Kommunikations-Schnittstelle So sorgt ein Positioniersystem für eine vollautomatisierte Formatverstellung

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Formatumstellungen sind in der Verpackungsindustrie an der Tagesordnung. Beim Ändern der Losgröße oder einem Produktwechsel muss das System entsprechend umgestellt werden. Geschieht dies manuell per Handrad, geht oft kostbare Zeit verloren; insbesondere wenn durch kleine Losgrößen häufig Formatverstellungen notwendig sind.

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PowerDRIVE Gesamtsystem mit Stellantrieben, Steuerungsbox und Hybridkabel
PowerDRIVE Gesamtsystem mit Stellantrieben, Steuerungsbox und Hybridkabel
(Bild: Lenord + Bauer)

Mit PowerDRIVE-System bietet Lenord + Bauer ein Positioniersystem für die vollautomatisierte Formatverstellung. Im Vergleich zur Handradverstellung profitieren Anlagenbetreiber von kürzeren Maschinen-Stillstandszeiten - wegen des geringeren Umrüstaufwands, einer niedrigeren Fehlerquote durch die hohe Wiederholgenauigkeit und insgesamt von mehr Flexibilität und Prozesstransparenz.

Das System besteht aus drei einzelnen Elementen, die je nach Bedarf flexibel miteinander kombinierbar sind: einem Stellantrieb, einer dezentralen Elektronikeinheit sowie einem Hybridkabel für die Spannungsversorgung und flexible Feldbusanbindung.

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Mit dem Hybridkabel lassen sich an die Elektronikeinheit – die PowerDRIVE-Box – bis zu fünf Stellantriebe anschließen. Sie können direkt auf die Federzugklemmen aufgelegt werden. Das schleppkettentaugliche Hybridkabel PowerDRIVE-Connect vereinfacht dabei die Anschlusstechnik erheblich. Es vereint insgesamt drei Kabel, die normalerweise beim Anschluss eines Stellantriebs nötig sind. Die Anzahl der erforderlichen Kabel im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sinkt von 15 auf lediglich fünf.

Sicherheitskonzepte einfach umsetzen

Die Motorleistung lässt sich separat etwa über ein zertifiziertes Sicherheitsrelais abschalten. Dabei wird die Spannungsversorgung der Steuerungselektronik in der PowerDRIVE-Box und den Stellantrieben erhalten und die Zustandsüberwachung für die Buskommunikation bleibt aktiv. So vereinfacht sich die Umsetzung von Sicherheitskonzepten in Maschinen und Anlagen gemäß der Maschinenrichtlinie deutlich.

Für jeden Zielmarkt die passende Busanschaltung

In modernen Produktionsanlagen sind Insellösungen längst keine Option mehr. Das Positioniersystem muss daher in das übergeordnete Steuerungskonzept integriert werden. Das Problem: Den einen allgemein gültigen Kommunikationsstandard gibt es nicht. Je nach Zielmarkt und Branche haben sich unterschiedliche Netzwerke etabliert. Eine zentrale Anforderung war demzufolge eine flexible Kommunikations-Schnittstelle, die sicherstellt, dass Lenord + Bauer für jeden Zielmarkt die passende Busanschaltung liefern kann.

Langjährige Partnerschaft

Das Unternehmen vertraut beim Thema industrielle Kommunikation schon über ein Jahrzehnt auf HMS Industrial Networks und die Anybus-Module. Auch beim Positioniersystem PowerDRIVE-System wurde die Kommunikations-Schnittstelle mit einer Lösung von HMS realisiert.

„Seit über 10 Jahren verläuft die Zusammenarbeit mit HMS praktisch reibungslos. Dabei ist man nicht auf einen Standard festgelegt, auch Anpassungen sind möglich. Die HMS-Module ergänzen unsere Produkte unter rauen Einsatzbedingungen. Auch die steigende Anzahl ethernet-basierter Feldbusse können wir mit den Modulen zeitnah in unser Produktportfolio aufnehmen“, erläutert Dr. Peter Velling, Manager Development Controls bei Lenord + Bauer.

Flexible Feldbusanbindung

Die Einbindung der PowerDrive-Box in das Anlagenkonzept beim Kunden erfolgt über die Anybus-CompactCom-Module von HMS. Je nach Bedarf wird einfach das entsprechende Kommunikationsmodul von außen in die Steuereinheit gesteckt. Dies ermöglicht den Maschinenbauern, das Positioniersystem schnell an das jeweilige Steuerungssystem anzupassen - ohne die einzelnen Stellantriebe mit einer neuen Schnittstelle ausrüsten zu müssen. Die Anbindung an die übergeordnete Steuerung wird damit zur reinen Bestückungsoption. Diese Flexibilität ist gerade für exportorientierte Unternehmen interessant.

Möglich macht diese Flexibilität das feldbusunabhängige Applikationsinterface der Anybus-Module. Es erlaubt, unabhängig vom Feldbus oder Industrial-Ethernet, eine einheitliche Applikationssoftware: Einer der zentralen Vorteile für Lenord + Bauer.

Zusätzlich konnten die Anybus-CompactCom-Module durch ihre kompakte Bauform, die 3,3V-Technik sowie die einfache Einbindung in die Applikationssoftware punkten. Beispielsweise stellt HMS den ANSI-C Quellcode zur Verfügung, der das Bindeglied zwischen Applikation und Modul ist.

Da die Stellantriebe dank der HMS-Module netzwerkfähig sind, kann die übergeordnete SPS direkt auf sie zugreifen. Typische Parameter, wie Drehzahl, Positionsvorgabe und Referenzpunkte, lassen sich direkt über die SPS einstellen.

Im laufenden Betrieb werden unter anderem die Soll-/ Istposition, die Soll- / Istgeschwindigkeit und diverse Steuerworte mit der Steuerung ausgetauscht.

Azyklisch lassen sich Maximalströme definieren oder auch Spannungs- und Stromwerte überwachen. Der Datenaustausch mit der Geräteelektronik erfolgt über eine schnelle UART-Verbindung.

Kommunikationsstarkes Positioniersystem

Generell bietet das Positioniersystem Anwendern dank der Kommunikations-Schnittstelle verschiedene Vorteile, die sich verglichen mit der herkömmlichen Parallelverdrahtung nicht nur auf den geringeren Verkabelungsaufwand beschränken. Durch die Integration des Systems in das übergeordnete Netzwerk sind aktuelle Diagnosedaten verfügbar. Auch zusätzliche Daten, wie Leistungsaufnahme können über den Feldbus oder Industrial-Ethernet einfach übermittelt werden. Kurz gesagt: Der gesamte Prozess und alle damit verbundenen Daten und Parameter unterliegen der vollständigen Kontrolle durch die Anlagensteuerung.

SPS IPC Drives: Halle 6, Stand 222

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