Motion Control steht als Synonym für intelligente Mechatronik-Systeme. „Mehr machbar mit Modulen“ lautet der Slogan der Anbieter. Doch die Software-Lösungen basieren noch auf unterschiedlichen Plattformen und funktionieren nur innerhalb ihrer Umgebung.
Von unserem Redaktionsmitglied Werner Möller – ia-redaktion@t-online.de
PC-basierte Technik schätzt der Maschinenbauer inzwischen. Einerseits lassen sich damit durchgängige Lösungen realisieren, andererseits erhält der Anwender gleichzeitig Motion Control, SPS-Funktionalität und Technologiefunktionen auf einer PC-Plattform. All das lässt sich unter Windows-Betriebssystemen bedienen. Hierauf zielt auch Simotion, die neue Motion-Control-Steuerung der Siemens AG, Bereich A&D, Nürnberg (Halle 9, Stand D06). Sie soll die Lücke schließen zwischen Simatic und Sinumerik in der Bewegungssteuerung. „Das neue System eignet sich vor allem für Maschinenbauer von Serienmaschinen“, sagt Georg Trummer. „Mit Simotion soll die kostspielige Integration von Antrieb und Steuerung unterschiedlicher Hersteller entfallen“, nennt der Siemens-Entwicklungsleiter Produktionsmaschinen den Vorteil. Ohne Brüche integriert die Software Steuerungs-, Antriebs- und Technologiefunktionen in einem System. Eine Maschine mit Servoantrieben steuert Simotion komplett. Dabei bearbeitet ein Controller alle Eingangs- und Ausgangssignale und steuert die Bewegung der Servoantriebe. Die Anbindung an die Prozess-Signale erfolgt über den Profibus-DP.
Maschinen mit zwei oder mehreren Segmenten lassen sich von einem PC und als eigenständiges Modul – ebenfalls mit mehreren Servoantrieben und dezentraler Peripherie – von einem Simotion-Controller oder einer S7-SPS steuern. „Die Systeme und die Servoantriebe werden über den Profibus-DP für Motion Control synchronisiert, bedient wird über den PC“, erläutert Trummer das Konzept.
Alle Simotion-Engineering-Tools sind in in dem Modul Scout integriert. Das Tool Motion Control Chart (MCC) ermöglicht einfaches Programmieren in Form eines Ablaufplanes und eignet sich vor allem, Maschinensequenzen zu testen und zu dokumentieren. Mit dem grafischen Kurvenscheibeneditor Cam Tool lassen sich Kurvenscheiben einfach konfigurieren, indem Stützpunkte eingegeben und das Übergangsverhaltens zwischen diesen Punkten festgelegt wird. Neben der Kurve, also dem Weg, können auch Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck dargestellt werden. Durch Verschieben der Stützpunkte mit der Maus lässt sich die Kurve dann solange verändern, bis die optimalen Werte für die Kurvenbewegung erreicht sind.
Programmiersprachen werden bei Simotion den Angaben zufolge 100% konform zur Norm IEC 1131-3 realisiert. „Wir haben mit Structured Text begonnen“, meint Georg Trummer, „da diese Sprache für die Formulierung von Motion Control, PLC und weiterer Technologien sowie für die Erstellung eigener Bibliotheken sehr gut geeignet ist. Daneben bieten wir auch Funktionsbausteine für Single Axis, wie sie in PLCopen for Motion Control definiert sind.“
Twin-CAT von Beckhoff Industrie Elektronik GmbH in Verl (Halle 9, Stand F06 ) ist eine Allrounder-Automatisierungssoftware und nicht nur für Motion Control geeignet. Hans Beckhoff versteht deshalb auch nicht, warum Siemens für die Anforderungen der Anwender mit Simatic, Simotion und Sinumeric gleich drei verschiedene Richtungen benötigt. „Sämtliche Funktionen werden heute in Form von Software auf universeller Hardware geliefert“, so der Geschäftsführer, „und mit Twin-CAT bieten wir ohne Systembruch das Spektrum von der Klein-SPS bis zur High-End-CNC.“
Software ist der entscheidende Faktor, um Maschinen und Anlagen modulartig ausbauen zu können, da sind sich beide Anbieter einig. Bereits einmal erstellte Software lässt sich wiederverwenden, und Technologiefunktionen sind rasch in Programme eingebunden. Twin-CAT substituiert mit intelligenten Antrieben sogar komplizierte Mechaniken. Fliegende Säge heißt ein Verfahren, bei dem während des Positionierens das Ziel gewechselt wird. Genutzt wird diese Funktion etwa beim Einlagern von Materialien und Werkstücken, wenn das System erkennt, dass etwa der Lagerplatz belegt ist. Dann synchronisiert die Soft-SPS die schon fahrenden Achsen an einen neuen freien Ort. Eine weitere Funktion ist die Streckenkompensation. Sie ist für Antriebe an Förderbändern konzipiert und führt bei Geschwindigkeitsänderungen im Warenfluss dennoch die Produkte aus unterschiedlichen Richtungen an einem Punkt zusammen, zentral gesteuert von Twin-CAT aus. Programmiert wird in IEC 6113 als Bestandteil der Software.
Mit der Kinetix-Philosophie im Rahmen seiner Complete-Automation-Strategie geht Rockwell Automation, Haan, (Halle11, Stand C60) einen Schritt hin zu einer vollständigen Motion- Integration in die Steuerungswelt. Für den US-Marktführer spielt dabei wie beim Wettbewerb nicht die Integration von SPS-Funktionen in die Servoantriebe oder die Integration spezieller Motion Controller eine Rolle. Vielmehr steht das System als Ganzes im Vordergrund. „Wir wollen nicht einzelne Systeme wie Motion oder SPS ständig verbessern“, bekräftigt Motion-Control-Spezialist Dirk Weber den Ansatz „es liegt uns vor allem in der konsequenten Zusammenführung beider Systeme.“ Erst damit entfalle der hohe Aufwand für das reibungslose Zusammenspiel zweier unterschiedlicher Systeme, so der Antriebsexperte bei Rockwell Automation. Deshalb übernimmt die SPS-Steuerung den zentralen Part in der gesamten Maschinenumgebung.
In klassischen Automatisie-rungssystemen besteht oft noch eine klare Trennung zwischen SPS und Motion-Steuerung. Das kann Probleme bei der Kommunikation der Systeme, der Datenübergabe und mit verschiedenen Programmierumgebungen mit sich bringen. Speziell die Synchronisation der Servoachsen und die gleichzeitige Einbindung in die SPS stellen bei Maschinen mit oft bis zu 20 Antrieben höchste Anforderungen an die Kommunikations-Performance. Hier soll das Integrated-Motion-Konzept Kinetix von Rockwell das notwendige Engineering eliminieren. Das bringt laut Dirk Weber „Einsparungen gegenüber Hybridsteuerungssystemen von bis zu 40 Prozent“.
Mehr machbar mit Modulen: Experten setzen auf Teamwork
Die Stein Expertenpool GmbH (ST.E.P.), VS-Schwenningen, präsentiert in Halle 16, Stand 14 mit Simultaneous Engineering eine komplett funktionsfähige Montageanlage aus standardisierten Modulen mit völlig verschiedenen Arbeitsinhalten. Die einzelnen Elemente für Mechanik, Pneumatik, Elektrik, Steuerung und Software wurden jeweils bei Spezialisten hergestellt und getestet. Durch vereinheitlichte Schnittstellen sollen sich die Module innerhalb kürzester Zeit zusammenfügen lassen, heißt es. Die Vorteile: Der Kunde erhält schnell ein komplettes und funktionsfähiges Montagesystem, hat dabei aber einen zentralen und verantwortlichen Ansprechpartner.
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