Die Fülle unterschiedlicher Produktionsmaschinen, von Druck- über Verpackungs- bis hin zu Maschinen im Umfeld von Pressen, vereinfacht es nicht, eine standardisierte Systemplattform zu schaffen, die den vielschichtigen Anforderungen hinsichtlich Produktivität, Qualität und Flexibilität gleichermaßen gerecht wird. Immer höhere Genauigkeit, Dynamik bzw. Flexibilität bei Produktwechseln erfordern mehr denn je eine intelligente und performante Bewegungsführung. Siemens Automation and Drives hat dafür das Motion-Control-System Simotion entwickelt, das in drei Aufbauformen (Bild 1) skalierbare Performance für unterschiedliche Anforderungen bietet. Herzstück für Produktionsmaschinen ist das flexible und performante Laufzeitsystem von Simotion. Schnittstellen reduziert Das Automatisieren von Produktionsmaschinen erfordert eine einfache und flexible Umsetzung der diversen Aufgaben. Hierfür sind bei Simotion Funktionalitäten für – Logik, – Motion Control und – Technologie in einem Gerät miteinander \’verschmolzen\‘. So können die Bewegungen und die bewegungsnahen Logik-Funktionen wie verknüpfte Ein- und Ausgangssignale in einem Programm realisiert werden. Ebenso funktioniert das mit technologischen Funktionen, wie der Temperatur- und Druckregelung. Aufgrund dieser Verschmelzung: – entfallen Schnittstellen zwischen den Komponenten und damit Programmier- und Diagnoseaufwand, – werden Programmierung und Diagnose für die gesamte Maschine vereinheitlicht und damit einfach und transparent, – entfallen Verzögerungszeiten, was zu schnellen Reaktionen und höheren Taktzahlen im Vergleich zu Systemen mit getrennten Tasks/-Prozessoren für Motion Control und SPS führt. Die Integration aller notwendigen Technologien auf einer Plattform reduziert Hardware-Komponenten und damit ebenfalls Schnittstellen, Inbetriebnahmezeit und somit Kosten. Hinzu kommen kurze und genau bestimmbare Reaktionszeiten, die eine hohe Reproduzierbarkeit des Maschinenverhaltens und damit der Produkte gewährleisten, was sich unmittelbar auf die Produktqualität auswirkt. Technologie in Objekten Der objektorientierte Systemansatz von Simotion bietet skalierbare Motion-Control-Funktionalität, von Nocken und Nockenspuren, über Positionieren, Synchronlauf und Kurvenscheiben bis hin zur 3D-Bahninterpolation mit Transformationen für diverse Handlings-Kinematiken. Basis sind sogenannte Technologieobjekte (TOs) wie Achse, Gleichlaufobjekt, Bahnobjekt, Kurvenscheibe, Nocken, Messtaster oder externer Geber. TOs sind von Haus aus mit einer hohen Funktionalität ausgestattet. Sie werden per Konfiguration angelegt, laufen im Hintergrund und stellen ihre Funktionalität überall zur Verfügung (wie Treiber). Sie ermöglichen die einfache, weil einheitliche Sicht auf die technologischen Funktionen und werden auf dieselbe Art und Weise erzeugt, konfiguriert und parametriert. Beim Parametrieren einer \’Achse\‘ (Bild 2) wird z.B. angegeben, welcher Antriebstyp angesprochen werden soll, Servo- oder Vektorantrieb, Hydraulik- oder Schrittantrieb. Das Technologieobjekt beinhaltet dann die nötige Funktionalität: ein Technologieobjekt für eine Achse beinhaltet z.B. die Kommunikation zum Antrieb, die Messwertverarbeitung, Lageregelung, Überwachungen sowie Positionierfunktionalität. Anschließend stellt es die Funktionalität in einheitlicher Sicht zur Verfügung. Im Anwenderprogramm wird die Funktionalität, unabhängig vom Antriebstyp, über individuell parametrierbare Systembefehle – z.B. _move(…), _pos(…), _homing(…) – aus einer Befehlsbibliothek aufgerufen. Zusätzlich steht eine Bibliothek mit Motion-Control-Befehlen (Single und Multi Axis) nach dem PLCopen-Standard zur Verfügung. Damit kann der Anwender sein auf Basis PLCopen vorhandenes Know-how direkt in Simotion umsetzen. Die Technologieobjekte arbeiten die Aufträge selbstständig ab und stellen entsprechende Statusmeldungen zur Verfügung. Darüber hinaus besteht eine hohe Durchgängigkeit und Integrationstiefe bis in den Antrieb hinein – mit Zugriff auf Antriebsdaten sowie Vorgaben von flexiblen Momentengrenzen und additiven Momentensollwerten, beispielsweise für die zuggeregelte Ansteuerung eines Wicklerantriebs. Bei dynamischen Anwendungen ist der minimale Reglertakt entscheidend. Servoantriebe mit Dynamic Servo Control (DSC) können mit Lagereglerzyklen von 125µs, Hydraulikantriebe mit Lageregler und Druck-/Kraftreglerzyklen von 250µs realisiert werden. Umfangreiche Einflussmöglichkeiten auf die Regelung (wie z.B. ein Drehzahlregler-Referenzmodell) ermöglichen zusätzlich die Optimierung der Achsen. Die Technologieobjekte werden instanziert und lassen sich auf mehrere Simotion-Geräte verteilen. Dabei ist die Achsanzahl unbegrenzt und Gleichlaufbeziehungen sind beliebig umschaltbar und verkettbar. Die Parametrierung der Objekte reduziert den Programmier- und Engineering-Aufwand, bietet Flexibilität in Bezug auf Funktionalität, Verschaltung der Technolgieobjekte, Verteilung (zentral/dezentral) und vereinfacht die Wiederverwendbarkeit in anderen Applikationen. Flexibilität im Ablauf Das Simotion-Ablaufsystem bietet zyklische Ablaufebenen (Tasks), sequenzielle, zeitgesteuerte und Event-getriggerte Tasks sowie Tasks, die beim Systemstart und stopp zum Einsatz kommen (Bild 3). Damit lassen sich die vielfältigen Aufgaben heutiger Produktionsmaschinen realisieren. Zyklische Tasks können auch synchron zum Bus- und Regeltakt der Antriebe (min. 250µs) abgearbeitet werden. Dadurch ist es möglich, ein Signal nicht nur schnell zu bearbeiten, sondern auch daraus sofort einen Bewegungsbefehl anzustoßen, ohne Totzeiten und im gleichen Takt. Anwenderprogramme können in jede Ablaufebene \’eingehängt\‘ werden, und die Aufrufe der Simotion-Befehle aus den Programmen sind nicht limitiert. Die Anwenderprogramme laufen quasi parallel. Aus jedem Programmteil können in den jeweiligen Ablaufebenen Funktionen auf die Technologieobjekte einwirken. Ein Beispiel: die kontinuierliche Bewegung einer Achse wird über Achsfunktionen in einer zyklischen Anwender-Task gesteuert. In einer ereignisgesteuerten Task wird eine Druckmarke erkannt und der errechnete Schlupf durch die Achsfunktion einer überlagerten Bewegung ausgeglichen. Programmiersprachen Die für Simotion verfügbaren Programmiersprachen sind auf das Ablaufsystem abgestimmt und für jeden Programmteil individuell wählbar. Zu den Sprachen Structured Text (ST), Kontaktplan (KOP) und Funktionsplan (FUP) entsprechend der IEC61131-3 steht für sequenzielle Bearbeitung zusätzlich das Motion Control Chart (MCC) zur Verfügung. Die Sprachen sind beliebig mischbar, und der komplette Funktionsumfang ist durchgängig verfügbar. Die Programme werden den gewünschten Ablaufebenen zugeordnet und in einen einheitlichen Zielcode kompiliert. In jeder Sprache gibt es umfangreiche Debug-Funktionen (z.B. Programmstatus-Anzeige, Haltepunkte und Oszilloskop-Funktionen) für Online-Test und Diagnose. Da Anwenderprogramme in kompilierter Form eingesetzt werden, arbeiten sie sehr laufzeiteffizient (Bild 4). Durchgängig synchron Die Motion-Control-Komponenten Simotion, Antriebe, Bussystem, zeitgenaue Peripherie-Baugruppen, synchrone Anwenderprogramme arbeiten taktsynchron. Die Eingangssignale von Peripherie und Antrieben werden also synchron mit dem Bearbeitungszyklus in der Steuerung erfasst und stehen dann auch zeitgenau im Anwenderprogramm zur Verfügung. Die Synchronisierung erfolgt über einen isochronen Feldbus (Profibus oder Profinet), der quasi als Taktschläger für die gesamte Maschine fungiert. Achsen können über viele Steuerungen miteinander synchronisiert werden. Das ermöglicht einerseits skalierbare Lösungen und damit auch große Achsverbände, andererseits können modulare Maschinenkonzepte mit standardisierten Komponenten umgesetzt werden. Letztendlich resultieren daraus: – hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit auch bei schnellen Maschinentakten, – hohe Produktqualität und Produktivität durch optimierte Maschinenzyklen aufgrund deterministischer Systemkomponenten und kurzer Zykluszeiten sowie – hohe Dynamik durch feste Totzeiten und hohe Verstärkungsfaktoren im Regelkreis. Kein Ersatz für Taktsynchronität sind hohe Abtastraten und schnelle Busse, die bei hohen Taktzahlen, hohen Genauigkeitsanforderungen oder vielen Achsen an ihre Grenzen stoßen, z.B. bei schnellen Schlauchbeutelmaschinen und Druckmaschinen. In unterschiedlichen Applikationen hat sich gezeigt, dass auch ein langsamer synchroner Takt bessere Ergebnisse liefert als nicht synchronisierte schnelle Takte. Gemeinsames Laufzeitsystem Ob Controller-, PC- oder Antriebsbasiert, die erstellten Anwendungen und die dazugehörigen Runtime-Software-Module können auf allen drei Hardware-Plattformen von Simotion eingesetzt werden. Auch auf unterschiedlichen Automatisierungsebenen: In einer Zentralsteuerung, in intelligenten Maschinenmodulen, verteilt über mehrere Komponenten oder direkt in einem Antrieb – also immer exakt dort, wo es die Aufgabe erfordert. Der nächste Teil der Artikelserie konzentriert sich darauf, wie sich mit Web-Funktionalitäten im Motion-Control-System auch ohne Engineering-Tools Service, Inbetriebnahme, Diagnose und Wartung sehr schnell und einfach umsetzen lassen.
Teil 1 von 5 Moderne Steuerungskonzepte: Laufzeitsystem erhöht die Maschinenproduktivität
-
Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau: Sondereffekte schönen die Bilanz
Nach zwei schwachen Monaten zu Jahresbeginn ist der Auftragseingang im Maschinenbau in Deutschland im März unerwartet stark angestiegen.
-
Vorsprung im Packaging
Automatisierungstechnik von Beckhoff ermöglicht die effiziente Entwicklung ressourcenschonender Verpackungsmaschinen, verkürzt Konstruktionszeiten und senkt Kosten – für innovative Lösungen und nachhaltige Produktionsprozesse.
-
Hummel: Neuer Vice President für Global Account & Industry Management
Hummel baut die internationale Ausrichtung durch die strategische Neuaufstellung des Bereichs Global Account & Industry Management aus.
-
Harting rechnet mit Umsatzwachstum von mehr als 10%
Aktuell entwickelt sich das Geschäft der Technologiegruppe Harting positiv, das berichtete das Unternehmen auf der diesjährigen Hannover Messe.
-
Studierende organisieren internationale Top-Cybersicherheitskonferenz
Anfang Mai wurde der FH OÖ Campus Hagenberg erneut zum Treffpunkt der Cybersecurity-Community beim Security Forum.
-
Anzeige
Vorsprung im Packaging
Automatisierungstechnik von Beckhoff ermöglicht die effiziente Entwicklung ressourcenschonender Verpackungsmaschinen, verkürzt Konstruktionszeiten und senkt…
-
Jetzt auf der Conrad Sourcing Platform verfügbar:
Stromversorgungen ganz fix verdrahtet
Die neuen Proeco2-Stromversorgungen von Weidmüller sind ab sofort über die Conrad Sourcing Platform…
-
Platzsparend positionieren
Der nur 35mm breite und kostengünstige SeGMo-Positionierantrieb GEL 6008 von Lenord+Bauer ermöglicht die…
-
Modulare Getriebe
Mit den Produktlinien IMS.Eco, IMS.Pro und IMS.Drive bietet IMS Gear Motorenherstellern Zugriff auf…
-
Auftragsbestand im Verarbeitenden Gewerbe im Februar: +1,0% zum Vormonat
Der reale (preisbereinigte) Auftragsbestand im Verarbeitenden Gewerbe ist nach vorläufigen Ergebnissen des Statistischen…
-
Seit 18 Monaten: Stillstand beim Frauenanteil in den Vorständen
Am 1. März waren die Vorstände der 160 deutschen Börsenunternehmen in DAX, MDAX…
-
UL Solutions zertifiziert Cyberresilienz von Ethercat
Das Gutachten und die Zertifikate von UL Solutions bestätigen nach Prüfung gemäß IEC62443…
-
Volker Frey neuer CTO bei IFM
Zum 1. Mai gibt es in der Führungsspitze der IFM-Unternehmensgruppe personelle Veränderungen.
-
Ermöglicht zwei Synchronbewegungen
Antriebssystem für Logistik
Das Antriebssystem DualGear von Faulhaber wurde gezielt für Anwendungen in Förderbändern sowie in…
-
Zukunftssichere Maschinenvisualisierung
Webbasiertes HMI
Weidmüller kombiniert die Touchpanelserie U-View Advanced V2 sowie das Web-HMI Procon-Web ES zu…
-
75-jähriges Jubiläum 2026
Wago startet mit Plus und Investitionen ins Jubiläumsjahr
Wago feiert im Jahr 2026 sein 75-jähriges Jubiläum. Auch der Blick auf die…
-
Sick steigert Umsatz um 6,5%
Der Umsatz von Sick im Geschäftsjahr 2025 stieg trotz des herausforderndem Marktumfelds an…
-
Neuwahlen der PNO
Am ersten Tag der Hannovermesse fand die jährliche Mitgliederversammlung der Profibus Nutzerorganisation statt.…
-
B&R und ABB trauern um CEO
B&R und ABB trauern um Florian Schneeberger, Division President von Machine Automation (B&R),…
-
Color Camera für hochpräzise RGB-Druckmarkenerkennung
Closed-Loop-Vision für ausschussfreie Druckproduktion
B&R erweitert sein Vision-Portfolio um eine neue Color Camera zur hochpräzisen RGB-Druckmarkenerkennung.
-
Neues Modell von Voltcraft jetzt auf der Conrad Sourcing Platform erhältlich
Wärmebildkamera für präzise Thermografie
Mit der WB-430 erweitert Voltcraft sein Messtechnik-Portfolio um eine Wärmebildkamera für professionelle Prüf-…
-
Middleware zur Anbindung von Maschinen, Anlagen und IT-Systemen
Audit-Trail für regulierte Produktionsumgebungen
Mit Release 4.3 erweitert Kontron AIS seine Middleware FabEagle Connect um neue Funktionen…
-
Neue Steckverbindergröße
Spart bis zu 40% Bauraum
Mit der neuen Baugröße 4 erweitert Harting seine Steckverbinder-Baureihen Han-Eco, Han B und…
-
Akustische Bildgebungskamera Flir Si2-Pro
Akustische Bildgebung zur Leck- und Fehlererkennung
Mit der Si2-Pro erweitert Flir sein Portfolio akustischer Bildgebungskameras für industrielle Diagnoseaufgaben.
-
Physical AI live erleben: Beckhoff auf der HMI 2026
Die Verschmelzung von künstlicher Intelligenz und klassischer Maschinensteuerung als Basis für Physical AI…
das könnte sie auch interessieren
-
-
Robuste Connectivity als Rückgrat der hypervernetzten Produktion
Netzwerke für Digitalisierung in rauer Umgebung
-
-
NewGen Multitouch-HMIs
Volle Visualisierungspower
















