Hydraulik Motion Controls für Hydraulik erfüllen Industrie 4.0 Anforderungen

Redakteur: Juliana Pfeiffer

In den aktuellen Motion Controls und Motion Logic-Systemen für Hydraulik hat Rexroth zahlreiche früher rein hydromechanisch geregelte Funktionen bereits in die Software verlagert. Und bereitet sie so auf das Industrie-4.0-Zeitalter vor.

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Motion Controls für Hydraulik erfüllen Industrie 4.0 Anforderungen
Motion Controls für Hydraulik erfüllen Industrie 4.0 Anforderungen
(Bild: Bosch Rexroth)

Industrie 4.0 ist als Zukunftsvision in aller Munde. Rein automatisierungstechnisch betrachtet, geht es dabei gar nicht um eine bevorstehende Revolution, sondern um eine evolutionäre Entwicklung, die heute schon bereit zur Vernetzung ist. In den aktuellen Motion Controls und Motion Logic-Systemen für Hydraulik hat Rexroth zahlreiche früher rein hydromechanisch geregelte Funktionen bereits in die Software verlagert. Die Besonderheiten der Fluidtechnologie werden dabei automatisch ausgeglichen. Die dezentralen Steuerungen führen ihre Aufgaben eigenständig aus und kommunizieren mit übergeordneten Steuerungen und Leitsystemen über offene Kommunikationsschnittstellen.

Breites Spektrum an Motion Control- und Motion Logic-Systemen

Die Motion Controls für Hydraulik verfügen über dezentrale Intelligenz, und kommunizieren über offene Schnittstellen mit übergeordneten Systemen. Sie passen sich veränderten Anforderungen, wie zum Beispiel Geschwindigkeit oder Kraftänderung automatisch an, regeln autonom Bewegungen in Echtzeit und fügen sich modular in Maschinenkonzepte ein. Rexroth bietet dazu ein breites Spektrum an Motion Control- und Motion Logic-Systemen, die speziell auf die Hydraulik abgestimmt sind: vom schaltschranklosen Ein-Achsregler IAC Multi-Ethernet Ventile und das Pumpenregelsystem Sydfed über die Schaltschranklösung HMC (Hydraulic Motion Control) mit einer Programmierung nach IEC61131 bis zur Indra Motion MLC für bis zu 32 hydraulische Achsen. Somit steht für jede Anforderung eine Lösung zur Verfügung. Sie decken fein skalierbar in Funktion und Leistung alle Anforderungen ab. Die Multi-Ethernet-Schnittstelle unterstützt die gängigen Ethernet-Protokolle wie Sercos, EtherCAT, Ethernet IP, Profinet RT, Powerlink und Varan.

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Dr. Steffen Haack, Mitglied des Bereichsvorstands mit Zuständigkeit für die Business Unit Industrial Applications und Koordination Vertrieb der Bosch Rexroth AG.
Dr. Steffen Haack, Mitglied des Bereichsvorstands mit Zuständigkeit für die Business Unit Industrial Applications und Koordination Vertrieb der Bosch Rexroth AG.
( Bild: Bosch Rexroth )

Dr. Steffen Haack, Mitglied des Bereichsvorstands mit Zuständigkeit für die Business Unit Industrial Applications und Koordination Vertrieb der Bosch Rexroth AG: "Vorurteile halten sich lang, auch wenn die Realität sie längst widerlegt hat. Eines dieser Vorurteile lautet, dass Hydraulik nicht in moderne Maschinenkonzepte passe, weil sie nicht intelligent sei. Die auf dieser Annahme beruhende falsche Schlussfolgerung: Hydraulik habe keinen Platz in Industrie 4.0. Das Gegenteil ist der Fall, Hydraulik ist längst unterwegs in die Zukunft. Die nötige Power hat sie von Haus aus - die Verbindung von hydraulischen Aktoren mit integrierten digitalen Regelelektroniken und damit die Verlagerung von Funktionen in die Software macht sie intelligent. So sind in den Steuerungen, Antrieben und Aggregaten von Rexroth die hydraulischen Standardfunktionen vordefiniert, die Anwender müssen nur noch parametrieren. Die Software und intelligente, nach Hydraulikanforderungen entwickelte Regelalgorithmen gleichen die Nichtlinearitäten der Fluidtechnologie automatisch aus.

Bestes Beispiel ist unsere Sytronix-Reihe. Hier verbindet Software das Beste aus Elektrik und Hydraulik. Das bedeutet: Was bisher großenteils Ventilsteuerungen aus Stahl und Eisen ausführten, übernimmt die dezentrale Intelligenz im elektronischen Regelgerät. Sie passt bedarfsgerecht die Drehzahl des Pumpenantriebs an, wenn die Leistung am Verbraucher benötigt wird oder senkt diese auf nahezu Null ab. Das ist in vielen Prozessen ein ganz erheblicher energetischer Anteil. Dadurch verbraucht die Hydraulik bis zu 80 Prozent weniger Energie im Vergleich zu Konstantsystemen. In einem zweiten Schritt ersetzen Best in Class-Regler bislang für die Bewegung notwendige Ventile. Der elektrische Antrieb positioniert den Hydraulikzylinder allein aus der Drehzahl des Pumpenantriebes heraus. Wir reden hier von einem hydraulischen Getriebe, das im Prinzip das gleiche macht wie ein elektromechanischer Linearantrieb. Es wandelt die Drehbewegung elektrischer Antriebe in eine lineare Bewegung um, nur eben mit allen Vorteilen der Hydraulik.

Speziell beim nächsten Entwicklungsschritt, den autarken Linearachsen, wird dies besonders deutlich. Das sind einbaufertige Zylinder-Baugruppen mit einem eigenen hoch integrierten Fluidkreislauf. Die Maschinen benötigen zum Betrieb dieser Achsen deshalb kein zentrales Hydraulikaggregat mehr. Die autarken Achsen werden wie elektrische Antriebe angeschlossen, es reichen ein Leistungskabel sowie eine Datenverbindung zur Maschinensteuerung. Für die Inbetriebnahme kommen die gleichen Softwaretools wie bei elektrischen Antrieben zum Einsatz. Der Inbetriebnehmer benötigt nicht einmal vertiefte Kenntnisse der Hydraulik, weil er lediglich die vorprogrammierten Funktionen auf die Maschinenbedingungen parametriert.

Dezentrale Intelligenz und offene Schnittstellen sind die entscheidenden Voraussetzungen für zukunftsfähige Automatisierungslösungen, unabhängig von der Antriebsphysik. Darum setzt Rexroth in der Elektrik und in der Hydraulik auf Multi-Ethernet-Schnittstellen, die alle gängigen Protokolle unterstützen. Moderne Hydraulik von Rexroth ist damit bereit für ideale horizontale und vertikale Vernetzung und erfüllt schon heute die Anforderungen an Automatisierungslösungen der Zukunft",

Parametrierwizard unterstützt Anwender

Eine weitere Gemeinsamkeit sind die auf die Besonderheiten der Fluidtechnik abgestimmten Best-in-Class Hydraulikregler. Sie berücksichtigen automatisch die Besonderheiten wie zum Beispiel Ventilcharakteristik, und vereinfachen durch ihre transparente Struktur in der Bediensoftware Indra Works die Parametrierung. Unterstützt wird der Anwender durch einen Parametrierwizard, welcher alle erforderlichen Systemdaten abfragt und dem Anwender Parametervorschläge für die Regelung unterbreitet. Die Steuerung wird entlastet, da der hydraulische Regelkreis zentral in der IAC-Multi-Ethernet Ventil oder dezentral in der HMC geschlossen wird. Somit können unter anderem Mehrachssysteme in Echtzeit ohne Abhängigkeit der SPS-Zykluszeit verfahren werden.

Sowohl IAC Multi-Ethernet Ventile, Pumpenregelsystem Sydfed, HMC als auch Indra Motion MLC verwenden die gleiche Engineeringplattform Indra Works. Somit können hydraulische, elektrische und hybride Achsen mit dem identischen Softwaretool in Betrieb genommen werden. Von der Projektierung über die Inbetriebnahme und Diagnose beschleunigt IndraWorks den Weg von der Idee bis zur fertigen Lösung. Diese durch-gängige Engineering-Umgebung für sämtliche Indra Motion-Systeme vereinheitlicht den Umgang mit SPS und Motion in allen Antriebstechnologien. (jup)

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