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Anlagen- und Apparatebau: Ausgabe 10/2016, 03.10.2016

Hohe Flexibilität und steigende Effizienz

Unternehmen mit einem umfangreichen Produktportfolio, die auch in der Lage sind schnell auf Wünsche des Marktes reagieren zu können, sind die berühmte Nasenlänge voraus. Doch diese Flexibilität verlangt innovative Technik, die einfach zu bedienen sein muss.

Autor: Alfred Zeuner, Senior Director Sales Industrial Applications

Bilder: Bosch Rexroth Schweiz AG

Die Antriebstechnik vereinfacht die Industrie-4.0-fähige Automatisierung

Die Zeiten, in denen Produzenten mit grossen Stückzahlen und einem überschaubaren Produktangebot ihre Anlagen auslasten konnten, sind definitiv vorbei. Heute müssen Markenhersteller immer mehr Produkte in immer kleineren Chargen produzieren und durch den Wettbewerbsdruck schneller auf den Markt bringen. Zudem besteht immer öfter die Anforderung, bestehende Produkte zu modifizieren beziehungsweise mehr Variationen zu schaffen (unterschiedliche Verpackungsgrössen, neue Verpackungsmaterialien, zielgruppenorientierte Verpackung und so weiter). Dies erfordert eine deutlich grössere Flexibilität beim Produkt- oder Formatwechsel an einer Produktions- respektive Verpackungslinie. Der Kosten- und Preisdruck im Einzelhandel zwingt die Hersteller zudem zu einer höchstmöglich effizienten Produktion. Hinzu kommen sich ständig verschärfende Umweltanforderungen und gesetzliche Bestimmungen.

Durchdachter Systemaufbau.

Eine Antwort für die geforderte Flexibilität sind beispielsweise die schaltschranklosen Servoantriebe IndraDrive Mi von Rexroth. Durch den Systemaufbau trägt die Antriebstechnik nicht nur bei den Komponenten zur Kostenreduktion bei. Sie spart auch bis zu 100 Prozent des Energieverbrauchs für die Schaltschrankkühlung.

Zudem vereinfacht die Antriebstechnik die Industrie-4.0-fähige Automatisierung durch offene Kommunikationsstandards, vordefinierte Technologiepakete und mit freier Programmierung in Hochsprachen. Open Core Engineering und die integrierte Schnittstellentechnik Open Core Interface for Drives erlaubt darüber hinaus den direkten Zugriff auf alle Antriebsparameter über Hochsprachenbasierte Anwendungen. Damit erfüllen Maschinenhersteller die Forderungen von Endanwendern nach vernetzungsfähigen Maschinen und Anlagen.

Optimale Funktionalität.

Als Pionier der dezentralen Antriebstechnik hat der Hersteller seine über zwanzigjährige Anwendungserfahrung in die Antriebssoftware einfliessen lassen. Die neuen schaltschranklosen Antriebe verknüpfen die hohe Funktionalität mit einem weiterentwickelten dezentralen Ansatz. Maschinenhersteller können erstmals autarke Module schaltschranklos ausführen und miteinander vernetzen. Das verringert den Aufwand für die Einbindung in flexible Industrie-4.0-Produktionsumgebungen.

Alle Komponenten des Antriebsstrangs sind in der hohen Schutzart IP65 ausgeführt und lassen sich direkt in oder an den Maschinen platzieren. Es reicht, den ersten Antrieb mit dem Versorgungsmodul zu verbinden. Anwender können bis zu 20 Antriebe in Reihe per Hybridkabel miteinander verbinden. Das reduziert den Verkabelungsaufwand um bis zu 90 Prozent ohne Kompromisse bei der Funktion.

Die Servoantriebs-Baureihe eignet sich mit ihren offenen Schnittstellen besonders für den Einsatz in Maschinentopologien mit horizontaler und vertikaler Vernetzung. Die Antriebe unterstützen über die Multi-Ethernet-Schnittstelle auf einer Hardware alle gängigen Ethernet-basierten Protokolle wie Sercos, PROFINET, EtherNet/IP und EtherCAT. Via Gateway ist eine Verbindung mit PROFIBUS kein Problem.

Einfache Umsetzbarkeit.

Die schaltschranklosen Antriebe führen in vernetzten Strukturen ihre Aufgaben autark aus. Neben den Standardfunktionen von Servoantrieben vereinfachen vordefinierte Technikpakete die Umsetzung. Sie ersetzen aufwendiges Programmieren durch einfaches Parametrieren. So erhöht beispielsweise die Funktion «aktive Schwingungsdämpfung» die Dynamik von Achsen und verkürzt damit Zykluszeiten. Sie gleicht automatisch Schwankungen von Prozessparametern aus und verhindert Resonanzschwingungen.

Bei neuen vernetzten Wartungskonzepten stellen intelligente Software-funktionen eine höhere Verfügbarkeit sicher. Die Funktion «Productivity Agent» nutzt die Antriebsdaten, um ohne zusätzliche Sensoren mechanischen Verschleiss zu erkennen. Damit kann der Endanwender den Austausch von Maschinenkomponenten einplanen, bevor sie ausfallen und zu einem Maschinenstillstand führen.

Dezentrale Koordination von komplexen Aufgaben.

Eine Grundidee von Industrie 4.0 ist die Vernetzung autarker Automatisierungskomponenten und -module, die sich selbstständig in einen veränderbaren Kontext einbinden. Diesen Ansatz können Maschinenhersteller mit dem in den Antrieben integrierten Motion-Logic-System nach IEC 61131-3 schnell umsetzen. Es koordiniert bis zu neun IndraDrive Mi als Slaves in Echtzeit. Damit realisieren Maschinenhersteller komplexe Teilfunktionen von Maschinen einfach und unabhängig von der übergeordneten Steuerung.

Das Open Core Interface for Drives gestattet darüber hinaus den direkten Zugriff auf alle Antriebsparameter über Hochsprachenbasierte Anwendungen auf externen Geräten wie PCs. An Stelle von eigens anzufertigenden SPS-Programmen reichen beispielsweise Makros der gängigen Tabellenkalkulationsprogramme aus, um Antriebsdaten wie den Energieverbrauch direkt abzurufen und auszuwerten.



Weitere Informationen:
Bosch Rexroth Schweiz AG
www.boschrexroth.ch