Der richtige Schritt voraus

Roger Purkiss National Sales Manager, Lenze, Bedford/England

„Wir arbeiten immer mit der neuesten verfügbaren Technologie“, betont Mark Norman. Der Controls Manager von A B Graphic (ABG) mit Sitz im britischen Bridlington/East Yorkshire verwendet seit über 13 Jahren Servo-Umrichter der Modellreihe 9300 von Lenze. Deshalb hatte er allen Grund, auch die neuesten Lenze-Produkte aufzugreifen, welche die Maschinenentwicklung nochmals beschleunigt.

„Die Etikettendruckindustrie verändert sich rasant“, sagt Norman mit Blick auf die digitale Revolution. Die Nachfrage nach kundenspezifischen, lokalisierten Etikettierungen nehme zu, weshalb die Produktionsserien immer kleiner würden. Digitale Druckmaschinen würden die konventionellen Flexodruckmaschinen ersetzen, bei wachsendem Bedarf an PC-gestützten Systemen. „Gleichzeitig erwarten unsere Kunden eine bessere Wickelqualität, schnellere Umrüstzeiten und eine größere Zuverlässigkeit. Deshalb legen wir besonders Wert auf spezielle Servotechniken und geeignete Softwareprogramme, die diese Anforderungen unterstützen.“

Zwar sei ,Voll-Servo‘ inzwischen zu einem Modewort geworden. Betonen möchte er dennoch, dass genau diese Technik im Fall von ABG eine unübertroffene mechanische Flexibilität und eine präzise Zugspannungsregelung biete. Deshalb ersetze ABG die mechanischen Systeme nach und nach durch den neuesten Servo-Umrichter i700 von Lenze. Für die Softwareentwicklung sei man vor Kurzem auf das Application Template und die Fast-Funktionsbausteine des Anbieters umgestiegen.

Den ersten Anstoß, die Maschinenkonstruktion zu überdenken und eine neue Generation von Etikettenkonvertierungssystemen zu entwickeln, gab eine konkrete Anfrage aus der Druckindustrie nach einer JDF-kompatiblen Maschine. In der Branche hat sich „JDF als Industriestandard durchgesetzt, um den gesamten Auftragsinhalt zu beschreiben“, erläutert Norman. So kann eine JDF-Datei etwa Angaben zu Druckvorstufenparametern, Etikettengröße, Folienbreite, Folienqualität und Rollengröße enthalten. Mit diesen Informationen lassen sich ABG-Maschinen ohne Bedienereingriff automatisch konfigurieren. „Und unsere Kunden können jetzt auch kleinere Produktionsserien mit schnelleren Umrüstzeiten herstellen“, so Norman.

Damit die Wickler die JDF-Dateien verarbeiten können, wurde ein PC-gestützter Ansatz benötigt und es brauchte Ethernet- und Server-Funktionen von ABG. Diese Anforderungen erfüllte die Visualisierungs-Softwareplattform VisiWinNET von Lenze, die neben Scada auch eine Client/Server-Technologie beinhaltet. Aber warum hier mit den Verbesserungen aufhören, wenn noch größere Gewinne zu erzielen sind? Ungefähr zur gleichen Zeit, als ABG an seiner voll automatisierten, JDF-kompatiblen Maschinenkonstruktion arbeitete, stellte Lenze den Servo-Umrichter i700 vor – für ABG die perfekte Gelegenheit, die eigene Hardware auf eine einheitlichere Plattform mit wesentlich unkomplizierterer Topologie aufzurüsten.

„Eine Verbesserung der Hardware durch Austausch der alten Servo-Umrichter der Modellserie 9300 gegen die neuen i700-Servoantriebe war naheliegend“, sagt Mark Norman. Dadurch habe sich die Installationszeit um mindestens 25 Prozent verkürzt. Der Grund: Die Verdrahtung beansprucht wesentlich weniger Zeit, da sich der DC-Leistungsversorgungsbus und die EtherCAT-Anschlüsse einfach miteinander verbinden lassen. Da keine Leistungsschalter oder einzelne Netzstromversorgungen installiert werden müssen, spart dies zusätzlich Zeit. Zudem reduziert sich mit Einführung der i700-Umrichter auch der Flächenbedarf für die Schränke enorm. Norman: „Der i700 hat sowohl Doppelachsen- als auch Einzelachsenantriebe und ist kompakter als sein Vorgänger. Dadurch können wir unsere erforderliche Gehäusegröße um 15 bis 20 Prozent reduzieren.“

Auch bei der Benutzerschnittstelle, wurden Verbesserungen erzielt. „Wir haben unsere frühere HMI durch das Modell p500 von Lenze ersetzt und verwenden deren kleineres Modell EL103eco für die lokalisierte Steuerung. Der größte Vorteil, die stärker integrierte Hardwareplattform eines einzigen Anbieters zu verwenden, ist der, dass alle Tags für die VisiWinNET-Visualisierung bereits in der PLC Designer-Software per Symboldatei erstellt worden sind. Was eine Menge Zeit spart.

Einer der größten Zeitsparer steht den Briten noch bevor, da eine vereinfachte Maschinenstruktur den Weg für einen modularen Ansatz geebnet hat. Mit diesem muss ABG verschiedene Hardware-Elemente (Module) nur einmal programmieren und kann sie für spätere Projekte umkonfigurieren. Durch den Einsatz der Fast Application Software von Lenze wurden einige Module außerdem weiter vereinfacht. Denn die Software verfügt bereits über eine Vielzahl von anwendungsspezifischen, einsatzfertigen Templates. Diese sind dafür konzipiert, allgemeine Elemente der Zielindustrien anzusprechen.

„Wenn man seine Automatisierungshardware so drastisch überarbeitet, wie wir es getan haben“, meint der Controls Manager, „ist es eine der komplexesten Aufgaben, die Software richtig darauf abzustimmen. Lenze hat uns als eines der möglichen Tools dafür seine Fast Application Template Software vorgestellt. Deren modulares, strukturiertes Konzept ist zeitsparend und sorgt mit durchgängiger Systematik, die eher Konfigurierungs- als Programmierungsaufgaben beinhaltet, dass die Fehlerquoten enorm reduziert werden.“

Die Vorgehensweise beschreibt er so: „Zunächst haben wir unsere Maschinenspezifikation unter funktionalen Gesichtspunkten in einzelne Module aufgegliedert. Wir haben dabei übliche Elemente als unsere grundlegenden Bausteine identifiziert, über die wir die meisten unserer Maschinen konfigurieren können. Nach der Programmierung konfigurierten wir alle Achsen für das Modul und verbanden dann alle Module mit einem Maschinenmaster, der durch das Application Template den erforderlichen Modus oder Zustand für die Module festlegt. Zudem enthielt das Projekt auch eine virtuelle Masterachse, der alle anderen Achsen im Application Template folgen.“ Seiner Meinung nach hat dieser Ansatz die Software wirklich modular gemacht, da die einzelnen Module den betreffenden Produktionslauf letztendlich autonom in ihrem eigenen Recht programmieren. Deshalb lassen sie sich auch einfach austauschen und unabhängig testen, was ein Parallel-Engineering ermöglicht.

Derzeit lassen sich noch nicht alle Vorteile des Ansatzes der Fast-Module und des Application Templates für die ABG-Ingenieure quantifizieren. Die erste Maschine läuft in Frankreich problemlos, weitere Anlagen arbeiten gut und zusätzliche werden derzeit produziert. Dennoch gilt es, zahlreiche weitere Aspekte zu überprüfen. Mark Norman ist davon überzeugt, dass der Einsatz der Fast-Module und des Application Templates der richtige Schritt nach vorne ist. „Trotz einiger Herausforderungen, die von Lenze gelöst wurden, bin ich zuversichtlich, dass der neue Fast-Ansatz seinem Namen gerecht wird, wenn es um die Beschleunigung der Maschinenprogrammierung geht. Diesen Erfolg konnten wir bei einigen Modulen bereits in der Praxis erleben.“

Ebenfalls verbessert hat sich die Leistungsqualität. So hat etwa der Einsatz eines virtuellen Masters in Kombination mit dem Fast-Modul ‚Wickler‘ anstatt eines Web-Encoders die hohen Standards in der Bahnspannungsregelung gegenüber den zuvor erzielten weiter verbessert.“ Dieser könnte sich als der eigentliche Vorteil herausstellen, die Standardsoftwaremodule zu nutzen. •

Hardware-Upgrade

Der neue i700-Servoantrieb hat bei ABG die Installationszeit um 25 % verkürzt, die Größe der Schrankgehäuse ließ sich um bis zu 20 % reduzieren.