Ein Automatisierungssystem muss flexibel an die Aufgabe angepasst werden können. Das gilt sowohl für die Auswahl der Hardware- als auch für die Software-Komponenten. Lizenzkosten, Aufwand, Investitionssicherheit und Funktionalität sind entscheidend. Nur ein flexibel anzupassendes Paket führt zu einer optimalen Lösung: in:mocon ist die Plattform von Schleicher Electronic für die Maschinenautomatisierung. Dabei handelt es sich um eine Systemlösung mit aufeinander abgestimmten Bausteinen, mit denen das Leistungspaket exakt an die Anforderungen jeder Maschine angepasst werden kann. Das spart Kosten, Zeit und erhöht die Maschinenleistung. Herzstück der Plattform ist der Schleicher-eigene NC-Kernel, der sämtliche Funktionen unter einer gemeinsamen Datenstruktur verbindet und in ein synchron agierendes System integriert. Der in:mocon Funktionsbaukasten umfasst sowohl die Multitask-SPS, die flexible Motion-Control, umfassende CNC-Funktionalität als auch Robotersteuerung (RC). Ergänzt wird das System um Visualisierungsbausteine, Kommunikations-Interfaces und Drives. Die Plattform stellt die Benutzer in den Mittelpunkt. Der Endandwender der Maschine hat andere Erwartungen als der Einrichter, der Service-Techniker und der Entwicklungsingenieur. Für jeden gibt es Bausteine, aus denen individuelle an die Maschine angepasste Benutzer-Interfaces (UI) erstellt werden. Die web-basierten Visualisierungstools ermöglichen die Mehrfachnutzung der Software, z.B. für Ferndiagnose ebenso wie für die Arbeit an der Maschine oder in der übergeordneten Leitwarte. Systemgrenzen frei wählen In:mocon setzt auf nicht proprietäre Standards, sowohl bei den Interfaces nach außen wie innen: Netzwerkfunktionen mit Web-Standards, u.a. sercos-III für dezentrale Automation, Programmierung von SPS nach IEC61131 sowie CNC mit G-Code. Dabei sind die Interfaces austauschbar, z.B. das Interface zwischen Antrieb und SPS. So können die Systemgrenzen frei gewählt werden und z.B. offene Visualisierungsplattformen per OPC angeschlossen werden. In:mocon leistet die Steuerungsfunktionen, die die Maschine benötigt: – Komplexe Abläufe, Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort? Die integrierte Speicher-Programmierbare Steuerung (SPS) macht es. – Verknüpfte Bewegungen in Abhängigkeit von Zeit und Logik? Die integrierte Motion Control (MC) macht es. – Geometrie? Wechselnde Konturen mit jedem Werkstück? Die integrierte Computer-Numeric Control (CNC) macht es. – Gelenkarm-Kinematiken/schnelle weiche Bewegungen im Raum? Die integrierte Robotersteuerung (RC) macht es. Es gibt keine Auswahl zwischen SPS/MC/CNC/RC, die vollintegrale Steuerung deckt die benötigten Funktionen ab und verarbeitet sie in einem gemeinsamen Speicher, was die Verarbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, bei denen die SPS und die CNC als Einzelbausteine miteinander kommunizieren müssen, signifikant steigert. Dabei sieht der Benutzer der Maschine nichts davon, ob die einzelnen Achsen einer Maschine über MC- oder über CNC-Technologiebausteine bewegt werden. Interne Komplexität bleibt vor dem Anwender verborgen, die volle Performance wird sofort sichtbar. Arbeitsweise der Plattform Die CNC-Steuerungs-Lösung basiert auf einer plattformunabhängigen und übergreifenden Komponentenstruktur. Ganz zentral ist die Datenbasis, auf die alle Komponenten zugreifen können. Diese Struktur ist flexibel und wird bereits in der Projektierung des Systems konfiguriert. Später kann sie beliebig ergänzt und erweitert werden. Die Struktur ist unabhängig von der Hardwareausführung. So ist beispielsweise die Antriebsschnittstelle unabhängig: Ob analog oder digital, Feldbus oder Ethernet, die Struktur ist identisch. In der Datenbasis bestehen bereits sämtliche Kommunikationspfade, Funktions-Interfaces für alle Standardfunktionen und Diagnosestrukturen des in:mocon-Systems. Die Plattform arbeitet mit synchronisierten Realtime-Funktionen auf dieser Datenbasis. Diese umfassen alle Steuerungs- und Kommunikationsfunktionen für E/As und Antriebe. Daneben stehen flexible Interfaces für nicht-echtzeitfähige Kommunikation zur Verfügung, beispielsweise der Web-, der FTP- oder der OPC-Server. Die besondere Offenheit des Systems für individuelle Bewegungslösungen erklärt sich durch die verschiedenen Eingriffsebenen. So können beispielsweise Abhängigkeiten zwischen Bewegungsachsen als elektronische Getriebefunktion mit linearer Abhängigkeit oder als mathematische Funktion (z.B. für Schubkurbelgetriebe) hinterlegt werden. Diese gesamte Struktur kann wiederum in einem CNC-Programm im geometrischen Verbund mit anderen Achssystemen gefahren werden. Mehrere CNC-Programme können gleichzeitig auf verschiedene Achsgruppen wirken. Wird eine Abhängigkeit zwischen diesen Systemen erforderlich, so können sie wiederum exakt miteinander synchronisiert werden. Von einfachsten Maschinen bis zu komplexen Systemen werden so alle Erfordernisse abgedeckt. Wichtig für einen strukturierten Entwicklungsprozess sind zudem die integrierten Simulationsfunktionen. Damit können Bewegungsfunktionen frühzeitig ohne tatsächliche Antriebshardware getestet werden. Beispiel: Einsatz an Lasermaschine In:mocon zeigt am eingangs erwähnten Beispiel der Lasermaschine die Vorteile: Laserstrahlen müssen in exakt dosierter Leistung auf das Werkstück wirken. Das soll bei vollem Vorschub der Servoachsen erfolgen. Hier sind hochwertige Oberflächenbearbeitungen oder Schweißprozesse nur dann möglich, wenn Bewegung und Laseransteuerung exakt koordiniert werden. Diese Aufgabe wurde mit einem für die Lasersteuerung entwickelten Funktionsmodul, das ein sehr schnelles Schalten ermöglicht, gelöst. Dazu werden die Daten aus der Bewegungssteuerung benutzt, um die Laserpulse zu steuern. Die Bewegungssteuerung errechnet dazu im Mikrosekundenraster Synchronisationspunkte für die Laseransteuerung. Diese wird damit präzise und bewegungssynchron getaktet. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Oberfläche, die das kritische Auge der Fachleute überzeugt. Eine enge Zusammenarbeit ergibt sich bei der Benutzerschnittstelle der Maschine. Mit einer laufenden Abstimmung zwischen Anwender und Lieferant kann eine gute integrierte und ergonomische Maschinenvisualisierung entstehen. Prozess im Mittelpunkt Für den Maschinenbauer steht der Prozess des Kunden im Mittelpunkt seiner Leistung. Welche Laserparameter können optimal für Schneid-, Schweiß- oder Beschriftungsprozesse gewählt werden, Materialparameter, Anforderungen an die Maschinen- und Laserleistung stehen im Vordergrund. Die Aufgaben der klassischen Maschinenkonstruktion und der elektrischen Ausrüstung der Maschine bleiben dagegen im Hintergrund. Entsprechend kann der Laserspezialist die Aufgaben qualifizierten externen Anbietern überlassen. Für die Maschinen-Automatisierung bietet Schleicher Electronic mit in:mocon ein Lösungspaket, das von der Steuerung über die Visualisierung, den Antrieb bis zur Netzwerk-Kommunikation alle relevanten Komponenten enthält. Dienstleistungen wie z.B. Erstellung der Software oder Inbetriebnahmeunterstützung ergänzen die Hardware.
Schleicher Electronic Berlin GmbH
