Automatisierungslösung Automatisierungslösung kombiniert Steuerungs- und Sicherheitsfunktionen

Redakteur: Jan Vollmuth

Beim Plasma-Schweißen kommt es auf höchste Präzision der automatisierten Prozesse an. Bei Kennametal Stellite sorgt eine Komplettlösung von Pilz nicht nur für sichere Automation, sondern vereinfacht auch das zum Schweißen notwendige Maschinenprogrammieren.

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In der Schweißmaschine bei Kennametal kommt eine komplette Automatisierungslösung von Pilz bestehend aus dem Motion Control Steuerungssystem PMC-Primo Drive P in Verbindung mit dem Steuerungssystem PSS-Universal Multi zum Einsatz.
In der Schweißmaschine bei Kennametal kommt eine komplette Automatisierungslösung von Pilz bestehend aus dem Motion Control Steuerungssystem PMC-Primo Drive P in Verbindung mit dem Steuerungssystem PSS-Universal Multi zum Einsatz.
(Bild: Pilz GmbH & Co. KG / Kennametal Stellite GmbH)

Kennametal zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Hartmetallwerkzeugen und Verschleißschutzlösungen. Am Standort Koblenz entwickelt und fertigt die Kennametal Stellite GmbH PTA-Beschichtungssysteme sowie Schweißzusatzwerkstoffe. Die Schweißsysteme des zur Kennametal Inc. gehörenden Unternehmens lassen sich dabei individuell an Kundenbedürfnisse anpassen. Zum Programm gehören PTA-Anlagen für den manuellen, den halbautomatischen und den vollautomatischen Betrieb. Diese Anlagen werden z. B. bei der Veredelung von Ventilen, Kolben oder Armaturen eingesetzt.

Leistungsfähige Automatisierungskonzepte erforderlich

Um qualitativ hochwertige Schweißergebnisse zu erzielen, sind leistungsfähige Automatisierungskonzepte gefragt. Das international tätige Unternehmen setzt auf sichere Komplettlösungen von Pilz aus Ostfildern. Diese zeichnen sich durch ihre Durchgängigkeit aus: Sensorik, Steuerungstechnik, Antriebstechnik sowie Visualisierungssysteme werden der jeweiligen Systemumgebung angepasst und decken dabei neben Sicherheitsaspekten auch die Automatisierungsfunktionen der Schweißanlage ab.

Da die Anforderung an das Programmierkonzept und die Automatisierung des Schweißprozesses stetig zunehmen, werden Lösungen immer komplexer. Der Einsatz einer Steuerung dagegen ist bezüglich der Eingriffsmöglichkeiten seitens des Bedieners sehr frei, so dass der Prozess zu jeder Zeit an variierenden Randbedingungen angepasst werden kann. Der Einsatz der neuen Steuerungslösung bietet mehr Flexibilität für die Anwendung. Das Unternehmen entschied sich daher, Pilz als Komplettanbieter für sichere Automation mit der Erstellung eines umfassenden Konzeptes zu beauftragen. Pilz unterstützte Kennametal von der Durchführung der Risikobeurteilung – vor allem das bestehende Sicherheitskonzept konnte optimiert werden – über die Auswahl und Programmierung der Systeme und Komponenten bis hin zur Inbetriebnahme der Maschine. Das Projekt war stufenförmig aufgebaut: von der Beratung über das Steuerungskonzept bis hin zum Bedienkonzept. Torsten Baum, Anwendungsentwickler bei Kennametal: „Wir hatten die Risikobeurteilung zwar selbst durchgeführt, wollten uns allerdings noch durch die Beratung der Experten von Pilz absichern. Das hat sich letztendlich richtig gelohnt – wir haben neben der Risikobeurteilung nun ein komplett neues und effizientes Steuerungs- und Bedienkonzept für unsere Schweißmaschinen.“

Erweiterte Bewegungsmöglichkeiten

Die neue Automatisierungslösung von Pilz erweitert die Bewegungsmöglichkeiten von Bauteil und Plasmabrenner. Ein Beispiel ist das Abfahren von Kurvenscheiben mit gleichzeitigen Eingriffsmöglichkeiten in den Prozess, um Bahnbewegung, Geschwindigkeiten oder Schweißparameter zu verändern. Zusätzlich möglich ist es, rotationssymmetrische Konturen zu schweißen, die exzentrisch gespannt oder positioniert sind. Dabei lassen sich auch diese Konturen abfahren, indem vier Punkte „geteacht“ werden, die dann wieder eine Kreisbahn ergeben. Dafür sorgt ein Master-Slave-Verbund der Maschinenachsen, wobei eine Achse als Master definiert wird und im Betrieb alle anderen Achsen steuert.

Bei Kennametal kommt eine Komplettlösung für Sicherheit und Automation von Pilz zum Einsatz. Die Hauptrolle spielt das Motion Control Steuerungssystem PMC-Primo Drive P in Verbindung mit dem Steuerungssystem PSS-Universal Multi. Das Motion Control Steuerungssystem steuert und überwacht als übergeordnete Steuerung sowohl die Sicherheits- als auch die Steuerungsprozesse der Maschine. Das Antriebssystem regelt dabei bis zu zehn vertikale und horizontale Achsen. Die Safe Motion Funktionen finden sich bereits im Antrieb. Umgesetzt werden die Sicherheitsfunktionen SSR (Sicherer Geschwindigkeitsbereich), SLS (Sicher begrenzte Geschwindigkeit), SBC (Sichere Bremsenansteuerung), SBT (Sicherer Bremsentest) sowie sicherer Stopp SS1 und SS2, die in der Applikation die höchsten Sicherheitsanforderungen bis PL e erfüllen.

Kombination aus Motion-Control-Karte und Servoverstärker

PMC-Primo Drive P ist eine Kombination aus Motion-Control-Karte und Servoverstärker und konzipiert für Anwendungen mit vielen Achsen und hohen Anforderungen an Leistung und synchronisierte Bewegungen. Das kompakte Baumaß, ein schneller Prozessor, digitale Ein- und Ausgänge, ein übersichtliches Software-Tool sowie die Erweiterbarkeit mit der Sicherheitskarte PMC-Protego S sind Merkmale. Dabei macht die Verbindung von Motion Control, SPS und Safety-Funktionen in einem Gerät PMC-Primo Drive P zu einer kompakten Lösung mit geringem Platzbedarf im Schaltschrank.

Unterstützt wird PMC-Primo Drive P von der konfigurierbaren Steuerung PSS-Universal Multi im Automatisierungssystem PSS 4000. Dieses überwacht in der PTA-Anlage Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt bzw. Automatik- und Einrichtbetrieb. Alle Sensoren sind an die Steuerung PSS-Universal Multi bzw. an die Systeme PSS-Universal I/O, die zur Dezentralisierung eingesetzt werden, angeschlossen. Zudem werden nicht-sichere Daten über PSS-Universal Multi eingefangen und zur Verarbeitung an die PMC-Steuerung weitergeleitet. PSS-Universal Multi wird einfach per Mausklick über den grafischen Programm-Editor PAS-Multi für Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen konfiguriert.

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