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Antriebstechnik Wenn der Antrieb die Steuerung integriert

Von Ute Drescher 5 min Lesedauer

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Die SPS 2023 steht im Zeichen der Automatisierungs-Megatrends: Produktivität, Nachhaltigkeit und Konnektivität. Baumüller bringt einige neue Produkte auf den Markt, die diese Trends aufgreifen. Dazu gehört eine Servoumrichter-Familie mit integrierter Steuerung.

Noch mehr Flexibilität für Automatisierungssysteme: Die antriebsintegrierte Steuerung B Maxx PLC di (drive-integrated) übernimmt in den Servoantrieben der neuen B-Maxx-6000-Familie skalierbare Steuerungsaufgaben bis hin zu hochperformanten synchronen Mehrachsanwendungen.(Bild: Baumüller)
Noch mehr Flexibilität für Automatisierungssysteme: Die antriebsintegrierte Steuerung B Maxx PLC di (drive-integrated) übernimmt in den Servoantrieben der neuen B-Maxx-6000-Familie skalierbare Steuerungsaufgaben bis hin zu hochperformanten synchronen Mehrachsanwendungen.
(Bild: Baumüller)

Um die Flexibilität von Automatisierungssystemen zu erhöhen, hat Baumüller die Steuerung B Maxx PLC di (drive-integrated) in die Servoantriebe der neuen B-Maxx-6000-Familie integriert. So kann sie skalierbare Steuerungsaufgaben bis hin zu hochperformanten synchronen Mehrachsanwendungen übernehmen, etwa in Druckmaschinen oder Textilmaschinen wie Webmaschinen. Hier müssen viele Achsen hochsynchron gesteuert werden.

Weil wir die Steuerung integrieren, wird das System deutlich kompakter.

Jürgen Dlugosch, Produktmanager bei Baumüller

Für den Anwender hat das neben der Skalierbarkeit weitere Vorteile. „Weil wir die Steuerung integrieren, wird das System deutlich kompakter“, erklärt Jürgen Dlugosch, Produktmanager bei Baumüller. „In einigen Fällen kann die externe, konventionelle Steuerung sogar entfallen, auch, weil sich die PLC di als Ethercat-Master zur Steuerung weiterer Servoumrichter einsetzen lässt.“ Die Integration in den Antrieb bedient damit den Trend hin zur dezentralen Antriebstechnik. „Solche dezentralen Konzepte eignen sich besonders für Maschinen, bei denen ein modularer Aufbau Sinn macht“, empfiehlt der Produktmanager. „Das trifft zum Beispiel auf die schon genannten Druckmaschinen zu.“

Kommunikation ist im Antrieb schneller als über eine externe Steuerung

Ein weiterer wichtiger Pluspunkt ist die Geschwindigkeit. „Die Kommunikation direkt im Antrieb ist schneller, als es mit einer externen Steuerung über einen Feldbus möglich wäre“, erklärt Dlugosch. Mit einer minimalen Feldbus-Zykluszeit bis zu 250 µs sei die integrierte Steuerung eine der schnellsten antriebsintegrierten PLCs auf dem Markt, so Dlugosch. Mithilfe von Field Programmable Gate Arrays (FPGA) haben die Baumüller-Entwickler den Ethercat-Master direkt in der Hardware realisiert. „So erreichen wir bei der Kommunikation harte Echtzeit – eine zwingende Voraussetzung für dynamische Prozesse und minimale Zykluszeiten.“

Über digitale Eingänge reagiert die B Maxx PLC di darüber hinaus auch auf wichtige Ereignisse, beispielsweise Messtaster, in Echtzeit. Der Vorteil: Die Steuerung arbeitet effizienter und sicherer, insbesondere in Umgebungen, in denen schnelle Reaktionszeiten erforderlich sind.

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Die Servoregler: Performance rauf, Zykluszeit runter

Für mehr Performance und maximale Skalierbarkeit steht auch die neue Servoregler-Generation B Maxx 6000, die die neue Steuerung integriert. Für mehr Performance sorgen beispielsweise die neu entwickelten Safety-Funktionalitäten, die speziell für Applikationen mit hohen Anforderungen an Dynamik und Präzision entwickelt wurden. Auch das Safety-Modul ist bei den neuen Servoreglern direkt im Gerät integriert. Sicherheitsrelevante Gebersignale lassen sich dadurch mit einer noch höheren Auflösung auswerten. Dies verbessert die Positions- und Geschwindigkeitsgenauigkeit nochmals deutlich und hilft dabei, die Zykluszeiten von Maschinen und Anlagen weiter zu verkürzen.

Weitere Hardware- und Software-Optionen sorgen für maximale Skalierbarkeit, um die Antriebe noch besser an die jeweiligen Applikationsanforderungen anzupassen. Verfügbar sind Geber, Hardware- und Safety-Optionen. Bei der Hardware sind u.a. Signalbus, Serviceoption, digitale und analoge I/Os sowie Bremsenanschluss auswählbar. In Bezug auf Safety stehen unter Einhaltung des höchsten Sicherheitslevels verschiedene Varianten vom einfachen hardware-gesteuerten STO (Safe-Torque-Off) bis hin zu höheren Sicherheitsfunktionen angesteuert über FSoE (FailSafe over Ethercat) zur Verfügung.

Neue Maßstäbe setzt Baumüller auch bei den Geräte-Abmessungen: Neben der platzsparenden Anreihtechnik (B Maxx 6300) sind nun auch die Monogeräte (B Maxx 6500)

deutlich kompakter. Das Bauvolumen verringert sich deutlich und ermöglicht so noch kleinere Schaltschränke. Doch der Servoantrieb kann noch viel mehr: Der Drive lässt sich als Sensor bzw. Sensor-Hub nutzen und bietet skalierbare IoT-Konnektivität z. B. über einen Edge-PC in die Cloud.

Smartes Energiemonitoring und Condition Monitoring im Antrieb

Zu den weiteren Neuheiten, die Baumüller auf der SPS 2023 zeigt, gehören:

  • Im Bereich Steuerungstechnik setzt Baumüller auf Offenheit und vereinfachtes Engineering: Mit einer neuen, komplett eigenentwickelten IEC-61131-Laufzeitumgebung bietet Baumüller eine Plattform, die aktuelle Standards wie Hochsprachenprogrammierung und IoT-Konnektivität unterstützt.
  • Für mehr Performance bei der neuen Servoregler-Generation B Maxx 6000 sorgen u. a. die neu entwickelten Safety-Funktionalitäten, die speziell für Applikationen mit hohen Anforderungen an Dynamik und Präzision entwickelt wurden. Das Safety-Modul ist bei den neuen Servoreglern direkt im Gerät integriert. Sicherheitsrelevante Gebersignale lassen sich dadurch mit einer noch höheren Auflösung auswerten. Dies verbessert die Positions- und Geschwindigkeitsgenauigkeit nochmals deutlich und hilft dabei, Zykluszeiten von Maschinen weiter zu verkürzen.
  • Die neuen DSC2-Servomotoren sind die nächste Generation für Anwendungen mit Bedarf an hoher Drehmomentdichte. Das geringe Eigengewicht und die minimalen Abmessungen machen diese Baureihe zur ersten Wahl. Reduziert wurde unter anderem die Einbaulänge, womit der DSC2 bei gleicher Leistung nochmals deutlich kompakter ist.
  • Mit der neuen Softwarelösung Smart Vibration Monitoring können Maschinenhersteller ihren Kunden ein Condition Monitoring ohne externen Sensor anbieten. Die Software ist über die softdrive PLC direkt im Servoregler integriert und daher gut nachrüstbar. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für Maschinenhersteller: Beispielsweise sind Laufzeit-Modelle für Zusatzfunktionen der Maschine anbietbar.
  • Mit der neuen Software-Funktion Smart Energy Monitoring stellt Baumüller eine Lösung für intelligentes Energie-Monitoring von Maschinen und Anlagen vor. Die Software erfasst den Energieverbrauch einzelner Fertigungsaufträge transparent und optimiert diesen dann auf Basis einer Referenzmessung.

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Smarte Anwendungen über die Bewegungssteuerung hinaus

Die antriebsintegrierte PLC ermöglicht es zudem, smarte Anwendungen zusätzlich zur Bewegungssteuerung umzusetzen. Über die sehr schnelle Schnittstelle zwischen PLC di und Servoregler (lokale Achse) besteht Zugriff auf Parameter des Antriebs, beispielsweise auf Spannung, Strom, Leistung, Drehmoment, Drehzahl oder Position. „So bekommen Maschinenbetreiber auch ohne aufwendige Sensoren Informationen über den Zustand des Antriebssystems und können im Fall von Problemen frühzeitig eine Wartung durchführen, bevor es zu Ausfällen kommt“, erklärt Jürgen Dlugosch. Maschinenhersteller können damit außerdem eigene Regel­algorithmen und IoT-Funktionalitäten realisieren und ihren Kunden so einen zusätzlichen Mehrwert bieten.

Über analoge High-Speed-Eingänge (keine zusätzliche Hardware notwendig, minimale Abtastzeit 1 μs) sind komplett neue IoT-Lösungen möglich. Beispielsweise lässt sich ein Körperschallsensor direkt anschließen, um mit diesen Messwerten eine Schwingungsanalyse in der PLC des Antriebssystems durchzuführen. Und: Die Konnektivität ermöglicht es flexible und modulare Strukturen über Schnittstellen, wie OPC UA, MQTT, Ethercat und Ethernet, aufzubauen. „Damit ist die B Maxx PLC di optimal für künftige Anforderungen im Automatisierungs- und IoT-Umfeld vorbereitet“, findet Dlugosch. Zumal Baumüller ein offenes System bietet: Die Lösung lässt sich auch mit Automatisierungskomponenten anderer Hersteller kombinieren.

SPS 2023: Halle 1, Stand 560

(ID:49727537)

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