Technologien und Applikationen aus der IndustrieautomationSLC Sautter Lift Components GmbH & Co. KG I Borsigstraße 26 I D – 70469 Stuttgart I Seite 1 Schwelmer Symposium - Moderne

SLC Sautter Lift Components GmbH & Co. KG I Borsigstraße 26 I D – 70469 Stuttgart I www.slc-liftco.com Seite 1

Schwelmer Symposium - Moderne Technik im Aufzug18. Juni 2012

KOMPONENTEN, DIE BEWEGEN

Dipl.-Ing. Klaus Sautter, GeschäftsführerSLC Sautter Lift Components GmbH & Co. KG

Technologien und Applikationenaus der Industrieautomation für den Aufzug nutzen


Entwicklungs-projekte

› Fangvorrichtungsbaureihe SG Zertifizierung aller Fangvorrichtungen nach A3

› Fahrkorbrahmen CF› Gegengewichtsloser Aufzug SDD› Getriebebaureihe SWG› Steuerung SLCon.next› Fahrkorbbremse BF Integrale

Zertifizierung › DIN EN ISO 9001:2008 › Aufzugsrichtlinie 95/16/EG, Anhang XIII

Standort › 50 Mitarbeiter› Produktion, Vertrieb und Entwicklung in Stuttgart › 5.000 qm Produktions-, Lager- und Bürofläche

› Branche: Aufzüge und Fördertechnik› Export in 56 Länder

Kunden

Geschichte › 1889 Gründung C. Haushahn› 2004 Management Buy-Out, Gründung SLC› Alleingesellschafter Klaus Sautter (100%)

Wer ist SLC Sautter Lift Components?


Was stellt SLC her?

› Bremsfangvorrichtungen Typ BF und SG› Fahrkorbrahmen Typ CF› EN81:1/2, A3: Komplettlösung› Rollensperrfangvorrichtung Typ RF, Geschwindigkeitsbegrenzer› Getriebemaschinen Typ SWG › Trommelaufzug mit Ausgleichsgewicht oder Energierückspeisung

(Sautter Drum Driver)Außerdem: Modernisierung alter Aufzüge, zahlreiche Ersatzteile, etc.

Produkte Mechanisch

› Industrie-PC basierte Steuerung SLCon.next› Steuerung MC3000 / LC2005› Elektrisch betätigte Sicherheitsbremse BF Integrale› AntriebssystemeAußerdem: Komplette elektr. Ausrüstung, sicherheitstechnische Bewertungen, etc.

Produkte Elektrisch


Trends in der Industrieautomation

Simulation aller relevanten Prozessabläufe, virtuelles Bild aller realen Automatisierungsprozesse, Transparenz

Diversifikation durch Innovations- und Qualitätsführerschaft sowie durch Individualisierungsgrad der Produkte

Erhöhung von Flexibilität und Effizienz, Komplexitätsbeherrschung, Local Content und Low-Cost-Lösungen

Einsatz neuer Werkstoffe und neuer Technologien zur Senkung des Energiebedarfs

Mehr Funktionen auf weniger Platz

Behinderten- und altersgerechte Produkte in westlichen Ländern, kostengünstige Lösungen für die Urbanisierung in Schwellenländern

… wirken sich auf die Industrieautomation aus,

Digitales Leben

Individualisierung

Globalisierung

Weltweite Megatrends….Energie- und Ressourceneffizienz

Miniaturisierung

Demographischer Wandel

Lösungsansätze sind:Entwicklung von mechatronischen Lösungen durch Verschmelzen von Mechanik, Elektronik und Informatik

Vernetzung über eigenständige Branchenstandards hinweg (Internet)

Standardisierung von Hard- und Software, branchenübergreifende Lösungen


Statement

„Es ist nicht unsere Aufgabe, die Zukunft voraus zu sagen,sondern auf sie gut vorbereitet zu sein“

Perikles

Der Aufzugsbau lebt nicht (mehr) auf einer InselVeränderungen und Innovationen kommenSie kommen schneller, globaler und aus Branchen, die wir vielleicht nicht auf dem Radar haben

Wir können auf diese Veränderungen warten (und uns überrollen lassen)oder sie aktiv aufgreifen und mitgestalten


Vor allem das Amendment 1 führt zu einer Öffnung des Aufzugbaus für sicherheitstechnische Innovationen

Patentanalyse PESSRAL-AnwendungenQuelle:Alfredo Gomez, Angel Gimeno, David Diez und Miguel Angel GarciaELEVCON Thessaloniki 2008

2005: PESSRAL (Programmable Electronic Systemsin Safety Related Applications for Lifts als normative Änderung der Norm EN 81, Änderung A1(EN 81-1;1998/A1:2005)

Fehlermanagement, basierend auf:› Ist-Zustand› Fehlerart› Diagnose› Kabinenposition

führt zu:› weniger eingeschlossenen Personen› keinen “Vollsperrungen” bei kleinen Fehlern› Einfacher Fehlersuche› schnellerer Identifizierung des gestörten

Elements

Die Einführung von PESSRAL-Applikationen und damit die Annäherung an Lösungen der Industrieautomation ist nicht aufzuhalten!

WegfallGeschwindigkeits-

begrenzer26

Redu-zierung

Kosten undPlatzbedarf

4

FunktionaleVerbesserung

13

VerkleinerungSchachtgrube und

Schachtkopf22

Mehrfachkabinenin einem Schacht

17

Redu-zierung

Installations-kosten

4

Redu-zierungKontakt-

geräusche4

AutomatischerRettungsbetrieb

9

0

51015

TOTAL


Beispiele aus dem Aufzugsbereich, die diese Trends aufgreifen

CANopen Lift: Das Applikationsprofils CiA 417 ermöglicht es Komponenten unterschiedlicher Hersteller auf der Basis eines standardisierten Bussystems und Protokolls, zu einem Gesamtsystem zusammenzustellen

Control Techniques, Unidrive SP: Übernahme der Motor- und Geberparameter vom elektronischen Typenschild beschleunigt die Inbetriebnahme

Cobianchi: „iPhone“-Fangvorrichtung

Wittur: Begrenzer „EOS“

…

Best Practice:

…auch Practice:

Elevator Modernization on Fifth Avenue, Quelle: Elevator World

Anmerkung:Das Foto wurde nach der Modernisierung gemacht!


SLCon.nextMotivation zur Entwicklung einer neuen Aufzugssteuerung

Mikroprozessorsteuerungen mit herstellerspezifischer HardwareAusgereifte, aber langsame Bussysteme (v.a. LON, CAN)Herstellerspezifische Software für Aufzugsfunktionalität und Gerätetreiber mit zum Teil unterschiedlichen Entwicklungsumgebungen.

Ausgangssituation:

1. Die Aufzugsteuerung soll auf frei verfügbarer, standardisierterHardware, die genau zu den Anforderungen der unterschiedlichen Aufzugstypen passt, laufen!

2. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten der elektrischen Ausrüstung soll in Echtzeit möglich sein, leicht in die Kommunikationsnetze der Gebäudeautomation eingebunden werden können und die sichere Datenübertragung nach SIL3-Standard ermöglichen!

3. Zwischen Schaltplanerstellung, Endtest, Inbetriebnahme und Wartungsoll eine durchgängige, automatische Kommunikation möglich sein!

Entwicklungsziele:

SLCon.nextauf der interlift 2011


Die Auswahl der Hardware ist nur noch abhängig von Leistungsfähigkeit und Preis!

Für die Hauptplatine sind unterschiedliche Hersteller möglich, wir arbeiten zum Beispiel mit Produkten von Intel, Gigabyte und Kontron

Die frei verfügbaren Hauptplatinen unterscheiden sich neben der Leistungsfähigkeit des Prozessors vor allem in den Schnittstellen und Speicherplätzen

Hardware-Erweiterung oder -Austausch sind damit auch unabhängig vom Steuerungshersteller SLC möglich!

Micro-ATX (244x244mm) Intel®CoreTM i7-Prozessorbis zu 8 MB Cache bei 3,4 GHz

Hardwareauswahl:

Mini-ITX (170x170mm) Intel®AtomTM N330-Prozessormit 512 kB Cache bei 533 MHz

Pico-ITX (100x79) Intel®AtomTM Z-Prozessormit 512 kB Cache bei 533 MHz

Schnittstellen SLC-Standard:- PS-2- VGA- 4x USB- RS232- 100/1000 MB Ethernet- SATA / DIE- …

Schnittstellen SLC-Standard:- PS-2- VGA- 4x USB- RS232- 100/1000 MB Ethernet- SATA / DIE- …

SLCon.nextIndustrie-PC basierte Aufzugssteuerung


Die Aufzugssoftware, die Kernkompetenz von SLC, wird auf demBetriebssystem Windows Embedded CE (WinCE) betrieben

Gesamte Produktpalette kommt von einem Anbieter, d.h.Kompatibilität und einheitliche Qualitätsstandards sind gewährleistet

Das Betriebssystem ist frei verfügbar, der Quellcode liegt offen

WinCE ist sehr weit verbreitet, d.h. Hardwarehersteller entwickeln Treiber

Das Betriebssystem gewährleistet Unabhängigkeit für den Anwender!

Als Entwicklungsumgebung wird Microsoft Visual Studio eingesetztImage- oder Applikationserstellung für WinCE ist integriert

Ermöglicht die Entwicklung und Zusammenführung von Quellcodes unterschiedlicher C-Dialekte (C#, C++, ANSI-C,…) Vorhandene, seit vielen Jahren bewährte Softwareapplikationen

mit Aufzugsfunktionalität können weiterverwendet werden!

SLCon.nextSteuerung mit frei verfügbarem, offenen Betriebssystem


EtherCAT ist ein sehr schnelles Industrial-Ethernet-System, das sich für den Einsatz in zeitkritischen Anwendungen (z.B. Ansteuerung, Frequenzumrichter, Positionssensoren, etc.) besonders gut eignet.

Im Vergleich zu langsameren Busprotokollen wie LON oder CAN sindkeine speziellen hardware- oder softwareseitigen Kompensationen für die Kommunikation mit zeitkritischen Geräten notwendig

EtherCAT-Protokoll ist offen gelegt

EtherCAT besitzt extrem kurze Zykluszeiten (< 100μs)

Niedriger Jitter (<1μs) ermöglicht hohe Geschwindigkeit und erleichtert exakte Synchronisierung

Praktisch unbegrenzte Anzahl von Busaktoren (Busmodule)

SLCon.nextEchtzeitfähige Industrial-Ethernet Kommunikation


SLCon.nextDigitaler Sicherheitskreis durch Safety over EtherCAT

Safety over EtherCAT bezeichnet einen sicheren Kommunikationslayer, mit dem sichere Prozessdaten zwischen Safety over EtherCAT-Gerätenübertragen werden können

Der EtherCAT-Bus enthält sichere und Standard-Daten

Dezentrale Sicherheitslogistik

Einhaltung der SIL3 der IEC 61508

1. Bei komplexen Anforderungen sinkt derVerdrahtungsaufwand erheblich

2. Software-Oberfläche unterstützt bei der Überprüfung des Quellcodes (WhiteBox-Test), welcher E/A-Punkt nicht richtig auslöst oder bestätigt. Damit ist diese Diagnosemöglichkeit besser als die konventionelle Verdrahtungskontrolle

3. Komfortable Inbetriebnahme

Vorteile


Aufzugs-software

Master.xml

Sys.xml

I/O-Abbild

Embedded Windows CE

Slave Manager

ATEM

Virtuelle Geräte

SLCon.next

Para

met

er

E3

ecM

anag

er

Bei der Schaltplanerstellung „durchdenkt“ der Techniker bereits die komplette Anlage. Dieses Know-how wird heute umständlich über die Schnittstellen portiert. In Zukunft passiert das automatisch.

Schaltplanerstellung im CAD-Tool E3 auf Basis Datenbank

Auftragsbezogene Stücklistenerstellung im PPS

Parametrierung der Aufzugssteuerung

Basis für Endtest vor Auslieferung der kompletten Ausrüstung

Konfigurationseingaben für die Inbetriebnahme sind bereits gesetzt

Die Steuerung kennt die komplette Topologie der elektrischen Ausrüstung, das erleichtert Wartung, Diagnose und Störungsbehebung

Schaltplan-erstellung

End-test

Inbetrieb-nahme

Betrieb, Wartung

Visualisierung

XML - - XML - - XML - - XML - - XML - - XML - - XML

PPS

Parametrierung

SLCon.next – Prozessvernetzungüber durchgängig, einheitliche Beschreibung: XML


BF IntegraleMotivation zur Entwicklung einer neuen Aufzugsbremse

Konventionelle Sicherheitstechnik mittels Sicherheitsrelais mit viel elektromechanischem Aufwand und rein mechanischen Sicherheits-komponenten

Einsatz von mehreren Bremsen, die unabhängig und teils redundant arbeiten

Amendment 1 ist da, PESSRAL-Lösungen werden im Aufzugsbau kommen

Ausgangssituation:

1. Elektrische Betätigung / Auslösung der Bremse

2. Bremswirkung direkt an der Kabine

3. Differenzierte Handhabung der Bremswirkung zur Vermeidung von „Vollsperrungen“ bei kleinen Fehlern soll möglich sein

Entwicklungsziele:


BF Integrale - Mechanische Bremsemit elektrisch betätigter hydraulischer Rückstellung

Wegfall der mechanischen Auslösung mit herkömmlicher Fangvorrichtung, Gestänge, Geschwindigkeitsbegrenzer, Reglerseil, Spanngewicht und Sicherheitsbremse am Antrieb: senkt Montageaufwand und reduziert Materialkosten

Einbau im Fahrkorbrahmen ermöglicht geringe Schachtgrubentiefe und reduzierten Schachtkopf (Platzbedarf vergleichbar mit bisherigen kleinen Fangvorrichtungen)

Problemloses elektro-hydraulisches Lösen aus der Fangposition macht erhöhtes Antriebsmoment oder Flaschenzug überflüssig

Sehr kurze Reaktionszeit durch elektrische Auslösung reduziert Maximalgeschwindigkeit und Anhalteweg nach EN81-1/2:1998+A3:2009

Optionale Verzögerungsregelung passt Bremskraft dem Beladungs-zustand der Kabine an: Verzögerung bleibt immer unter 1g, somit kein Springen des Gegengewichts mehr möglich

Keine Beschädigung der Führungsschiene

Getrennte Bremskreise ermöglichen die Übernahme von unterschiedlichen Bremsfunktionen


BF IntegraleGesamtsystem mit Detektion und Überwachung

ControlSystem

FrequencyConverter

Limit switchesControl UP/DOWN

Overload…

Motor ofdrive unit

ControlSystem

Motorhyd. pump

Hyd. pump

Pessralemergency

brake

Pessralholding brake

Overspeed

+ -

Option: external battery

Overspeedfeedback

Brakefeedback

Holding brakeconnected

C1

C2

n


Technische durchdachte Lösungen,aber das wird teuer!?


Zusammenfassung

Der Aufzugbau hat sich Innovationen aus der Industrieautomation bereits geöffnet

Die Chancen, die sich daraus ergeben, gilt es jetzt zu gestalten

In Zukunft wird es mehr Produkte geben, bei denen Mechanik, Elektrik und Informatik verschmelzen

Die Technik wird komplexer

SLC Sautter Lift Components nimmt diese Herausforderung an,Sie auch?


SCHAUEN SIE MAL REIN! www.slc-liftco.com

Dipl.-Ing. Klaus SautterSLC Sautter Lift Components

GmbH & Co. [email protected]

www.slc-liftco.com

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