Datenerfassung inklusive

Annette Horneber Technische Redakteurin bei Siemens, Nürnberg

Der Trend zur Individualisierung im Consumer-Bereich bestimmt längst auch die Produktion von niedrigpreisigen Artikeln. Voraussetzung für deren wirtschaftliche Herstellung in kleinen Stückzahlen sind flexible, möglichst einfach zu bedienende und in Stand zu haltende Werkzeuge. Laserschneider erfüllen diese Anforderungen in besonderem Maße. Sie lassen sich in ihrer Leistung an nahezu jedes Material anpassen, sie arbeiten berührungslos, nahezu verschleißfrei, sie kommen ohne Werkzeugwechsel und somit ohne Umrüstzeiten aus. Die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten allein im unteren Leistungsbereich bis 600 W überrascht. Einige Beispiele: Bei Textilien hat der Laserschnitt den Vorteil, dass durch gleichzeitiges „Verschweißen“ der Kanten die Gefahr des Ausfransens reduziert wird. Automobilhersteller schätzen beim Zuschnitt der Stoffe für Türverkleidungen und Sitzpolster die hohe Maßhaltigkeit, die aufgrund der Verschleißfreiheit gewährleistet ist. Selbst für geringste Schichtdicken, wie beispielsweise bei Folien oder Aufklebern , lässt sich der Laser so genau einstellen, dass nur das gewünschte Material, nicht aber die Unterlage durchtrennt oder perforiert wird.

Die Firma Eurolaser in Lüneburg hat sich auf CO2-Lasermaschinen zum Schneiden, Gravieren und Markieren spezialisiert. Durch die Kombination entsprechender Module lässt sich eine große Anzahl ganz verschiedener Anwendungen realisieren. Handyschutzfolien in vielen Varianten sind ein typisches Produkt für die Schneidemaschinen, Lasergravuren werden auf so unterschiedliche Produkte wie Fußballschuhe oder Schlüsselanhänger aufgebracht. Die Kernkompetenz von Eurolaser liegt in der Konstruktion und Auswahl optimaler Systemkomponenten für den Laserschneidprozess. Das Bewegungssystem stammt vom Schweizer Partnerunternehmen Zünd, dem Marktführer im Bereich der Flachbett Cutter.

Eurolaser ist ein expandierendes Unternehmen. Die Maschinen sind weltweit im Einsatz. Christian Ehlers (Research & Development) erzählt: „Die großen Entfernungen waren für unseren Service anfangs manchmal ein Problem. Wir konnten mit den Kunden am Telefon zwar viele Fragen zum Betriebszustand einer Maschine klären und meist helfen. Dennoch kam es vor, dass unser Servicetechniker vor Ort feststellen musste, dass „nur“ der Nothalt gedrückt war und die weite Reise eigentlich nicht nötig gewesen wäre. Solche unerfreulichen Einsätze wollten wir unbedingt vermeiden.“

Auf der Suche nach einer preisgünstigen Ferndiagnose-Möglichkeit kam Mücahit Acar (ebenfalls Research & Development) auf die Idee, dazu eine Steuerung des Typs Simatic S7-1200 zu nutzen. Sie wird hier nicht als Steuerung im eigentlichen Sinn verwendet; ihre Aufgabe besteht vielmehr darin, über die analogen und digitalen Eingänge Daten zu sammeln, aufzubereiten und auf einer selbst gestalteten Webseite zum Live-Monitoring zur Verfügung zu stellen. „Anfangs waren nur einfache Tabellen für unsere Service-Mitarbeiter vorgesehen. Wir erkannten aber sehr schnell, dass es durchaus sinnvoll ist, auch unseren Kunden Betriebsdaten zugänglich zu machen“, erklärt Ehlers. Die Idee des Watchdog war geboren. Heute wird jeder Laserschneider von Eurolaser mit einem Basic Controller der Reihe S7-1200 und Watchdog-Funktion ausgeliefert. „So vielseitig die Einsatzmöglichkeiten der Maschinen sind, so unterschiedlich sind auch die Umgebungen, in denen sie aufgestellt sind und die Qualifikation der Personen, die damit arbeiten“, erläutert Ehlers.

Die Maschinen seien robust und bedienerfreundlich. Der Laser als teuerstes Element stelle dennoch gewisse Anforderungen an Luftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur. Für die Wartungsintervalle des Lasers sei nicht nur die eigentliche Nutzungsdauer relevant, sondern auch die Zeit, in der die Maschine eingeschaltet und der Laser betriebsbereit gehalten wird. „Wir haben uns deshalb entschieden, sowohl die Betriebsstunden der Maschine als auch die Nutzungsdauer des Lasers, die Umgebungstemperatur und die Luftfeuchtigkeit mitzuschreiben und dem Kunden als Live-Monitoring zur Verfügung zu stellen“, so Ehlers.

Die Oberfläche des Watchdog wurde dafür übersichtlich gestaltet. Fehlermeldungen werden jetzt farbig angezeigt und können dem zuständigen Instandhalter per E-Mail zugesandt werden. Ehlers erläutert die Konfiguration: „Die Steuerung arbeitet im Firmennetz des Kunden prinzipiell als Subsystem. So ist der Zugriff auf den Webserver nur vom Firmen-PC aus möglich. Nur wenn der Zugriff für uns aktiv freigeschaltet wird, können auch wir die Daten auslesen und die Instandhaltung übernehmen oder unterstützen.“ Auch der schreibende Zugriff sei über den Webserver möglich. Der angesprochene Nothalt könne natürlich nur vor Ort quittiert werden. Aber allein die Tatsache, dass er erkannt wird, mache teure Reisen überflüssig.

Vor Ort an der Maschine können an jedem Firmen-PC Störungen angezeigt werden. Auch E-Mails zu Grenzwertüberschreitungen lassen sich konfigurieren und versenden. Ehlers weist auf einen weiteren Aspekt hin: „Das Verhältnis von Betriebsstunden der Maschine und Nutzungsdauer des Lasers kann Optimierungspotenzial im Betriebsablauf aufzeigen. Damit können wir unsere Kunden dabei unterstützen, die Maschinen ökonomischer zu betreiben.“ Der Kunde erkennt selbst, wann Instandhaltungsmaßnahmen anstehen und hat größere Planungssicherheit. Hat der Kunde mehrere Maschinen des Herstellers im Einsatz, liefere der Watchdog belastbare Vergleichswerte.

Das Live-Monitoring ist mit einem Data-Logging verbunden. Die Messwerte werden stündlich erfasst, archiviert und grafisch aufbereitet. Das Data-Logging ermöglicht es Anwendern nicht nur während der Laufzeit zu überprüfen, ob die Umgebungsbedingungen passen; er kann auch den Parameterverlauf der letzten 4000 Stunden als Kurvendarstellung einsehen. Damit können beispielsweise Einstellungen und Arbeitsabläufe analysiert und die Wirtschaftlichkeit des Laserschneidsystems weiter optimiert werden. Über eine Passwortvergabe lassen sich einzelne Bereiche für unterschiedliche Nutzergruppen sichtbar machen oder verbergen.

Der Watchdog ist so programmiert, dass er für alle neuen Eurolaser-Maschinen genutzt werden kann. Die Oberfläche passt sich in der Darstellung automatisch der jeweiligen Maschine an und zeigt die für sie relevanten Daten. Ehlers begründet diese Strategie: „Der Entwicklungsaufwand ist nicht zu unterschätzen. Schließlich muss die Steuerung so programmiert werden, dass sie die Betriebszustände des Lasers richtig interpretieren kann. Ein gewolltes Abschalten darf beispielsweise nicht als Störung signalisiert werden.“ Ein einheitlicher Watchdog erfordere für Weiterentwicklungen nur an einer Stelle Änderungsaufwand. Die neue, erweiterte Funktionalität kommt dann allen Maschinen zugute. Künftig sei geplant, über TCP/IP auch Statusmeldungen des Bewegungssystems in den Watchdog einzubinden.

Mücahit Acar, zuständig für die Programmierung, hat sich für den Watchdog die Möglichkeiten des neuen TIA Portal selbst angeeignet und zeigt sich begeistert: „Die Möglichkeiten, die uns die Simatic S7-1200 und TIA Portal allein für die Watchdog-Anwendung bieten, sind enorm.“ Ehlers und er sind sich einig: „Künftig werden wir Simatic-Controller auch für Automatisierungsaufgaben einsetzen – und uns damit auch ihre eigentliche Kernkompetenz zunutze machen.“ •