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<H1>www.aud24.net : H. Claussnitzer: "Intelligente Servoantriebe"</H1>
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Redaktion
> <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD>
<TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>19.11.2001</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailFirma ID=topSpace>Parker Hannifin GmbH EMD Hauser:</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailTitel>H. Claussnitzer: "Intelligente Servoantriebe"</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailSubtitel>Automatisierung von Glasbiegemaschienen mit intelligenten Antrieben</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailContent>In kontinuierlich laufenden Glasbiegemaschinen müssen die Geschwindigkeiten der Transportrollen und der Stellbewegungen in den Arbeitsstationen exakt aufeinander abgestimmt sein. Für den Antrieb eignen sich vorteilhaft dezentrale, intelligente Servoantriebe. Die damit ausgerüsteten modularen Glasbiegemaschinen arbeiten auch bei hohen Geschwindigkeiten sehr genau. Sie sind kurzfristig und einfach umrüstbar, somit ist die Möglichkeit eröffnet, dem Maschinen- und Anlagenbauer einfach zu integrierende, mechatronische Einheiten anzubieten, die den Modulgedanken konsequent umsetzen. Der intelligente, dezentrale Antriebsregler übernimmt eigenständig Aufgaben zur Bewegungsteuerung.<BR><BR>Synchronisierte und koordinierte Bewegungen<BR><BR>In der Gebäudetechnik und im Fahrzeugbau benötigt man gebogene Glasscheiben. In einem kontinuierlichen Ablauf werden dazu ebene Glasscheiben in einem Temperofen erwärmt, auf schwenkenden Rollenbahnen gebogen und abschließend mit Luft abgekühlt (Abb. 1). Um Glasscheiben fehlerfrei zu biegen, müssen die Durchlaufgeschwindigkeiten der Arbeitsstationen in der Glasbiegemaschine exakt synchronisiert werden. Auf den einzelnen Stationen zum Biegen und Abkühlen müssen zudem mehrere Stellantriebe in Abhängigkeit vom Durchlaufantrieb unterschiedliche Vorrichtungen bewegen. Dabei müssen verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse und Bewegungsprofile realisierbar sein. Um Glasscheiben in kleinen Losgrößen biegen zu können, sollen die Glasbiegemaschinen flexibel und kurzfristig umrüstbar sein. Diesen Anforderungen entsprechen vor allem dezentrale, intelligente Servoantriebe.<BR><BR>Dezentralisierte Bewegungsfunktionen<BR><BR>Für die insgesamt 21 Bewegungsachsen im vorliegenden Anwendungsbeispiel hat das Konzept mit dezentralen, intelligenten Servoantrieben wesentliche Vorteile. Die intelligenten Antriebe ‚Compax3‘ von Parker Hannifin/EMD Hauser verfügen über zahlreiche Steuerungsund Technologiefunktionen, welche die einzelnen Module autark arbeiten lassen. Im Modulverbund übernimmt ein Antrieb die Bewegungssteuerung für den jeweiligen Teil der Anlage. Das entlastet die zentrale SPS zum einen von rechenintensiven Vorgängen, zum anderen lassen sich die SPS-Programme wesentlich einfacher erstellen. Die Aufgabenteilung zwischen der zentralen SPS und den dezentralen Servosteuerungen sorgt für übersichtliche Programmierung und Optimierung der rasch ablaufenden, zeitkritischen Bewegungsabläufe. Dies bewältigen die Compax3-Antriebe ohne prozesstechnisch kritisches Überschwingen - bei minimiertem Ruckverhalten. Um die Einzelantriebe exakt zu koordinieren, kommunizieren die zentrale SPS und die 21 dezentralen Servosteuerungen über einen Profibus-DP. Compax3 integriert eine DriveCom- kompatible Zustandsmaschine. Dem Anwender stehen neben dem Profibus weitere Busstandards zur Verfügung - InterBus-S, CANopen oder Device-Net. In Verbindung mit einem Visualisierungssystem dient die zentrale SPS damit ausschließlich zum Überwachen und Steuern des Gesamtprozesses. Überwachung und Steuerung der abhängigen Stellantriebe in den einzelnen Arbeitsstationen übernehmen die Compax3-Antriebe. Die bewährten mechanischen Antriebskonzepte mit Königswelle sind erst mit Realisierung der Synchronisation der einzelnen Antriebe über echtzeitfähige Bussysteme ersetzbar geworden. Damit wurde schnelle Umrüstung und Erweiterbarkeit realisierbar, was bei rein mechanischer Steuerung größere Umbauten und Investitionen bedeutete. Parker Hannifin/EMD Hauser bietet mit ‚HEDA‘ einen echtzeitfähigen Bewegungsbus an; innerhalb einer Arbeitsstation werden die Antriebe auf den Master- Antrieb über HEDA synchronisiert.<BR><BR>Beliebige Bewegungsprofile<BR><BR>Zur präzisen Abstimmung der Bewegungen innerhalb einer Arbeitsstation, z.B. beim Schwenken der Biegeeinrichtung in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Glasscheibe, integrieren die intelligenten Antriebe auch spezielle Technologiefunktionen. Damit können stufenlose Getriebeübersetzungen und nahezu beliebige Bewegungsabläufe der Stellantriebe in Abhängigkeit vom Durchlaufantrieb realisiert werden. Dies ermöglicht einfache exakte Anpassung der Glasbiegemaschine an das geforderte Verfahren. Alle Bewegungsabläufe werden in den intelligenten Servoantrieben gespeichert. Diese werden von der zentralen SPS direkt aufgerufen. Damit ist die gesamte Glasbiegemaschine kurzfristig umrüstbar.<BR><BR>Wirtschaftlichkeit und Flexibilität<BR><BR>Dezentrale Systeme vereinfachen durch ihren modularen Charakter den gesamten Prozess der Konstruktion, Planung und Inbetriebnahme. Die Anlagenstruktur bleibt durch die logische Zuordnung der Bewegung zur entsprechenden Funktionseinheit einfach und übersichtlich. Maschinen werden auf diese Weise Modul für Modul gefertigt, getestet und können zeitgleich bereits in Betrieb genommen werden. Der Compax3 lässt sich auf alle Applikationen exakt anpassen. Der Anwender installiert lediglich die jeweils benötigen Funktionen und minimiert damit den Aufwand erheblich. Im Normalfall sind die integrierten Standardfunktionen, wie z.B. ‚dynamisches Positionieren‘, die Änderung der Zielposition während der Bewegung, völlig ausreichend. Werden jedoch besondere Funktionen, z.B. eine elektronische Kurvenscheibe, gefordert, lässt sich dies über zusätzliche Softwaremodule verwirklichen. Von großer Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit ist die Bauform und die Größe des Gerätes. Compax3 konnte sehr kompakt gehalten werden. Es können kleinere, preiswertere Schaltschränke eingesetzt werden. Bei Compax3 befinden sich alle Anschlüsse auf der Frontseite, damit kann sogar vollständig auf Schaltschränke verzichtet werden. Der Compax3-Servoantrieb ist optional in Schutzklasse IP54 erhältlich und kann somit direkt in die Maschine integriert werden. Interne Netzfilter erlauben den Anschluss von Motorleitungen bis zu 10 Metern ohne zusätzliche Maßnahmen. So werden die Grenzwerte nach EN61800-3, Klasse A, erfüllt.<BR><BR>Offenheit und Transparenz und Sicherheit<BR><BR>Offenheit der Systeme, einfache Bedienbarkeit und Transparenz sind wichtige Voraussetzungen zur Realisierung moderner Maschinen. Dies alles gewährleisten die Systeme von Parker Hannifin/EMD Hauser durch moderne PC-Tools. Sämtliche Gerätekonfigurationen lassen sich per Standard-Schnittstelle übertragen. Alle Antriebe im Achsverbund sind ohne Umstecken direkt vom PC erreichbar. Als einer der ersten Antriebsregler unterstützt Compax3 die drahtlose Übertragung von Daten mittels Bluetooth. Diese sehr zuverlässige und sichere Schnittstelle findet in der Automatisierung schnell Verbreitung. Am PC vereinfacht die von vielen Anwendungen her bekannte und intuitiv zu erfassende Bedienoberfläche - unterstützt durch Wizards und Online-Hilfe - das Vorgeben und Ändern von Parametern. Das Paket Compax3-PCTool unterstützt Standards von Windows wie z.B. ActiveX zur vertikalen Kommunikation. Der ‚Compax3 Communication Server‘ ist eine ActiveX-Komponente. Diese kommuniziert über eine serielle PC-Schnittstelle mit dem Antrieb. Die ActiveX-Komponente kann als Plug-in-Baustein in die vom Anwender entwickelten Softwareapplikationen integriert werden. Auch in Glasbiegemaschinen kommt es auf hohe Sicherheit an. Unbedingt zu vermeiden sind unkontrollierte Bewegungen und nicht vom Bedienerpersonal eindeutig initiierte Bewegungsabläufe. Funktionen wie ‚Sicherer Halt‘ und ‚Schutz gegen Wiederanlauf‘ werden gewährleistet. Zusätzliche Sicherheit bietet die Zulassung gemäß internationaler und nationaler Normen.<BR><BR>Fazit<BR><BR>Die intelligenten Servoantriebe Compax3 haben gegenüber bisherigen Antriebskonzepten wesentliche Vorteile. Sie sorgen für exakt aufeinander abgestimmte Geschwindigkeitsprofile. Ihre über Profibus von der zentralen SPS wählbaren Bewegungsfunktionen entlasten die zentrale Steuerung von zeit- und rechenintensiven Programmabläufen. Das Programmieren der zentralen SPS und der einzelnen Servosteuerungen unabhängig voneinander ist wesentlich übersichtlicher und einfacher als ein zentrales komplexes SPS-Programm, welches auch die Antriebs- und Überwachungsfunktionen für, wie in vorliegendem Beispiel, 21 Vorschub und Stellachsen enthalten würde. Zudem lässt sich die Glasbiegemaschine mit diesem Antriebskonzept einfach und kurzfristig auf unterschiedliche Glasabmesssungen und Biegeradien umrüsten.<BR><BR>Abb. 1: Moderne Glasbiegemaschine<BR>Abb. 2: Software-Tools aus der PC-Welt erleichtern die Arbeit erheblich.</TD>
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<P><I>Diese Seite wurde am 22.09.2006, 13:55 Uhr aktualisiert</I></P>
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