Perfection in Automationwww.br-automation.com

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Das B&R Technologie Magazin

Verpackung

Durchsatz und Energieeffizienz vom Fließband

Elektromobilität

Wie kommt die Sonne in den Tank?

Software

Entwicklungseffizienz durch modulares Software Engineering

Technologie

Condition Monitoringsteigert Maschinenverfügbarkeit

Impressum

IMPRESSUMautomotion: Das B&R Technologie Magazin 11. JahrgangOnline-Version: www.automotion.infoMedieninhaber: Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H., B&R Strasse 1, 5142 Eggelsberg, ÖsterreichHerausgeber: Hans Wimmer, B&R Strasse 1, 5142 Eggelsberg, ÖsterreichRedaktion: Werner Gropp, Agnes Hufnagl, Margit Mayrböck, Peter Kemptner, Franz Joachim Roßmann, Lukas Maier, Margarethe DopfB&R Strasse 1,5142 Eggelsberg, Österreich, redaktion@automotion.infoGestaltung: Lukas Maier, Cecilia Zimmerbeutel, B&R Strasse 1, 5142 Eggelsberg, Österreich Herstellung: Vorarlberger Verlagsanstalt GmbH, Schwefel 81, 6850 Dornbirn, ÖsterreichVerlagsort: B&R Strasse 1, 5142 Eggelsberg, ÖsterreichAbonnieren Sie automotion: Einfach unter www.automotion.info anfordern.

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Liebe Leserinnen, liebe Leser,

die Auftragslage verspricht eine gute Auslastung, gibt Anlass zu einer durchwegs optimis-

tischen Grundhaltung in der Industrie - allen voran im Maschinenbau, beflügelt von einer

prognostizierten Zuwachsrate von vier Prozent. Viele Unternehmer sind voller Hoffnung, dass

der Funken der politischen Staatsschuldenkrise nicht auf die Realwirtschaft überspringt und

zu einem Flächenbrand entfacht.

In der Weltwirtschaft hinkt Europa etwas hinterher. In einigen Branchen sind die Potentiale

bereits ausgeschöpft. Hohe Wachstumschancen werden indes von europäischen Unterneh-

men in der Russischen Föderation und in Fernost - insbesondere Indien und China - gesehen.

Natürlich haben viele von uns die Lektion aus 2009 gelernt. Umstrukturierungen waren die

Folge, Zentralisierungen und die Verschlankung vieler Bereiche in den Unternehmen machen

das gestiegene Kostenbewusstsein deutlich, gleichzeitig wurden kaufmännische Disziplinen

wie Vertrieb und Service nachhaltig gestärkt, um die Umsatzseite zu verbessern, eben deut-

lich effizienter zu gestalten.

Effizienz und zukunftssichere Investitionen sind bei B&R massiv in den Vordergrund gerückt.

Bestehende Produkte und viele Produktneuheiten tragen unverkennbar diese Handschrift.

Auf diese Weise wollen wir unseren Kunden eine Antwort durch Komplettlösungen auf ei-

nen weiterhin volatilen Geschäftsverlauf geben, um sich den Unternehmenserfolg langfristig

abzusichern.

Ihr

Werner Gropp

Manager Marketing

Editorial

Konjunktur 2012 setzt auf den Maschinenbau, B&R auf Effizienzsteigerung durch Komplettlösungen

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Inhalt

TiTelsTory

News

16 Condition Monitoring steigert Maschinenver-fügbarkeit

Vorausschauende Wartung schont Ressourcen, erhöht

Effizienz.

15 Meistgenutztes Engineering Werkzeug: Automation Studio

23 Trends für den Maschinen- und Anlagenbau

29 POWERLINK synchronisiert Tripod-Roboter

39 B&R UK: Neueröffnung

43 B&R USER-Meeting in China

51 POWERLINK schnell und zuverlässig über den Schleifring

11 B&R-Leuchtring-Tastenmodul Cooles Design, robust im Industrieeinsatz.

30 Mobile Automation: Geschüttelt, nicht gerührt!

Funktionalität und Packungsdichte für den Außenbereich.

44 Entwicklungseffizienz durch modulares Software Engineering

B&R sorgt für höchste Softwarequalität und optimale

Ressourcennutzung im Maschinen- und Anlagenbau.

58 In der Gruppe sicherer: Anlagenvernet-zung mit openSAFETY

Maschinenübergreifende Übertragung von Sicherheits-

daten.

62 Intel Mehrkern-Prozessor für anspruchs-vollste Aufgaben

Neueste Intel® Core™ i Technologie bietet höchst Re-

chenleistung.

TechNologie

4 automotion 03/12

Inhalt

reporT

iNTerview

64 Maschinenbau im Wandel: Die Zukunft ist mechatronisch

Entwicklung mit Automation Studio und EPLAN Electric P8.

52 Einfache POWERLINK Anbindung HMS: Integration in POWERLINK-basierte Systeme.

6 Durchsatz und Energieeffizienz vom Fließband

Krones AG besticht mit neuer Leistungsfähigkeit.

12 Smart Metering für Fernwärme Zählerfernauslesung auf dem Vormarsch.

20 Sorgenfreiheit als Serienausstattung in Alfa Laval Dekantern Zustandsüberwachungsmodul von B&R erhöht Verfügbarkeit.

24 Höchste Flexibilität in Abfüllprozessen Mit B&R Steuerungsplattform zu mehr Produktionsleis-

tung in der chinesischen Getränkeindustrie.

26 Wie kommt die Sonne in den Tank? Solar Carport als Tankstelle der Zukunft.

34 Produktivitätssteigerung durch B&R Antriebstechnologie

Hoong-A in Korea erhöht Verpackungsleistung auf 600

Blister pro Minute.

36 Der Alleskönner unter den Hydraulik-pressen

Kompakte Steuerungstechnik aus einem Guss von B&R.

40 Voraussehende Sicherheit für Fußgänger

Intelligentes Warnsystem zur Aufprallvermeidung in der

Automobilindustrie.

48 Kosteneffizienz: POWERLINK macht Druck Gallus setzt auf leistungsstarke B&R Technologie.

55 Etikettenlösung reibungslos integriert

Echtzeitfähig und präzise Einbindung in Verpackungslinien.

TechNologie

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Report

Durchsatz und Energieeffizienz vom Fließband

Mit einer neu entwickelten PET-Streckblasmaschine sorgte die Krones AG im vergangenen Herbst für Furore: Die dritte Generation der seit 1997 existierenden Contiform Serie begeistert die Branche mit dem industrieweit höchsten Durchsatz, einem Zuwachs an Präzision und Freiheiten beim Reckprozess sowie einem deutlich abgesenkten Ener-gieverbrauch. Diesen Entwicklungssprung hat der Spezialist für Abfüll-anlagen im Wesentlichen durch den Wechsel von pneumatischen und riemengetriebenen Antrieben zu elektrischen Direktantrieben und den Einsatz einer durchgängigen Antriebslösung auf Basis von B&R Tech-nik bewerkstelligt. Wegen der sich abzeichnenden großen Nachfrage wird die Krones AG die neue Contiform am Fließband fertigen - ein absolutes Novum in der Unternehmensgeschichte des Konzerns.

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Report

Durchsatz und Energieeffizienz vom Fließband

81.000 PET-Rohlinge (auch Preform genannt) pro Stunde soll

die brandneue Rundläuferstreckblasmaschine Contiform 336

der Krones AG zukünftig mit ihren 36 Blasstationen zu PET-

Flaschen verarbeiten können. Dabei wird der vorgefertigte

PET-Rohling in einem Infrarot Linearofen auf eine Temperatur

von etwa 100 bis 120 °C erhitzt und anschließend über ei-

nen Transferstern in die Blasform aus Aluminium eingebracht.

Sobald die Form geschlossen ist, wird der Preform mit einer

durch die Flaschenöffnung geführten Reckstange axial ge-

streckt und gleichzeitig ein Blasdruck von bis zu 40 bar auf-

gebracht. Dadurch wird die Wand des PET-Rohlings an die

Innenwand der Form gepresst und so die PET-Flasche ausge-

bildet, bevor sie von einem Auslaufstern übernommen wird.

Ca. 300 Mrd. PET-Flaschen werden mittlerweile auf diese

Weise pro Jahr weltweit produziert - Tendenz stark steigend.

Den ständig steigenden Anforderungen an die Leis-tungsfähigkeit der Maschinen begegnet Krones mit einem neuen Rekordwert: 2.250 Flaschen pro Blas-station und Stunde schafft die Contiform 336.

Abfüller fordern deshalb immer leistungsfähigere Maschinen.

Dabei darf angesichts steigenden Umweltbewusstseins und

hohen Energiepreisen auch die Nachhaltigkeit nicht zu kurz

kommen.

2.250 Flaschen pro Blasstation und Stunde

Bei der jüngsten Weiterentwicklung der bereits seit 1997 auf

dem Markt befindlichen Maschinenserie Contiform standen

daher die Steigerung des Durchsatzes und die Absenkung

des Energiebedarfs ganz oben auf der Agenda. Die selbst

gesteckten Ziele hat das Unternehmen denn auch muster-

gültig umgesetzt: Krones ist es gelungen, das hohe Niveau

der Vorgängergeneration nochmals anzuheben und den Aus-

stoß pro Blasstation von stattlichen 2.000 Flaschen auf den

Rekordwert von 2.250 Flaschen pro Stunde zu steigern. »

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Report

Die Montage von ACOPOS-multi65 Modulen direkt an der Maschine erlaubt es Kro-nes, die Reckstation komplett vorzuproduzieren, zu testen und zu parametrieren.

B&R hat sich aber - wie gewohnt - flexibel und

engagiert gezeigt und die Standard Firmware

des ACOPOS Systems entsprechend modifiziert,

mit der Folge, dass der Strombedarf minimiert,

die Bewegungen sehr homogen sind und wir die

tublaren Linearmotoren konzernweit einsetzen

können.

Dieter Finger, Gruppenleiter Entwicklung Elektrik

Um diesen Schritt zu vollbringen, mussten sich die Ingenieure

rund um Dieter Finger, Gruppenleiter Entwicklung Elektrik der

Sparte Kunststofftechnik bei der Krones AG, so einiges einfal-

len lassen: „Bis dato konnten wir Riemenantriebe nutzen, um

das Blasrad und die Transferräder anzutreiben. Wir sind aber

mit der neuen Contiform in Geschwindigkeitsbereiche vorge-

stoßen, bei denen dieser Antriebstyp wegen der inhärenten

Riemendehnung zu ungenau ist, weshalb es zu Problemen bei

der Übergabe der Flaschen zwischen Blasrad und Förderster-

nen kommen kann.“

Die Ingenieure haben die Riemenantriebe daher durch Direkt-

antriebe ersetzt: Bei der Contiform der 3. Generation kom-

men nun Torque Motoren zum Einsatz, die ein Drehmoment

von bis zu 2.300 Nm aufbringen können. Sie bieten nicht nur

eine wesentlich höhere Genauigkeit als die Riemenantriebe,

sondern versorgen sich durch ein ausgeklügeltes Energie-

management gegenseitig mit Energie, um die Maschine bei

einem Spannungsausfall bzw. einem Not-Stopp schnell zum

Stillstand zu bringen, ohne die Synchronität zu verlieren. Die

Ansteuerung der Motoren übernimmt das SDC (Servo Drive

Control), wie Krones die seit fünf Jahren spartenübergreifend

eingesetzte Antriebslösung, die auf B&R Technik fußt, intern

bezeichnet. Mit ihr können über POWERLINK beliebig viele

Achsen mit unterschiedlichen Ausprägungen betrieben bzw.

gekoppelt werden. Als Wechselrichter kommen Geräte aus

der ACOPOSmulti Familie von B&R zum Einsatz; als Steuerung

fungiert eine CPU aus dem B&R X20 System.

Elektrische Direktantriebe verdrängen Pneumatik

Der Einsatz der Torque Motoren im Antriebsmodul alleine

erklärt den großen Leistungsschub, den die neue Contiform

Generation bietet, aber nicht. Erst zusammen mit dem Wech-

sel vom pneumatischen zum elektrischen Recken haben die

Krones Ingenieure die erforderlichen Rahmenbedingungen

für den höheren Durchsatz geschaffen. Statt von einem

pneumatischen Antrieb wird die Reckstange der Blasstationen

branchenweit nun erstmals von einem tubularen Linearmotor

bewegt.

„Im Gegensatz zu den konventionellen Linearmotoren flacher

bzw. U-förmiger Bauweise läuft der stabförmige Läufer aus

Permanentmagneten in einem Rohr, dem Ständer, in das

die Erregerwicklungen des Stators und ein Hall-Sensor ein-

gebracht sind“, erläutert der Elektronikexperte von Krones.

„Gegenüber den sonst üblichen Reckantrieben mit Spindel

arbeitet der tubulare Linearmotor ohne Spiel und Riemen.

Da die Kraft in direkter Verlängerung der Reckstange wirkt,

kommen wir außerdem mit wesentlich kleineren Lagerungen

aus, so dass der Antrieb auch fett- und damit wartungsfrei

ist.“ Die Firma NTI (LinMot) hat nach Vorgaben des Maschi-

nenbauers den Motor entwickelt. „Hierzu gehörte, dass der

Motor eine maximale Kraft von 2 kN bereit stellen und eine

maximale Geschwindigkeit von 2 m/s erreichen kann. Zudem

war eine Positioniergenauigkeit von 0,2 mm gefordert“, kon-

kretisiert Dieter Finger, „und der Motor sollte sich nahtlos in

unser durchgängiges Antriebssystem einfügen lassen.“

Tubularer Linearmotor mit Hall-Geber am Stan-dard ACOPOS

Um diese Bedingungen einhalten zu können, wurde der Mo-

tor für den Betrieb an einem Standard ACOPOS von B&R mit

einer Zwischenkreisspannung von 800 V und drei Phasen kon-

zipiert. Der B&R ACOPOS übernimmt zusätzlich die Auswer-

tung bzw. Linearisierung des Hall-Sensorsignals. „Dies ist mit

einem nicht zu unterschätzenden Programmieraufwand ver-

bunden“, unterstreicht Dieter Finger. „B&R hat sich aber - wie

gewohnt - flexibel und engagiert gezeigt und die Standard

8 automotion 03/12

Report

Die Maschinenbedienung wird über das kundenspezifische B&R Panel gesteuert.

Firmware des ACOPOS Systems entsprechend modifiziert, mit

der Folge, dass der Strombedarf minimiert, die Bewegungen

sehr homogen sind und wir die tublaren Linearmotoren kon-

zernweit einsetzen können.“

Als Umrichter für die Ansteuerung des Linearmotors haben

sich die Verantwortlichen bei Krones für den ACOPOSmulti65

in Schutzart IP65 von B&R entschieden, kombiniert mit einer

B&R X20 CPU, die als Steuerung des Blasmoduls fungiert.

An der zweiten POWERLINK Schnittstelle des Reglers sind I/O

Module in IP67 zur Ventilansteuerung und zur Aufnahme des

Blasdrucks eingebunden. Mit klaren Vorteilen für den Maschi-

nenbauer, wie Dieter Finger aufzeigt: „Da dieser Umrichter

direkt an jeder Reckstation montiert wird, ist es uns möglich,

die Station komplett vorzuproduzieren, zu testen und zu pa-

rametrieren. Zudem ist pro Station nur noch eine Zuleitung

erforderlich. Das kommt nicht nur unserem Modulansatz sehr

entgegen, sondern unterstützt die erstmals von uns realisierte

Fließbandfertigung der Maschinen optimal.“

Elektrisches Recken: Mehr Durchsatz, kürzere Rüstzeiten, flexibler Reckprozess

Die Betreiber der Maschine profitieren ebenfalls deutlich

von der Umstellung auf das elektrische Recken. So konnte

nicht nur der Durchsatz angehoben werden, der Betreiber

kann nun auch deutlich mehr Einfluss auf den Reckprozess

nehmen. Dieter Finger verdeutlicht, was dies in der Praxis be-

deutet: „Erstens reicht ein Knopfdruck aus, um via Software

die Flaschensorte umzustellen; das zeitaufwändige manuelle

Umbauen von Reckanschlägen entfällt. Zweitens kann das

Bewegungsprofil des Reckantriebs via Knopfdruck verändert

werden. Damit entfällt der bei der Umrüstung von einer Fla-

sche mit kleinem zu einer Flasche mit großem Volumen bis

dato erforderliche Wechsel der Reckkurve.“

Doch damit nicht genug: Es ist sogar möglich, die Kurve frei

zu parametrieren und so den Reckprozess in Phasen mit un-

terschiedlicher Reckgeschwindigkeit aufzuteilen. Damit lässt

sich der Reckprozess besser kontrollieren. Dies kann der Be-

treiber nutzen, um für die gleiche Flaschenqualität billigeres

Ausgangsmaterial zu verwenden oder komplexere Flaschen

zu fertigen, die bisher gar nicht oder in nicht ausreichender

Qualität gefertigt werden konnten.

B&R ACOPOS: Zwischenkreis bis zu 70 Meter Ausdehnung

Mindestens genauso wichtig für den Betreiber ist, dass die

neue Generation insgesamt merklich weniger Energie ver-

braucht. Das ist zum einen auf den Verzicht pneumatischer

Reckantriebe zurückzuführen. Zum anderen erlaubt es die

B&R Technik, dass der Zwischenkreis eine Ausdehnung von

70 Metern einnimmt. Krones hat diese Eigenschaft genutzt, »

9automotion 03/12

um den Zwischenkreis des Reckmoduls mit dem Antriebs-

modul der Maschine zu koppeln. Bei einem Spannungsabfall

kann so die Energie des Blasrads genutzt werden, um das

System kontrolliert herunterzufahren und die Reckstange in

eine sichere Position zu fahren. „Würde unser Antriebssystem

nicht aus einer Hand kommen, müssten wir in der Regel mit

unterschiedlichen Zwischenkreisspannungen arbeiten. Dies

würde DC/DC Umsetzer erfordern, mit denen wir in der Ver-

gangenheit immer wieder schlechte Erfahrungen gemacht

haben“, unterstreicht Dieter Finger.

Auch während des Normalbetriebs wird Energie in den Zwi-

schenkreis zurückgespeist: Die zum Abbremsen der Reckstan-

ge (sie wird nach dem Blasprozess mit der in der Flasche ver-

bliebenen Druckluft mit bis zu 650 N in die Ausgangsposition

zurückgedrückt) aufgebrachte Energie kann so von anderen

Stationen genutzt werden, so dass die Leistungsaufnahme im

Mittel pro Station nur etwa 250 Watt beträgt.

Durch eine neu entwickelte Zwischenblasdruckstufe und ein

weiterentwickeltes, maschineninternes Druckluftrecycling

sowie ein nochmals stark reduziertes Totraumvolumen konn-

te Krones zusätzliche Energieeinsparungen realisieren. Der

Gesamtluftverbrauch der Maschine konnte so um ein Drittel

gesenkt werden.

Die Argumente sprechen damit deutlich für die Streckblasma-

schine von Krones. Es verwundert daher nicht, dass die neue

Generation der Contiform bereits vor dem offiziellen Serien-

start stark nachgefragt wurde und im November beim Krones

Kundentag 2011 ein Publikumsmagnet war.

Branche: Getränkeindustrie

Mitarbeiter: ca. 10.575 (2010)

Standort: Neutraubling Hauptsitz (DE)

www.krones.com

Technology by THE INNOVATORS

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Maximale Anlagenproduktivität durch höchste Performance und Systemsynchronität

Neue Fertigungstechnologien durch Integration von CNC, Robotik und Motion Control mit integrierter Sicherheitstechnik

Einfache Realisierung von Maschinenoptionen durch Softwarekompatibilität über alle Antriebstechnologien

Wahlfreiheit der Maschinentopologie durch zentrale und dezentrale Antriebstechnik

Reduzierte Hardwarekosten und vereinfachter Service

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Technologie

Montieren, anschließen und fertig. Die neue

Dimension für dezentrale Bedienfelder direkt

am Eingabeort. Handyformat mit minimalen

Abmessungen und Montageraum. Geringster

Platzbedarf an der Rückseite, durch die Kap-

selung der Elektronik kann auf das übliche

Zusatz-Schutzgehäuse verzichtet werden. In

Schutzart IP65 hält das Tastenmodul auch

rauen Anforderungen stand. Mit der Basis-

technologie der B&R I/O Systeme bedeutet

dies eine nahtlose Durchgängigkeit aufgrund

der dezentralen Backplane. Äußerst kommu-

nikativ und flexibel im Anschluss an offene

Feldbusse.

Highlights:

■ Blitzschnelle und platzsparende Montage durch 1-Schraubenmontage

■ Alle Tasten gelb, grün, rot und weiß beleuchtbar

■ Hygienegerecht

■ Lebensdauer > 1.000.000 Betätigungen

■ Flexibel über Einschubstreifen beschriftbar

■ Anschluss an offene Feldbusse

Einfachste Montage in nur vier Schritten

B&R-Leuchtring-TastenmodulCooles Design, robust im Industrieeinsatz

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Vor allem im städtischen Raum ist Fernwärme die komfortabelste, preis-werteste und umweltfreundlichste Form der Heizung. Mit rund 6.200 GWh Wärmeleistung deckt die Fernwärme Wien 36 % des Bedarfs der österreichischen Bundeshauptstadt ab. Die traditionellen Wärmemengen-messer werden immer mehr durch Zähler mit Fernabfrage ersetzt, von denen bereits ca. 50.000 Stück im Feld sind. Im unbeaufsichtigten Dauer-betrieb in den Fernwärme Stationen bewähren sich B&R Automation PC für die Datenkonzentration und -fernauslesung.

Smart Meteringfür Fernwärme

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Report

Etwa 6.222 Gewerbekunden und über 318.000 Wohnungskunden in der 1,6 Millionen

Einwohner zählenden Stadt Wien haben keine lokale Heizung, sondern werden von der

Fernwärme Wien GmbH mit Wärme für Heizung und Warmwasser, immer häufiger aber

auch mit Kälte, versorgt. Dazu speisen 17 Erzeugungsanlagen an zwölf Standorten Heiß-

wasser in das mehr als 1.150 Kilometer lange Fernwärmeleitungsnetz ein. Die bekannteste

davon ist die 1992 nach einem Brand von Friedensreich Hundertwasser umgestaltete, zen-

trumsnah gelegene thermische Abfallbehandlungsanlage Spittelau.

Zählerfernauslesung auf dem Vormarsch

In der Unternehmenszentrale neben der Anlage befinden sich das neue Wien Energie- Kun-

dendienstzentrum und eine Vielzahl an Büroräumlichkeiten. An diesem Standort sitzt auch

der im Bereich der Wärmemessung für die Zählerfernauslesung zuständige Eike Ehrenreich.

„1997 starteten wir mit einigen Pilotanlagen ein langfristig aufgesetztes Projekt zur Zäh-

lerfernabfrage mittels M-Bus“, berichtet der Elektrotechnik Ingenieur. „Ziel war es unter

anderem, die von den Kunden ungeliebten Hausbesuche zur Ablesung der Heizkostenver-

teiler (Verdunster) auf den Heizkörpern irgendwann abstellen zu können.“

Heute sind in Wien etwas mehr als 50.000 fernauslesbare Zähler installiert. Als genormte

Schnittstelle für die Verbrauchsdatenerfassung verwenden sie den ursprünglich von Prof.

Dr. Horst Ziegler von der Universität Paderborn definierte M-Bus nach EN 13757. Damit

wird es möglich, über die Wärmemengenzähler zusätzlich auch Messwerte, etwa für die

Temperatur, der Fernauslesung zugänglich zu machen. Ebenso ist es möglich, auch Werte

für Gas und Strom zu übertragen, allerdings rechtlich nicht für Verrechnungszwecke.

Die Wärmewerte werden von den einzelnen Zählern im 15-Minuten-Takt erfasst und in

der lokalen Fernwärmestation gesammelt, von wo sie von der zentralen IT „abgeholt“ und

zu 100 % geloggt werden. Aus diesen Werten ergibt sich u.a. zum Stichtag der Verrech-

nungswert. Durch ständig mitlaufende Plausibilitätsprüfungen fallen unrealistische Werte

sofort auf. So konnten u.a. bereits Rohrgebrechen aufgedeckt werden, noch ehe die Be-

troffenen etwas bemerkt hatten. Sehr wichtig ist einerseits die verlässliche Vermeidung

von Datenverlust und andererseits der zuverlässige Schutz vor unbefugter Dateneinsicht.

Automation PC für Datensammlung und -kommunikation

Viel Intelligenz liegt in dem über geschirmte Zweidrahtleitung und einem oder mehreren

Pegelwandlern (ca. 180 Zähler pro Pegelwandler) verbundenen Datenkonzentrator. Er hat

auch für die sichere Datenweitergabe an die Zentrale zu sorgen. Die Wahl der Trägerme-

dien ist von örtlichen Gegebenheiten abhängig und reicht von eher langsamen MODEM

Strecken bis zu jeder Art von Breitband Verbindungen. „Die in der ersten Testphase ein-

gesetzten Standard PCs stellten sich mit der Zeit als nicht geeignet heraus“, berichtet Eike

Ehrenreich. „Immerhin müssen die Rechner im Dauerbetrieb jahrelang in unkontrollierten

Umgebungen mit oft hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit arbeiten und sogar den einen

oder anderen kleinen Wassereintritt überleben.“

Bereits von der steuerungs- und regelungstechnischen Ausstattung dezentraler Kesselhäu-

ser Ende der Achtziger Jahre war B&R im Haus als zuverlässiger Hersteller von Systemen

und Komponenten mit sehr guter Eignung zum Betrieb unter widrigen Umgebungsbedin-

gungen bekannt. Zum Jahreswechsel 2005/06 wurden erstmals testweise Automation »

13automotion 03/12

17 Anlagen sorgen für Wärme in einem 1.150 km umfassenden Verbundnetz im Großraum Wien.

Branche: Energie

Mitarbeiter: ca. 1.200

Standort: Wien (AT)

www.fernwaermewien.at

PCs unter Linux als Betriebssystem eingesetzt. Durch den

laufenden Bedarf an Zählerfernauslese-Anlagen, kommen

jährlich ca. 45 Automation- PC´s von B&R zum Einsatz.

Ihre Eignung für diesen Einsatzzweck unter anderem

durch die geringen Abmessungen, die robuste Gehäuse-

konstruktion und den Aufbau ohne bewegliche Teile wie

Lüfter oder Festplatten beweisen diese modularen Geräte

in mindestens ebenso anspruchsvollen industriellen Appli-

kationen. Im Gegensatz zu handelsüblichen Bürocompu-

tern sind diese Geräte für den Dauerbetrieb ausgelegt. Zudem garantiert die

Verwendung von CompactFlash als Speichermedium einen dauerhaften Da-

tenerhalt. Sie verfügen auch über eine Freigabe zur Verwendung unter Linux.

Weiche Faktoren entscheiden Auswahl

Mit solchen Fakten können natürlich auch andere Fabrikate von Industrie

PCs aufwarten. Viele wichtige Gründe, die zur Entscheidung von Fernwär-

me Wien für das B&R Produkt führten, finden sich in keinem Datenblatt. So

werden die oft sehr hardwarenahen Treiber u.a. zur Zählerkommunikation

im Haus entwickelt. „Da kann ich nicht mit einem Gerät leben, das bei der

nächsten Lieferung ohne Ankündigung plötzlich technisch anders reagiert,

weil sich der Hauptlieferant z.B. verschiedener Sublieferanten bedient“,

sagt Eike Ehrenreich. „Dank hoher Fertigungstiefe hat B&R die gesamte

Produktionskette selbst im Griff und kann rechtzeitig vor jeglichen Verän-

derungen warnen.“ Schon bei der Komponentenauswahl berücksichtigt

B&R eine möglichst lange unveränderte Geräteverfügbarkeit. Durch die

hohe Verbreitung ist eine Kontinuität gewährleistet, die kleine Nischenan-

bieter nicht erreichen.

„Auch die Möglichkeit, mit dem Hersteller schnell und unbürokratisch zu

kommunizieren und ihn in der Nähe zu haben, trägt wesentlich zur Ver-

meidung von Problemen bei“, ist der Wärmemesser überzeugt. „Das geht

so weit, dass wir die im Herstellerwerk vorhandene technische Infrastruktur

und die Erfahrung der Mitarbeiter im Werk nutzen können.“ So gesche-

hen, als etwa Zusatzgeräte eines Fremdherstellers zur „Eignungsprüfung“

in der B&R Klimakammer einem bestimmten Temperaturverlauf ausgesetzt

wurden. Ein weiterer Vorteil der Nähe ist auch die trotz Pufferlager gele-

gentlich erforderliche Lieferung von B&R Industrie PCs oder Komponenten

innerhalb von 24 Stunden.

„Alle reden vom Smart Metering, wir von Fernwärme Wien tun es bereits

seit Jahren“, ist Eike Ehrenreich stolz auf das bisher Erreichte. „Der B&R Au-

tomation PC einschließlich seiner Komponenten hat sich dank überlegener

technischer Daten und der richtigen weichen Faktoren als Datenverarbei-

tungs-Herzstück bei der Zählerfernauslesung im Dauerbetrieb tausendfach

bewährt und hilft, die korrekte Abrechnung der bezogenen Wärme sicher-

zustellen.“

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News

News

Meistgenutztes Engineering Werkzeug: Automation Studio

Ein Fünftel aller deutschen Maschinen- und Anlagen-

bauer setzen bei der Programmierung ihrer Steue-

rungssysteme auf Automation Studio, so das Ergebnis

einer kürzlich veröffentlichten Studie von ITQ in Ko-

operation mit Hochschulen und der Fachzeitschrift

Computer&AUTOMATION. Demnach arbeitet jeder

fünfte deutsche Maschinenbauer mit dem B&R

Softwaretool. „Heute ist nicht mehr die Hard-

ware von Steuerungen das alleinige Entschei-

dungskriterium, sondern die Engineering Um-

gebung der jeweiligen Hersteller spielt eine immer

zentralere Rolle“, betont B&R Marketing Manager

Werner Gropp das Resümee dieser Untersuchung. Da-

mit zeigt sich ein deutlicher Wandel im Maschinen- und

Anlagenbau, da vermehrt Unternehmen rein aufgrund

der steigenden Komplexität der Aufgabenstellungen

auf integrierte Software Entwicklungsumgebungen wie

Automation Studio setzen.

Unter den Befragten haben Kriterien wie eine intuitive

Bedienung des Programms, die Software Qualitätssi-

cherung und Portierbarkeit von existierender Software

eine hohe Priorität. 92% stellen klar die hohe Bedeu-

tung der Wiederverwendung bestehender Software

heraus, da heute bereits ein sehr großer Teil des Firmen

Know-hows in der entwickelten Software steckt.

Effiziente und nachhaltige Entwicklung mit Automation Studio 4

Mit der neuen Generation des Automation Studio

bietet B&R weiter optimierte Entwicklungsmethoden

für den Maschinen- und Anlagenbau in einem voll

integrierten Softwaretool. Paralleles Arbeiten an un-

terschiedlichen Aufgaben und die Untergliederung

einzelner Projekte in Module erhöhen nicht nur die Effi-

zienz, sondern verkürzen auch die Time-to-Market. Die

Wiederverwendung der Software für nächste Maschi-

nengenerationen gewährleistet eine zukunftssichere

Investitionssicherheit.

Nähere Informationen zur Studie finden Sie auf der Website

von Computer&AUTOMATION unter:

www.computer-automation.de

Bereits ein Fünftel der deutschen Maschinenbauer nutzt Automation Studio von B&R.

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Condition Monitoringsteigert Maschinenverfügbarkeit

Technologie

Vom Oszilloskopmodul bis zum sen-sitiven Servoantrieb, vom Überwa-chungschip in jedem Automation PC bis zu eigenintelligenten Modulen zur Schwingungsanalyse bietet B&R alle Möglichkeiten, in die Maschine hinein zu hören, ohne externe Auswerteein-heiten zu benötigen. Damit ist Con-dition Monitoring heute schon selbst-verständlicher Bestandteil jedes B&R Automatisierungssystems und damit jeder Maschine die mit B&R Technik automatisiert wird. Vorausschauende Wartung auf Basis permanenter Zu-standsüberwachung hilft ungeplante Stehzeiten zu vermeiden und den Aufwand für die Ersatzteilhaltung deutlich zu verringern. Die Verwen-dung der Zustandssignale als Input für Steuerung und Regelung trägt zur Lebensverlängerung von Maschinen bei und wirkt sich so zusätzlich auf die Stückkosten aus.

Die Anstrengungen der Entwicklungsingenieure im Maschinenbau zei-

gen Wirkung: Leistungs- und Funktionsdichte von Produktionsmaschi-

nen nehmen laufend zu. Das bedeutet, dass für die Produktherstellung

bei gleichen Mengen und derselben Komplexität eine geringere Anzahl

Maschinen benötigt wird. Das verbilligt die Produktion und erhöht da-

durch die Wettbewerbsfähigkeit des Maschinenherstellers.

Andererseits erhöht sich mit der steigenden Effizienz auch die Abhängig-

keit der Produktionsbetriebe von den einzelnen Maschinen. Durch den

erhöhten Produktionsdurchsatz ist jeder Stillstand mit höheren Kosten

durch Produktionsausfall pro Zeiteinheit verbunden. Und Stillstände, das

wissen Maschinenanwender, haben die Eigenschaft, dass sie nie ganz

vermieden werden können.

Wartungsstrategien im Wandel

Klassische Wartungsstrategien haben eine Gemeinsamkeit: Die obersten

paar Prozentpunkte der Maschinenverfügbarkeit müssen teuer erkauft

werden. Das gilt für die reaktive, schadensorientierte Wartung, bei der

alle Teile des Systems bis zur Erschöpfung ausgenutzt und erst nach ihrem

Versagen ersetzt werden. Eine hohe Maschinenverfügbarkeit lässt sich

auf diese Weise nur mit hohem Aufwand für die Ersatzteilebevorratung

und mit kurzfristig vor Ort verfügbarem qualifizierten Personal samt

Ausrüstung herstellen. Als zweite und häufigste klassische Strategie ist

die vorbeugende Wartung mit fixen Wartungsintervallen auf Basis von

Erfahrungswerten die meist verbreitete Vorgehensweise. Obwohl sie als

entscheidenden Vorteil wartungsbedingte Stillstände planbar macht, ist

sie kein Allheilmittel und mit einem erheblichen Kostenrisiko verbunden:

Einerseits müssen vielfach Teile nachbeschafft und getauscht werden,

die noch weit vom Ende ihrer Nutzbarkeit entfernt sind. Andererseits

schützt diese Strategie nicht zuverlässig vor ungeplanten Stillständen,

etwa wenn Teile durch ungleichmäßige Beanspruchung innerhalb der

Maschine vor Ablauf des Wartungsintervalls schadhaft werden. »

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Technologie

Stehzeiten möglichst zu minimieren und – etwa für unvermeidliche

Wartungseingriffe – gut geplant herbeizuführen, ist das Ziel verantwor-

tungsbewusster Manager, die beim Kauf neuer Maschinen nicht nur

deren Anschaffungskosten, sondern die kumulierten Kosten über die

gesamte Nutzungsdauer betrachten. Nur wenn es ihnen gelingt, die Ma-

schinenverfügbarkeit zu maximieren und zugleich die Wartungskosten

zu minimieren, können sie die TCO (Total Cost of Ownership) wesentlich

senken. Sie sind daher dabei, ihre Wartungsstrategien zu überdenken.

Herausforderung Interpretation

Die Optimierung des Verhältnisses von Maschinenverfügbarkeit und

Wartungskosten gelingt am besten durch den Ersatz fixer Wartungsin-

tervalle durch zustandsabhängige, vorausschauende Wartung. Sie wird

eingeplant, wenn Anzeichen von Abnutzung auf die bevorstehende Not-

wendigkeit eines Eingriffs hindeuten. Ihr Vorteil ist, dass mit den War-

tungsarbeiten bis zu einem Zeitpunkt nahe dem tatsächlichen Ende der

Nutzungsdauer der betroffenen Komponente zugewartet werden kann.

Dieses tritt meist wesentlich später ein als zum vorsichtig angesetzten

Wartungsintervall. Dabei bleibt die Planbarkeit erhalten, denn die er-

forderlichen Arbeiten können im Rahmen einer ohnehin stattfindenden

Betriebspause durchgeführt werden. Minimiert wird das Lagerrisiko für

Ersatzteile, denn es genügt, ausschließlich betroffene Komponenten zu

beschaffen. Ausfälle durch Wartungsversäumnis werden andererseits

zuverlässig vermieden.

Dazu ist es nötig, permanent den Zustand der Gesamtmaschine zu über-

wachen und aus den mittels Condition Monitoring gewonnenen Infor-

mationen Rückschlüsse auf die Wartungsbedürftigkeit der betroffenen

Teile zu ziehen. „Dies kann durch die Auswertung unterschiedlichster

einfacher Signale oder Messgrößen wie Temperatur oder Druck erfolgen,

die mit X20 oder X67 IO Baugruppen erfasst werden“, so Bernhard Eder,

Business Manager bei B&R. „Zusätzlich sind spezielle Module beispiels-

weise zum Schalten von Ventilen mit integrierter Schaltzeitpunkterken-

nung oder Oszilloskop Funktion Bestandteil des B&R Gesamtsystems.“

Zahlreiche weitere Möglichkeiten zur Signalaufnahme für die Zustands-

überwachung sind integraler Bestandteil der Automatisierungssysteme

von B&R. So werden die Motorüberwachungsfunktionen der ACOPOS

Messen, Auswerten, Kommunizieren - alles in einem Modul! Diese kompakte All-in-one Lösung bietet einzig B&R!

18

Technologie

Servoverstärker ebenso zu diesem Zweck verwendet wie die Automation

PC von B&R. Sie unterscheiden sich nicht nur mechanisch von Bürocom-

putern, jeder von ihnen enthält einen ständig mitlaufenden integrierten

Schaltkreis für die Selbstdiagnose. Neueste Ergänzung dieses Angebotes

ist ein Modul aus der X20 Familie zur Vibrationsanalyse.

„Die Sensorik zur Aufnahme der Signale ist zwar wichtig, aber für sich

genommen noch nicht ausreichend“, weiß Werner Paulin. Seit 1997 im

Unternehmen, hat er langjährige Erfahrung im Bereich internationale

Applikation und ist heute International Sales Manager für China. „Ent-

scheidend dafür, dass Wartungspausen zum Komponententausch recht-

zeitig, aber auch nicht zu früh angesetzt werden, ist die Interpretation

der aufgenommenen Muster. Nur damit kann der Rückschluss auf die

Wartungsnotwendigkeit gezogen werden.“

Von der Option zum Standard

Das ist der Grund dafür, dass Condition Monitoring – an sich ja seit

Jahrzehnten bekannt – in den klassischen Maschinenbau nur zögerlich

Einzug hielt. Die mathematisch sehr anspruchsvollen Berechnungen

machten bisher oft große und teure eigene Rechnersysteme erforderlich,

die noch dazu mit Expertenwissen, etwa auf den Gebieten Materialkun-

de und Schwingungsmechanik, programmiert werden mussten. Deshalb

blieb die Anwendung der Zustandsüberwachung lange Zeit auf Anlagen

beschränkt, deren Ausfallfolgen ungeheure Kosten verursachen.

Die fortschreitende Miniaturisierung in der Mikroelektronik ermöglicht

es, die bisher benötigte teure Außenbeschaltung einzusparen. So sind

etwa beim analogen Eingangsmodul X20AI2636 von B&R die wesent-

lichen Funktionen wie ein Komparator mit Hysterese bereits integriert.

Das derzeit bei ausgewählten Pilotkunden im Einsatz befindliche B&R

Condition Monitoring Modul X20CM4810 verarbeitet die abgetasteten

Signale aus den Beschleunigungssensoren zu mehr als 70 Kennwerten.

So können auf nur einem Kanal auch komplexe Schwingungsmuster

überwacht werden.

Entwicklungsseitig reduzieren sich Softwareaufwand und Schnittstel-

lenproblematik, da die zu überwachenden Faktoren ohne das Wissen

komplexer mathematischer Funktionen durch einfache Parametrierung

im B&R Automation Studio eingestellt werden. Die aussagekräftigen

Kenngrößen werden zur Laufzeit über POWERLINK oder

andere Feldbusse an die System CPU übertragen und

können direkt in der Applikationssoftware zur weiteren

Verwendung genutzt werden.

„Das versetzt Maschinenbauer erstmals in die Lage, per-

manente Zustandsüberwachung nicht mehr nur als auf-

preispflichtige Option anzubieten, sondern in den Stan-

dard zu integrieren“, sagt Werner Paulin. „Ihren Kunden

können sie mit deutlich geringerem kalkulatorischen

Risiko als bisher eine Verfügbarkeitsgarantie abgeben.“

Lebensverlängerung inklusive

Maschinenbetreiber können zusätzlich von einer Un-

terstützung ihrer internen Abläufe profitieren. So ist es

etwa denkbar, dass die Maschine bei Erkennen eines

bevorstehenden Wartungserfordernisses einen Bestell-

vorschlag für die benötigten Teile an die Instandhaltung

oder den Einkauf versendet. So kann nichts vergessen

oder verwechselt werden und trotz minimierter Ersatz-

teil-Lagerhaltung ist das passende Teil zur Stelle, wenn

es benötigt wird.

Die Verfügbarkeit aktueller, vorverarbeiteter Zustandsda-

ten eröffnet auch außerhalb der Wartung neue Möglich-

keiten. Die erfassten Zustandsdaten können natürlich auch

von der Automatisierungssoftware als Input verwendet

und berücksichtigt werden. „So kann man durch Ge-

schwindigkeitsanpassungen die Dauer bis zum Wartungs-

fall verlängern oder durch Ausgleich von Schlupf oder

Schaltverzögerungen stets im optimalen Betriebszustand

bleiben“, bestätigt Bernhard Eder. „Eine solche adaptive

Betriebsweise kann Verfügbarkeit und Lebensdauer einer

Maschine zusätzlich erhöhen und so Ressourcenverbrauch

und Stückkosten deutlich verringern.“

Mit traditionellen Wartungsstrategien haben die obersten

Prozentpunkte der Maschinenverfügbarkeit einen hohen

Preis. Diesen zu senken, gelingt mit präventiven Strategien

auf Basis permanenter Zustandsüberwachung.

Bernhard Eder, Business Manager B&R

19automotion 03/12

Report

Sorgenfreiheitals Serienausstattungin Alfa Laval Dekantern

Bereits seit einiger Zeit bietet Alfa Laval als führender Hersteller von Dekanterzentrifugen erweiterte Lebensdauer und verbesserte Prozess Stabilität durch Zustandsüberwachung. Wegen der ho-hen Kosten der externen Auswerteeinheit für Vibrationssignale handelte es sich dabei jedoch um eine aufpreispflichtige Option. Im Zuge der Neuentwicklung der Steuerungselektronik unter Ver-wendung von B&R X20 Hardware wurde diese Funktionalität in Form eines Condition Monitoring Moduls im X20 Formfaktor in-tegriert. Nun sind alle Dekanter von Alfa Laval bereits ab Werk für die vorausschauende Wartung ertüchtigt.

Zustandsüberwachungsmodul von B&R erhöht Verfügbarkeit

20 automotion 03/12

Report

Für die meisten Menschen sind Dekanter karaffenartige Ge-

fäße, in denen Rotwein serviert wird, sodass er ‚atmen’ kann,

ehe er ins Trinkglas kommt. Für Obstverwerter und Abwasser-

Reiniger gleichermaßen sind Dekanter schwere Maschinen,

in denen mittels Zentrifugalkraft Flüssigkeiten und Feststoffe

getrennt werden. Hauptelement ist die zentrale, rotierende

Trommel. In ihr bleibt ein trockener Kuchen zurück, während

Saft oder Wasser abfließt. Der Energieverbrauch ist essentiell.

Deshalb überraschte Alfa Laval, Weltmarktführer bei Dekan-

terzentrifugen, kürzlich den Markt mit der bahnbrechenden

neuen Dekanter Generation Aldec G3, die den Energiever-

brauch um 40 Prozent senkt. Da die in den Brei eingebrachte

Energie auch einen Einfluss auf den Trennungsvorgang hat,

rühmt sich Aldec G3 zudem mit gestiegener Leistung.

Mit diesen Eigenschaften hilft die dritte Dekanter Generati-

on von Alfa Laval leicht erkennbar den Betreibern dabei, Be-

triebskosten zu sparen. Vorgestellt auf der IFAT ENTSORGA,

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoff-

wirtschaft in München im September 2010, wurde sie daher

umgehend zu einem Verkaufsschlager. Ein Auftrag der welt-

größten Abwasserbehandlungsanlage in Chicago ist allein

knapp 28 Millionen Euro schwer und damit der größte, den

das schwedische Unternehmen in seiner 128-jährigen Firmen-

geschichte jemals erhalten hat.

Condition Monitoring ist mehr als nur ein Wort

Die Betriebskosten sind nicht die einzige Belastung für die

knappen Budgets der überwiegend kommunalen Kunden.

Die Unterhaltskosten über die gesamte Lebensdauer müs-

sen kalkulierbar niedrig gehalten werden. Deshalb muss die

Verfügbarkeit für eine sinnvolle Flüssigkeits-Separation per

Dekanter möglichst knapp an 100% heranreichen. Unerwar-

tete Ausfälle sind tabu. „Bei Rotationsgeschwindigkeiten im

Bereich von 3.000 U/min. ist jede nicht absolut gleichmäßige

Bewegung der Lebenserwartung der Maschine abträglich”,

sagt Peter Bloomberg. Der Automation Manager arbeitet im

Kopenhagener Werk von Alfa Laval, in dem die Dekan-

ter entwickelt und hergestellt werden. „Deshalb sind

unsere Dekanter bereits seit vielen Jahren optional mit

Condition Monitoring erhältlich.”

Zu diesem Zweck bietet Alfa Laval ein Schwingungsüber-

wachungssystem namens Cosmos als Zusatz, das als Teil der

Leistungsvereinbarungen von Alfa Laval angeboten wurde.

Dieses verfolgt den Zweck, durch Verhindern unvorhergese-

hener Stillstände und Erhöhung der Planbarkeit sowie Sen-

kung der Häufigkeit von Wartungsarbeiten, die Ergebnisse

der Kundenprozesse zu maximieren. Dazu genügt die Auf-

zeichnung und Nachverfolgung von Schwingungssignalen

nicht. Auch das Wissen über die Gesamtmaschine und den

Prozess muss einfließen, da die erfassten Daten ohne dieses

schwierig zu interpretieren sein würden.

„Technisch war dieses System sehr gut”, erklärt Peter Blom-

berg. „Nachteilig waren die damit verbundenen Aufwände

und Kosten.” Es machte mehr als nur die Montage von

Schwingungssensoren und Datenerfassungsmodulen

erforderlich. Für die Konzentration und Vorver-

arbeitung der Informationen vor der

Weitergabe zur extern durch-

geführten Analyse musste

für das System an der

Maschine ein eigener

Computer installiert

werden. Das machte die

Sache zu kostenintensiv,

um sie als Serienbestandteil zu

integrieren statt als Extra anzubie-

ten. Zudem konnten nur Experten das

System handhaben. »

Alfa Laval ist führender Hersteller von Dekanterzentrifugen, die Feststoffe und Flüssigkeiten mittels rotierender Schleuder-trommel trennen.

21automotion 03/12

Report

„Da wir mit B&R als Lieferant unserer Steuerungshard-

ware im Dialog standen, kam das Thema 2008 in einer

gemeinsamen Besprechung auf den Tisch”, erinnert sich

Peter Blomberg. „Uns gefiel der kleine Formfaktor der

B&R X20 Module.“

Condition Monitoring für alle!

Zum Einsatz kam ein Zweikanal-Schwingungsüberwa-

chungsmodul im doppelt breiten X20 Format, das eine

Vielfalt an Eingangsdaten von Schwingungssensoren in

Cosmos-kompatible Ergebnisdateien für die Übertra-

gung an die zentrale Analyse umwandelt. Die erstmals

zu Beginn des Jahres 2011 gelieferten Module haben

begonnen, die Dekanter von Alfa Laval zu revoluti-

onieren. „Früher war für Condition Monitoring und

vorausschauende Wartung eine zusätzliche Investition

erforderlich. Nicht jeder Kunde war dazu bereit, diese zu

tätigen”, betont Peter Blomberg. „Von nun an enthält

jeder Alfa Laval Dekanter die grundlegenden Fähigkeiten

zur Zustandsüberwachung ohne Aufpreis.” Und wegen

der Topologie der X20 Serie kann diese Fähigkeit durch

Hinzufügen zusätzlicher Module einfach zu weiter verfei-

nerten Systemen ausgebaut werden.

Die Einfachheit der Zustandsüberwachung unter Ver-

wendung der kundenspezifischen B&R X20 Schwin-

gungsmodule öffnet die Tür zu weiteren Optionen.

Nachdem die Serienfertigung von Maschinen mit der

eingebauten Möglichkeit zur Zustandsüberwachung

begonnen hat, beschäftigt sich Peter Blomberg mit

Zukunftsthemen: „Reduziert man die Zustandsüberwa-

chung auf die Schwingungsauswertung, kann sie ihr

Potenzial nicht ausschöpfen”, ist er überzeugt. „Zur Er-

langung eines vollständigeren Ergebnisses können Tem-

peratur, Druck und eine Vielzahl anderer Kriterien in die

Berechnung einfließen.” Das würde wiederum helfen,

das mit größerer Sicherheit zu liefern, worum es in der

zustandsabhängigen Wartung eigentlich geht und was

die Automatisierungstechniker bei Alfa Laval geschaffen

haben: Sorgenfreiheit als Teil der Serienausstattung.

Ziel niedrigere Einstiegshürde

„Im Versuch, für Kunden von Alfa Laval die Einstiegshürde in die vor-

ausschauende Wartung zu senken, begannen wir im Zuge der Entwick-

lungsarbeiten an den Dekantern der Serien Aldec G2 und G3 mit der

Suche nach Alternativlösungen”, sagt Peter Blomberg. „Da eine große

Anzahl bestehender Kunden mit dem älteren Produkt ausgestattet ist,

war eine der Forderungen die Kompatibilität in Form identisch aufge-

bauter Ausgabedateien.”

Als Teil eines 2007 begonnenen Projektes zur Neuentwicklung der

Steuerungselektronik mit dem Ziel, diese ohne externe Schaltschränke

direkt am Hauptrahmen der Maschine zu montieren, strebte Alfa Laval

ebenfalls die Integration der Vibrationsaufnahme an. Schwingungs-

datenerfassungsmodule eines schwedischen Herstellers brachten eine

Verbesserung gegenüber der bestehenden Situation, griffen jedoch zu

kurz, denn immer noch wurde ein zusätzlicher Computer für die Daten-

umwandlung benötigt.

Uns gefiel der kleine Formfaktor

der B&R X20 Module. Von nun an

enthält jeder Alfa Laval Dekanter die

grundlegenden Fähigkeiten zur Zu-

standsüberwachung ohne Aufpreis.

Peter Blomberg, Automation Manager

22 automotion 03/12

News

Trends für denMaschinen- und Anlagenbau

Innovative Lösungen zur Steigerung der Effizienz und Produk-

tivität im Maschinenbau bestimmen auch auf der diesjähri-

gen HMI in Hannover im Bereich Industrial Automation das

Themenspektrum. Mit acht Leitmessen sowie Ausstellern und

Fachbesuchern aus aller Welt bietet die HMI von 23. - 27.

April Entscheidern aus der internationalen Industrie eine Platt-

form für sämtliche technologische Disziplinen.

Auf einer Fläche von 650 m² präsentiert B&R ein breites Spek-

trum an lösungsorientierten Themen: So stehen neben dem

sicherheitsgerichteten busunabhängigen Safety Standard

openSAFETY wichtige Sicherheitsfunktionen im Antrieb -

Stichwort ‚Smart Safe Reaction’ - im Messefokus.

Durchgängige Modularität in Soft- und Hardware ermög-

licht darüber hinaus die optimale Anpassung von Maschinen

und Anlagen an individuelle Kundenwünsche. Mit dem B&R

‚Automation Studio 4’ präsentiert B&R auf der diesjährigen

HMI die neueste Generation seiner integrierten Entwick-

lungsumgebung. Die durchgängige Unterstützung des ge-

samten Hardwareportfolios von B&R - angefangen von der

SPS über den Servoantrieb bis hin zum Industrie-PC und das

über Systemgenerationen hinweg - sorgt für vollständige

Kompatibilität.

Weiteres Messe-Highlight ist der motorintegrierte Servoaktu-

ator B&R ACOPOSmulti65m, ein modulares Antriebskonzept

mit geringstem Platzbedarf und Inbetriebnahmeaufwand. Die

Ausführung in Schutzart IP65 unterstützt den Anwender bei

der effizienten Gestaltung optimierter Sicherheitskonzepte

und Fertigungsstrategien.

Zur Überwachung der Energieeffizienz bietet B&R dem Fach-

besucher eine neue Lösung im X20 Faktor. So unterstützt das

neue Energiemessmodul der X20 Reihe bei der Messung des

Leistungsverbrauchs von Maschinen sowie Anlagen und er-

möglicht die optimale Regelung der Energiebilanz.

Mit dem neuen Multitouch-Panel sorgt B&R für einen Inno-

vationsvorsprung seiner Kunden im Bedienbereich. Durch die

Kombination klassischer Bedienmethoden mit Touchgesten

steht dem Anwender eine Benutzeroberfläche mit besten er-

gonomischen Eigenschaften zur Verfügung.

Erfahren Sie mehr über aktuelle Produktneuheiten und Ge-

samtlösungen im Bereich der Automatisierungstechnik und

besuchen Sie uns in Halle 9 / Stand F25.

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In Halle 9 / Stand F25!

23automotion 03/12

Vor mehr als zwei Jahren entschloss sich Tech-Long zur Ent-

wicklung einer neuen Schrumpffolien Verpackungsmaschine

namens DBZ-SB45. Im Vergleich zu den Vorgängermodellen

verfügt der neue Maschinentyp über ein höheres Maß an Flexi-

bilität und erlaubt die rasche Anpassung an verschiedene Bear-

beitungsprozesse. Anwender sind somit in der Lage, innerhalb

kurzer Zeit auf veränderte Marktbedingungen zu reagieren und

die Wirtschaftlichkeit ihrer Produktion im internationalen Um-

feld aufrecht zu erhalten.

Zentrale B&R Steuerungsplattform erhöht Wirt-schaftlichkeit

Das Herzstück der neuen Tech-Long Maschine bildet ein B&R Po-

wer Panel, das Steuerung, Visualisierung und Antriebstechnik

in einer kompakten Bedieneinheit vereint. Ausgestattet mit

einem DRAM für die schnelle Abarbeitung speicherintensiver

Programme und einer acht Gigabyte Compact Flash Karte

bietet das Power Panel eine leistungsstarke Hardwarebasis

Höchste Flexibilitätin Abfüllprozessen2009 wurden in China mehr als 40 Milliarden Li-ter an Getränken konsumiert. Angesichts dieses enormen Verbrauchs steht die Steigerung der Produktionsleistung im Fokus der chinesischen Getränkeindustrie. Tech-Long, ein bedeutender Hersteller von Verpackungssystemen, setzt be-reits seit einigen Jahren auf den Einsatz wettbe-werbsfähiger Steuerungstechnologie und konnte so seinen weltweiten Absatz weiter ausbauen. Heute zählen namhafte Brauereien wie Snow, Tsingtao, Zhujiang, Huiquan und Budweiser zum Kundenkreis.

24 automotion 03/12

Report

für die präzise Bewegungssteuerung,

die Visualisierung sowie die Rezept-

und Produktionsdaten-Verwaltung. Eine

wichtige Standardfunktion der neuen

Tech-Long Maschine ist die Fernwartung.

Diese kann dank des Einsatzes des Power

Panels einfach umgesetzt werden. Ein inte-

grierter VNC- oder Web-Server bietet dem

Kunden die Möglichkeit der problemlosen

Überwachung über weite Distanzen via In-

ternet. Programm Updates können ebenso

einfach mittels Fernwartung durchgeführt

werden. Für den Anwender bedeutet dies

reduzierte Wartungskosten. Das alles wird

auf einfachste Weise mit dem Automation

Studio konfiguriert.

Präzise Bewegungssteuerung durch B&R Technologie

Für die exakte Folienzuführung und -auf-

nahme erfordert der Verpackungsprozess

eine optimale Achs-Synchronisation. Hier

sorgen B&R ACOPOS Servoverstärker mit-

tels virtueller Masterachse für die präzise

Abstimmung zwischen Folien-Zuführung

und -Aufnahme. Die Verbindung zwi-

schen dem B&R ACOPOS Master und den

einzelnen Antriebsachsen erfolgt über

POWERLINK. Mit einer Zykluszeit von

400 µs sendet die virtuelle Master Achse

gleichzeitig Daten an alle Slave Achsen.

Dieser Querverkehr ermöglicht maximale

Performance jeder einzelnen Achse bei mi-

nimaler Belastung der Steuerung - auch bei

dynamischen Bewebungsprofilen. Dadurch

erreicht das System optimale Bewegungs-

abläufe bei Minimierung der mechanischen

Stöße. Gleichzeitig ist das Steuerungssys-

tem in der Lage, bei Längenänderung der

zugeführten Folie, automatisch das neue

Verhältnis des elektronischen Getriebes

stufenlos und online zu berechnen und

anzupassen.

Die Maschine bietet auch die Möglich-

keit, die Folie anhand von Druckmarken

automatisch zu schneiden. Dabei wird

die Druckmarke direkt vom B&R ACOPOS

ausgewertet. Dadurch ergibt sich eine

höhere Reaktionsgeschwindigkeit und

Schnittgenauigkeit. „Mit dem B&R System

wird die komplexe Bewegungssteuerung

vereinfacht, sodass wir selbst komplexeste

Prozessabläufe problemlos realisieren kön-

nen“, so Zeng Guoyou, Leiter Elektrotech-

nik bei Tech-Long.

Übersichtliche und effiziente Projektgestaltung mit ‚Automa-tion Studio’ von B&R

Besonderes Augenmerk legte Tech-Long

bei der Maschinenentwicklung auf die

Wahl der Software Lösung. „Bei identi-

scher Hardwareausstattung kann durch

entsprechende Gestaltung der Software

die Funktionsvielfalt einer Maschine deut-

lich erweitert werden“, hebt Guoyou

hervor. Eine wettbewerbfähige Verpa-

ckungsmaschine zeichnet sich durch das

perfekte Zusammenspiel von Hardware

und Software aus. Automation Studio bie-

tet hier eine optimale Unterstützung in den

verschiedenen Entwicklungsschritten - von

der Projektkonfiguration, Programmierung

und Inbetriebnahme bis hin zur Fernwar-

tung und -diagnose. „Mit Hilfe der integ-

rierten B&R Entwicklungsumgebung, mit

der sämtliche Automatisierungsaufgaben

wie Steuerung, Visualisierung, Antriebs-

technik und Kommunikation abgedeckt

werden, waren deutliche Produktivitäts-

steigerungen bei unserer neuen DBZ-SB45

bei gleichzeitiger Senkung der Lebenszy-

kluskosten möglich“, erklärt Guoyou. Die

Tech-Long Ingenieure legten folglich einen

Schwerpunkt auf den Entwurf einer stan-

dardisierten, modularen Software, deren

einzelne Softwarebausteine problemlos in

verschiedene Maschinen integriert werden

können. Automation Studio von B&R un-

terstützt die Programmierung in „ANSI-C“,

sodass Prozessalgorithmen binnen kurzer

Zeit entworfen werden können.

„Die Partnerschaft mit B&R beschränkt

sich nicht alleine auf die Lieferung von

Produkten. Vielmehr stehen der gemeinsa-

me Wissensaustausch sowie die optimale

Betreuung in jeder Projektphase im Mit-

telpunkt. Darüber hinaus profitieren wir

von der Kombination aus technologischer

Innovation und effizientem Produktdesign,

wodurch wir unsere Kompetenz am in-

ternationalen Markt deutlich stärken“, so

Tech-Long Geschäftsführer Luo Wenhai.

Die Programmierung in Automation unterstützt das intuitive Bedienkonzept.

Branche: F&B Verpackungsindustrie

Mitarbeiter: 700

Standort: Guangzhou (CN)

www.tech-long.com

25automotion 03/12

Report

Wie kommt die Sonne in den Tank?Elektromobilität ist eine Technologie, über die fast ein jeder spricht: Die Automobilhersteller verkaufen schon alltagstaugliche Fahrzeuge und alle träumen von weniger Verkehrslärm und sauberer Luft. Aber wie sieht die Tankstelle der Zukunft aus? Wir sind es gewohnt unser Auto in nur we-nigen Minuten zu betanken und das weltweit und flächendeckend. Das ist mit Elektrizität technologisch (noch) nicht möglich und vielleicht auch gar nicht nötig. Denn, wenn an den richtigen Orten Solar-Ladepunkte zur Verfügung stehen, kann das Elektroauto nebenbei vor der Haustür, der Ar-beitsstelle oder beim Einkauf geladen werden. Darum ist es gut zu wissen, dass es Unternehmen wie die ‚Belectric’ gibt, die genau diese Technologi-en entwickeln und der Sonne den Weg in den Tank bereiten.

Wer die Räume der Belectric Forschungsabteilung in Dresden betritt, wird sofort

von emsiger Geschäftigkeit umgeben. Denn hier wird von jungen, hochmotivier-

ten Ingenieuren und Wissenschaftlern die Technologie von morgen entwickelt.

Das Ziel der Solarbranche ist die weltweite Netzparität durch klimafreundliche

Photovoltaiksysteme. Dazu wird alles selbst entwickelt, projektiert, errichtet und

zum Teil auch selbst betrieben. Beispielhaft sind PV Systeme zur Beschattung

und Energiegewinnung auf Park- und Gewächshäusern oder die Entwicklung

und Produktion einer intelligenten Ladeinfrastruktur. Das Ergebnis ist beeindru-

ckend: Allein 2010 wurden 47 Solarkraftwerke mit einer Gesamtleistung von

313 MWp errichtet. Dabei sind über 60 patentierte Lösungen für Solarmodule

entstanden, deren Spektrum von kurzschlussfesten Kabelverbindern über inno-

vative Unterkonstruktionen bis hin zu Reinigungsrobotern reicht.

Kein Wunder, dass hier auch Ideen und Konzepte zur umweltfreundlichen

"Betankung" von Elektrofahrzeugen entstehen. Ein solches Thema ist der Solar

Carport, bei dem eine auf dem Dach installierte PV Anlage die Sonne einfängt

und diese Energie für die Ladung der Fahrzeugbatterie bereit stellt. Das klingt

einfach, ist es aber nicht. Denn was ist, wenn die Sonne eben nicht scheint oder

das Fahrzeug erst bei Dunkelheit abgestellt wird? Für diesen Fall muss die geern-

tete Energie in einer Batterie zwischengespeichert werden. Um auch während

längerer lichtarmer Zeiten eine kontinuierliche Versorgung zu gewährleisten,

verfügt die Anlage über einen zusätzlichen Netzanschluss. Aus diesem Grund-

konzept ergibt sich der auf den ersten Blick recht simple Aufbau des Carport-

Batterie-Ladebox Systems. Es besteht aus Dünnschichtzellen auf dem Dach des

Carports. Ein PV Wechselrichter erzeugt die für die Autoladung erforderliche

Wechselspannung und stellt diese an einer Ladebox zur Verfügung. Ein paralle-

Über die Ladebox wird genau jener Leis-tungsbedarf durch Sonne, Batterie oder Energienetz bereitgestellt, der für die Fahrzeugladung benötigt wird.

26 automotion 03/12

ler Batterie Wechselrichter sorgt für die exakte Ladung und Entladung der

Batterie. So wird je nach Bedarf genau die zur Fahrzeugladung benötigte

Leistung durch Sonne, Batterie oder eben auch Energienetz bereitgestellt.

Bei einem Überangebot an Sonne kann sogar Energie ins Netz eingespeist

werden.

Wichtig ist dabei die intelligente Verwaltung dieser Ressourcen mit dem

Ziel, in der Bilanz so wenig wie möglich Netzenergie zu verwenden und die

Lebensdauer aller Komponenten zu maximieren. Das trifft besonders auf

das Batteriemanagement zu, denn hier liegt einer der Schwerpunkte der

Dresdner Entwickler. "Wir müssen die Betriebsweise der stationären Bat-

terie noch weiter in Richtung Zyklenfestigkeit entwickeln und den Einsatz

alternativer und umweltverträglicher Materialien vorantreiben", betont

Lars Fallant, der sich als Projektleiter modularer Speichersysteme ebenfalls

mit diesem Thema beschäftigt. Es ist dem Forscherteam schon fast unan-

genehm einzugestehen, dass momentan noch auf eine bleihaltige Batterie

gesetzt wird. "Wir können aber zur Senkung des Investitionsaufwandes

auf diese kostengünstige und bewährte Technologie derzeit noch nicht

verzichten. Auch ist der scheinbar ökologische Nachteil vertretbar, denn die

eingesetzten Bleibatterien können nahezu vollständig recycelt werden.“

So wundert es nicht, dass die Hauptaufgabe der Steuerung darin besteht,

so viel wie möglich Daten zur Analyse der Betriebsweise und des Kun-

denverhaltens zu sammeln. Da ist das exakte Temperaturmanagement von

Batterie und umgebender Raumluft schon fast Nebensache, obwohl das

entscheidend für deren Lebensdauer ist. »

Abbildung des Konzeptes zum Carport-Batterie-Ladebox Systems.

Fotograf Christian Seeling, Foto Solperis GmbH

PV-AnlageLadebox

E-Auto

PV-Wechselrichter Batteriewechselrichter Öffentliches Netz

Energiespeicher

27automotion 03/12

Report

Wichtig ist für die Menschen

die Erkenntnis, dass ein Elektroau-

to erst klimafreundlich betrieben wird, wenn

es auch mit regenerativer Energie beladen wird. Hier

stehen wir erst am Anfang. Dieses Ziel mit hoher Effek-

tivität zu erreichen, ist unsere Aufgabe.

Lars Fallant, Projektleiter modulare Speichersysteme

Branche: Solartechnik

Mitarbeiter: 2000

Standort: Kolitzheim (DE)

www.belectric.com

Die aufgezeichneten Daten sollen zur Analyse direkt nach Dresden übertragen

und auch dem Kunden entsprechend aufbereitet angezeigt werden. Dies erfolgt

mittels B&R Power Panel und einer sehr gelungenen Visualisierung.

Während einige Bildschirmseiten dem Kunden Informationen über den techni-

schen Zustand der Anlage und der Batterieladung liefern, werden andere Daten

richtig spannend. So kann er sich anzeigen lassen, wie sein Tankverhalten aus-

sieht, wie viel PV Energie getankt und/oder eingespeist wurde und vor allem was

das für seine konkrete CO2 Bilanz bedeutet. Das Ganze sieht der Kunde zukünf-

tig natürlich nicht nur am Display vor Ort, sondern dank dem in der Steuerung

integrierten WEB Server ganz bequem auch auf seinem PC oder Smartphone.

"Die Datenanbindung, an die mit völlig eigenständigem Programm arbeitenden

Wechselrichter, war dank des im Automation Studio integrierten Frame-Treibers

schnell gemacht," betont der Softwareentwickler Johannes Wintermantel. Hier-

zu reichte eine kurze Schulung im lokalen, technischen Büro und etwas Hilfe-

stellung am Telefon völlig aus. Auch die kostengünstige, modulare Bauweise

des X20 Systems war für die Systemauswahl entscheidend. Im Ergebnis konnte

die gesamte Entwicklung in kürzester Zeit realisiert werden, so dass die Proto-

typanlage pünktlich zum ersten Messeauftritt in Frankreich eintraf.

Hier setzt Belectric auf möglichst viel Resonanz, denn die erreichbaren Werte

sind schon heute beeindruckend: Mit der vorgestellten Lösung können Elektro-

autos ca. 3.000 mal aufgeladen werden. Das entspricht bei täglicher Betankung

einem Zeitraum von mehr als acht Jahren. Wie schnell sich dieses System dann

amortisiert, hängt nur noch von der Preisentwicklung des Kraftstoffs und von

der Effizienz der Fahrzeuge ab. Beim gegenwärtigen Stand der Technik können

dabei schon bis zu 100 km pro Tag vollständig mit regenerativer Energie bewäl-

tigt werden. Ein Segen für jede vom Smog geplagte Großstadt!

"Der Solarcarport ist nur ein Baustein im Smart-Grid System. Die massenhafte

Verbreitung von Elektromobilität wird diese Technik auch in Parkhäuser, Tief-

garagen und Firmenparkplätze bringen", ist sich die Projektleiterin Solarcarport

mit Energiespeicher Marie-Kathrin Kaiser sicher. Damit werden auch die Inves-

titionskosten sinken und die Systemintegration verbessert. Ein Ziel, dem sich

die Dresdner Entwickler schon rasant genähert haben und das wir im täglichen

Leben interessiert verfolgen werden.

Die Übersichtsseite der Visualisierung zeigt den Ener-giespeicherstatus im gesamten System.

28 automotion 03/12

News

News

Branche: Solartechnik

Mitarbeiter: 2000

Standort: Kolitzheim (DE)

www.belectric.com

POWERLINK synchronisiert Tripod-Roboter mit B&R, KEB und YASKAWA Mischantrieb

Tripod-Roboter werden für schnelle Pick&Place

Aufgaben eingesetzt. Deren hohe Dynamik und

Präzision erfordert die exakte und präzise Syn-

chronisierung der drei Servomotoren.

Ein am Stand der Ethernet POWERLINK Standar-

dization Group EPSG auf der Fachmesse SPS/IPC/

DRIVES in Nürnberg gezeigter Tripod-Roboter ist

mit Servomotoren samt Umrichtern von drei ver-

schiedenen Herstellern ausgestattet. Die Verbin-

dung der Antriebe von KEB, Yaskawa und B&R

über POWERLINK stellt bei höchster Dynamik die

Echtzeit-Synchronisation sicher, die für Spitzen-

Präzision erforderlich ist.

„Der Multi-Vendor Tripod-Roboter beweist die

hohe Dynamik und durchgängige Offenheit von

Schnelligkeit und Synchronität des Tripod-Roboters mit gemischten Antriebskomponenten beweisen Geschwindigkeit, Präzision und Herstellerneu-tralität von POWERLINK

POWERLINK“, so EPSG Geschäftsführer Stefan Schönegger. „Einfach

POWERLINK verwenden schafft auch bei anspruchsvollsten Anwen-

dungen Herstellerunabhängigkeit in der Komponentenwahl.“

Unternehmenshintergrund

Die Ethernet POWERLINK Standardization Group (EPSG) wurde 2003 als

unabhängige Organisation von führenden Unternehmen der Antriebs-

und Automatisierungstechnik gegründet. Ziel der Arbeit ist die Standar-

disierung und Weiterentwicklung des von B&R im Jahr 2001 eingeführten

POWERLINK. Das leistungsstarke Echtzeit-Kommunikationssystem ist eine

Protokollerweiterung zum Ethernet-Standard nach IEEE 802.3, um Echt-

zeitdaten im Mikrosekundenbereich zu übertragen. Die EPSG kooperiert

mit führenden Standardisierungsorganisationen wie beispielsweise der

CAN in Automation (CiA) oder der IEC. Vorstand ist Anton Meindl, BU

Manager Controls bei B&R.

29automotion 03/12

Technologie

Mobile Automation:Geschüttelt, nicht gerührt!Sonderfahrzeuge und mobile Arbeitsmaschinen haben ähnliche Anforderungen hinsichtlich der Automatisierung wie der allgemeine Maschinen- und Anlagenbau. Erheb-liche Abweichungen gibt es hingegen bei Einbau- und Einsatzbedingungen. Durch Integration des seit 1992 täti-gen Spezialunternehmens MONDIAL electronic kann B&R allgemeines Automatisierungs-Know-how mit Erfahrung auf dem Gebiet mobiler Nutzung verbinden. Zur SPS/IPC/DRIVES im November 2011 stellte B&R das neue mobile Produktportfolio vor.

30 automotion 03/12

Technologie

Ob Einsatzfahrzeug, Bau- oder Transportmaschine, landwirtschaftliches Nutzfahrzeug oder

Pistengerät: Der Blick in die Fahrkabinen moderner Sonderfahrzeuge lässt unübersehbar den

Trend zu elektronischen Steuerungen und grafischen Darstellungen der technischen Abläufe

erkennen. Zunehmend erfolgt die Steuerung der Arbeitsabläufe ebenso wie die Erfassung,

Berechnung und Regelung von Prozessdaten und Bewegungen automatisiert, während ergo-

nomisch und angenehm gestaltete Arbeitsplätze die Maschinenführer von körperlichen An-

strengungen entlasten.

Während im Fall industrieller Anwendungen große Teile der Elektronik geschützt in Schalt-

schränken installiert sind, müssen in Fahrzeugen oder im Freien verwendete Automatisie-

rungsgeräte deutlich härtere Umwelteinflüsse verkraften. Dazu gehören extreme mechanische

Belastungen durch Schock und Vibration ebenso wie Hitze, Kälte oder Feuchtigkeit. Höchste

Ansprüche an die Verfügbarkeit und kurze Hochlaufphasen sind ebenso wie die oft schwan-

kende Versorgungsspannung von Bordnetzen Herausforderungen für die Systementwickler, in

deren Lösungen das Zusammenspiel zwischen Elektronik und Mechanik eine herausragende

Rolle spielt. »

31automotion 03/12

Technologie

Das Beste aus zwei Welten

„Mit über 30 Jahren Erfahrung und ungebrochener Innova-

tionskraft ist B&R einer der führenden Partner der Industrie

für die effiziente Automatisierung von Abläufen und Bewe-

gungsvorgängern in industriellen Maschinen und Anlagen“,

erläutert B&R Marketingchef Werner Gropp und schlussfol-

gert: „Als Innovations- und Technologieführer der Branche

erheben wir den Anspruch, diesen Markt mit vollständigen,

modularen und zugleich durchgängigen Lösungen umfas-

send zu bedienen. Als logische Erweiterung des Produkt- und

Lösungsportfolios stellt sich B&R nun auch den Anforderun-

gen der mobilen Automation.“

2010 wurde das Unternehmen MONDIAL electronic in die

B&R Unternehmensgruppe integriert. Als eines der ersten

Unternehmen weltweit hat es in die Entwicklung von Kom-

ponenten und Lösungen für Automatisierungsaufgaben in

Fahrzeugen und ortsunabhängigen Maschinen investiert

und seine Kunden damit zu Markt- und Technologieführern

gemacht. Seit 1992 entwickelt und produziert MONDIAL

Bedien- und Steuergeräte für die rauen Einsatzbedingungen,

denen sich die Elektronik in diesem Anwendungsgebiet stel-

len muss.

Auf dieser idealen Basis und begünstigt durch die strate-

gische Ausrichtung der Produktentwicklung auf Erfüllung

modularer Standards erfolgte der Einstieg von B&R in diese

zukunftsträchtige Branche. So profitiert die Welt der mobi-

len Arbeitsmaschinen und automatisierter Anlagen im Freien

von den Vorteilen des technologisch führenden modularen

Industrie-Automatisierungssystems.

Gesamtlösung aus einer Hand

Auf Basis dieser Synergien be-

reits bei B&R entwickelte Pro-

dukte waren die Highlights

des zur SPS/IPC/DRIVES

2011 präsentierten neuen

B&R Mobile Automation

Produktportfolios. Die-

ses umfasst von Bedien-

und Beobachtungsgeräten

über dezentrale CPU- und Ein-/Ausgabeein-

heiten für den Kabinen- und Außenbereich

bis zu leistungsfähigen Steuerrechnern mit

PC-Architektur alle Komponenten, die zum Aufbau von

Gesamtlösungen für die mobile Automatisierung erfor-

derlich sind. Damit kann B&R auch in diesem Bereich

seine Kompetenz als Gesamtlösungsanbieter ausspielen.

Neue Maßstäbe bezüglich der Modularität von Anlagen

zur Fahrzeugautomation setzen dabei die neu entwi-

ckelten Produkte MA120 für die Kabine und MA170

für Anwendungen im Freien und im Motorraum. Dabei

handelt es sich um dezentrale Steuerungsknoten mit B&R

X20-kompatibler CPU und bis zu 16 I/O-Modulen. Diese

werden in zahlreichen Varianten als Analog- Digital- und

Leistungsmodule zur individuellen Gestaltung des jeweils

optimalen Systems zur Verfügung stehen.

Maximiert: Funktionalität und Packungsdichte

Da Erfahrungen aus der Entwicklung ähnlicher Module

für den industriellen Einsatz einfließen konnten, bringen

die dezentralen Steuerungsknoten MA120 und MA170

ein Höchstmaß an Funktionalität bei enormer Packungs-

dichte. Diese sorgt gemeinsam mit der Verwendung des

schnellen echtzeitfähigen POWERLINK als Kommunikati-

onsschiene für flexible Einsatzmöglichkeiten und geringen

Verkabelungsaufwand bei der Herstellung kompletter,

durchgängiger Automatisierungssysteme.

Die Integration weiterer Kommunikationsstandards wie

des im KFZ-Bereich verbreiteten CAN-Bus mit den Pro-

tokollstandards ISOBus und J1939 erleichtert die Herstel-

lung der Kompatibilität mit Fremdkomponenten und die

Erweiterung bereits im Feld befindlicher Systeme. Auch

32 automotion 03/12

Technologie

ein gesteigerter Komfort sowie sehr weitreichende Diagnose-

möglichkeiten sind Folgen der Nutzung von Synergien mit der

Industrieautomatisierung.

Durchgängige Software

Die Automatisierungsaufgaben in mobilen Maschinen weisen

die gleichen funktionalen Anforderungen auf, wie jene in der

industriellen Automatisierung. Wie für alle Lösungen von B&R

wird daher die Software auch für die Systeme der mobilen

Automatisierung mit der einheitlichen Entwicklungsumgebung

B&R Automation Studio geschrieben, getestet und zur Verwen-

dung auf einer bestimmten Hardwareumgebung konfiguriert.

Das gestattet die Entwicklung der Programme für Visualisie-

rung, Bedienung, Steuerung und Regelung sowie Protokol-

lierung als durchgängiges Gesamtprojekt ohne Wechsel der

Entwicklungswerkzeuge. Auf den Geräten selbst läuft das seit

Jahren bewährte Betriebssystem des B&R Standardportfolios.

Seit mehr als 15 Jahren im Einsatz, ist das Entwicklungs- und

Runtimesystem Automation Studio auch ein Produkt zahlloser

Erfahrungen und Kundenanforderungen aus allen Bereichen

der industriellen Automatisierung. Diese stehen nun uneinge-

schränkt auch Entwicklerinnen und Entwicklern mobiler Auto-

matisierungslösungen zur Verfügung, sei es als umfangreicher

Satz von Funktionsbibliotheken oder in Form von Simulations-,

Analyse- und Diagnosewerkzeugen.

Die Zukunft hat erst begonnen

Bei der Entwicklung der zur SPS/IPC/DRIVES vorgestellten Pro-

duktreihe wurden bereits zukünftige Erweiterungen wie der

integrierten Sicherheitstechnik auf Basis von openSAFETY zur

Absicherung von Arbeitsbereichen gegen Verletzungen oder

Beschädigungen berücksichtigt.

Noch liegt der Fokus der Produkte von B&R für den Zielmarkt

mobile Automation auf den Einsatzbereichen Bau- und

Landwirtschaftsmaschinen sowie Kommunal- und Einsatz-

fahrzeuge. Es ist jedoch zu erwarten, dass das Portfolio sehr

rasch auch in anderen Bereichen mobiler Installationen Fuß

fassen wird. Auch das Angebot für die industrielle Automati-

sierung erfährt dadurch eine Erweiterung, denn B&R Mobile

Automotion bringt Teile der Steuerungselektronik direkt an

den Ort des Geschehens, die bisher den Schaltschrank nicht

verlassen konnten. So verbessert sie die Möglichkeiten der

Automatisierung von Industrieanlagen mit besonderen Um-

gebungsbedingungen.

Die neue universelle Lösung für jede Automatisierungsaufgabe im mobilen Bereich.

MA170 - Der neue Maßstab in der Modularität

1. Gehäuseunterteil 2. Einsatz der Module 1-3 3. Montage der Steckerplatine

6. Montage des Gehäusedeckels 5. Einsatz von CPU oder Bus Controller 4. Einsatz der Module 4-6

33automotion 03/12

Report

Produktivitätssteigerung durchB&R AntriebstechnologieEin hoher Materialdurchsatz im Verpackungs-prozess erfordert ein zuverlässiges und leistungs-starkes Steuerungssystem. Durch die Integration von B&R Technologie gelang es Hoong-A einen lückenlosen Betrieb seiner neuen Blister-Verpa-ckungsmaschinen sicherzustellen und Produkti-onsgeschwindigkeiten von bis zu 600 Blistern pro Minute zu erzielen.

Die Hoong-A Corporation mit Sitz in Bucheon, Südkorea, ist

auf die Herstellung von Blister-Verpackungsmaschinen und Kar-

tonierern für die Pharmaindustrie spezialisiert. Darüber hinaus

zählen automatische Zuführeinrichtungen sowie Verpackungs-

maschinen für die Verarbeitung von Gesundheitsprodukten,

Süß- und Haushaltswaren zum Produktsortiment.

Präzise Bewegungssteuerung mit B&R Servo-technologie

Mit einer Produktionsleistung von 600 Blisterverpackungen

pro Minute, zählt die neue Blistermaschine HM600R zu den

innovativsten Maschinengenerationen des koreanischen An-

bieters. Die Kombination aus horizontalem Stanzvorgang mit

300 Hüben pro Minute, dem zweibahnigen Aufbau sowie

modernster B&R Servoantriebstechnik sorgt dabei für höchste

Durchlaufgeschwindigkeit und Verarbeitungspräzision. Rasche

Formatwechsel lassen sich durch die Auswahl vordefinierter

Parameter für spezifische Formate dank modernster PC Techno-

logie problemlos durchführen. Ein besonderer Vorteil der neuen

Blistermaschine ist die Verarbeitung vielfältigster Verpackungs-

materialien, wie PVC, PVC/PVDC, PVC/ACLAR, PP und COC

sowie Aluminium für die Kaltumformung.

B&R ACOPOS Servoverstärker sowie ein PC-basiertes Steu-

erungssystem ermöglichen einen vollautomatischen Betrieb

und schaffen darüber hinaus eine benutzerfreundliche Ar-

beitsumgebung. So ist die Betriebsanleitung für den Bediener

34 automotion 03/12

Report

jederzeit über das PC-basierte Steuerungssystem abrufbar. Das

neue horizontale Stanzsystem sorgt für eine gezielte Ausgabe

der Blisterverpackungen und lässt sich einfach in die gesamte

Verpackungslinie integrieren. „Die ausgestanzten Verpackun-

gen werden von einem Ausgaberad, dem Auslaufförderer, zum

Weitertransport zugeführt. Das B&R Antriebssystem sorgt da-

bei für die präzise Positionierung des Auslaufförderers“, erklärt

Hoong-A Applikationsleiter Kang-Sun Lee.

Richtlinienkonforme Maschinenkonzeption

Eine besondere Anforderung an die neue HM600R stellte die

GMP-konforme Gestaltung (GMP - Good manufacturing practi-

ce), d.h. die Einhaltung wichtiger Richtlinien für die Pharmain-

dustrie, dar. Gemeinsam mit B&R konnte eine Balkonbauweise

realisiert werden. Diese sorgt für Übersichtlichkeit, einfache

Wartung und Reinigung.

Leistungssteigerung durch Gesamtlösung

Als Konsequenz der Kooperation mit B&R stattete Hoong-A

zahlreiche Maschinen mit PC-basierter Steuerung aus, der

Einsatz zusätzlicher Steuerungssysteme wurde somit hinfällig.

Programmierung, Simulation, Inbetriebnahme und Wartung

sämtlicher Maschinentypen erfolgen mithilfe eines einzigen

Softwaretools, dem Automation Studio. „Durch das skalierbare

Gesamtsystem mit der Möglichkeit von optionalen Maschinen-

teilen in einem einzigen Projekt hat sich die Serienproduktion

und das damit verbundene Software Engineering stark ver-

einfacht“, fügt Lee hinzu. Im Zuge des Verpackungsprozesses

für medizinische Produkte werden in den Hoong-A Maschinen

bis zu 13 Servoachsen synchronisiert betrieben. Die Präzision

Komplettlinie mit Blisterverpackungsmaschine und Kartonierer. Durch den Einsatz einer B&R Ge-samtlösung wurde eine Leistung von 600 Blister- und 300 Kartonverpackungen pro Minute reali-siert. Kundenspezifische Panels (links) visualisieren den gesamten Prozess.

der Synchronisierung ist entscheidend für die Qualität und die

Produktivität der Gesamtanlage. Wichtig dabei ist auch, dass

im Betrieb, also „on the fly“ die Sychronisierungen der Ach-

sen geändert werden können, um beispielsweise verschiedene

Produktarten zu verpacken bzw. Fehlersituationen zu korrigieren

(z.B. im Falle „no product no foil“). Weiters bedient sich Hoong-A

der B&R Standardfunktionalitäten wie u.a. der Druckmarkenre-

gelung oder der Regelung der Folien Zugspannung, diese sind

als komfortable Funktionsbausteine nutzbar. Viele dieser Funk-

tionsbausteine werden dann direkt am Antrieb abgearbeitet,

sodass sich eine optimierte Reaktionszeit erreichen lässt.

Durch die optimale Abstimmung von Hard- und Software

profitieren Hoong-A Kunden von maßgeschneiderten Ver-

packungslösungen. „Durch die Wiederverwendbarkeit kun-

denspezifischer Software Bibliotheken gelang es uns, die

Entwicklungszeiten erheblich zu verkürzen“, so Kang-Sun Lee.

„Darüber hinaus haben wir uns dazu entschlossen, POWER-

LINK als Echtzeit Kommunikationsprotokoll zu implementie-

ren, um eine optimale Antriebssynchronisation zu erreichen

und die Leistung und Genauigkeit unserer Maschinen weiter

zu verbessern - insbesondere bei komplexen Bewegungs-Steu-

erungsaufgaben ein wichtiger Vorteil.“

Branche: Verpackungsindustrie

Mitarbeiter: 102

Standort: Bucheon (KR)

www.hoonga.com

35automotion 03/12

Report

Der Alleskönnerunter den Hydraulikpressen

Erfahrung mit dem Bau von Pressen hat die Langzauner Ges.m.b.H. be-reits seit 1936. Das oberösterreichische Unternehmen ist heute im Be-reich von Pressen für die Skierzeugung Weltmarktführer. In Form der neu entwickelten Laborpresse stellte Langzauner zur Fachmesse Composites Europe im September 2011 einen ähnlich gravierenden Methodenwech-sel wie den von der Spindel- zur Hydraulikpresse vor: Mit drehzahlvariab-lem Hydraulikantrieb dringt die Maschine in neue Regionen der Präzision vor und spart zugleich Energie. Kompakte Steuerungstechnik aus einem Guss von B&R erleichtert dem Hersteller Entwicklung und Aufbau und dessen Kunden den Betrieb.

36 automotion 03/12

Report

Erstaunlich viele Produkte des täglichen

Gebrauchs müssen mindestens einmal

im Laufe ihrer Entstehung durch eine

Presse. „Speziell durch den Vormarsch

der Verbundwerkstoffe ist diese Tendenz

weiterhin stark steigend“, sagt Michael

Laufenböck. Er ist Marketingverantwortli-

cher beim Maschinenhersteller Langzauner

Ges.m.b.H. im oberösterreichi-

schen Lambrechten. Das seit

1924 bestehende Unternehmen

stellt neben Schleif- und Säge-

maschinen für die Holz- und Me-

tallbearbeitung bereits seit 1936

Pressen her. Handelte es sich da-

mals um Spindelpressen für die

Furnierherstellung, erzeugt Lang-

zauner seit den 1970er Jahren

hydraulische Pressen auch für die

Composite-Werkstoffe. „Speziell

bei Pressen für die Skierzeugung

sind wir unumstrittener Welt-

marktführer“, bestätigt Michael

Laufenböck mit berechtigtem Stolz.

„Dazu kamen in den letzten beiden Jahr-

zehnten der Flugzeug Komponentenbau

und die Automobilindustrie.“

Technologiewechsel für mehr Flexibilität

In diesen Segmenten sind häufig die

zu produzierenden Stückzahlen nicht

besonders groß, andererseits muss

rasch und flexibel auf veränderliche

Anforderungen reagiert werden. Zu-

sätzlich sind gerade dort die Ansprü-

che an die Genauigkeit nicht nur der

Teile, sondern auch der einzelnen

Verformungsschritte außerordentlich

hoch. „Das prägte auch das Lasten-

heft für die neu zu entwickelnde

Pressenfamilie, vor allem im Hinblick

auf die Hydraulik“, berichtet Gerhard

Mayrhofer. Der Mechatronik Ingenieur

leitet die Elektrotechnik Abteilung bei

Langzauner. „Von Beginn an stand

auch die Steuerungstechnik im Fokus,

denn manche der heutigen Markter-

Star der Composites Europe war die Langzauner-Laborpresse als erstes Mitglied einer neuen Produktfamilie mit drehzahlvariablem Hydraulikan-trieb. Die äußerst kompakte, hoch präzise Maschine beherrscht alle Press-verfahren und kann komfortabel vom Anwender programmiert werden.

fordernisse waren mit der bisher ge-

trennten Hydrauliksteuerung nur schwer

zu erfüllen.“

Der wesentlichste Entwicklungsschritt auf

dem Weg zur neuen Produktfamilie war

die Abkehr von der bisher üblichen Propor-

tionaltechnik für das Hydraulik Aggregat.

„Diese Praxis ist nicht nur wegen der per-

manent auf Volllast laufenden Pumpe mit

Energieverschwendung verbunden, sie ist

auch regelungstechnisch äußerst aufwän-

dig“, so Gerhard Mayrhofer. „Zudem sind

die Proportional-Regelventile nicht gerade

billig und keineswegs wartungsfrei.“ Dem

gegenüber wählte er einen drehzahlva-

riablen Hydraulikantrieb, bei dem eine

Innenzahnrad-Pumpe - angetrieben von

einem Servomotor - stets genau den Druck

erzeugt, der gerade benötigt wird. „Heute

verwenden wir ausschließlich preisgüns-

tige, wartungsfreie Schaltventile“, nennt

Gerhard Mayrhofer einen wesentlichen

Vorteil und fügt hinzu: „Zusätzlich benöti-

gen wir keine eigene Steuerung auf der Hy-

draulik Seite, da wir alle Steuerungs- und

Regelungsaufgaben von der elektrischen

Seite aus erledigen können.“ Dazu kommt

die Energie Ersparnis im Ausmaß von über

70% und einem Geräuschpegel an der

Wahrnehmungsgrenze.

Beschleunigte Entwicklung mit Libraries

Die erste Maschine dieser neuen Generati-

on ist eine sogenannte Labormaschine. Im

Gegensatz zu den meist für ein eng um-

rissenes Anwendungsspektrum spezifizier-

ten Serien Produktionsmaschinen sind »

37automotion 03/12

Report

Einfacher als zur Proportionaltechnik fällt die Hydraulik aus: Power Panel übernimmt Steuerung und beschleunigt die Entwicklung.

Branche: Sondermaschinenbau

Mitarbeiter: ca. 75

Standort: Lambrechten (AT)

www.langzauner.at

bei dieser praktisch alle Parameter und

Funktionen individuell einstellbar, von

Pressdruck über Schließgeschwindigkeit

bis Heizleistung und -dauer. Die neu

konstruierte Laborpresse ist als erste am

Markt für alle Pressverfahren geeignet,

etwa RTM, Prepreg und Spaltinjektion.

Sie stellt daher die höchsten Ansprüche

an die Steuerung und den Benutzerkom-

fort. „Die eigentliche Herausforderung

sind jedoch die Regelalgorithmen selbst“,

sagt Gerhard Mayrhofer. „Auf diesem

Gebiet bietet die B&R Entwicklungsum-

gebung Automation Studio hervorra-

gende Unterstützung: Wir konnten alle

regelungstechnischen Aufgaben, auch

die der Hydraulik, in kürzester Zeit allein

durch Verwendung der mitgelieferten

Softwarebibliotheken realisieren.“ Nur so

konnte es gelingen, nach dem im Februar

2011 erfolgten Entwicklungsstart bereits

im September desselben Jahres der stau-

nenden Fachöffentlichkeit eine vollstän-

dig serienreife Maschine zu präsentieren.

BENUTZERKOMFORT großge-schrieben

Die umfangreichen Möglichkeiten der

Automatisierungssoftware nutzten die

Langzauner Techniker dazu, die Benut-

zerführung gründlich zu überarbeiten,

sodass ihren Kunden wesentlich erweiterte

Möglichkeiten offen stehen. Diese konnten

bisher nur Parameter einstellen und abspei-

chern. Nunmehr haben sie Gelegenheit,

ganze Programme komfortabel mittels

Pull-Down Menü aus vorgefertigten Modu-

len zusammenzustellen und für die spätere

Verwendung zu verwahren. Bis zu 1.000

derartige Programme können in Form von

CSV Dateien auf der nichtflüchtigen Spei-

cherkarte abgelegt und mittels USB Stick

auch transportiert werden.

Betriebsdaten PC eingespart

Überschaubar ist die Hardware: Die Haupt-

last der Steuerungsaufgaben trägt ein Pow-

er Panel PP480. Auf dem Gerät mit 15-Zoll

Touchscreen läuft die ebenso über CSV-

Dateien realisierte Betriebsdatenerfassung,

für deren Betrieb bei früheren Maschinen

ein eigener Rechner benötigt wurde.

„Nicht zuletzt dank der durchdacht auf-

einander abgestimmten B&R Automa-

tisierungshard- und Softwareprodukte

konnten wir innerhalb kürzester Zeit den

Alleskönner unter den Hydraulikpressen

entwickeln, der unseren Messestand auf

der Composite Europe zum Überlaufen

brachte“, freut sich Michael Laufenböck,

und Gerhard Mayrhofer ergänzt, „dass

in Automation Studio für die top-aktuelle

drehzahlvariable Hydraulik Antriebstechnik

bereits jetzt alle erforderlichen Libraries

vorhanden sind, beschleunigt die Entwick-

lungsarbeit ungemein.“

38 automotion 03/12

News

News

B&R UK: Neueröffnung der Landeszentrale

Mit der Eröffnung der neuen Landeszentrale von B&R UK in Peterborough trägt

das Unternehmen dem anhaltenden Expansionskurs Rechnung und schafft zusätz-

lichen Raum für weiteres Wachstum. Zahlreiche Gäste nutzten die Gelegenheit

zur Besichtigung der neuen Räumlichkeiten im Rahmen einer offiziellen Feier.

Nach einer Ansprache von Simon Goodwin, Geschäftsführer B&R UK, erhielten

die Besucher Einblicke in die Aktivitäten und Produktneuheiten von B&R. Neben

langjährigen Kunden und Pressevertretern war auch der frühere Geschäftsführer,

John Crane, anwesend, der die Entwicklung von B&R in Großbritannien über 15

Jahre entscheidend mitprägte.

Zu den neuen Räumlichkeiten des Headquarters zählen beispielsweise modernste

Applikationsarbeitsplätze und Schulungsräume, um Kunden und Mitarbeiter umfas-

send mit dem Einsatz neuester Automatisierungstechnologien vertraut zu machen.

Nahe am Kunden

Mit einer weiteren Niederlassung in Andover stellt B&R die optimale Anbindung

an den Süden des Landes sicher. Davon profitieren Kunden durch einen raschen

Support vor Ort sowie einer lokalen Unterstützung bei der Entwicklung neuester

Maschinengenerationen. Angesichts der erfreulichen Geschäftsentwicklung wird

B&R die Struktur in Großbritannien auch in den nächsten Jahren weiter ausbauen.

Das UK-Team stellt sich vor. Simon Goodwin, Geschäftsführer B&R UK, begrüßt John Crane, seinen Vorgänger.

39automotion 03/12

Report

Voraussehende Sicherheitfür Fußgänger

In der Automobilindustrie ist der vorausschauende Fußgän-gerschutz eines der wichtigsten Zukunftsprojekte. Noch be-vor erste Modelle tatsächlich mit intelligenten Systemen zur Aufprallvermeidung ausgestattet werden, müssen die dazu erforderlichen Sensoren unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Dabei entgeht die Fußgängerattrappe im Prüfstand durch Wegbeschleunigen mit über 14 g im letzten Moment dem Aufprall. Dafür sorgt in den von der 4a engi-neering GmbH entwickelten und gebauten Prüfständen Steu-erungs- und vor allem Antriebstechnik von B&R.

Mit hoher Geschwindigkeit nähert sich der

Audi der Querungsstelle. Der Fahrer weiß,

dass ein Fußgänger auf die Fahrbahn steigen

wird. Er weiß sogar, dass dieser bis knapp über

die Fahrbahnmitte gehen, dann inne halten

und anschließend umkehren wird. Dennoch

vermindert er seine Geschwindigkeit nicht,

sondern tut, als wüsste er all dies nicht und

bleibt auf der rechten Spur, als ob er hinter

der Figur vorbeifahren wollte. Längst schreit

der Hindernisdetektor seine Warnung, doch

die wird ignoriert. Schon beträgt der Abstand

keine drei Meter mehr, lächerlich wenig bei

80 km/h. Der Aufprall ist unvermeidlich, doch

immer noch erfolgt kein Tritt auf die Bremse.

Da geschieht so etwas wie ein Wunder: Buch-

stäblich im allerletzten Augenblick hebt die

Figur ab, schnellt in die Höhe und entgeht um

Haaresbreite dem Aufprall des Autos.

Das ist keine Filmszene, das ist Teil eines Ver-

suchsprogramms zur Überprüfung und Wei-

terentwicklung von Hindernis Warnsystemen

40 automotion 03/12

Report

konkreten Produktentwicklung. So bestehen etwa 15 % der

weltweit in Mobiltelefonen verbauten Lautsprecher aus einem

hier entwickelten und von einer Schwesterfirma hergestellten

Metall-Kunststoff-Laminat. Etwa 50 % des Umsatzes erzielt 4a

engineering im Bereich der Automobilindustrie. Der restliche

Teil verteilt sich auf die Branchen Luft- und Raumfahrt, Elekt-

ro-/Elektronik, Konsumgüter und Sportartikel, Medizintechnik

sowie Maschinenbau. Ein wesentlicher Schwerpunkt des Un-

ternehmens liegt dabei im Bereich der Kunststoff- und Mate-

rialwissenschaften.

Beinahe unsichtbar

Die hohe Kompetenz im Bereich der Polymerwerkstoffe ist es

auch, die der 4a engineering den Auftrag für den Prüfstand

für die aktive Fußgängersicherheit brachte. Die Detektions-

systeme im Auto arbeiten oft auf Basis von Radar und die

Versuchsanordnung sollte für sie möglichst unsichtbar sein. »

am Audi Testgelände in Neustadt an der Donau. Alles hier ist

echt, nur der Fußgänger ist ein Crash Test Dummy. Dennoch

müssen die Testfahrer vor ihrem Einsatz hier erst lernen, ohne

jede natürliche Brems- oder Ausweichreaktion weiterzufahren

und ihn zu überfahren.

Dass die Puppe in die Luft schnellt, um dem Aufprall zu ent-

gehen, verhindert Beschädigungen am Prüfobjekt oder am

Fahrzeug und ist eine der zahlreichen technologischen Heraus-

forderungen an der trickreichen Versuchsanordnung. Erdacht

und hergestellt wurde diese von der 4a engineering GmbH in

Traboch, einem technologieorientierten Forschungs- und Ent-

wicklungsunternehmen mit Kernkompetenz im Entwickeln und

Optimieren neuer Produkte und Prozesse unter Anwendung

der Gesetze der Physik. Daher der Leitspruch „In Physics we

trust“. Dabei spannen die großteils aus akademischen Berei-

chen kommenden Mitarbeiter des Unternehmens den Bogen

von der Methodenentwicklung über die Simulation bis hin zur

41automotion 03/12

Report

Sie besteht daher zu 95 % aus speziellen

Verbundwerkstoffen, um das Radarecho

zu minimieren. Zusätzlich ist der Prüfstand

auch farblich der Umgebung angepasst.

So registrieren die Sensoren im Fahrzeug

ausschließlich die Puppe.

Konstruktiv erinnert der Prüfstand an ei-

nen Portalkran mit einer zweischienigen

Fahrbahn, auf der sich eine Laufkatze

mit bis zu 25 km/h bewegt. An ihr ist

der Dummy befestigt. „Beim ursprüng-

lichen Auftrag im Jahr 2007 war die

Realisierungszeit mit nur 11 Wochen

begrenzt“, berichtet Engineering-Leiter

Martin Fritz. „Daher mussten wir eini-

ge Kompromisse eingehen, die wir in

einer Weiterentwicklungsphase durch

technologisch bessere Dauerlösungen

ablösten.“ Dazu gehört der Mechanis-

mus, mit dem der Dummy innerhalb von

nur 100 ms nach oben ausweicht. Die

Für das Auge ebenso wie das Radarecho lebensecht wirkende Dummies (2. von links) sind an einem Trägerstab befestigt und werden an einem Querbalken von zwei synchron laufenden Ser-vomotoren mit über 14 g nach oben beschleunigt, um Beschädigungen an der Puppe oder am Versuchsträger zu vermeiden.

Der ACOPOSmulti von B&R besticht durch seine kompakte Bauweise und einen geringen Stromverbrauch.

Beschleunigung erreicht dabei mit über

14 g Werte, die ein echter Mensch dau-

erhaft nicht überleben würde. In der

Erstversion wurde das erreicht, indem

die Puppe an einem vorgespannten

Elastomerseil befestigt war und dieses

entriegelt wurde.

Geringster Stromverbrauch

Diese Anordnung war

wegen des Beschleuni-

gungsverlaufes und der

mangelnden Regelbarkeit

nicht optimal und wurde

daher mittlerweile durch

einen motorischen Antrieb

des an einem Stab befes-

tigten Dummies ersetzt.

Dazu ist der Trägerstab an

einem Querbalken befes-

tigt, der von zwei synchron

laufenden Servomotoren auf und ab

bewegt wird. „Diese Synchronizität war

auch eine wesentliche antriebstechnische

Herausforderung“, sagt Martin Fritz. „Nur

bei Gleichlauf ist ein problemloses Hoch-

laufen des Attrappenträgers um 2 Meter

innerhalb von 160 bis 180 ms gewährleis-

tet.“ Auch die Laufkatze selbst wird von

einem B&R Servomotor angetrieben, wie

die Vertikalmechanik über die Antriebe

der B&R Baureihe ACOPOSmulti ange-

steuert.

Die Ablaufsteuerung erfolgt mit einer

CPU und den I/O Modulen der B&R

Steuerungsbaureihe X20. Ebenso wie

die Servoverstärker ACOPOSmulti sind

sie sehr kompakt und haben einen gerin-

gen Stromverbrauch. So kann angesichts

der Notwendigkeit zur Vermeidung von

Radarechos der Schaltschrank klein ge-

halten werden. Dieser muss durch ak-

tive Dämpfung getarnt werden, und je

größer er ist, desto höher ist auch der

Aufwand dafür. Zudem treten durch die

außergewöhnlich hohe Dynamik kurzzei-

tig Motorströme bis 170 A auf. Meist ist

die Stromversorgung auf den Versuchs-

geländen im freien Feld recht schwach,

in manchen Fällen muss die Anlage man-

gels Kabelzuführung von einem mobilen

42 automotion 03/12

News

News

Stromaggregat versorgt werden. Deshalb leg-

ten die Techniker von 4a engineering mit Un-

terstützung von B&R die Anlage so aus, dass

auch bei schwacher Spannungsversorgung ein

zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. „Auch

da bewährten sich die robusten ACOPOS-

multi, die auch bei Spannungseinbrüchen auf

weniger als 300 V noch problemlos arbeite-

ten“, lobt Martin Fritz.

Positionsdaten sowohl der Puppe als auch des

herannahenden Autos werden von der Anlage

per WLAN an das Fahrzeug gesendet. Dort

steht dem Fahrer ein Terminal zur Verfügung,

an dem ihm die vordefinierten Szenarien an-

gezeigt werden und mit dem er den Ablauf

startet. Dazu wurde eine Symbolik geschaffen,

anhand der die Fahrer rasch das jeweilige Sze-

nario erfassen können. „Einmal konzeptuell

erdacht, wurde uns die Umsetzung dieser gra-

fischen Repräsentation der Abläufe und ihrer

Kombinationen mit Visual Components im

Automation Studio leicht gemacht.

Bis das Auto ausreichend Intelligenz aufweist,

um das Verhalten von Fußgehern zu antizipie-

ren und den Aufprall zu vermeiden, wird noch

viel Zeit vergehen. Voraussehende Sicherheits-

systeme, die etwa bei Erkennen von Gefahr

die Bremsscheiben trocken fahren, um die

Bremsbereitschaft zu erhöhen, werden jedoch

bereits in Bälde nichts außergewöhnliches

mehr sein. Mit fortgeschrittener Polymertech-

nologie von 4a engineering und der aktuellen,

zukunftsgerichteten Automatisierungstechnik

von B&R wurden bis heute bereits in tausen-

den Durchläufen die dazu erforderlichen Tests

durchgeführt.

B&R USER-Meeting in China:Gesamtlösungen sind die Zukunft!

Rund 140 Teilnehmer aus den Bereichen Maschinen- und Anlagenbau

folgten der Einladung von B&R und informierten sich beim jährlichen

USER-Meeting in China über Produktneuheiten und Trends in der Auto-

matisierungsbranche.

Die veränderten Anforderungen an den Maschinen- und Anlagenbau

standen im Vortragsfokus von B&R Geschäftsführer Dr. Xiao Weirong.

„Wettbewerbsfähige Maschinen zeichnen sich durch das perfekte Zusam-

menspiel von Hard- und Software aus. Zur Umsetzung maßgeschneiderter

Automatisierungslösungen bietet B&R mit Automation Studio eine vollin-

tegrierte Enwicklungsplattform für den gesamten Maschinen-Lebenszyk-

lus“, so Xiao Weirong. Damit differenziert sich B&R vom Mitbewerb und

generiert seinen Kunden nachhaltige Wettbewerbsvorteile.

Den Blick für den globalen Wettbewerb schärfte Franz Enhuber, Director

Automation Academy. Ungeachtet des Standortes sei der Wettbewerb

überall. Diesem könne man nur mit einer globalen Perspektive begegnen.

Zusätzlich machte er auf die Notwendigkeit einer gezielten Techniker-

ausbildung aufmerksam. In ausgewählten Vorträgen referierten Werner

Paulin, International Sales Manager, Anton Meindl, BU Manager Controls,

Raimund Ruf, BU Manager HMI und Marting Reichinger, BU Manager Pro-

cess Automation, über die Vorteile integrierter Gesamtlösungen. System-

flexibilität, Produktivitätssteigerung, Energie- und Kosteneffizienz standen

dabei im Mittelpunkt. Besonderes Highlight der Veranstaltung war eine

hochkarätig besetzte Diskussionsrunde zum Thema „Reduktion der Time-

to-Market durch Branchenlösungen“. Neben Moderator Dr. Xiao Weirong

diskutierten hochrangige Vertreter von Hochschulen und Industrie wie der

steigenden Dynamik des chinesischen Marktes durch zukünftige Ansätze

im Software Engineering Rechnung getragen werden kann.

Branche: Sondermaschinenbau

Standort: Traboch (AT)

www.4a.co.at

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Entwicklungseffizienz durch modularesSoftware Engineering

Die Zukunft der automatischen Steuerung von Maschinen und Anlagen liegt in der Software - darüber sind sich Experten einig. Gleichzeitig mit dem An-teil der Software an der Gesamtautomatisierung steigt aber auch die Kom-plexität der Anforderungen an die Maschinensteuerung insgesamt. Hinzu kommt, dass der Serienmaschinenbau in der Form der letzten Jahrzehnte so nicht mehr existiert. Kaum eine „Serienmaschine“ gleicht der anderen. Jede Maschine oder Anlage ist ein Stück weit auf die jeweiligen Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten oder aus einzelnen Serienmodulen zusammen-gesetzt. Um die Softwarequalität auch bei steigender Komplexität und bei immer kürzeren Entwicklungszyklen auf einem hohen Level zu halten, gibt es nur eine sinnvolle Lösung: Modulare Softwareentwicklung.

44 automotion 03/12

Technologie

‚Divide et impera’

Teile und herrsche - Nach diesem Prinzip haben schon

die Kriegsstrategen im alten Rom unter Machiavelli

scheinbar unlösbare Herausforderungen gemeistert,

indem sie große Ziele in kleinere, überschaubare Ein-

heiten aufgeteilt hatten. Doch wenngleich sich der

Steuerungsalgorithmus einer Druckmaschine, einer

Abkantpresse oder einer Industrieanlage für chemische

Prozesse auf den ersten Blick nur schwer mit Kriegs-

führungstaktik vergleichen lässt, so bewährt sich dieses

uralte Prinzip dennoch auch in der Technik von heute

und morgen.

„Die Aufteilung der Gesamtsoftware in einfacher

handhabbare Brocken ist nicht nur der Übersichtlich-

keit - und damit indirekt auch der Softwarequalität

- zuträglich, sie erlaubt darüber hinaus signifikante

Adaptionen im Hinblick auf die Effizienzsteigerung

der Maschinenentwicklung“, weiß Philipp Wallner, für

die strategische Produktausrichtung bei B&R verant-

wortlich. So wird etwa die Arbeit in Entwicklerteams

deutlich vereinfacht. Einzelne Softwareingenieure, die

gemeinsam an einem Maschinen- oder Anlagenpro-

jekt arbeiten, können dabei sogar von verschiedenen

Standorten aus arbeiten, ohne dass Qualität oder Effi-

zienz darunter leiden. Einmal entwickelte Softwaremo-

dule werden zu unterschiedlichen Konfigurationen re-

kombiniert und kommen - je nach Anforderung - auch

in zukünftigen Maschinen- oder Anlagengenerationen

zum Einsatz - ganz im Sinne eines nachhaltigen Ent-

wicklungsprozesses.

Struktur ist alles

Der wesentliche Faktor im modularen Software Engi-

neering ist die Struktur. Mit ihr wird der Erfolg der Un-

ternehmung ganz entscheidend beeinflusst. Ist es im

Zusammenhang mit der herkömmlichen Entwicklung

von Maschinensoftware noch möglich, „einfach drauf

los zu programmieren“ und dennoch - wenn auch mit

Qualitätseinbußen - zum Erfolg zu kommen, so macht

das Prinzip der modularen Softwareentwicklung eine

klare Spezifikation der Struktur und Schnittstellen un-

erlässlich. Sowohl die Aufteilung der Module selbst als

auch die für die Kommunikation zwischen den Soft-

waremodulen verantwortlichen Schnittstellen müssen

klar spezifiziert werden - und das noch bevor die erste

Zeile Applikationscode geschrieben ist. »

45automotion 03/12

Technologie

Die Struktur der modularen Softwarearchi-

tektur kann sich dabei an diversen Gesichts-

punkten orientieren. So kann bei in sich stark

modularen Maschinen oder Anlagen - wie sie

etwa in der Druckbranche üblich sind - die

Aufteilung an die natürliche Modularisierung

der Maschine angelehnt sein. In anderen

Fällen mag es zweckmäßig erscheinen, die

Architektur von der funktionalen Struktur

abzuleiten. Dabei entstehen Module für die

Datenerfassung, für die Regelung der Kern-

prozesse, für die zentrale Ablauflogik und

viele mehr. Eine solche Aufteilung ist beson-

ders geeignet im Hinblick auf die nachhaltige

Wiederverwendbarkeit der so entstandenen

Module. Solange die eingangs spezifizierte

Modularisierung strikt eingehalten wird, ist

jede beliebige Architektur möglich - je nach

Anforderung, Maschinentyp und Unterneh-

menskultur.

Ähnlich verhält es sich mit der Definition der

Schnittstellen, den Interfaces. Diese stellen

den reibungslosen Austausch von Daten und

Informationen zwischen den einzelnen Mo-

dulen sicher und müssen aus diesem Grund

eindeutig festgelegt sein. Nur so ist das Zu-

sammenspiel aller Teile der Gesamtsoftware

gewährleistet, auch wenn die einzelnen Mo-

dule von unterschiedlichen Softwareingeni-

euren unabhängig voneinander entwickelt

wurden.

Flexibilität durch Modularisierung bis in die Steuerung

Konsequent durchgehaltenes modulares

Software Engineering endet nicht mit der

Entwicklung der Maschinensoftware. Daher

liegen die einzelnen Module bei der Arbeit

mit Automation Studio auch auf dem Zielsys-

tem - also der SPS oder dem Industrie-PC -

getrennt voneinander in separaten Speicher-

bereichen. Die Verknüpfung der einzelnen

Applikationsteile erfolgt dabei über die zur

Spezifikationszeit festgelegten Schnittstel-

len. Damit wird zum einen die Grundidee

der modularen Softwareentwicklung durch-

Modulares Software Engineering schafft maximale Unterstützung für die Entwicklung in Teams. Durch die Aufteilung der Applikationsmodule in separaten Speicherbereichen erreicht der Maschinenbauer höchste Flexibilität.

In der Vorstellung ersetzt so eine Steuerung mit über Schnittstellen verbundenen Modu-len mehrere Steuerungen an einer modularen Maschine, die über physikalische Verbin-dungen miteinander kommunizieren.

Modulare Softwareentwicklung optimiert das Life Cycle Engineering von Maschinen und Anlagen.

WiederverwendbarkeitWartung

Spezifikation

Inbetriebnahme und Test

Teamentwicklung

Know howSchutz

46 automotion 03/12

Highlights: ■ Hohe Softwarequalität durch Reduktion der Komplexität

■ Maximale Unterstützung für die Applikationsentwick-

lung im Team

■ Flexibilität über den gesamten Maschinen- oder Anla-

genlebenszyklus hinweg

■ Optimale Wiederverwendbarkeit durch klar abgeschlos-

sene Applikationsmodule

■ Direkte Abbildung der Modularität der Maschine oder

Anlage in der Software

gängig verfolgt, zum anderen entstehen auf diesem Weg

bisher ungeahnte Möglichkeiten in Bezug auf das Life Cycle

Engineering der Maschine oder Anlage. Bereits während der

Inbetriebnahme profitiert der Applikationsingenieur davon,

dass jedes Modul unabhängig vom Rest der Maschinensoft-

ware in Betrieb genommen und mit Hilfe von geeigneten

Testmodulen auf Herz und Nieren getestet werden kann.

Verzögerungen durch noch nicht fertig gestellte Applikati-

onsteile gehören damit der Vergangenheit an. Gleichzeitig

wird durch speziell auf die jeweiligen Module zugeschnitte-

ne Tests eine signifikante Steigerung der Softwarequalität

erreicht. Im späteren Verlauf des Maschinenlebenszyklus

können einzelne Module - etwa zum Zweck der Erweiterung

der Maschinenfunktionalität - einfach zur Laufzeit ausge-

tauscht werden, ohne dass die restliche Steuerungssoftware

davon betroffen wäre. Die klare Abgrenzung der modularen

Struktur sowie die Einhaltung der spezifizierten Schnittstel-

len machen das möglich. Denkbar ist auch die Weitergabe

einzelner Applikationsmodule in Sourcecode an den Anla-

genbetreiber. Dieser ist dann in der Lage, jene Module nach

seinen eigenen Vorgaben und Anforderungen - natürlich

stets unter Einhaltung der spezifizierten und dokumentier-

ten Schnittstellen - anzupassen, während die Kernmodule -

im Sinne des Know-how-Schutzes - weiterhin als Binärdaten

auf der Steuerung liegen.

Der Schlüssel zu effizienter und nachhaltiger Entwicklung von morgen

Steigende Anforderungen an den Maschinenbau sowie die

zunehmende Bedeutung der Software an der Gesamtsteue-

rung führen zu immer höherer Komplexität der Maschinen-

Der wesentliche Faktor im modularen Software

Engineering ist die Struktur. Mit ihr steht und

fällt der Erfolg der Unternehmung.

Philipp H. F. Wallner, System Architect B&R

applikationen. Modulare Softwareentwicklung stellt eine

der vielversprechendsten Möglichkeiten dar, dem hohen

Anspruch an Softwarequalität bei optimaler Ressourcen-

nutzung auch in Zukunft gerecht zu werden. Aus diesem

Grund unterstützt Automation Studio bereits heute voll-

umfänglich die Aufteilung von umfangreichen Projekten

in wohlgegliederte, strukturierte Applikationsmodule - so-

wohl zur Entwicklungszeit als auch in der Laufzeitumge-

bung der Steuerung - damit auch der anspruchsvollste und

innovativste Maschinenbauer zuversichtlich in die Zukunft

blicken kann.

47automotion 03/12

Report

macht Druck

Eine deutliche Senkung der Herstellungskosten für Commodity Etiket-ten (cost of label) zu erreichen, ohne Kompromisse bei der Druckqua-lität und der Maschinenverfügbarkeit einzugehen - das hatte sich Gal-lus bei der Entwicklung der Etikettendruckmaschine Gallus ECS 340 auf die Fahnen geschrieben und mit Hilfe von B&R Technik umgesetzt. Eine Kombination aus modernster Steuerungs- und Antriebstechnik und einem Maschinenbett aus Granit bildet die stabile Basis für die beeindruckenden Leistungsdaten und die niedrigen Betriebskosten der Maschine.

Kosteneffizienz:

48 automotion 03/12

Report

Der Steindruck ist das älteste Flachdruckverfahren. Anfang

des 19. Jahrhunderts ermöglichte es erstmals die Herstellung

farbiger Drucksachen in größeren Auflagen. Die Verwendung

von Stein beim Drucken hat also eine lange Tradition. Nun

greift der Schweizer Druckmaschinenhersteller Gallus für das

Herstellen von farbigen Drucken erneut auf Stein zurück.

Allerdings verwendet das Unternehmen das Material nicht

als Druckträger, sondern fertigt daraus das Grundgestell der

Inline Etikettendruckmaschine Gallus ECS 340, die dadurch

besonders laufruhig ist. Die Gallus ECS 340 wurde speziell

für die Produktion von selbstklebenden Commoditiy Etiketten

konzipiert, also von Aufklebern im mehrfarbigen Flexodruck,

bei denen auf eine umfangreiche Veredelung wie z.B. durch

Heißfolie, Prägen, etc., verzichtet wird. Typische Beispiele sind

hier Rückseitenetiketten von Shampooflaschen oder ähnli-

chem, aber auch Vorderseitenetiketten in den Marktsegmen-

ten Lebensmittel, Industrie, Haushaltswaren und Pharma.

„In diesen Segmenten herrscht in der Regel hoher Kostendruck.

Die Hersteller müssen mit entsprechend kleinen Margen arbei-

ten. Trotzdem oder gerade deshalb wollen und können sie nicht

auf die für Gallus Maschinen typische hohe Druckqualität und

Anlagenverfügbarkeit verzichten. Nur so können sie sich vom

Wettbewerb abheben“, erläutert Stefan Heiniger, COO des Ge-

schäftsbereichs Etiketten der Gallus Group. „Bei der Entwick-

lung der Gallus ECS 340 haben wir uns daher von dem Motto

Beeindruckende Leistung und niedrige Betriebskosten mit der Etikettendruckmaschine Gallus ECS 340.

„Reduce to

the max“ lei-

ten lassen, um eine

Lösung für diese besonders

kostensensitiven Anwendungen anbieten zu können.“

Betriebskosten radikal reduziert

Der Spagat zwischen hoher Druckqualität und niedrigen Betriebs-

kosten wurde dank modernster Technologien bravourös gemeis-

tert. Nicht zuletzt mit Hilfe der B&R ACOPOS Servotechnik.

„Gallus war der erste Etikettendruckmaschinenhersteller, der

eine Maschine auf den Markt gebracht hat, die ausschließlich

einzeln angetriebene Achsen nutzte. Nur mit Servotechnik las-

sen sich die hohen Anforderungen erfüllen, die an Etiketten-

druckmaschinen gestellt werden. Dazu gehören kurze Rüstzei-

ten, ein schnelles Einfahren der Maschine nach einer Umrüstung

und minimaler Abfall bei gleichbleibend hoher Druckqualität.

Mit der B&R Servo Technik sind wir hier ausgesprochen gut

aufgestellt“, ist der Gallus Geschäftsbereichsleiter überzeugt.

Die Einzelantriebstechnik auf Basis von Servo Umrichtern aus

der B&R ACOPOS Geräteserie in Verbindung mit dem Hochleis-

tungsbus POWERLINK erlaubt es, die bis zu zehn Farbregister

(Druckwerke) einer Gallus ECS extrem schnell einzustellen und »

49automotion 03/12

Fazit

Die Gallus ECS 340 zeichnet sich durch minimale Makula-

tur und kürzeste Rüstzeiten bei geringen Betriebskosten

aus und erlaubt so eine enorm wirtschaftliche Produk-

tion qualitativ hochwertiger Commodity Etiketten. An-

gesichts der zahlreichen Vorzüge der Etikettendruckma-

schine verwundert es auch nicht, dass von Gallus bereits

mehr als 70 Maschinen mit der leistungsfähigen B&R

Technik ausgestattet und ausgeliefert werden konnten.

auch bei Prozessschwankungen und Bahngeschwindigkeiten bis

zu 160 Metern pro Minute dynamisch nachzuregeln. Dadurch

kann in kürzester Zeit auf neue Etikettensorten und -materiali-

en umgestellt werden, der Andruck in minimaler Zeit erfolgen

und die unterschiedlichen Farben können präzise aufgebracht

und damit Fehldrucke und Ausschuss vermieden werden. „Dies

verbessert die Wettbewerbsfähigkeit der Etikettendruckerei und

schont die Umwelt“, freut sich Stefan Heiniger.

Prozesskosten voll im Griff

Wegen der hohen Bedeutung der Antriebe hat Gallus im Vor-

feld der Neuentwicklung der Gallus ECS im Jahre 2006 eine

umfangreiche Bewertung potentieller Lieferanten und deren

Technik durchgeführt. „Zum Anforderungsprofil gehörte, dass

der Lieferant eine zentrale Steuerungsplattform mit den dazu

passenden Antrieben im Programm hat“, konkretisiert der Gal-

lus Geschäftsbereichsleiter. „Besonders wichtig war uns zudem

die Einhaltung hoher Qualitätsstandards, die wir über Ausfallra-

ten definiert hatten.“

Das hohe Qualitätsniveau trägt wesentlich zu den niedrigen Be-

triebskosten der Gallus ECS 340 bei. Positiv aufgenommen hat

man bei Gallus auch, dass B&R ACOPOS Doppelachsmodule se-

rienmäßig verfügbar sind und die Antriebe problemlos montiert

und im Betrieb getauscht werden können - bei bis zu 50 Achsen

pro Anlage kein vernachlässigbarer Faktor. Die Konfiguration

erfolgt nach der Anmeldung an der Steuerung automatisch und

erfordert keinen Anschluss eines Wartungsrechners oder ein

manuelles Aufspielen von Software. Die Anlage muss zudem

nach dem Wechsel eines Antriebs nicht neu gebootet werden.

„Diese Eigenschaften reduzieren die Prozesskosten sowohl des

Maschinenherstellers als auch des Maschinenbetreibers“, fasst

Stefan Heiniger zusammen.

Kurze Downtime nach Maschinenstopp

Zusätzliche Einsparungen bei den laufenden Kosten bringt dem

Maschinenbetreiber die Rückspeisefähigkeit der ACOPOS An-

triebe. Die große Ausdehnung der Maschine, immerhin elf Me-

ter bei acht Farben bzw. Druckwerken (bis zu zwölf Druckwerke

sind möglich), stellt dabei für die B&R Lösung kein Problem dar,

da der DC Kreis über entsprechende Expansionsmodule verlän-

gert werden kann. Bei der Gallus ECS steht allerdings nicht die

Rückspeisung im Betrieb anfallender (Brems-) Energie im Vor-

dergrund. Vielmehr geht es darum, die kinetische Energie bei ei-

nem Bahnriss, einem Stromausfall oder einem Notfall zu nutzen,

um die Maschine ganz ohne separate USV in einen sicheren und

definierten Zustand zu bringen, der einen schnellen Neustart

erlaubt. Hier profitiert der Anlagenbetreiber von der integrierten

Sicherheitstechnik von B&R, die eine enge und schnelle logische

Kopplung mit der Standardsteuerung ermöglicht.

Vorteilhaft für den Anwender ist auch, dass die B&R ACOPOS

Antriebe dank entsprechender Filter und Drosselmodule keinen

Blindstrom ziehen, so dass vom Energieversorgungsunterneh-

men keine zusätzlichen Kompensationsanlagen gefordert oder

Zusatzstromkosten erhoben werden.

Paolo Salvagno (li.), Geschäftsführer B&R Schweiz, mit Stefan Heiniger (re.), COO des Geschäftsbereichs Etiketten der Gallus Group.

Branche: Etikettendruck

Mitarbeiter: 565

Standort: St.Gallen (CH)

www.gallus-group.com

50 automotion 03/12

News

News

POWERLINK schnell und zuverlässig über den Schleifring

Maschinenmodularisierung ist ein Gebot der Wirtschaftlichkeit und

macht den dezentralen Aufbau von Automatisierungslösungen erfor-

derlich. Damit werden Steuerungs- und Antriebskomponenten häufig

auch in bewegliche Maschinenteile integriert, manchmal in rotieren-

de. Deren Versorgung mit Strom und Daten erfolgt über Schleifringe.

Auf der Fachmesse SPS/IPC/DRIVES in Nürnberg zeigte die Ethernet

POWERLINK Standardization Group EPSG einen Aufbau mit ACOPOS-

multi65 Antrieben im rotierenden Teil. Über einen Schleifring des

Herstellers Cobham wurden neben der 24V Stromversorgung auch

der 750VDC Zwischenkreis sowie mit POWERLINK und openSAFETY

die Steuerdaten übertragen.

Dabei werden erstmals im Bereich industrieller Anwendungen eine

Datenrate von 100 Mbit und die Zwischenkreisspannung gemeinsam

über den Schleifring geführt. „Unsere Techniker waren beeindruckt

von der Robustheit und EMV Beständigkeit des POWERLINK Proto-

kolls“, sagt Martial Favrat, Technischer Leiter und Qualitätsmanager

bei Cobham. „Wir führten umfangreiche Untersuchungen durch,

schließlich garantieren wir für die Übertragungsqualität.“ Die ist

durch die verwendeten Einzeltelegramme bei POWERLINK naturge-

mäß höher als bei Protokollen, die das Summenrahmenverfahren

anwenden.

Umfangreiche Tests bestätigten die Zuverlässigkeit der schnel-len Datenübertragung mittels POWERLINK über Schleifring.

Von B&R bereits realisierte Serien-Anwendungen mit

rotierender Schleifring Übertragung für Antriebs- und

Sicherheitstechnik beweisen: POWERLINK und open-

SAFETY sind schwindelfrei!

Unternehmenshintergrund

Die Ethernet POWERLINK Standardization Group

(EPSG) wurde 2003 als unabhängige Organisation

von führenden Unternehmen der Antriebs- und Au-

tomatisierungstechnik gegründet. Ziel der Arbeit ist

die Standardisierung und Weiterentwicklung des von

B&R im Jahr 2001 eingeführten POWERLINK. Das leis-

tungsstarke Echtzeit-Kommunikationssystem ist eine

Protokollerweiterung zum Ethernet-Standard nach IEEE

802.3, um Echtzeitdaten im Mikrosekundenbereich zu

übertragen. Die EPSG kooperiert mit führenden Stan-

dardisierungsorganisationen wie beispielsweise der

CAN in Automation (CiA) oder der IEC. Vorstand ist

Anton Meindl, BU Manager Controls bei B&R.

51automotion 03/12

Einfache POWERLINK Anbindung

jetzt auch mitAnybus Modulen

Interview

52 automotion 03/12

HMS, mit Sitz in Halmstad, ist Marktführer bei Kommunikations-Schnittstellenproduk-ten für industrielle Anwendungen. Seine Anybus Module erleichtern Automati-sierungsentwicklern die Herstellung der Kompatibilität zu einer großen Palette von Feldbussen und Ethernet-basierten Feld-netzwerken. Mit der zur Messe SPS/IPC/DRIVES 2011 erstmals vorgestellten Ergän-zung um den POWERLINK Standard wer-den Anybus Module vollends ihrem Namen gerecht. Für Staffan Dahlström, Generaldi-rektor der HMS Industrial Networks AB, ist dies der Anfang einer engen Zusam-

menarbeit mit B&R und der Ethernet POWERLINK Standardization Group

EPSG. Diese Innovation steigert auch die Verfügbarkeit ferti-

ger POWERLINK Produkte.

Seit ihrer Gründung im Jahr 1988 ist die HMS Industrial Networks AB

an vorderster Front der Kommunikationstechnik, insbesondere für den

Maschinenbau. Das von Nicolas Hassbjer gegründete (HMS = Hassbjer

MicroSystems) schwedische Unternehmen brachte mit „Anybus" eine

Netzwerkkarte auf den Markt, die jedes Gerät mit praktisch jedem Netz-

werk verbindet.

21 Jahre später entwickeln und produzieren mehrere hundert HMS Mit-

arbeiter Hardware, die Geräteherstellern hilft, Kompatibilität mit einer

großen Palette von Feldbussen und Industrial Ethernet-basierten Netz-

werken anzubieten. Hauptproduktfamilien sind die Anybus Compact-

Com Familie von Steckkartenschnittstellen, Anybus Master/Slave Einbau-

module und Anybus-IC DIL-32 platinenmontable Netzwerkschnittstellen

zur Integration in industrielle Automatisierungsanlagen. Das Programm

wird vervollständigt durch Anybus Communicator Protokollkonverter

und durch das Anybus X-Gateway für die Kommunikation zwischen

unterschiedlichen Netzwerken. Damit ist HMS weltweit der führende

Anbieter industrieller Kommunikationslösungen, die aus Hard- und Soft-

ware für das Übersetzen von Daten zwischen industriellen Anlagen und

den verschiedenen Netzwerken auf dem Markt bestehen.

Anlässlich der Messe SPS/IPC/DRIVES 2011 beantwortete HMS General-

direktor Staffan Dahlström einige Fragen in Bezug auf HMS Produkte im

Allgemeinen und die POWERLINK Anbindung im Besonderen:

automotion: Warum sollte ein Unternehmen, das industrielle Automa-

tisierungslösungen entwickelt und herstellt, Anybus Hardware kaufen

anstatt das Netzwerk bzw. die Feldbustechnik direkt anzubinden?

Dahlström: Anybus bietet auf verschiedenen Gebieten einen Kunden-

nutzen. Mit der Anybus Technologie können HMS Kunden ihre Konstruk-

teure von ziemlich anspruchsvollen Aufgaben, die eigentlich außerhalb »

Das hervorragende Engagement, mit dem B&R hinter

POWERLINK steht und die Technologie unterstützt, half

uns bei der Entscheidung zugunsten einer Integration

dieses Standards, sagt Staffan Dahlström, Generaldirektor

von HMS Industrial Networks AB (links). Stefan Schöneg-

ger, BU Manager Open Automation Technologies bei B&R

und Geschäftsführer der Ethernet POWERLINK Standar-

dization Group (EPSG), gefällt die Idee, dass die Anybus

Integration 900 weitere ausgezeichnete Automations-

Hardwareprodukte zur einfachen Integration in POWER-

LINK-basierte Systeme verfügbar macht.

Interview

53automotion 03/12

ihrer Kernkompetenzen liegen, entlasten. Dadurch können

sich diese besser auf ihre eigentlichen Konstruktionsziele

konzentrieren. Mit Anybus braucht man zur Schaffung einer

Multiprotokoll Schnittstelle für Feldbus und Industrial Ether-

net nur einen Entwicklungsschritt. Und ein Anybus Modul von

der Stange, das nur in die Hardware des Kunden gesteckt zu

werden braucht, macht diese Integration auch bei geringen

Mengen praktikabel. Zusätzlich ist angesichts eines scharfen

Wettbewerbs die durch stark verkürzte Entwicklungszeiten

reduzierte Time-to-Market eine starke Motivation für Firmen

im Kampf um Marktanteile.

automotion: In welchen Anwendungen sehen Sie den größ-

ten Bedarf an POWERLINK Kompatibilität?

Dahlström: Unser Kundenstamm umfasst ein breites Spekt-

rum von Industriegeräteherstellern. Aktuell sind mehr als 900

verschiedene Produkttypen mit Anybus ausgestattet. Einen

Bedarf an POWERLINK sehen wir generell in industriellen

Automationsanwendungen, insbesondere bei Hochleistungs-

maschinen, da diese eine Netzwerktechnologie benötigen, die

hohe Zuverlässigkeit mit schnellem Datentransfer verbindet.

automotion: Aus welchen geographischen Märkten erwarten

Sie die größte Nachfrage nach POWERLINK Anwendungen?

Dahlström: Da wir uns in der industriellen Automatisierung

in Richtung eines globalen Marktes bewegen, erreichen uns

Nachfragen zu POWERLINK von Kunden aus China im Osten

bis hin zu Kunden aus den USA im Westen. Die größte Nach-

frage herrscht jedoch immer noch auf dem zentraleuropäi-

schen Markt mit seiner starken Position als globaler Spitzen-

reiter bei hoch entwickelten Maschinen und Anlagen.

automotion: Wie sieht der Zeitplan für die Verfügbarkeit von

Anybus mit POWERLINK aus?

Dahlström: Als unser erstes Produkt, das dieses Protokoll

unterstützt, wurde Anybus CompactCom auf der SPS/IPC/

DRIVES 2011 in Nürnberg vorgestellt. Eine Lieferung von Pro-

totypen an Erstkunden erfolgt in Kürze.

„Für POWERLINK Anwender ist dies eine großartige Neuigkeit

und wir freuen uns, diese starke Beziehung zu HMS aufbauen

zu können", bemerkt Stefan Schönegger, BU Manager Open

Automation Technologies bei B&R und Geschäftsführer der

Ethernet POWERLINK Standardization Group (EPSG). „Anybus

Module für POWERLINK bereichern den OEM Maschinenan-

lagenmarkt unmittelbar um 900 zusätzliche kompatible Pro-

dukte von einer breiten Palette von Automatisierungsgeräte-

Herstellern.

Interview

54 automotion 03/12

Report

Etikettenlösungreibungslos integriert

1965 gegründet, entwickelte sich Modular Packaging Systems zu ei-nem bedeutenden Ansprechpartner für die Pharma- und Nutriceuti-cal-Industrie in den USA. 2000 nahm das Unternehmen die Fertigung eigener Verpackungsmaschinen auf. Als Systemintegrator verfügt es heute über ein breites Spektrum an Tablettenabfüllmaschinen, elekt-ronischen Zählgeräten sowie Etikettiermaschinen. »

55automotion 03/12

Report

Seit mehr als fünf Jahren setzt Modular Pa-

ckaging Systems auf Automatisierungslösun-

gen von B&R. Jüngstes Erfolgsbeispiel der

Zusammenarbeit ist die elektronische EC-12

Zählsteuerung. Hier sorgen modernste An-

triebstechnik und maßgeschneiderte Visuali-

sierungseinheiten für höchste Zuverlässigkeit

und Arbeitsgeschwindigkeit der Zählsteue-

rung. Kunden profitieren zudem von einer

lückenlosen Produktkontrolle im gesamten

Tablettenabfüllprozess.

Einfachste Einbindung in Verpa-ckungslinien

Angesichts der positiven Geschäftsentwick-

lung in den vergangenen Jahren wurde ein

Umzug von Modular Packaging Systems er-

forderlich. „Aufgrund der beengten Platzver-

hältnisse bezogen wir kürzlich neue Räum-

lichkeiten in Randolph (New Jersey, USA),

womit der Grundstein für weiteres Wachstum

gelegt wurde. Auf einer Fläche von 2.500 m²

steht uns nun ausreichend Raum für innovati-

ve Projektvorhaben zur Verfügung. So waren

wir bereits in der Lage, unser Produktportfo-

lie um Etikettiermaschinen zu erweitern bzw.

erforderliches End of line Equipment den

Kundenanforderungen entsprechend zu in-

tegrieren“, so Andy Smith, Vertriebsmanager

bei Modular Packaging Systems.

Infolge abnehmender Investitionen von Sei-

ten der Pharmaunternehmen in moderne

Produktionstechnologien, gewinnt die Mög-

lichkeit zur Integration von Maschinenkom-

ponenten im Verpackungsbereich an Bedeu-

tung. „Bei unserem Produktangebot handelt

es sich um schlüsselfertige, vollständig inte-

grierbare Abfüll- und Verpackungssysteme.

Ausgestattet mit einem OEE-System (Ove-

rall Equipment Effectiveness) sowie einem

zentralen Überwachungssystem profitieren

unsere Kunden von qualitativ hochwerti-

gen Produktergebnissen. Mit Hilfe von OEE

werden der Maschinenbetrieb überwacht

und mögliche Produktengpässe ermittelt.

Dadurch gewährleisten unsere Maschinen

höchste Produktivität.“

Echtzeitfähig und präzise

Dank der erweiterten technischen Möglichkeiten am neuen Standort, konnte

der amerikanische Anbieter sein Sortiment um eine Etikettiermaschine - MBL-

200 - erweitern. Ein besonderer Vorteil der neuen Maschine ist die einfache

Integration in die Flaschenabfülllinie von Modular Packaging Systems. Auf-

gabe der neuen Etikettenlösung ist es, druckempfindliche Etiketten auf die

Flaschen aufzubringen. Zusätzlich sorgt sie für die Kontrolle der Chargen-

nummer, des aufgedruckten Datums sowie sämtlicher Barcodedaten. Auch

die Qualität der Etiketten Aufbringung auf die Flaschen wird geprüft.

Als echtzeitfähige Steuerungslösung für die Etikettiermaschine kommt ein

Power Panel mit Windows Betriebssystem zum Einsatz. So verfügt die neue

Lösung über eine leistungsstarke Steuerung sowie ein integriertes Bildverar-

beitungssystem mit Acuity Vision Software in einer kompakten Einheit. Für

die Baisis der Systemarchitektur wurde POWERLINK gewählt. Das Netzwerk

sorgt für den raschen Datenaustausch zwischen X20 I/O Modulen und ACO-

POS Servoverstärkern. Die Frequenzumrichter sind per X2X-Link angebunden.

„Durch den Einsatz von B&R Technologie konnten wir die Hardwarekosten

deutlich reduzieren sowie die Integration in Maschinenlinien optimieren.

Zusätzlich war es möglich, eine schnellere und zuverlässigere Verarbeitung

prozesskritischer Daten zu gewährleisten“, erklärt Andy Smith.

Die neue Etikettenlösung lässt sich einfach in die Flaschenabfülllinie von Modular Pa-ckaging Systems integrieren.

56 automotion 03/12

Mit dem Einsatz modernster B&R Antriebstechnik konnten

die Präzision und Produktionsgeschwindigkeit der Abfüll- und

Etikettiersysteme von Modular Packaging Systems verbessert

werden. Zudem wurde die Zuverlässigkeit der einzelnen Ma-

schinenkomponenten deutlich erhöht, die Produktivität der

gesamten Maschinenlinie insgesamt gesteigert.

Ein zweites Power Panel sorgt für die zentrale Linien Steue-

rung und Überwachung der gesamten Produktionslinie. Zu-

sätzlich übernimmt es Serialisierungs- und OEE-Aufgaben und

spielt Schulungsvideos ab. Insbesondere im Pharma-Bereich

entwickelt sich die Serialisierung zunehmend zu einem Stan-

dard, daher greifen viele Unternehmen darauf zurück. „In

den letzten zwei Jahren haben wir vermehrt Anfragen nach

Serialisierungsfunktionalitäten erhalten“, so Smith. „Das Po-

wer Panel ist dafür ideal geeignet, denn es ist in der Lage, die

erforderlichen Windows-Anwendungen und die Erkennungs-

systeme auszuführen, die für diese Aktualisierung benötigt

werden. Daher sind wir einen Schritt weitergegangen und ha-

ben das zentrale Überwachungssystem eingeführt, das auch

als Server für die Serialisierung eingesetzt werden kann.“

„Heute profitieren unsere Kunden von einer einfachen Integ-

ration einzelner Maschinenkomponenten in ihre Abfüll- und

Verpackungslinien. Einen weiteren Vorteil sehen wir in den re-

duzierten Betriebskosten durch die schlanke Hardwarelösung.

Dank der Verwendung der Softwareplattform Automation

Studio können wir Steuerungs-, Antriebs-, Visualisierungs-

und Kommunikationsaufgaben in einer Entwicklungsumge-

bung durchführen. Das spart Integrationszeit und Wartungs-

kosten“, so Andy Smith.

Branche: Verpackungsindustrie

Mitarbeiter: 15

Standort: Randolph, (New Jersey, USA)

www.modularpackaging.com

JustPOWERLINKJustPOWERLINK

Technology by THE INNOVATORS

Perfection in Automationwww.br-automation.com

Schnellste Reaktionszeit selbst für komplexe, hochdynamische Anlagen

Kostenreduktion bei gleichzeitiger Performance-Erhöhung durch intelligenten Querverkehr

Höchste Betriebssicherheit für Maschinen und Anlagen durch fl exibel skalierbare Redundanzlösungen

Sichere Maschinen und Anlagen durch den weltweiten Standard openSAFETY

automotion 03/12

Technologie

In der Gruppe sicherer:Anlagenvernetzung mit

Innerhalb von Einzelmaschinen ist die Sicherheitsdaten-übertragung über Ethernet-basierte Feldnetzwerke heu-te Standard. Bei zuverlässiger Sicherheit für Mensch und Maschine bringt sie höhere Produktivität und bessere Diagnosemöglichkeiten. Diese Vorteile zur lückenlosen Absicherung ganzer Produktionsbereiche auch für Pro-duktionsanlagen aus unterschiedlichen Maschinen nutz-bar zu machen, ist das Ziel einer vereinheitlichten Proto-kollschnittstelle, an deren Definition die OMAC arbeitet.

58 automotion 03/12

PROFINETEtherNet/IPModbusSERCOSPOWERLINK

Machine 1 Machine 2 Machine 3 Machine 4 Machine 5

Technologie

Safety-Systeme mit sicherem Signaltransport

über Ethernet-basierte Netzwerke wie POWER-

LINK haben gegenüber hart verdrahteten Si-

cherheitsschaltungen in mehreren Bereichen

erhebliche Vorteile. Dazu gehört eine Kostenop-

timierung durch die Reduktion der Verka-

belung. Diese stellt speziell bei komplexen,

modular aufgebauten Maschinen auch eine

notorische Fehlerquelle dar und hat Auswir-

kungen auf die Komplettierungsdauer, da eine

klassische Sicherheitsverdrahtung erst erfolgen

kann, wenn alle gewählten Optionen bekannt

sind. Der Einsatz von Safety-Systemen mit Di-

rektkommunikation ohne Umweg über den

Controller kann bei deutlich höherer Arbeits-

geschwindigkeit der geforderte Sicherheits-

standard eingehalten und so die Produktivität

weiter gesteigert werden. Antriebselektronik

mit Smart Safe Reaction direkt an den Motoren

verkürzt die Anhaltewege und damit die Sicher-

heitsabstände. Einzelmaschinen können also

kleiner und preiswerter gebaut werden.

Von der Maschine zur Produktions-straße

In Branchen wie der Druck- und Verpackungs-

industrie herrscht ein hoher Automatisierungs-

grad der Produktion über verkettete Maschinen

und Handhabungseinrichtungen. Solche Bran-

chen haben daher ein starkes Interesse daran,

die netzwerkintegrierte Sicherheitstechnik

auf ganze Produktionslinien auszudehnen,

um ihre Vorteile maschinenübergreifend

zu nutzen. Dem Versuch, die sicherheits-

gerichteten Signale mehrerer Maschinen

und Handhabungseinrichtungen über In-

dustrial Ethernet auszutauschen, standen

bisher jedoch organisatorische und techni-

sche Hürden im Weg. Das organisatorische

Problem ist eines der Zuständigkeit, denn

kein Maschinenhersteller kann alle Not-

wendigkeiten des Anschlusses externer

Einrichtungen antizipieren, prophylaktisch

vorsehen oder gar kalkulatorisch unter-

bringen. Eine von den Einzelmaschinen

unabhängige Sicherheitsausstattung „au-

ßen herum“ scheitert andererseits an der

Notwendigkeit, die sichere Reaktion in der

Tiefe der Einzelmaschine auszulösen.

Das technische Hindernis ist das der man-

gelnden Kompatibilität zwischen den ein-

zelnen sicherheitsgerichteten Steuerungs-

systemen. Mit Ausnahme von openSAFETY

können sie nur gemeinsam mit der Steu-

erungshardware bzw. dem Feld-Netzwerk-

system des jeweiligen Herstellers betrieben

werden. Daher ist es bis heute üblich,

miteinander vertaktete Einzelmaschinen

lediglich über eine gemeinsame Not-aus-

Leitung gemeinsam abzusichern. »

openSAFETY ermöglicht die feldbusunabhängige Übertragung von Sicherheitsdaten über mehrere Maschinenlinien hinweg.

59automotion 03/12

POWERLINK 11%

Others 5%

EtherCat 4%

Modbus TCP/IP 22% Ethernet/IP 30%

PROFINET 28%

Technologie

Safety-Schnittstelle schafft Inter-operabilität

Als einziges netzwerkintegriertes System

zur Übertragung und Verarbeitung sicher-

heitsgerichteter Signale ist openSAFETY

unabhängig vom Systembus, über den die

Daten übertragen werden. Damit wäre es

an sich einfach, ganze Maschinengruppen

mit einer einheitlichen Sicherheitstechnik

auszustatten, auch wenn die einzelnen

Maschinen von verschiedenen Herstellern

stammen und mit unterschiedlicher Steue-

rungstechnik ausgestattet sind.

Trotz dieser Trägersystemunabhängigkeit

ist es jedoch nicht wahrscheinlich, dass

sich bei allen Maschinenherstellern eine

einheitliche Sicherheitstechnik durchsetzt.

„Es ist daher notwendig, die Interopera-

bilität unterschiedlicher Safety-Standards

auf Netzwerkebene herzustellen, um

auch im Verbund ihre volle Funktionalität

nutzen zu können“, ist Miodrag Veselic

überzeugt. Er ist Technology Manager für

openSAFETY bei B&R. „Gemeinsam mit

der Organization for Machine Automation

and Control (OMAC) arbeitet B&R daher

an der Spezifikation eines Schnittstellen-

protokolls zur einfachen Herstellung einer

sicherheitsgerichteten Anlagenvernetzung

trotz unterschiedlicher Systeme auf der

einzelnen Maschine.“

Maschinenprofile als Dreh- und Angelpunkt

Zentrales Element der sicherheitsgerich-

teten Anlagenvernetzung ist ein einheit-

liches Profil, das die jeweilige Einzelma-

schine oder Handling-Einrichtung mit

ihrem sicherheitsrelevanten Grundauf-

bau beschreibt. „Dabei handelt es sich

um einen überschaubaren Satz von ma-

schinen- und anlagenübergreifenden Zu-

standssignalen wie Not-Aus, Einrichtebe-

trieb, Grenzwertüberschreitungen, etc.“,

berichtet Miodrag Veselic. „Zu jedem

Marktverteilung Industrial Ethernet: openSAFETY deckt 91% aller realisierten Anwendungen ab!(Quelle: IMS Research Q3/2009)

davon legt das Maschinenprofil fest, ob

die Einheit es liefern kann oder für ihre

eigene sichere Reaktion benötigt.“ Durch

den einfachen Aufbau der Daten im

Profil können netzwerkintegrierte Safety-

Systeme unterschiedlicher Fabrikate zu

einem Verbund zusammengeschlossen

werden, in dem allen Teilen sicherheits-

relevante Basisinformationen über das

restliche Netzwerk zur Verfügung stehen.

Somit kann in jeder Einzelmaschine auf

sicherheitsrelevante Betriebszustände an

anderen Stellen reagiert und auf diese

Weise die Verfügbarkeit der Maschi-

nen und Anlagen erhöht werden. Da

die Übertragung der Sicherheitssignale

über openSAFETY durch das verwendete

Black-Channel-Prinzip von der Kommu-

nikationsschicht des Netzwerksystems

unabhängig ist, kann diese Vernetzung

über beliebige Ausprägungen von Ether-

net erfolgen. Ein wichtiges Detail der

Spezifikation für die universelle Safety-

Schnittstelle ist die Fähigkeit, Teilnehmer

hinzuzufügen oder zu entfernen, ohne

das restliche Netzwerk anzuhalten oder

gar abzuschalten.

Hauptziel einfache Implementie-rung

Noch sind die Schnittstellenprotokolle und

der Datenaufbau für die Maschinenprofile

nicht endgültig festgelegt. Ihre Erstveröf-

fentlichung wird im Laufe des Jahres 2012

erwartet. „Über Erfolg oder Misserfolg

der Schnittstelle entscheidet die Einfach-

heit der Implementierung“, weiß Miodrag

Veselic. „So wird der Konfigurationsdaten-

satz rein in Software umzusetzen sein, um

Safety-Systemherstellern die Integration

leicht zu machen, für einfache Geräte oder

Vorrichtungen ohne eigene Sicherheits-

steuerung wird es von B&R, aber wohl

auch von anderen Herstellern, die Funktion

fertig gekapselt in Adaptern geben.“

Ist der Profilaufbau der vereinheitlichten

Schnittstelle für die Ethernet-basierte Si-

cherheitsdatenübertragung erst veröffent-

60 automotion 03/12

Technologie

Alle unter einem Dach: openSAFETY bie-tet eine einheitliche Sicherheitslösung für alle Industrien und Branchen.

licht, beschränkt sich der Aufwand zur

Schaffung der Kompatibilität für Maschi-

nenhersteller auf die einmalige Realisie-

rung des Maschinenprofils. Zudem können

sie sich auf die Absicherung innerhalb der

Einzelmaschine konzentrieren und müssen

nicht ständig wechselnde kundenspezifi-

sche Spezialitäten der Handhabungstech-

nik berücksichtigen. Das bringt nicht nur

eine kürzere Time-to-Market durch die nur

einmal erforderlichen Aufwände für Ent-

wicklung und Zertifizierung.

Vernetzte Sicherheit steigert Pro-duktivität

Ihre Kunden werden nicht zuletzt aus der

Verfügbarkeit von Maschinen, Robotern

und Handling-Einrichtungen profitieren,

die baukastenähnlich einfach zu komple-

xen Produktionsanlagen mit durchgängiger

sicherheitstechnischer Ausstattung auf

heutigem Niveau zusammengestellt wer-

den können. Deren Konfiguration bei Be-

darf auch mit überschaubarem Aufwand

verändert werden kann. Damit wird es ih-

nen leicht gemacht, Produktivitätsvorteile

zu erzielen, die mit herkömmlichen Tech-

nologien bisher nicht erreichbar waren.

Einen Beitrag dazu leisten Smart Safe

Reactions wie Sichere Reduzierte Ge-

schwindigkeit (SRS), die synchron auf

mehreren Maschinen gefahren werden

können, um ohne den unproduktiven

Stillstand einen sicheren Zustand zu

bieten. Ebenso der Produktivität för-

derlich ist auch die Möglichkeit, nicht

einzelne Maschinen, sondern ganze

Anlagengruppen mit einer Absicherung

der gemeinsamen Umfassungslinie zu

versehen. Das spart Transportwege und

-zeiten, insbesondere aber auch Auf-

stellfläche, denn die sichere Mitreaktion

auch der Nachbarmaschine erspart die

Notwendigkeit, für jeden Anlagenteil

einen separaten Wartungsgang für Ein-

richtearbeiten vorzusehen.

„Ein weiterer Vorteil der sicher-

heitsgerichteten Anlagenver-

netzung auf dem Niveau

der Netzwerktech-

nologie ist die einheitliche Diagnose in

hoher Qualität und Detaillierung über

alle Maschinen hinweg, die dadurch erst

möglich wird“, merkt Franz Kaufleitner,

Produktmanager für die Integrierte Si-

cherheitstechnik bei B&R, an.“

Ethernet-basierte Sicherheitstechnik ist

bereits heute in Einzelmaschinen Stan-

dard. Mit openSAFETY und der von

OMAC und EPSG entwickelten verein-

heitlichten Safety-Schnittstellendefinition

werden ihre Vorteile auch in der Gruppe

einfach nutzbar.

61automotion 03/12

Technologie

Intel Mehrkern-Prozessorfür anspruchsvollste Aufgaben

Höchste Performance

Die neueste Intel® Core™ i Technologie stellt das Herz der

APC910 dar. Durch weitere Verkleinerung der Strukturgrö-

ßen auf dem Chip und einer neuen Mikroarchitektur, die

jetzt die Grafikeinheit in der CPU integriert, konnte Intel®

einen großen Performancesprung gegenüber der ersten

Core™ i Generation und auch gegenüber den Core™2 Duo

Systemen machen. Die weitere PC Infrastruktur ist ebenfalls

auf höchste Rechenleistung und optimalen Datendurchsatz

getrimmt. So übernimmt beim APC910 eine Serial ATA

basierende CFast Karte die Aufgabe der bisherigen Com-

pactFlash. Wie schon bei APC810 sind Hard Disks und Solid

Der APC910 basiert auf neuester Intel® Core™ i Technologie und bietet höchste Rechenleistung für anspruchvollste Aufgaben wie Vision Syste-me. Das bewährte Basisdesign der Automation PCs wurde beibehalten und in vielen Details wei-terentwickelt, um den fortschreitenden Ansprü-chen am PC Markt Rechnung zu tragen. Robust-heit für harten Industrieeinsatz in aller Welt und langjährige Serienverfügbarkeit sind nach wie vor herausragende Eigenschaften der Automation PCs, die mit dem APC910 jetzt fortgesetzt wird.

62 automotion 03/12

Technologie

Intel Mehrkern-Prozessorfür anspruchsvollste Aufgaben

Intel® Core™ i

Die Core™ i Prozessoren der neuesten Generation sind als Mehrkernprozessoren aufgebaut

und integrieren die Grafikeinheit komplett auf dem Prozessor. Dieser beinhaltet die Prozess-

orkerne, den Speichercontroller, Caches und die erwähnte Grafik. Der Speichercontroller un-

terstützt nach wie vor DDR3 RAMs. Gefertigt in modernsten Prozessen enthalten die Core™

i CPUs über 500 Millionen Transistoren auf dem Prozessor. Intels Hyper-Threading Technik er-

möglicht die gleichzeitige Verarbeitung von zwei Aufgaben in jedem Prozessorkern. Weitere

Optimierungen in der CPU Architektur, zum Beispiel im Cache Bereich, sorgen für die im Ver-

gleich zu den Vorgängern deutlich gesteigerte Leistung bei vergleichbaren Taktfrequenzen.

CFast Technologie

Die neuen CFast Karten kombinieren den Formfaktor der CompactFlash Karte mit dem

schnellen SATA Interface. Die Vorteile der CompactFlash wie extreme Robustheit bleiben

mit der CFast Karte erhalten. Der APC910 bietet hinter der Frontklappe einen einfach

zugänglichen CFast Slot, so dass die CFast Karte auch als Wechselspeichermedium zum

Datentransfer oder für Upgrades genutzt werden kann. Der APC910 kombiniert in be-

währter Weise kompakte Datenträger auf Basis CFast mit Standard PC Laufwerken wie

Solid State Drive und Hard Disks. Der Anwender hat damit alle Freiheiten, die Daten

optimal abzulegen und kann zum Beispiel Betriebssystem und Prozessdaten trennen.

Die CFast Karte ermöglicht durch die gegenüber der CompactFlash wesentlich höheren

Transferraten eine Verkürzung der Bootzeiten und schnelleres Speichern von Daten. Die

CFast Karten basieren auf der SLC (Single Level Cell) Flashtechnologie, die im industri-

ellen Einsatz für große Datenbeständigkeit sorgt und ein Maximum an Schreibzugriffen

aufweist. Für eine lange Lebensdauer sorgt darüber hinaus das intelligente Wear-Leve-

ling, das die Daten optimal auf die Flashzellen verteilt.

State Drives ebenfalls per schnellem SATA Interface an das PC System angebunden. Die weitere Ausstattung an Schnittstellen

lässt ebenfalls keine Wünsche offen. Zwei Mal Gigabit Ethernet, eine onboard serielle und weitere modulare serielle Schnittstellen

runden zusammen mit USB Schnittstellen die umfassende Ausstattung des APC910 ab.

Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit für viele produktive Jahre

Automation PCs sind gebaut für langjährigen Dauereinsatz. Dies beginnt bei dem verschweißten Gehäusekäfig, der die Elekt-

ronikkomponenten von der Außenwelt abschirmt und raue Behandlung einfach wegsteckt. Die aufwändige Industrielackierung

hält auch aggressiver Umgebung stand, so dass man dem Automation PC selbst langjährigen Gebrauch nicht ansieht. Die

Komponentenauswahl erfolgt ebenfalls unter dem Gesichtspunkt langjähriger Zuverlässigkeit. So werden Bauteile eingesetzt, die

speziell für industriellen Einsatz ausgelegt sind, hohe Umgebungstemperaturen verkraften und lange Jahre verfügbar sind. Darü-

ber hinaus liegt die Produktionszeit der Automation PC Generationen bei weit über 10 Jahren - eine absolute Ausnahmestellung

im kurzlebigen PC Geschäft und ein großer Kostenvorteil für den Anwender. Dass sich Innovationen und Produktkontinuität nicht

gegenseitig ausschließen stellt mit dem APC910 die dritte Generation der Automation PCs unter Beweis. Vom komfortablen

Anschluss der Kabel an die oben angeordneten Schnittstellen bis hin zu den Befestigungsbohrungen sind viele Details gleichge-

blieben. Für die vielen tausend Panels im Feld - ob in kundenspezifischer Variante oder im Standard Design - gibt es nach wie vor

die bewährte SDL Schnittstelle zur komfortablen Verbindung zwischen PC und Display.

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Technologie

Maschinenbau im Wandel:Die Zukunft ist mechatronischEntwicklung mit Automation Studio und EPLAN Electric P8

Der Entwicklungsprozess im Maschinenbau ist im Wandel. Während in der Vergangenheit Mechanik, Elektrik und Software streng voneinan-der getrennt und in einer strikten, seriellen zeitlichen Abfolge entwi-ckelt wurden, verschmelzen die Disziplinen im Sinne der Mechatronik zunehmend. Damit wird nicht nur deutlich effizientere Entwicklung durch Parallelisierung möglich, auch die gegenseitige Abstimmung zwischen Mechanikentwicklung, Elektroplanung und Softwareingeni-euren erfolgt einfacher und synchroner.

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Technologie

Offene Schnittstellen forcieren Verbindung der Disziplinen

Die zunehmende Verschmelzung der Domänen erfordert eine Strategie

der offenen Schnittstellen - bestehende Expertentools werden über ein

transparentes und durchgängiges Interface an das Entwicklungswerk-

zeug für die Maschinenapplikation - Automation Studio von B&R - an-

gebunden. Dabei übernimmt Automation Studio als integrierte Entwick-

lungsplattform die für die Projektierung von Automatisierungslösungen

erforderlichen Funktionen - wie Steuerungsprogrammierung, Erstellung

von Visualisierungen, Anbindung von Antriebskomponenten, Sicherheits-

technik und vieles mehr - während etablierte Expertentools - wie etwa

EPLAN Electric P8 für die Elektroplanung - über transparente Schnittstel-

len angebunden werden.

Nahtlose Anbindung ermöglicht Parallelisierung

Die nahtlose Anbindung von EPLAN Electric P8 an Automation Studio

erlaubt eine Parallelisierung der Entwicklungsarbeit. „Durch die einfache

Übernahme von Hardwarekonfigurationen und dem dazugehörigen I/O-

Mapping in Automation Studio von B&R sind unsere Anwender in der

Lage, Entwicklungszeit und -kosten zu sparen, indem Doppeleingaben

und redundante Arbeitsschritte vermieden werden“, weiß Rainer Burgard,

Key Account Manager bei EPLAN in Monheim. Die Verbindung der beiden

Werkzeuge funktioniert für die beteiligten Ingenieure denkbar einfach.

Während in der Vergangenheit die Hardwarekonfiguration in Handarbeit

in der Automatisierungsumgebung zusammengestellt werden musste,

obwohl sie im ECAD Tool bereits vollständig vorhanden war, genügt bei

der Arbeit mit Automation Studio und EPLAN Electric P8 ein Knopfdruck,

und der Hardwarebaum inklusive I/O-Mapping wird automatisch angelegt.

Die entsprechenden Prozessvariablen werden dabei direkt in Automation

Studio mit den bereits vorhandenen Variablen abgeglichen und zusam-

mengeführt. Ein intelligenter Vergleichsmechanismus zeigt übersichtlich,

welche Komponenten im Hardwarebaum in Automation Studio projek-

tiert wurden und welche B&R Bauteile in der Elektroplanung verwendet

werden. Der Abgleich zwischen den Projekten erfolgt dabei in wenigen

Klicks durch den Anwender. Entsprechende EPLAN Makros für die Hard-

warekomponenten werden von B&R zur Verfügung gestellt.

Synchron durch Round-Trip Engineering

Intelligente Import- und Exportmechanismen erleichtern die tägliche Ar-

beit mit mehreren Werkzeugen erheblich. B&R und EPLAN gehen hier

noch einen Schritt weiter. Mittels „Round-Trip Engineering“ werden Elek-

troplanung und Automatisierungsprojekt synchronisiert. Entsprechende

Mechanismen sorgen dafür, dass beide Projekte stets auf dem gleichen

Stand sind. Der Vorteil liegt auf der Hand. „Durch die automatisierte Un-

terstützung des Datenaustausches werden Fehler in der Kommunikation

zwischen den Engineering-Disziplinen vermieden, und somit die Qualität

des Produktes gesteigert. Dies trägt zur Senkung von Folgekosten in »

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Philipp H. F. Wallner, System Architect B&R

Technologie

der Wartungsphase eines Systems bei“, so Heinz Fürnschuss, als Technical

Manager bei B&R für die Entwicklung der Schnittstelle zu EPLAN verant-

wortlich, „Änderungen können schneller,einfacher und kostengünstiger

durchgeführt werden, da Anlagendokumentation und Software eines Sys-

tems aktuell und synchron zueinander sind.“

Die nächste Generation mechatronischer Werkzeuge

Die deutlich beobachtbare Verschmelzung der Domänen Mechanik, Elektrik

und Software im Sinne der Optimierung der Entwicklungseffizienz macht

ein Umdenken im Bereich der Toollandschaft erforderlich. Während in der

Vergangenheit jedes Werkzeug für sich allein gestanden ist und maximal

über einfache Import- und Exportmechanismen mit anderen Expertentools

verknüpft war, so werden zukünftig offene, transparente Schnittstellen

mit intelligenten Synchronisationsmechanismen eine übergeordnete Rolle

spielen. Nur so kann der Maschinenbau durch das Zusammenwachsen der

Disziplinen auch tatsächlich von deutlich verkürzten Entwicklungszeiten

und niedrigen Entwicklungskosten profitieren.

Elektroplanung und Automatisierungsprojekt werden mittels Round-Trip Engineering ständig auf dem gleichen Stand gehalten.

Im Bereich der Elektroplanung und der Au-

tomatisierung von Maschinen und Anlagen

zeigen B&R und EPLAN, wie die reibungslose

Kopplung zwischen unterschiedlichen Werk-

zeugen aussehen kann. Möglich wird dies

durch ein durchgängig durchdachtes Kon-

zept sowie durch die enge Zusammenarbeit

der beiden Hersteller.

Highlights:

■ Direkter Import der Hardwarekonfiguration aus

EPLAN Electric P8

■ Automatische Anpassung des I/O Mappings

■ Synchroner Projektabgleich durch Round-Trip Engineering

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B&RSafety RoadshowDeutschland 2012

Technology by THE INNOVATORS

B&R geht auf Deutschland-Tour. Erstmalig informieren Fachleute vor Ort – in

26 verschiedenen Lokalitäten. Aus erster Hand. In Ihrer Nähe zu folgenden

Themen:

■ Aktueller Status ‚Maschinen Richtlinie’: Externe Sicherheitsexperten berichten über die Umsetzung der neuen Maschinenrichtlinie.

■ Anwenderberichte zur B&R Safety Technologie: Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau präsentieren ihre Lösungen und stehen für einen anschließenden Erfahrungsaustausch zur Verfügung.

■ B&R Smart Safe Reaction: Live Demonstration von integrierter Sicher-heitstechnik im I/O- und Antriebsbereich. Alleinstellungsmerkmale und schnellste Umsetzung zur Generierung von praktischem Kundennutzen.

■ openSAFETY: Vorstellung eines einheitlichen Standards für alle führenden

Feldbusse, für sichere modulare Maschinenkonzepte, z.B. die schnellste

IEC 61508 SIL 3 Kommunikationslösung.

Agenda:13:30 Uhr Begrüßung und Vorstellung

13:45 Uhr Vorträge

Auswirkungen der Maschinenrichtlinie auf den Maschinenbau

Anwendungsbeispiele: Smart Safe Reaction in der Praxis

15:15 Uhr Pause

15:45 Uhr Vorträge

Weitere Anwendungen von Smart Safe Reaction in der Praxis

Vorstellung und Anwendungsmöglichkeiten von openSAFETY

17:15 Uhr Fachaustausch in kleinen Diskussionsrunden

17:45 Uhr Imbiss

Anmeldung erbeten: www.br-automation.com/safetyroadshow

Unsere Vortragspartner:

Start in Bad Homburg: 28.02.2012

Weitere Termine und Städte:

29.02.12 Kaiserslautern29.02.12 Chemnitz01.03.12 Berlin06.03.12 Kassel07.03.12 Würzburg07.03.12 Bielefeld08.03.12 Herborn20.03.12 Magdeburg21.03.12 Dresden21.03.12 Hannover22.03.12 Pforzheim22.03.12 Hamburg27.03.12 Memmingen28.03.12 Heilbronn29.03.12 Hof16.04.12 Regensburg17.04.12 Herrenberg17.04.12 Nürnberg17.04.12 Jena18.04.12 Fürstenfeldbruck19.04.12 Freiburg24.04.12 Rosenheim16.05.12 Oldenburg22.05.12 Köln23.05.12 Dortmund

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www.br-automation.com

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