Erfolg durch Integration

SWP Antriebstechnik

Systeme – Über sein SystemOne CM spricht LTi vom kompaktesten Automatisierungssystem seiner Leistungsklasse am Markt. Es besteht aus SPS, zentraler Leistungsversorgung, der Safety-Steuerung sowie Mehrachsreglern und ist um 40 Prozent kompakter als marktübliche Systeme.

22. Juli 2014

Am Anfang stand bei LTi vor sechs Jahren der Antriebsregler ServoOne, der gleich auf High-Performance-Anwendungen ausgerichtet war. »Mit diesem Produkt waren wir sehr erfolgreich und das mündet jetzt in unser neues System«, sagt Joachim Albach, Leiter des Produktmanagements. LTi wollte die hohe Performance des ServoOne weiterführen, nur mit deutlich geringerem Materialeinsatz und Kosten sowie mit verbesserten Einkaufskonditionen für den Kunden. »Das Kernprinzip, um dies zu erreichen, heißt Integration. Nur so konnten wir kompakter und kostengünstiger werden, ohne an Leistungsfähigkeit zu verlieren«.

Eine wichtige Komponente ist das Mehrachs-Antriebssystem mit zentraler Netzeinspeisung und Mehrachsreglern. »Wie nur wenige haben wir Doppelachs- und vor allem auch Dreiachsregler im Programm. Gerade mit Letzteren können wir das System verschlanken und kompakt aufbauen«, betont Albach. So ein Dreiachsregler nutzt ein einziges Gehäuse, ein Schaltnetzteil und eine Steuerelektronik. »Zudem setzen wir ein gemischt analog-digitales ASIC ein mit eigenem Rechnerkern. Ein Dreiachsregler besitzt drei ASICs, damit wächst die Rechenleistung mit der Anzahl der Achsen pro Achsregler«. So ein Dreiachsregler hat also keine Einbußen in der Performance.

»Oft werden in Wettbewerbsprodukten mehrere Achsen mit einem Mikrocontroller geregelt, sodass dann bei einem Zweiachsregler die Regelung langsamer läuft als bei einem Einachsregler«, erklärt Joachim Albach. »Das ist bei unserem System nicht so. Mit unserem Dreiachsregler können wir sogar High-End-Anwendungen in einer Werkzeugmaschine problemlos umsetzen«.

Gekoppelte Versorgung

Viel Entwicklungsaufwand hat LTi auch auf die integrierte Versorgungseinheit gelegt. Diese versorgt zum einen die Achsen mit Leistung, zum anderen kann sie optional mit einem 500-Watt-Schaltnetzteil für die 24-Volt-Hilfsspannungsversorgung des Systems ausgestattet werden. Leistung und 24 Volt werden über ein spezielles Schienensystem im Achsverbund verteilt. »Auf diese Weise lassen sich bis zu 27 Achsen mit einer Versorgungseinheit verbinden«, stellt Joachim Albach heraus.

Das System ist mit dieser eigenen Versorgung völlig autark. »Ein großer Vorteil ist, dass dieses Schaltnetzteil doppelt gespeist wird. Normalerweise wird es aus dem Versorgungsnetz versorgt, dadurch läuft das ganze System darüber – zuerst nur die Steuerung und wenn diese ordnungsgemäß läuft, wird die Leistung zugeschaltet«, sagt Albach. »Und wenn das Versorgungsnetz ausfällt, haben wir noch die Energie im Zwischenkreis, die das gesamte Automatisierungssystem weiter am Leben erhält, ohne dass eine USV erforderlich ist«. Diese technische Maßnahme spare Platz und Kosten für Anschaffung und Wartung.

Das SystemOne CM ist für den Einsatz im Schaltschrank konzipiert worden. Es beinhaltet eine komplette Maschinensteuerung, inklusive SPS, Motion-Control und Synchronfunktionalität. Es ist für einfache Abläufe genau so geeignet wie für komplexere und solche, die mehr Dynamik erfordern.

In einer Beispielanwendung kooperieren drei Sekundärteile eines Linearmotors miteinander, auf jedem sitzt ein Torque-Motor mit je drei Standard-Servomotoren, die sich zudem schwenken lassen. Dieser komplizierte Aufbau kann auf vielfältige Weise sehr dynamisch miteinander agieren und alles basiert ausschließlich auf dem SystemOne CM. Die Kommunikation läuft über EtherCAT, so lassen sich laut Albach auch hohe Anforderungen an Präzision sehr leicht realisieren, auch bei rasender Geschwindigkeit. »Das gilt besonders für Verpackungsmaschinen mit ihrem hohen Bedarf an Synchronität«.

LTi möchte Maschinen sicher machen und hat aus diesem Grund eine Safety Steuerung in die normale Maschinensteuerung integriert. »Hier bekommt der Kunde zwei Geräte in einem und spart entsprechend Kosten ein«, erläutert der Produktmanager. »Zudem benutzen die beiden Steuerungen einen gemeinsamen Datenpool, es gibt also keine redundanten Informationen. So kann zum Beispiel der funktionale Teil Wegnormierungen einfach vom sicheren Teil übernehmen und man muss die Werte nur einmal einstellen - das ist einfaches Engineering.«

Ganz neu hat LTi auch eine Einkabellösung ins Programm aufgenommen. »Eine einzige Leitung überträgt hier Geberinformationen und Leistung gleichzeitig«, erklärt Albach. »Damit folgen wir einem Trend, den viele Kunden nachfragen und der die Installation sehr vereinfacht«.

Kompakt und leistungsstark

Der Anwendungsfokus des SystemOne CM liegt für LTi auf Serienmaschinen für Verpackung, Textilien oder Holzverarbeitung und sehr stark auf Werkzeugmaschinen. Als Alleinstellungsmerkmale nennt Joachim Albach Kompaktheit und Performance. »Alles, was für die Regelungstechnik benötigt wird, inklusive Auswertung von Gebern und Motorstrom, Modulation und Rechnerkern, ist auf kleinster Fläche in unserem ASIC konzentriert. So lassen sich analoge Informationen sehr rauscharm generieren – und das mit minimalem Materialaufwand«.

LTi kann die typischen Anforderungen eines Maschinenbauers an Automatisierungstechnik realisieren: kleiner, günstiger, sicher, mehr Ausstoß und das bei höherer Qualität. »Wir holen mit dem SystemOne CM das Maximum aus der Maschinenmechanik unserer Kunden heraus«, freut sich der Leiter Produktmanagement bei LTi.

SystemOne CM braucht sich laut Joachim Albach auch vor dem Mega-Stechwort Industrie 4.0 nicht zu fürchten. Vor allem die Motion-Control-Funktionalität in der Steuerung erfüllt mit ihren Bibliotheken für Synchronfunktionen, Robotik oder CNC alle Anforderungen vernetzter Produktionsstrukturen. »Wir führen auf einer Hardwareplattform mehrere Welten flexibel zusammen«, erklärt er. »Bei einer Werkzeugmaschine zum Beispiel können in einer einzigen Steuerung gleichzeitig ein CNC-Paket und ein Handhabungsprozess ablaufen. Das geht mit dem Robotik-Paket auch bei komplexen Kinematiken wie einem Knickarm-Roboter– und ist ganz im Geiste von Industrie 4.0«, schließt der Produktmanager.

Erschienen in Ausgabe: 04/2014