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antriebstechnik 10/2019

antriebstechnik 10/2019

SOFTSTARTER

SOFTSTARTER Steuerungstechnik – Antriebstechnik – Sensorik: Wo gibt es die größten Innovationen in systemtechnischer Sicht des Engineerings? Wie verhält sich das Zusammenspiel der Diszi ­ plinen in kommenden Applikationen und welche Lösungen sind praxisnah? Dr. Viethen: Schon bei der Gestaltung der HMI lassen sich die Potenziale eines innovativen Engineerings festmachen. Ein für mich entscheidender Kern der Digitalisierung ist die softwarebasierte Anpassung der Oberflächen an die jeweilige Rollenverteilung im Fertigungsprozess. Die Perspektive aus Sicht des Ingenieurs, Programmierers, Bedieners und Servicetechnikers birgt enorme Ressourcen. Passende HMIs sorgen für transparente Fertigungsprozesse und deren datentechnische Zuordnung. Schlingmann: Nicht zu vergessen ist der Wert dieser neuen Arbeit für alle Beteiligten, da sich gezielt Informationen zuordnen lassen, was wiederum die Arbeitsqualität und deren Effizienz hebt. Dr. Viethen: Basis einer solchen Skalierung ist die dezen trale Struktur der Automatisierungspyramide. Ich kenne Industrieapplikationen wie eine Abfüllanlage, die fünf verschiedene Steuerungstypen plus eine Hauptsteuerung aufweisen. Eine Fachkraft muss so verschiedene Oberflächen lernen, um eine Maschine in Betrieb zu nehmen, die noch komplexer wird, wenn maschinenübergreifende Zusammenhänge dazu kommen. Folglich braucht man eine dezentrale Steuerungstechnik, die diese Strukturen stützt. Nur so gewährleistet man die optimale Ausrichtung der relevanten Informationen auf die jeweiligen Rollen im Betrieb. Schlingmann: Schnelle Umrüstzeiten oder die Optimierung einer Anlage brauchen die passende Datenverfügbarkeit. Auch das ist ein Kern der Digitalisierung und Dezentralisierung, denn das Automatisierungssystem muss aufbereitete Informationen für die Menschen bereitstellen, damit Transparenz und auch Effizienz in der Produktion gewährleistet sind. Auch sehe ich den Punkt der Datenqualität, die Rückschlüsse auf wichtige Informationen zulässt. Maschinen bestehen aus Maschinensystemen, die produzieren, messen, kontrollieren und verpacken. Verfolgt man den integralen Ansatz der Steuerungstechnik, so können intelligente Antriebe sowohl Maschinen produktiver als auch kostengünstiger produzieren lassen. Wir haben bereits Erfahrungen gemacht, dass anhand virtueller Sensorik zum Beispiel Schleifmaschinen anstatt mit Körperschallmikrofonen mit regelungstechnisch intelligenten Antrieben ausgerüstet werden, die über erhöhte Drehmomente an der Prandtl´schen Grenzschicht schnell detektieren, welchen Verschleißzustand die Schleifscheibe hat. Solche Steuerungsarchitekturen beschleunigen den Betriebsablauf, reduzieren Werkzeugkosten und gestalten die Wartung unter einfacheren Gesichtspunkten. Gültig auch für Folienreckmaschinen, die durch genauere Messungen der Materialspannung die Produktion von dünneren Folien ermöglichen. Die Maschine konnte damals 30 Prozent günstiger produzieren als die der Mitbewerber. Dr. Viethen: Predictive Maintenance war damit gestern und heute sind schon Aussagen zu Predictive Quality möglich. Das verschafft neue Prozesse mit der Basis eines dezentralen und intelligenten Verständnisses von Steuerung, Antrieb und Sensorik. Das gesamte Prozessergebnis ist damit kein Blick in die Glaskugel mehr, unabhängig von der Applikation – zum Beispiel im Packaging, beim Sintern von Medikamentenpulver oder in einer Werkzeugmaschine. Was sind für einen Maschinenbauer die ersten Schritte in Richtung Predictive Quality und wie beginnt man damit? Welche Empfehlungen gibt es von Ihrer Seite? Dr. Viethen: Meines Erachtens geht es gar nicht um ein Retrofit oder um eine Nachrüstung von Maschinen. Am besten, man überdenkt den gesamten Maschinenprozess und definiert darin flexible Strukturen. Arbeitet man mit einer verteilten Steuerungstechnik, so sind Systemmodifizierungen oder schnelle Endkonfigurationen leichter möglich. Handhabungsfunktionen on top oder gar Maschinenmodule, die sich flexibel miteinander kombinieren lassen, sind so schnell umsetzbar. Schlingmann: Das Ziel ist längst nicht mehr die schnellste Produktion. Vielmehr wird es darum gehen, die Datenqualität am richtigen Ort der Produktion zu fokussieren, was wiederum bedeutet, dass die Datenverarbeitung verstärkt direkt im Antrieb geschieht. Klar ist dann diese erwähnte Dezentralisierung der Intelligenz. Diese Verlagerung eröffnet für die Steuerung der Antriebe und die Architektur der Maschine ganz neue Perspektiven. Dr. Viethen: Und neue Chancen! Mit Cloud-Automation und über die virtuelle Herangehensweise ergeben sich ganz andere Lösungen, die die klassische Automatisierung völlig überholen werden. In der horizontalen und vertikalen Datenkommunikation zum Beispiel über OPC UA sind Optimierungen möglich, die längst nicht ausgeschöpft sind. Schlingmann: Gelingt es, mit Smart Data diese Strukturen zu pflegen, dann sind sogar darüber hinaus noch Verbesserungen drin, die zum Beispiel die Genauigkeit der Messtechnik steigert, damit auch eine 100-Prozent-Prüfung der gefertigten Produkte ohne zusätzlich separate Messstationen in greifbare Nähe rückt. Stichwort ist hier die erwähnte virtuelle Messtechnik, die dann unserem Sinn der Vernetzung entspricht und richtige Chancen beherbergt, die Antriebstechnik mit Software noch innovativer zu gestalten. Wie steil ist die Lernkurve für diese neue Antriebsdimensionierung? Was nimmt man mit für eine Antriebstechnik der Zukunft? Schlingmann: Für mich geht die Kernbotschaft in Richtung Architektur der Maschine. Man sollte sich bewusst sein, dass die Gesamtstrategie nicht auf eine zentrale Steuerung auszulegen ist. Die Vernetzung von Sensor und Aktor führt zu einer horizontalen Kommunikation und eröffnet zugleich der übergeordneten Befehlsebene Spielräume, die Optimierungen in der Produktion versprechen. Man kann mehr aus der Maschine herausholen, indem man verteilt rechnet, verteilt Infos erzeugt und nur diejenigen transportiert, die aus den jeweiligen Perspektiven wichtig sind – so entstehen Leistungsvorteile und eine vorhersagbare Produktqualität. Dr. Viethen: Die Frage der Infrastruktur lässt sogar neue Geschäftsmodelle entstehen, denn eine Wartung verändert somit ihre Bedeutung. Nicht zu vernachlässigen ist der Mehrwert durch Software für den IP-Schutz. Umso wichtiger sind in diesem Zusammenhang auch entstehende Standards wie die OPC-UA-Plattform, die die Kompetenz in der Antriebstechnik unterstreicht. Was auf gar keinen Fall unterschätzt werden darf ist der Antrieb selbst, dessen Physik und Mechatronik immer mehr in die IT-Welt integriert werden wird. Ein ganz großer Ausbildungsauftrag, den wir uns vor Augen führen müssen. Foto: Aradex AG 10 antriebstechnik 2019/10 www.antriebstechnik.de

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