-System. In einem Leistungsbereich von 2,2 bis 56 kW – je nach Achsmodul – deckt das Mehrachsservosystem ein breites Spektrum in kompakter Bausweise ab – das Servosystem passt hierbei immer in einen 300 mm Schaltschrank.

Durch den Einsatz von Standards in der Parametrierung (IEC 1131, PLCopen) ist Moviaxis ein offenes und flexibles System, welches transparent und kombiniert mit allen anderen SEW-Produkten in die SEW-Software Motion Studio eingebunden ist. Damit verfügt der Anwender über ein Software-Tool, mit dem alle SEW-Produkte programmier-, parametrierbar und diagnostizierbar sind. hs

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