Dezentrale Antriebstechnik

Per Knopfdruck aus der virtuellen in die reale Welt

| Autor: Ute Drescher

„Modularer Maschinenbau funktioniert nicht nur mit flexiblen Hardware-Modulen, sondern auch mit Software-Modulen“, erklärt Pierre Bürkle, Director Sales & Marketing im Segment Industrie-OEM bei Schneider Electric.
„Modularer Maschinenbau funktioniert nicht nur mit flexiblen Hardware-Modulen, sondern auch mit Software-Modulen“, erklärt Pierre Bürkle, Director Sales & Marketing im Segment Industrie-OEM bei Schneider Electric. (Bild: U. Drescher/konstruktionspraxis)

Um Maschinen schnell und effizient modular auszulegen, bilden dezentrale Antriebskonzepte eine wichtige Voraussetzung. Warum es dabei von Vorteil ist, nicht nur Hard-, sondern vor allem auch mit Software-Modulen zu arbeiten, erklärt Pierre Bürkle, Director Sales & Marketing im Segment Industrie-OEM bei Schneider Electric.

Herr Bürkle, Schneider Electric hat letztes Jahr auf der Hannover Messe das Ökosystem Ecostruxture vorgestellt. Wie profitiert der Konstrukteur?

Mit Ecostruxture haben wir an Schlagkraft gewonnen. Unter anderem haben wir unsere Engineering-Tools Somachine und Somachine Motion zu einem – Ecostruxture Machine Expert – zusammengeführt und unterscheiden nicht mehr zwischen Logik- und Motion-Control. Damit haben wir die nächste Entwicklungsstufe erreicht und können die Entwicklungsgeschwindigkeit deutlich erhöhen.

Wie geht der Konstrukteur vor, wenn er eine modulare Maschine mit dezentraler Antriebstechnik von Schneider Electric auslegen möchte?

Zu Beginn plant er seine Maschine in seinem CAD-Programm. Hier bieten wir eine Schnittstelle zu zwei führenden Simulationsprogramm an, entweder zu Machineering oder zu Visual Components; die Daten lassen sich direkt aus dem CAD-Programm einlesen. Im Idealfall setzt der Konstrukteur nicht nur die Antriebe, sondern auch eine Steuerung von Schneider Electric ein. Sie wird nun mit dem Simulationsmodell der Mechanik verbunden. Spannend ist, dass wir auf der Steuerung die komplette Projektierung haben und die Mechanik nur simulieren. So erkennen wir die Auslastung der Steuerung sehr genau und sehen, ob die Qualität des Codes passt. Das ist nur möglich, weil wir eine echte Simulation durchführen und die Mechanik virtuell darstellen.

Tipp: Anwendertreff MaschinenkonstruktionVerfügbarkeit und Produktivität, Flexibilität, Adaptivität – diese Ziele erreichen Konstrukteure und Entwickler bis heute mithilfe klassischer Technologien und Methoden. Doch angesichts zunehmender Digitalisierung und Vernetzung von Maschinen und Anlagen stellt sich die Frage: Welche Methoden und Tools helfen, die Time-to-market zu verkürzen und den Entwicklungskprozess effizienter zu gestalten? Der Anwendertreff Maschinenkonstruktion konkrete Lösungsansätze aufzeigen.
Zum Programm: Anwendertreff Maschinenkonstruktion

Für das Design der Fahrbefehle bieten wir das Tool Motion Sizer – früher ECAM, mit dem sich die Achse auslegen lässt. Ändere ich im Auslegungstool die Bewegung, spiegelt sich das sofort im Programm-Code wider. Diese Echtzeitfunktion bietet außer uns kaum ein anderer Hersteller! Eine Änderung des Bewegungsprofils wird direkt in das Entwicklungstool zurückgespielt. Somit lässt sich jederzeit im Auslegungs- oder im Engineering-Tool auf die gleichen Bewegungsprofile zugreifen. Das bietet dem Bediener sehr hohen Komfort.

Ist es möglich, später eine weitere Ausbaustufe der Maschine zu realisieren?

Ergänzendes zum Thema
 
Das Ökosystem von Schneider Electric

In der Regel bestehen moderne Maschinen aus Modulen. Mit unseren Tools geben wir Anwendern die Möglichkeit, zum Beispiel die Module A, B, C auszuwählen. Im ersten Schritt wählt der Anwender vielleicht die Module A und C und entscheidet, dass er B möglicherweise erst zu einem späteren Zeitpunkt benötigt. In unserem Entwicklungstool kann er jede Achse virtuell bestehen lassen. Das heißt, er verfügt über einen Programmiercode für die gesamte Linie im Maximal-Ausbau, lässt aber zur Zeit nicht benötigte Achsen zunächst nur in der virtuellen Welt bestehen. Die Steuerung rechnet alle Achsen mit, treibt die virtuellen aber nicht an. Möchte er dann im laufenden Betrieb das Modul B realisieren, nimmt er nur die Änderung von virtuell auf real vor und die Achse läuft sofort mit. Das heißt, dass er am Programmcode nichts mehr ändern muss –ein Riesenvorteil! So funktioniert modularer Maschinenbau – nicht nur mit flexiblen Hardware-Modulen, sondern auch mit Software-Modulen! Das geht bei hochkomplexen Maschinen mit mehreren Achsen, wie wir sie im letzten Jahr auf der Interpack gezeigt haben, auch gar nicht anders. Diese Verpackungsmaschine hatte diverse Funktionsmodule, die je nach Kundenanwendung aktiviert bzw. eingebaut werden. Im Maximalausbau hat sie über 70 Servoachsen.

Dezentrale Antriebstechnik ist bei Schneider Electric also Standard?

Die Antriebstechnik ist bei uns dezentral, die Intelligenz dagegen zentral. So war es auch bei der genannten 70-Achsen-Maschine. Auf diese Art und Weise lässt sich ein modulares Baukastenprinzip perfekt umsetzen. Kommt ein zusätzliches Modul zur Anlage hinzu, muss keine Änderung im Schaltschrank vorgenommen werden. Zusätzlich spart man mit der dezentralen Antriebslösung die kostenintensive Klimatisierung des Schaltschranks.

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Bietet Schneider Electric auch einen digitalen Zwilling für seine Antriebe an?

Wir lassen Daten aus dem Betrieb in die Entwicklung zurückfließen, um Informationen zu erhalten. Mit unserer Plattform Ecostruxure Machine Advisor lässt sich ein komplettes Technologie-Modell beschreiben, kontinuierlich weiterentwickeln und vorantreiben. Die virtuelle Inbetriebnahme gibt es bei Schneider Electric schon sehr lange, wir lassen unsere komplette Maschine virtuell laufen: Der Anwender kann seine Maschine an seinem Arbeitsplatz in Betrieb nehmen, die Achsen virtuell schalten, Veränderungen in der Mechanik beobachten. Das beschleunigt die Entwicklungs- und Programmierzeit um bis zu 30 %.

Was leistet Machine Advisor darüber hinaus?

Die App erfüllt drei Funktionen: Track, Monitor und Fix. Konzipiert für den OEM ermöglicht sie es, seine Maschinen weltweit zu beobachten, zu optimieren und im Falle einer Störung schnell wieder produktionsfähig zu machen.

Damit lässt sich also auch die Performance der Maschine beobachten?

Ja, über die Funktion Monitor. Zusätzlich gibt es die Analysefunktion. Mit ihr lässt sich etwa die Umgebungstemperatur einer Maschine ermitteln, die stark von der Betriebstemperatur eines Antriebs abweichen kann. So kann ich die Konstruktion optimal auf diesen Einsatzbereich auslegen.

Vielen Dank für das Gespräch, Herr Bürkle.

Hannover Messe 2018: Halle 11, Stand C58

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