Antriebstechnik über EtherNet/IP

Seit der Einführung des neuen Midrangs-Portfolios im vergangenen Jahr steht CIP Motion über EtherNet/IP einer deutlich größeren Gruppe von Anwendern zur Verfügung. EtherNet/IP mit CIP Motion liefert die hohe Leistung und das deterministische Verhalten, das für Antriebsfunktionen im geschlossenen Regelkreis erforderlich ist. Dabei basiert das System auf unmodifiziertem Standard-Ethernet. Erreichbar sind Taktsynchronisationen von mehr als 200ns. Damit erfüllt das System die Bedürfnisse auch anspruchsvollster Antriebssteuerungsapplikationen. Da die Uhren in den Endgeräten genau synchronisiert sind und die Information mit einem Zeitstempel versehen ist, sind kleine Schwankungen bei der Empfangszeit der Nachricht unwichtig. EtherNet/IP mit CIP Motion ermöglicht die Koordination von 100 Achsen mit einem Netzwerk-Update aller Achsen innerhalb von einer Millisekunde. Andere Anbieter könnten anmerken, dass 1ms immer noch nicht so schnell ist wie das, was sie bieten können. In der Realität aber wird dieser Punkt durch die mechanischen Beschränkungen dessen, was durch die Antriebslösung angetrieben wird, irrelevant. Die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass es sich um Endanwendungen wie Verpackung oder Label-Anbringung handelt – in diesem Fall ist 1ms mehr als ausreichend, ebenso wie bei der Mehrheit aller anderen Antriebsapplikationen. Performance im Standard EtherNet/IP mit CIP Motion-Technologie kombiniert die Anforderungen einer deterministischen Antriebssteuerung für einen geschlossenen Regelkreis in Echtzeit mit Standard-Ethernet und bietet dabei vollständige Compliance mit Ethernet-Standards einschließlich IEEE 802.3 und TCP/IP. Durch den standardbasierten Ansatz auf Ethernet hält EtherNet/IP mit der rasch voranschreitenden Entwicklung und den Erweiterungen des Kernprotokolls Schritt. Dadurch ist es nun möglich, ein gemeinsames, skalierbares Netzwerk für den gesamten Produktions- oder Arbeitsgang zu nutzen. Durch den nahtlosen Datenaustausch zwischen Produktions- und Management-Ebene sind Unternehmen in der Lage, deutliche Einsparungen sowohl bei den Entwicklungsaufgaben als auch bei den Kosten für Inbetriebnahme und Kommissionierung zu realisieren. Setzen Maschinenbauer für Steuerung und Achssteuerung auf EtherNet/IP, unterstützen sie ihre Kunden auch dabei, Maschinendaten auf effektive Weise mit Daten auf Geschäftsebene zu integrieren und damit das Management und die Entscheidungsfindung zu verbessern. Mit CIP Motion über EtherNet/IP können Unternehmen Automatisierungs-, diskrete Fertigungs-, Prozess-, Sicherheits- und Antriebssteuerung über ein einziges Netzwerk fahren. Zusätzliche Attraktivität erlangt dies durch die Tatsache, dass all diese Steuerungsdisziplinen in einer gemeinsamen, skalierbaren Softwareumgebung programmiert werden können: RSLogix 5000. Mit der Einführung dieser Fähigkeiten in das neue Midrange-Portfolio bringt Rockwell Automation diese Steuerungslösung, die normalerweise nur in viel größeren Installationen zu sehen ist, auf die Ebene einer einzelnen Maschine oder Zell-Level. Kosten für integrierte Achssteuerung reduzieren Zum Portfolio von Rockwell Automation gehört der neue Einachs-EtherNet/IP-Servoantrieb Allen-Bradley Kinetix 350, der leistungsfähige Achssteuerungs-Funktionen über EtherNet/IP zur Verfügung stellt. Mit dem Antrieb lassen sich die Kosten für integrierte Achssteuerungen in Maschinen mit wenigen Achsen reduzieren. Als typische Anwendungen gelten beispielsweise Indexierungstische, Prozess Skids, Kartonsammelpacker, Aufrichter und Verpackungsmaschinen. Zusammen mit den programmierbaren Automatisierungssteuerungen der Serie Allen-Bradley CompactLogix 5370 und den Bedienerschnittstellen der Reihe Allen-Bradley PanelView Plus bietet der Kinetix 350 eine kosteneffektive Lösung unter dem Dach der Integrated Architecture. Diese nutzt mit RSLogix 5000 eine einheitliche Entwicklungsumgebung und lässt sich von 200 bis 10.000 E/As skalieren, wodurch Maschinenbauer bestehende Maschinen-Designs auf neue Maschinen-Designs im High-End-Bereich und umgekehrt migrieren können. Mit dem Servoantrieb Kinetix 350 mit EtherNet/IP-Anbindung ist es möglich, die bekannten Mechanismen der \’High-End\‘-Produkte (Kinetix 6500) von Rockwell Automation wieder zu verwenden. Bei dieser offenen Achssteuerungslösung mit hoher Bandbreite lassen sich Position, Geschwindigkeit und Momentenregelung flexibel einstellen. Dazu kommen die Vorteile der CIP Sync-Technologie, d.h. der IEEE1588-konforme, präzise Zeitabgleich, so dass man mehrere Achsen zu einer präzisen, synchronisierten Achssteuerung koordinieren kann. Dazu bietet Kinetix 6500 erweiterte Sicherheitsfunktionen wie sichere Abschaltung, Leerlaufüberwachung, sichere Drehrichtungsüberwachung und sichere Überwachung der maximalen Beschleunigung. Diese Faktoren verbessern die Bedienersicherheit und steigern die Maschineneffizienz, indem sie den Zugang zu geschützten Bereichen für Reinigungsarbeiten oder zur Beseitigung von Blockaden und Fremdkörpern erlauben, während die Maschine oder der Prozess weiter läuft. Das ist z.B. für Anwendungen wie Clean-in-Place in der Nahrungsmittelherstellung oder bei der Rollenreinigung von Druckmaschinen relevant. Die Durchlässigkeit zwischen den Maschinen-Designs bedeutet, der gesamte Befehlssatz und damit auch die gesamte Funktionalität, die in RSLogix 5000, der gemeinsamen Entwicklungsumgebung für Steuerungsaufgaben und Motion-Funktionalität integriert ist, steht dem Kinetix 350 ohne Einschränkungen zur Verfügung. Die Programmierung kann also vollständig übernommen werden. Dies reduziert den Zeitaufwand für Design, Installation und Kommissionierung. Damit bleibt mehr Zeit und Geld für Innovationen, die wiederum das Unternehmenswachstum fördern. Um das Personal zu schützen und die Produktivität zu steigern, ist der Kinetix 350 mit der Safe-Torque-Off-Sicherheitsfunktion ausgestattet. Dadurch können Arbeiten wie das Einrichten und Reinigen der Maschine, das Beseitigen von Stauungen oder andere Wartungsaufgaben, die bisher ein komplettes Herunterfahren erforderten, ohne Abschalten erledigt werden. Stattdessen reicht jetzt ein Deaktivieren des Antriebs, sodass die Maschine wieder schneller gestartet werden kann. Mit seinem Leistungsbereich von 400W bis 3kW deckt der Servoantrieb Kinetix 350 die Anforderungen eines breiten Spektrums von Maschinen ab. Zusätzlich lässt er sich an Wechselspannung von 120V anschließen, wie sie in industriefernen Anwendungen häufig genutzt wird. Motion Analyzer Wenn es um die Optimierung des Maschinendesigns geht, ist Motion Analyzer mittlerweile zum zentralen Werkzeug für alle Entwicklungsbereiche geworden. Applikationsdaten können über die Schnittstelle zur 3D-CAD-Software SolidWorks direkt aus der mechanischen Konstruktion des OEMs übernommen werden. Ein Schätzen der Belastung, wie bisher oft üblich, wird dadurch überflüssig und eine echte Berechnung der Antriebslast möglich. Basierend auf diesen Daten schlägt das Tool einen geeigneten Antrieb unter Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten wie Versorgungsspannung und Aufstellhöhe vor. Darüber hinaus ist Motion Analyzer in der Lage, einen Kosten- und Performancevergleich verschiedener Antriebstechnologien durchzuführen. So kann der Anwender die der Maschinennutzung am besten entsprechende Variante auswählen. Diese Möglichkeiten waren bisher nur aus dem High-End Bereich bekannt und schlossen daher auch rein High-End-Antriebe ein. Durch die Integration des Kinetix 350 in das Berechnungs- und Auslegungstool Motion Analyzer ist diese Optimierungsvariante nun auch für den mittleren Leistungsbereich verfügbar.