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Donnerstag, 14. Dezember 2017

SPS/IPC/Drives 2013

Software schafft Übersicht für Anlagenplaner

Von E. Lange | 29. November 2013 | Ausgabe 48

Weil Anlagen immer komplizierter werden, brauchen die Planer zunehmend Unterstützung bei ihrer Arbeit. Neue Trends beim Engineering beschäftigten daher Fachleute während der Automatisierungsmesse in Nürnberg auch auf dem begleitenden Kongress. Vorgestellt wurden beispielsweise Softwareassistenten, welche Anwender durch den Konfigurationsprozess führen.

Software
Foto: M. Ciupek

Fokus auf wesentliche Informationen: Softwareassistenten helfen den Planern zunehmend beim Zusammenstellen umfangreicher Automatisierungslösungen. In Nürnberg zeigten mehrere Anbieter entsprechende Lösungen.

"Simplify your engineering", so könnte man ein Kongressthema der SPS/IPC/Drives in Nürnberg diese Woche umschreiben. Damit befassen sich dort unter anderem Alexander Köhl und sein Kollege Pedro Reboredo von Bosch Rexroth, Lohr/Main. Laut ihnen erfolgt z. B. das Hinzufügen eines neuen Moduls oder einer Betriebsart einer Anlage ins SPS-Programm heute oft noch manuell via Copy&Paste. Dieses Vorgehen sei zeitaufwendig und fehlerträchtig, meint Köhl. Es gäbe Möglichkeiten, SPS-Applikationen deutlich effektiver zu entwickeln.

Mit einem von Assistenzsoftware (Wizard) unterstützten System gelinge die Erstellung von IEC-61131–3-basierten SPS-Applikationen für Produktionsmaschinen ohne manuelle Programmierarbeit nicht nur in kürzerer Zeit, sondern auch komfortabler. Beispielsweise kann der SPS-Programmierer eine konfigurierte Achse direkt dem zugehörigen Modul zuweisen und per Dialog den Programmcode zur Achskommandierung einfügen, weiß Köhl. Bei Bosch Rexroth stehe das Wizard-unterstützte System inzwischen serienmäßig unter dem Begriff Generic Application Template (GAT) für IndraMotion MLC zur Verfügung. Zusätzliche Sprachmittel und Compiler seien nicht erforderlich.

An einem Beispiel erläuterte Köhl die Modularisierung einer Form-Füll-Verschließmaschine mit sechs Modulen, wo der SPS-Programmierer ganz einfach mittels Wizard-Dialog das Modul "Outfeed" erzeugt. Für ihn reduziert sich dieser Vorgang auf das Eingeben von wenigen Daten in einen Dialog. Manuelle Programmierarbeit und Copy&Paste seien nicht mehr erforderlich. Füge der SPS-Programmierer z. B. eine neue Betriebsart hinzu, so würden automatisch auch neue Verweise angezeigt. Aufgrund der automatischen Codeerzeugung bleibt die Programmstruktur auch nach Änderungen erhalten. "Unsere Erfahrungen zeigen, dass das neue Verfahren bei modularen Maschinenkonzepten mit Motion-Logic-Anteil im Vergleich zum konventionellen Vorgehen zu einer Zeitersparnis von bis zu 60 % führt", verdeutlichte Köhl.

In Nürnberg ging es aber nicht nur um schnelleres Entwickeln. "Auch energierelevante Aspekte sollten möglichst schon früh in der Entwicklungs- und Planungsphase von Produktionsanlagen berücksichtigt werden, da hier die Möglichkeit der Einflussnahme am größten und die Änderungskosten am geringsten sind", meint Pascal Stoffels, der mit seinen Kollegen von der Universität des Saarlandes auf dem Kongress zum "Energy Engineering in der virtuellen Fabrik" referierte. Heute stünden Energieaspekte oft nicht im Fokus des Entwicklers, dabei hätten sie einen großen Einfluss auf die CO2-Emissionen des produzierenden Gewerbes. Durch einfache Lösungen ließe sich laut Stoffels beispielsweise ein Roboter häufiger in energieeffizientere Betriebsmodi wie "standby", "sleep" oder "off" wechseln. Oft sei auch der Endeffektor eines Roboters, meist ein einfacher Greifer, überdimensioniert. Die zusätzlich zu bewegende Masse werde dabei stets mitbeschleunigt, wodurch in der Nutzungsphase unnötig Energie verbraucht werde.

In der Praxis des integrierten "Energy Engineering" favorisiert Stoffels Zeitautomaten, die er als "Priced Timed"-Automaten (PTA) bezeichnete. Hierbei handele es sich um Smart-Meter (automatisierte Messgeräte), die jedem Betriebszustand und jedem Zustandswechsel einer Maschine bzw. Anlage bestimmte Kosten zuordnen. Zunächst seien jedoch die aktuellen Verbräuche der einzelnen Anlagen und ihrer Komponenten zu erfassen, so Stoffels.

Die neue Methode werde gerade an einer Modellfabrik zur automatisierten Inbetriebnahme von Fahrzeugen im Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik (ZeMA) in Saarbrücken erprobt. Praktische Effizienzerfolge konnten dabei laut Stoffels schon durch die automatisierte Inbetriebnahme von Fahrzeugen erzielt werden.

Auch beim Schaltschrankbau wird Engineering-Software immer wichtiger. Im Vergleich zu anderen industriellen Systemen gab es hier bisher einen geringen Automationsgrad. Mit dem "FutureFab im Schaltschrankbau" verdeutlichte Christian Großmann von Phoenix Contact, Blomberg, auf dem Nürnberger Kongress nun Möglichkeiten zur nachhaltigen Entwicklung und automatisierten Fertigung von Schaltschränken. Hier setzt das Lean Design ebenfalls bereits in der Engineering-Phase an: Die Schaltschrankfertigung fußt dabei auf einer Reduktion der Vielfalt verwendeter Einzelkomponenten mithilfe eines systematischen Variantenmanagements.

"Als größte Herausforderung neben der Beherrschung der Prozesstechnik im Umfeld des Schaltschrankbaus sehen wir vor allem den optimalen Datenfluss", verdeutlichte Großmann. Die Landschaft der zur Verfügung stehenden Daten sei stark anwender- sowie anbietergeprägt und kaum standardisiert. Was im Office-Bereich mittlerweile selbstverständlich sei, führe daher im Bereich des Engineerings elektrotechnischer Anlagen häufig zu Problemen: Der Datenaustausch zwischen gängigen E-CAD-Systemen und den nachfolgenden fertigungsnahen Systemen.

Großmann möchte dazu jedem real erzeugten Bauteil, was sich im Schaltschrank wiederfindet, ein digitales Abbild zuordnen – einen "digitalen Artikel", wie er es nennt. Ab dem Beginn des Engineering-Prozesses begleite das Modell die Komponente. Aktuell nutze PhoenixContact das Prinzip mit Partnern zur Erforschung einer wandlungsfähigen Linienfertigungsanlage für Schaltschränke. Bei der Konfektionierung und Bestückung von Tragschienen funktioniere das bereits. E. LANGE

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