»Es gibt noch viel zu tun«

Steuerungen - Drei Schlüsseltechnologien fallen in die Steuerungstechnik: Die Kommunikation über Telecontrol, das genaue und schnelle Regeln von Temperaturen und last not least die Antriebstechnik - in Motion Control wird weitere Software und Hardware entwickelt.

15. November 2005

Der Begriff ›Telecontrol‹ wurde in den letzten 15 Jahren wesentlich von Matsushita/Panasonic geprägt. Das Unternehmen zählt zu den Pionieren, die mit kleinen Steuerungen Ferndiagnose, Fernprogrammierung und Überwachung ausführen. Das heißt, automatische Alarmmeldungen werden per Telefon ohne eine vorherige Abfrage der Zentrale versendet. Traditionell war hier das Analogmodem als erstes im Einsatz. Über vorhandene Telefonleitungen wurde die Verbindung aufgenommen. Auch heute ist das noch eine weit verbreitete Lösung. An Orten, die nicht mit Telefonleitungen vernetzt sind, wird auch heute noch die GSM-Verbindung gewählt. Mit der neuen GPRS-Technik bietet Panasonic als erster eine Lösung, die sowohl die SPS-Kommunikation als auch die Übertragungswege, Server und die nötige schnelle visuelle Anzeige und Bedienung vor Ort oder mobil einschließt. GPRS ist die Abkürzung für General Package Radio Service. GPRS bezeichnet die Technologie für den Internetzugang über Mobilfunk. Dabei sind Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 115 Kbps möglich. Eine Kosten­ersparnis für den Anwender für die tägliche Datenübertragung ist ein zusätzlicher Vorteil dieser neuen Methode. Die Höhe der Preise für die Datenübertragung wird vom tatsächlich übertragenen Datenvolumen bestimmt.

Möglichkeit Ethernet

Sehr schnell hat sich Ethernet einen Platz geschaffen, meist in Form von Intranetanwendungen. Neben der Kommunikation mit der Steuerung, bietet Ethernet noch weitere Möglichkeiten. Durch den Einsatz von Web-Servern kann man mit einem Browser, der auf jedem Computer installiert ist, Bilder und Daten der Anlage einsehen sowie steuern und verändern. Der FP-Web-Server von Panasonic bietet also eine Vielzahl ungeahnter SPS-Möglichkeiten, z.B. Intranet-Zugriff, E-Mail senden und empfangen, IEC-60870-Standardprotokoll oder programmieren über Ethernetverbindung. Industrial Ethernet ist das Schlagwort in der Automatisierungstechnik. Obwohl es lange kein Industrial Ethernet gab, wurde damit geworben. Das erste standardisierte Protokoll unter Ethernet war dann Modbus-TCP. Panasonic setzt auf Modbus-TCP und bietet hier erste Produkte an. Immer mehr Maschinenhersteller nutzen heute die Möglichkeit, die Maschinen und Anlagen über vorhandene Kommunikationseinrichtungen anzusprechen.

Datenkontakt zur Maschine

Die Aufgaben und Ziele sind vielfältig. Die Fabriken können ihre Produktion oder Anlagen überwachen und steuern und das von einer Zentrale aus, mit gesammelten Daten und Informationen. Aber auch Maschinen- und Anlagenhersteller können mit der Produktionsmaschine Kontakt aufnehmen und Probleme sofort vom Büro aus analysieren und lösen. Wichtig ist hier, dass die Produkte für die Kommunikation zum einen zur Steuerung passen und keine arbeitsintensiven Anpassungen nötig sind. Zum anderen sollen diese Produkte aber auch industrietauglich sein und genauso zuverlässig arbeiten wie man es von einer SPS gewohnt ist. Die von Panasonic angebotenen und getesteten Produkte für fast alle Medien erfüllen diese Kriterien. Fertig programmierte Funktionsbausteine ersparen sogar das Programmieren und Anlernen von speziellen Kenntnissen, z.B. Telefon-Standards

Temperaturen steuern

Ein anderes Gebiet ist das Steuern und Regeln von Temperaturen, z.B. in der Produktion von Kunststoffen, bei der Herstellung von Verpackungen, Lebensmitteln. Hier gibt es noch viele Verbesserungsmöglichkeiten bei der Regelgenauigkeit, der Geschwindigkeit und auch beim Fahren von Temperaturprofilen, wie z.B. bei der IC-Herstellung. Zum Thema Temperatursteuerung kann man einfach sagen: Je schneller und genauer die Regelung der Temperatur funktioniert, desto besser wird das Produkt oder desto schöner sieht die Verpackung aus. Hier gibt es die unterschiedlichsten Anforderungen, die jeweils für sich optimale Regelungsalgorithmen und Techniken erfordern. Ein großer Weintank mit mehreren tausend Litern z.?B. hat eine sehr träge Masse, mit einer langsamen Reaktionszeit. Das Spritzen von kleinen Kunststoffteilen dagegen erfordert extrem schnelle Reaktionszeiten um Spritzgussfehler zu verhindern. Die Temperaturregler der KT-Serie eignen sich zum Beispiel für eigenständige Aufgaben. Da alle Arten von Temperatursensoren angeschlossen werden können, gibt es hier vielfältige Möglichkeiten. Bei Maschinen mit vielen Temperatureingängen und komplexen Anforderungen gibt es eine Reihe von Steuerungen, die mit Temperaturmodulen ausgestattet sind und die zusätzlich noch Steuerfunktionen der Maschine übernehmen können. Durch die Programmierung gemäß IEC 61131-3 gibt es auch hier wieder eine Reihe von Vorteilen, wie z.B. das Wiederverwenden von fertigen Lösungen. Spezielle Steuerungsprodukte, z.B. zum besseren Folienschweißen oder spezielle Programmiertechniken mit Interrupts, die schnellste Reaktionszeiten ermöglichen, sind weitere Beispiele aus dem großen Angebot zum Temperaturregeln.

Bewegung im Spiel

In der Antriebstechnik - auch Motion Control genannt - hat sich viel verändert im Zuge der Software-Einführung. In der Produktion sind immer Bewegung und Transport mit im Spiel. In der Vergangenheit wurden hier Maschinen und Anlagen mechanisch aufgebaut. Das hat sich geändert und es wird sich auch noch einiges tun. Unsere neuen Systeme basieren auf elektronisch geregelten Servoantrieben. Panasonic bietet hier ein Konzept, das aus drei Komponenten besteht, die in sich zusammenpassen. Zum einen die Servoantriebe mit den dazugehörigen Motoren, die einen Leistungsbereich von 30W bis 5kW abdecken. Angesteuert werden diese von unseren speicherprogrammierbaren Steuerungen, programmiert gemäß IEC-61131-3-Software. Eine Besonderheit sind die fertig programmierten Funktionsbausteine, die in einer Bibliothek zusammengestellt sind. Der Anwender erspart sich das Programmieren und Testen der SPS-Software für die Bewegungsabläufe. Zusätzlich ist diese Bibliothek gemäß den Vorgaben der PLCopen programmiert, geprüft und ausgezeichnet mit dem PLCopen-Motion Control-Zertifikat. Während die alten, mechanischen Aufbauten noch sehr kosten- und zeitintensiv waren, gibt es bei den elektronisch geregelten Lösungen einige Vorteile. Weniger Hardware, mehr Software, das heißt auch weniger Teile, die gewartet werden müssen und die defekt werden können. Einmal verfügbare Software kann wieder verwendet werden, das heißt Zeit­ersparnis bei neuen Anwendungen und darüber hinaus kann ein Firmenstandard geschaffen werden, der auch Hardware-unabhängig funktioniert mit den PLC­open-Motion-Control-Bausteinen. Es gibt nachweislich wesentlich weniger Stillstandszeiten, und auch das Umstellen auf andere Produkte in der Produktion geht wesentlich schneller.

Ralf Wohlschläger,

Panasonic Electric Works

Erschienen in Ausgabe: 08/2005