Steuerungstechnik
Integration in kundenspezifische Systeme innerhalb kurzer Zeit
Reinräume stellen hohe Anforderungen an Steuerungssysteme. Anstatt einzelne Komponenten zu liefern, entwickelt Akytec anwendungsspezifische Steuerungslösungen, die sich schnell und kostengünstig integrieren lassen. Auf der Grundlage bewährter Hardwareplattformen können sowohl die Softwarelogik als auch die Firmware an die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepasst werden, sodass Hersteller eine einsatzbereite Lösung erhalten, ohne ein Steuerungssystem von Grund auf neu entwickeln zu müssen.
Ein Beispiel ist das für eine neue Generation von Reinraum-Transferschleusen entwickelte Steuerungssystem, bei dem Akytec innerhalb kurzer Entwicklungszeit eine kompakte, zuverlässige und kosteneffiziente Lösung geliefert hat.
Gesuchte Lösung: Steuerungssystem für Reinraum-Transferschleusen
Ein Hersteller von Reinraumequipment benötigte ein kompaktes und kosteneffizientes Steuerungssystem für eine neue Generation von Transferschleusen. Zu den gewünschten Funktionen gehörten integrierte Überwachung, Signalisierung und halbautomatische Betriebsmodi. Die Lösung musste in einen sehr begrenzten Einbauraum passen, zuverlässig funktionieren und für kleine Produktionsserien leicht skalierbar sein.
Zunächst plante der Hersteller, ein maßgeschneidertes Steuermodul im eigenen Haus zu entwickeln. Dann jedoch stellte sich schnell heraus, dass die Eigenentwicklung zeitaufwändiger sein würde als erwartet. Auch die technischen Hürden und finanziellen Risiken erschienen plötzlich zu hoch für das geplante Projekt. Zwar waren kostengünstige Standardkomponenten leicht erhältlich, doch konnten diese wiederum nicht alle gewünschten Spezifikationen und Funktionen vollständig und in der geforderten Weise erfüllen.
In weniger als drei Monaten vom Konzept bis zur Markteinführung
Die letztendlich gefundene Lösung basiert auf der bewährten Hardware-Plattform von Akytec, die auf dem programmierbaren Relais PR205 aufbaut und mit entsprechenden Erweiterungsmodulen wie dem PRM.24.1 kombiniert wird. Alle erforderlichen Systemelemente konnten in eine vormontierte Einheit integriert werden, darunter die Steuerung der Beleuchtung, einer UV-Lampe und der Belüftung, die Überwachung von Differenzdruck und Zugangsstatus sowie die Ansteuerung der elektromagnetischen Schlösser und Signaleinrichtungen.
Das schlanke Entwicklungsmodell trug ebenfalls zur schnellen Umsetzung und den geringen Investitionskosten bei. So wurden das Hardware-Design und die Integration an einen spezialisierten Dienstleister ausgelagert. Während die Softwarelogik für diese Anwendung neu entwickelt wurde, waren keine Änderungen an der zugrunde liegenden Systemplattform oder der Kern-Firmware erforderlich. Dadurch konnte in kurzer Zeit ein funktionsfähiger Prototyp hergestellt werden, und die anschließende Produktionsvorbereitung wurde ebenso zügig abgeschlossen. Tatsächlich dauerte es weniger als drei Monate vom ersten Entwurf bis zu einer voll funktionsfähigen, marktreifen Lösung.
In der Praxis führte der Einsatz bewährter Komponenten zu einem stabilen und vorhersehbaren Systemverhalten. Die Lösung erfüllt zudem die Anforderung des Kunden nach einer vereinfachten Produktion und Montage bei kleinen Serien: Das Endprodukt wird als anschlussfertige Steuereinheit geliefert, ohne dass eine weitere Konfiguration oder Verdrahtung einzelner Geräte erforderlich ist.
PR205 mit Display – keine externen HMI-Geräte erforderlich
Das PR205 ist Teil einer Serie programmierbarer Relais, die die Lücke zwischen komplexen SPSen und einfacheren Steuerungsgeräten mit eingeschränkter Funktionalität schließen. Die Modelle der PR-Serie sind mit Ethernet-Anschlüssen und schnellen Zählereingängen ausgestattet, lassen sich mit einer Cloud verbinden und können analoge Signale verarbeiten. Auch die Programmierung ist unkompliziert.
Die PR-Geräte von Akytec werden mit der kostenlosen Akytec-ALP-Software programmiert, die IEC 61131-3-konforme Funktionsblockdiagramme (FBD) und Strukturierten Text (ST) unterstützt. ALP ermöglicht die nahtlose Wiederverwendung von Code und Makros über verschiedene Steuerungsarten hinweg; die Software bietet eine intuitive, leicht erlernbare Programmierung auf Basis des Standards IEC 61131-3. Dank integrierter Offline-Simulation und Online-Debugging kann der Code vor der Inbetriebnahme gründlich getestet werden. Die Makrobibliothek und der Replikationsassistent ermöglichen eine schnelle, fehlerfreie Bereitstellung in mehreren Installationen und gewährleisten eine einheitliche Projektabwicklung sowie unkomplizierte zukünftige Aktualisierungen.
Die Standardvariante PR205 kombiniert vier Analogeingänge, drei Analogausgänge, sechs Digitaleingänge und zwei schnelle Zählereingänge (bis zu 100 kHz) mit Relais- und Transistorausgängen. Zudem sind zwei RS-485-Schnittstellen und Ethernet enthalten. Das integrierte 2,4-Zoll-Farbdisplay mit Tastatur ermöglicht die vollständige Bedienung und Visualisierung vor Ort – beispielsweise für die eigenständige Maschinensteuerung: Lokale Bedienfelder können vom Maschinenhersteller direkt in der Steuerung implementiert werden, wodurch ein externes HMI-Panel entfällt.
PRM-Erweiterungsmodule erweitern das Einsatzspektrum
Nahezu jedes PR-Modell von akYtec lässt sich mit den PRM-Erweiterungsmodulen kombinieren; Ausnahmen bilden das PR100 und das SMI200. Sie werden direkt an die Steuerung angeschlossen und stellen bis zu 16 zusätzliche digitale oder analoge E/A-Punkte bereit, ohne dass eine Feldbusverbindung erforderlich ist. Auf diese Weise können die programmierbaren Relais auch für Anwendungen eingesetzt werden, die eine größere Anzahl von Sensor- und Aktoranschlüssen erfordern. Es stehen drei Module zur Verfügung, die über einen separaten internen Bus verbunden sind, wobei pro PR-Gerät bis zu zwei PRM-Module angeschlossen werden können.
In diesem Praxisbeispiel enthält die maßgeschneiderte Steuerung das Zusatzmodul PRM.24.1., um die erforderlichen Spezifikationen für das Steuerungssystem der Reinraum-Übergabebox zu erfüllen. In Kombination mit dem PR205 konnte Akytec schließlich eine kosteneffiziente und einsatzbereite Steuereinheit liefern, die alle geforderten Funktionen besitzt.
Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen
Anstatt die gewünschte Elektroniklösung mit hohen Investitionen und Risiken selbst zu entwickeln, konnte der Kunde sein Konzept mithilfe bestehender Plattformen validieren und das Produkt schnell auf den Markt bringen. Dieser Ansatz beschleunigt die Entscheidungsfindung, reduziert das finanzielle Risiko und erleichtert den Übergang zu einer weiteren Optimierung oder einer tieferen Hardware-Integration in folgenden Produktgenerationen.
Das Praxisbeispiel zeigt, dass sich zuverlässige, flexibel anpassbare und nicht zuletzt kosteneffiziente Steuerungslösungen für anspruchsvolle Anwendungen wie Reinräume auch mit standardisierten Automatisierungskomponenten realisieren lassen. Ähnliche Konfigurationen sind für den Einsatz in Bereichen wie Klima-, Heizungs- und Lüftungsanlagen sowie ganz allgemein in Produktionsprozessen mit genau definierten Umgebungsbedingungen, in Laboren und in technischen Einrichtungen möglich.
Bilder: akYtec GmbH
Kontakt
30179 Hannover
DEUTSCHLAND
akytec.de
