Bei der Neukonzeption einer Keilzinkenmaschine sorgte das zentrale Konzept für übersichtliche Softwarestrukturen, Fernwartung und gute Integrationsmöglichkeiten in vorhandene Automatisierungsumgebungen.
Moderne dezentrale Steuerungs- und Antriebskonzepte lassen sich häufig nicht ohne Probleme umsetzen. Dass es auch noch anders geht, beweist eine Anwendung aus der Holzbearbeitung, die sich auch auf andere Maschinenbaubereiche übertragen lässt: Bei der Neukonzeption einer Keilzinkenmaschine setzte die Howial GmbH in Reiskirchen in der Nähe von Gießen nämlich auf dezentrale Hardware, aber zentralisierte Intelligenz und einen schnellen LWL-Bus für die an den Verstellachsen eingesetzten Servoantriebe. Beim automatischen Fräsen der Zinken kommt es auf höchste Präzision an. Gleichzeitig legen die Holzmaschinenspezialisten bei ihren Maschinen großen Wert auf Leistungsfähigkeit, zuverlässige Funktion auch unter rauen Umgebungsbedingungen, Flexibilität und eine einfache Bedienbarkeit der Anlagen. Der neueste Maschinentyp HVP-26 liefert dafür ein gutes Beispiel. Die vollautomatische Kompaktanlage verarbeitet Massivholz und verleimtes Konstruktionsholz mit einer Breite bis 320 mm, einer Dicke bis 180 mm und mit Eingangslängen zwischen 700 und 6000 mm. Die Fertiglängen sind beliebig programmierbar, bei Dimensionswechsel stellt sich die Maschine automatisch um. Präzise regelbare Servoantriebe an allen fünf Verstellachsen gewährleisten kurze Umrüstzeiten.
Geschäftsführer Alfred Hofmann erinnert sich: „Als wir ein Steuerungs- und Antriebskonzept suchten, wurde uns schnell klar, dass wir eine Grundsatzentscheidung treffen mussten zwischen entweder einem Anbieter, bei dem für Logik und Motion verschiedene Technologien eingesetzt sind, oder einem Anbieter mit integriertem Motion-Konzept. Die GE Fanuc Automation GmbH aus Darmstadt überzeugte uns mit dem integrierten PAC-Motion Konzept.“ Steuerung und Motion sind bei diesem neuen Konzept technologisch nicht getrennt. Der Maschinenbauer muss sich nicht mit unterschiedlichen Tools beschäftigen, nicht die Kommunikation zwischen zwei verschiedenartigen Systemen sicherstellen und keine Anpassungsprobleme lösen. Das neue GE-Fanuc-Konzept integriert die Motionlösung in die Steuerung. Motion und Logik bilden damit eine Einheit; der gleiche Ansprechpartner ist für beide Bereiche zuständig.
Damit unterscheidet es sich von den sonst üblichen SPS- und Profibusbasierten Servosystemen, die Servoverstärker mit integrierter Intelligenz verlangen, um die über den Bus empfangenen Befehle umsetzen zu können. Stattdessen setzt das Konzept auf einfache Hardware und zentralisierte Software. Die an den Servoachsen eingesetzten Verstärker sind reine Leistungsteile. Über einen schnellen Lichtwellenleiterbus sind sie mit der PACSystems-Steuerung RX3i verbunden. Die Software ProficyTM-Machine Edition hat sich als universelle Entwicklungsumgebung zum Programmieren, Konfigurieren und Diagnose schon in Applikationsbereichen bewährt
„Während der Maschinenentwicklung waren wir überrascht, wie schnell der Umstieg vonstatten ging“, erzählt Hofmann. „Notwendige Konvertierungen konnten wir quasi im Alleingang realisieren, lediglich punktuell mussten wir vom Unterstützungsangebot des Herstellers Gebrauch machen.“ Die Software überzeugte vor allem durch einfache Programmierung trotz großem Leistungsumfang. Sie bietet zahlreiche Tools und ist einfach zu bedienen. Die Zeitersparnis, die sich dadurch für das Programmieren und Konfigurieren der neuen Keilzinkmaschine ergab, betrug immerhin etwa 50 % der Zeitspanne, die sonst üblicherweise für solche Arbeiten veranschlagt werden muss. Dabei sind natürlich alle für die Servoantriebe notwendigen Programmierungen berücksichtigt, da diese ja ebenfalls zentral in der Steuerung vorgenommen und hinterlegt werden.
„Ähnliche Einsparungen erzielten wir auch bei der Hardware-Installation“, ergänzt Hofmann. Die Verstärker sind für alle fünf Achsen einheitlich und lassen sich einfach und zügig verdrahten. Den Glasfaser-Lichtleiterbus kann jeder Betriebselektriker problemlos anschließen. Einstellungen oder Programmierungen an den Verstärkern sind ja durch die in der Steuerung zentralisierte Software nicht notwendig. Während des Betriebes werden über die Glasfaserverbindung alle Befehle der in der Steuerung integrierten Motion Controller an die Verstärker und somit an die an den Verstellachsen angebrachten Servos übertragen.
Die neuen Keilzinkmaschinen sind seit einem Jahr auf dem Markt und haben sich bei etlichen Anwendern bewährt. Dabei konnten sie auch durch ihre Zuverlässigkeit punkten. Dazu hat sicherlich auch das neue Konzept beigetragen. Schließlich ist der sonst übliche Einsatz von Leistungs- und Steuerungselektronik im gleichen Gerät nicht immer unkritisch. Immerhin sind bei größeren Antrieben Spannungen von 400 V im Spiel. „Durch eine 30jährige Verfügbarkeit bei den Verstärkern können wir unseren Kunden hohe Maschinenverfügbarkeiten garantieren“, fasst Hofmann zusammen.
Im Falle eines Falles ist aber auch ein Austausch einfach. Braucht man einen neuen Verstärker, stehen die für die jeweilige Achse relevanten Einstellungen und Daten ja in der zentralen Software zur Verfügung. Nur die Hardware muss getauscht werden und ist sofort nach Montage und Anschluss wieder funktionsmäßig. Bei anderen Konzepten kennen Anwender dagegen oft das „Versions-Dilemma“: Die nagelneue Software des Austausch-Verstärkers passt nicht immer sofort zu der auf der Steuerung installierten, eventuell älteren Softwareversion.
„Ein weiteres Argument, das für die in der Steuerung zentralisierte Software spricht, war für uns die Möglichkeit zu einer umfassenden, dennoch aber einfach realisierbaren Fernwartung“, so Hofmann. Über ein Ethernetmodul ist die Steuerung mit einem Router und einem digitalen Telefonanschluss verbunden. Via Internet kann so der Servicetechniker vom Schreibtisch in Reiskirchen aus schnell und vor allem umfassend auf jede Maschine zugreifen. Eine Diagnose ist dabei bis zum Antrieb möglich, da ja alle dafür notwendigen Informationen in der Steuerung abrufbar sind. Das Bedienpanel kommuniziert ebenfalls über eine Ethernet-Schnittstelle mit der Steuerung.
Ellen-Christine Reiff Fachjournalistin, Stutensee
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