Antriebstechnik Präzise Bewegungen auch für Sonderlösungen einfach programmieren

Sehr oft im Leben ist der erste Eindruck entscheidend. Das gilt insbesondere auch für Messen, deshalb ist hier professionelles Auftreten sehr wichtig. Immer öfter sind daher Bewegungs-, Beleuchtungs- und Beschallungskonzepte Teil eines durchdachten Messestands und leisten einen großen Beitrag dazu, die Kompetenz des Ausstellers zu unterstreichen.

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Bei Schenk Music & Light hat man sich neben der technischen Planung und Ausrüstung von Events auf die Entwicklung anwendungsspezifischer Medien- und Bewegungskonzepte spezialisiert. In vielen Projekten haben die Event- und Messestandprofis seit 1992 ihr Know-how bewiesen, so zum Beispiel auch auf der letzten Games Convention in Leipzig bei der Gestaltung eines ca. 6,00 m breiten und 3,50 m hohen mehrteiligen und beweglichen Displays.

Große Massen zuverlässig bewegen

Die gesamte Displayfläche besteht aus drei Einzelsäulen. Bei diesen wiederum sind an einem Metallgestell zweireihig übereinander jeweils sechs Flachbildschirme von je ca. 0,50 m Höhe und ca. 1,00 m Breite angebracht. Abhängig von den gezeigten Filmen werden die Gestelle in zwei Achsen (vorwärts und rückwärts bzw. seitwärts) verfahren. Sie bilden dadurch entweder zusammen ein großes Display oder räumlich versetzt drei einzelne Anzeigeflächen. Damit lassen sich beeindruckende visuelle Effekte erzielen. Zwar werden die einzelnen Gestelle „nur“ im Schritttempo verfahren, aber da ein jedes Metallgestell annähernd eine Tonne wiegt, sind die Herausforderungen an die eingesetzten Servoantriebe beachtlich. Gleichzeitig müssen die einzelnen Säulen äußerst präzise positioniert werden, damit im Bild kein „Bruch“ entsteht.

Da neben einer zuverlässigen und präzisen Antriebslösung auch eine kostengünstige gefragt war, fiel die Wahl auf Servoantriebe der Serie Lexium 05 aus dem Hause Schneider Electric. Die leistungsstarken Antriebe mit einem Leistungsbereich von 0,4 bis 6 kW und für Spannungen von 115 bis 480 V überzeugen vor allem durch vereinfachte Integration und Installation. Somit ist eine schnellere Inbetriebnahme der Gesamtanlage möglich. Die Steuerung übernahm der Lexium Motion Controller LMC. „Wir hatten relativ wenig Zeit für Entwicklung und Umsetzung des Messestand Highlights“ erinnert sich Marius Schenk, der bei Schenk Music & Light für die Steuerungs-Programmierung zuständig ist. „Da kam es uns natürlich sehr entgegen, dass man sich bei dem eingesetzten Motion Controller keine Gedanken über Kommunikationswege oder Geräteprofile machen musste. Im Grunde war eine Inbetriebnahme fast schon per Plug-and-Play möglich.“

Motion Controller einfach programmieren

Den ersten Kontakt mit den Automatisierungsexperten hatten die Planer auf der Hannovermesse Industrie Anfang April; bis zur Games Convention im August blieben also knapp vier Monate. In der fertigen Anwendung werden abhängig vom angezeigten Film die Displays bewegt. Dazu wurden in der ca. 20 Minuten langen Filmsequenz an verschiedenen Stellen Zeitstempel gesetzt. Diese so genannten „Timecode-Stellen“ werden dann an die übergeordnete Steuerung übergeben, die wiederum die Fahrdaten an die sechs Servoantriebe weiterleitet. Dabei sind alle Fahrparameter im Motion Controller direkt abgelegt, ein externer PC dient lediglich der Visualisierung.

Besonders beeindruckt hat die Automatisierungsexperten, wie der Messebauer ohne Schulung in nur drei Wochen den Motion Controller programmieren konnte. „Generell setzten wir in unseren Projekten verschiedene Steuerungssysteme ein“ berichtet Schenk. „In anderen Anwendungen haben wir bereits mit speicherprogrammierbaren Steuerungen gearbeitet, die für diesen konkreten Fall aber überdimensioniert waren. Es war klar, dass wir Frequenzumrichter und Servomotoren von Schneider Electric verwenden wollten und hier der Motion Controller der Serie Lexium für unsere Anforderungen bestens geeignet war. Dass sich der Motion Controller per CodeSys programmieren lässt, war dann natürlich sehr vorteilhaft. Denn damit hatten wir aus anderen Systemen schon Vorerfahrung und die Programmierung hat somit schnell und reibungslos funktioniert.“

Je nach Bedarf kann im Motion Controller der Steuerungsmodus gewählt werden, der für die Anwendung am besten geeignet ist: Punkt-zu-Punkt-Betrieb, Drehzahl- oder Drehmomentregelung, elektronisches Getriebe oder manueller Modus. Als sehr hilfreich erweist sich bei der Anpassung für viele Anwendungen zudem, dass die mitgelieferte Programmierumgebung EasyMotion Applikations- und Funktionsbausteine für Standard-Anwendungen enthält, mit denen sich die Parametrier- und Inbetriebnahmezeiten erheblich reduzieren lassen. Dazu gehören: Fliegende Säge, rotierendes Messer, Gruppieren und Vereinzeln oder Verspannen. So kann der Anwender diese Motion Control-Funktionen einfach konfigurieren und parametrieren. „Diese vordefinierten CoDeSys-Funktionsbausteine ließen sich aber auf die beschriebene Anwendung nicht eins zu eins übertragen“ meint Schenk. “Hier bietet die zweite Umgebung im Programm der Lexiumserie flexiblere Anpassungsmöglichkeiten über das Konfigurieren und Parametrieren hinaus. Mit MotionPro konnten wir die Bausteine unkompliziert gemäß unseren Vorgaben umprogrammieren. Auch das hat jede Menge Zeit gespart.“

Nur die Fantasie setzt Grenzen

Neben den erwähnten Vorteilen überzeugt der Motion Controller durch seine kompakte Bauform, einfache Installation und schnelle Inbetriebnahme. So werden z.B. die angeschlossenen Motoren vom Motion Controller automatisch erkannt und über den Motion-Bus miteinander synchronisiert. Neben den erwähnten Komponenten aus dem Hause Schneider Electric verrichten in der Anwendung aber auch Komponenten anderer Hersteller ihre Dienste. „Auch das Zusammenspiel der eingesetzten Elektronik war dank Normierung problemlos“ berichtet Schenk. Mit den Servorreglern kommunizierte der Motion Controller über den CAN-basierten Motion-Bus, die Verbindung zum Steuerungssystem wurde per Modbus TCP realisiert und die I/O-Einheiten bzw. die Frequenzumrichter wurden mit CANopen angesprochen.

Insgesamt waren die Techniker mit dem Motion Controller sehr zufrieden und wollen auch in zukünftigen Projekten auf ihn setzen. Die beschriebene Anwendung macht deutlich, dass sich Komponenten der Automatisierungsexperten nicht nur für typische industrielle Anwendungen eignen. Dank günstigem Preis und einfacher Bedienung selbst ohne große Vorkenntnisse erschließen sich den Motion Controllern der Lexium-Serie auch in „exotischen“ Anwendungen interessante Einsatzgebiete. Daneben spielen sie aber gerade in industriellen Anlagen wie Förder- und Transferanlagen, Montagemaschinen, Maschinen für die Qualitätsprüfung und -überwachung sowie Maschinen für „On the Fly“-Anwendungen ihre Stärke aus. Fazit: Überall wo bewegt, gefördert, palettiert, verspannt, zusammengebaut, geprüft, geschnitten, gedruckt oder markiert werden muss, ist man mit den Lexium Motion Controllern gut beraten, sei es im industriellen Bereich oder in anderen Anwendungen.

Dipl.-Ing Norbert Hoyer, Produktmanager Motion bei Schneider Electric und Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll, Redaktionsbüro Stutensee

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