Offene Schnittstellen punkten

Die Drive Middleware von Bachmann ermöglicht eine deutlich effizientere Steuerung in industriellen Prozessen. 

In der modernen Industrie steigen die Anforderungen an die Antriebstechnik kontinuierlich. Maschinenbauer müssen oft spezielle Kundenwünsche oder besondere Vorschriften berücksichtigen, was die Entwicklung von Antriebslösungen zunehmend anspruchsvoller macht. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, die Produktivität und Effizienz zu steigern, während gleichzeitig die Flexibilität und die Anpassungsfähigkeit der Systeme gewährleistet werden. Offene Schnittstellen spielen hier eine entscheidende Rolle, da sie die Integration verschiedener Komponenten und Systeme vereinfachen und somit die Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten signifikant verkürzen. 

Solche offenen Schnittstellen ermöglichen es, verschiedene Antriebsysteme unabhängig von deren Hersteller und den eingesetzten Feldbussen nahtlos zu integrieren. Dies schafft eine höhere Flexibilität und Skalierbarkeit von Anwendungen, da Antriebe jederzeit ausgetauscht oder ergänzt werden können, ohne dass die gesamte Applikation angepasst werden muss. Dadurch können Maschinenbauer ihre Systeme effizient an wechselnde Marktbedingungen und Kundenanforderungen anpassen, was insgesamt die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit steigert. 

Offene, universelle Schnittstelle 

Bachmann electronic bietet mit der Drive Middleware (DMW) eine Lösung, die diesen Herausforderungen Rechnung trägt und gleichzeitig den Entwicklungsprozess beschleunigt. Die DMW basiert auf der Norm IEC 61800-74 und bietet eine offene, universelle Schnittstelle zur Antriebstechnik. Sie übernimmt die Übersetzung vom logischen Antrieb mit einem herstellerübergreifenden Standardprofil auf den jeweiligen physischen Antrieb. Dabei kapselt sie die herstellerspezifische Logik zur Antriebsansteuerung, wodurch die Unabhängigkeit der Applikationen von spezifischen Antrieben gewährleistet wird. Die Lösung ermöglicht somit die Wahl eines Antriebs, der ideal auf die speziellen Anforderungen abgestimmt ist, unabhängig vom Feldbus-Protokoll oder dem Antriebshersteller. 

Auch die Programmierung von Motion-Applikationen ist herstellerunabhängig. Vorgefertigte Antriebsbeschreibungen vereinfachen die Inbetriebnahme und darüber hinaus ist die Integration in die Bachmann-Regler M-SMC, M-SHAFT und M-CNC gekapselt. Das bedeutet, dass die interne Logik, die erforderlich ist, um einen Antrieb von einem bestimmten Hersteller zu steuern, nicht direkt sichtbar oder zugänglich für den Entwickler ist. Statt die komplexen, herstellerspezifischen Details zu kennen, kann der Entwickler einfach eine standardisierte Schnittstelle verwenden, um den Antrieb zu steuern. Dies vereinfacht die Programmierung und reduziert die Entwicklungszeit. 

Zudem ermöglicht die Integration in M-Target for Simulink eine modellbasierte Entwicklung. Das mit MATLAB Simulink entwickelte Steuerungs- und Regelungsprogramm wird am PC-Arbeitsplatz gegen ein multiphysikalisches Simulationsmodell getestet. Per Mausklick wird anschließend Code für die Steuerung generiert, auf die CPU übertragen und dort als eigenständige Applikation gestartet. Damit diese direkte Applikationsgenerierung funktioniert, muss die Verbindung zu den Ein- und Ausgängen des Automatisierungssystems im Steuerungsprogramm verankert sein. Bachmann stellt hierfür eigene Blöcke in Form einer Bibliothek zur Verfügung. 

In der Praxis bewährt 

Neu von der Drive Middleware wird der ein- oder dreiphasige Antriebsverstärker CMMT-AS von Festo zur Ansteuerung von Servomotoren unterstützt. Dorst Technologies nutzt diesen Typ zur exakten Vermessung gepresster Bauteile. Hierbei wird ein Messtaster durch zwei Festo-Antriebe in x- und y-Richtung bewegt. Beide Achsen werden über Bachmanns M-SMC entlang der gewünschten Bewegungsbahn verfahren. 

„Die Entwicklung von Standardapplikationen gestaltet sich für uns mit M-SMC und der Drive Middleware wirklich einfach. Durch die Nutzung der bereitgestellten Motion-Funktionalität sparen wir viel Entwicklungszeit und können damit unsere Maschinenpreise ganz anders gestalten. Zudem ermöglicht uns die Drive Middleware, dass wir den vom jeweiligen Kunden präferierten Antriebshersteller einsetzen, ohne die Applikation ändern zu müssen. Das ist ein großer Gewinn für uns“, freut sich Kilian Abeltshauser, Software-Entwickler und Anwendungsexperte bei Dorst Technologies. Er erklärt weiter: „Wir erstellten initial ein Template mit den wichtigsten Befehlen wie Ziel- und Geschwindigkeitsvorgabe oder Tipp-Betrieb. Für neue Applikationen müssen diese getesteten Codeteile nur noch rekombiniert werden. So sind völlig unterschiedliche Applikationen unter Berücksichtigung des vom Kunden gewünschten Antriebsherstellers in kurzer Zeit umsetzbar.“ 

Neue Unterstützung 

Der ebenfalls ein- oder dreiphasig angeschlossene Antriebsverstärker LXM32M von Schneider Electric wird nun ebenfalls neu unterstützt. FoamaTec nutzt diesen Antriebstyp beispielsweise zur Positionierung der Schließeinheit einer Partikelschaummaschine, mit der Verpackungen hergestellt werden. Die Form wird über zwei synchron verfahrende EtherCAT-Antriebe geschlossen, bevor Partikelschaum eingebracht, erhitzt und verfestigt wird. 

„Die Antriebe müssen perfekt synchron laufen, ansonsten würden Form und Maschine zerstört werden“, erläutert Eugen Laubach, Geschäftsführer von FoamaTec. Die Betätigung der Schließeinheit erfolgt hierbei über Kniehebel, wodurch sich das Drehmoment über den Verfahrweg nicht linear ändert. Dazu benötigt man ein absolut zuverlässiges Echtzeitsystem, das präzise auf die unterschiedlichen Drehmomentanforderungen reagieren kann. „Mit der Steuerung von Bachmann ist das aber kein Problem. Dank des synchronen Verfahrens mit dem neuen Antriebstyp können wir  jetzt großformatigere Produkte herstellen und ein neues Marktsegment bedienen. Und mit der Drive Middleware wurden nur einige wenige Handgriffe benötigt, bis das System mit dem neuen Antrieb funktioniert hat“, freut sich Eugen Laubach. 

Schwere Massen bewegen 

Der dritte neue Antriebsverstärker wird von Yaskawa produziert. War bisher nur die 230-V-Variante des EtherCAT-Antriebs SGD7S in der Drive Middleware integriert, wird nun auch die größere Variante mit 400 V Spannung unterstützt, die schwere Massen bewegen kann. Dieser Verstärker kommt ebenfalls bereits bei Dorst Technologies in Metallpulverpressen zur Anwendung. Hier wird etwa der Füllschuh laut einem parametrierbaren Bewegungsprofil elektrisch verfahren. Dies erlaubt eine homogene Befüllung von Matrizen mit Metallpulver und ermöglicht so die Produktion von Bauteilen in stets gleicher Qualität, selbst bei besonders komplexen Pressformen. 

Die DMW bietet eine einheitliche, herstellerunabhängige Schnittstelle, die die Entwicklung und Integration von Motion-Applikationen vereinfacht. Sie beschleunigt die Basisautomatisierung und reduziert die Inbetriebnahmezeit, wodurch die Flexibilität und Effizienz in der Antriebstechnik gesteigert werden. Die Drive Middleware ist bereits in verschiedenen Anwendungen umgesetzt und hat dabei in unterschiedlichen Branchen große Vorteile gezeigt. Durch ihre Fähigkeit, Antriebe verschiedener Hersteller nahtlos zu integrieren, bietet sie eine hohe Anpassungsfähigkeit und ermöglicht es, flexibel auf wechselnde Marktbedingungen und Kundenanforderungen zu reagieren. Die Drive Middleware ist somit eine zentrale Komponente für die moderne, effiziente und flexible Antriebstechnik. 

Bilder: Bachmann electronic GmbH