Power und Robustheit vereint All-in-One-Bedienlösung in Schutzart IP65

Neben den genannten Rahmenbedingungen verlangen die meisten Anwender, dass die Anzeige- und Bedienelemente flexibel platziert werden können, erweiterbar sind sowie den rauen industriellen Umgebungsbedingungen trotzen. Außerdem muss die Hard- und Software wirtschaftlich sein und zuverlässig arbeiten.

Nicht zuletzt bedarf es einer klar strukturierten und intuitiv handhabbaren Visualisierung, damit sich die Bedienung einfach und der Schulungsaufwand gering gestalten. Daher bietet Phoenix Contact mit den All-in-One-Bedienlösungen (AIO) Industrie-PCs im komplett geschlossenen Gehäuse in Schutzart IP65, die sich durch ein ansprechendes Design, leistungsfähige Technik und die modulare Erweiterbarkeit bis zu einem vollständigen Bedienterminal mit integrierter Profisafe-Funktion auszeichnen. Der eigene Maschinenbau hat diesen Ansatz sogar noch weiter ausgebaut.

Robuste Bauform

Aufgrund der Umstellung auf das Betriebssystem Windows 10 sind abgesehen von den Fertigungsbereichen in Blomberg und Lüdenscheid auch die Kunststoff-Spritzgießmaschinen am Standort Bad Pyrmont mit der neusten Version des unternehmensweit verwendeten Manufacturing Execution System (MES) ausgestattet worden. Auf diese Weise sollen die Informationen ohne Systembrüche an jedem relevanten Ort zur Verfügung stehen. Das MES-System läuft auf einem Industrie-PC, an den die Mitarbeiter des MES-Teams besondere Ansprüche stellen. Neben der Leistungsfähigkeit erweisen sich die robuste Bauform sowie die Bedienung mit Handschuhen als wesentlich.

Bei der Multitouch-Bedienung, die heute fast ausschließlich durch einen Projective Capacitive Touchscreen (PCT oder PCAP) umgesetzt wird, befindet sich die notwendige Sensorik hinter einer Glasscheibe. Deshalb kann die Funktionsfähigkeit des Touchscreens nicht von außen beeinträchtigt werden und es tritt kein Verschleiß auf. In den AIO-Geräten kommt die neuste Sensorgeneration zum Einsatz, welche die Bedienung des Touchscreens selbst mit dicken Handschuhen erlaubt und den Anwendungsbereich der IPC somit erweitert.

Ferner erhöht der Verzicht auf die auf der Glasfront eines resistiven Touchscreens genutzte Kunststofffolie die Robustheit der kapazitiven Technik im Hinblick auf aggressive Reinigungsmittel und scharfe Gegenstände. Durch die Glasscheibe ergibt sich eine robuste Front, die insbesondere von Applikationen in rauer Industrieumgebung gefordert wird. Zudem kann die Glasscheibe über die gesamte Vorderseite des Panel-PCs verlaufen, was neue Designmöglichkeiten eröffnet und sich positiv auf das äußere Erscheinungsbild der Anlage auswirkt.

Die Vorteile der PCT-Technologie sind bereits in die Entwicklung der aktuellen Full-IP65-Produktfamilie AIO eingeflossen. Displays von wahlweise, 15,6 Zoll, 18,5 Zoll oder 21,5 Zoll mit einer Full-HD-Auflösung (1920 x 1080 Pixel) bieten genügend Platz für die Visualisierung von einfachen Abläufen bis zu komplexen Produktionsprozessen. Sollte der Platz dennoch nicht ausreichen, lässt sich der Anwender das gewünschte Detail per Gestensteuerung auf dem Display anzeigen.

Kompakte Abmessungen

Aufgrund dieser Kriterien haben sich die Verantwortlichen des eigenen Maschinenbaus für die neue AIO-Produktfamilie entschieden. Da die Geräte über ein geschlossenes IP65-Aluminiumgehäuse verfügen, kann auf eine weitere Umhausung oder einen Schaltschrank an der Maschine verzichtet werden.

Auf der Rückseite der Industrie-PCs befindet sich ein VESA-100-Lochmaß, weshalb sie an jedem Ort installiert werden können. Am Standort Bad Pyrmont sind die IPC an der Wand vor der Maschine angebracht. Ein anderer Vorteil des 18,5 Zoll großen Geräts resultiert aus seinen kompakten Abmessungen, beispielsweise einer Einbautiefe von lediglich 80 Millimetern. Darüber hinaus zeichnet sich das Display durch ein klares Design ohne Tasten und USB-Schnittstellen aus.

Einfache Eingabe über Touchscreen

Im Rahmen der Herstellung von Kunststoffspritzteilen sind die AIO-Geräte an den Maschinen montiert, sodass die anfallenden Daten über das MES (Hydra der Firma MPDV) direkt vor Ort erfasst werden können. Phoenix Contact verwendet derzeit die Module HLS (Leitstand), BDE (Betriebsdatenerfassung), MDE (Maschinendatenerfassung), PDV (Prozessdatenerfassung), WRM (Werkzeug- und Ressourcenmanagement) sowie CAQ (Qualitätsmanagement).

Die Steuerung AXC F 2152 aus dem offenen Ecosystem PLCnext Technology dient der Aufnahme und Auswertung der Maschinensignale, zum Beispiel Gutstück, Ausschuss oder weiteren Signalen respektive Werten. Der hochkommunikative PLCnext Controller stellt die Daten anschließend via OPC-UA-Protokoll der auf dem IPC installierten Anwendung AIP (Acquisition and Information Panel) bereit. Dazu wird das lokale TCP/IP-Netz der Maschine genutzt.

Die aufgespielte Software visualisiert die momentanen Zähler, Zustände, Zeiten sowie die Prozess- und Auftragsdaten. Dabei bezieht sie sich auf den jeweiligen Auftrag und die entsprechende Maschine, was ebenfalls auf dem Display angezeigt wird. Der Bediener kann sich aber nicht nur Informationen darstellen lassen, sondern selbst Daten über die in den PCT-Touchscreen integrierte Software-Tastatur eingeben, etwa den Zählerstand oder einen Status.

Außerdem ist der Zugriff auf Datenbanken möglich, um beispielsweise Zeichnungen oder Dokumente einzusehen. Der AIO-IPC schreibt sämtliche Eingaben und Werte über die zweite Ethernet-Schnittstelle und das Unternehmensnetzwerk in die MES-Datenbank. Dort stehen die Informationen dann für die berechtigten Nutzer zur Auswertung zur Verfügung. Im MES-Leitstand wird der aktuelle Produktionsfortschritt online visualisiert, sodass der Kunde jederzeit Auskunft über Lieferzeiten erhält.

Ferner kann das Fertigungspersonal auf Basis dieser Informationen im Fall einer Störung die richtigen Entscheidungen treffen. Der Industrie-PC unterstützt somit einen transparenten Herstellungsprozess, denn auf der Grundlage aktueller Kennzahlen lassen sich Durchlaufzeiten verkürzen und die Produktivität erhöhen.

Eignung für ressourcenfordernde Aufgaben

Beim Kauf eines Produkts erwartet jeder Kunde ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis. Die neuste Hardware in Kombination mit leistungsfähiger Software sowie die durchgängige Vernetzung komplexer Maschinen und Anlagen sind hier lediglich Mittel zum Zweck. Mit der richtigen Technik lassen sich jedoch Ausstoß und Verfügbarkeit der Applikationen optimieren. Das steigert wiederum die Produktivität und führt zu sinkenden Preisen der gefertigten Produkte.

Bei Phoenix Contact verlassen jeden Tag viele tausend Kunststoff-Spritzteile die Produktion – und das in hoher Qualität. Dies resultiert unter anderem aus der Bedien- und Visualisierungslösung. Die kompakten und robusten Industrie-PCs der AIO-Baureihe sorgen dafür, dass die vielfältigen Funktionen des MES-Systems direkt an den Kunststoff-Spritzgießmaschinen eingesetzt werden können.

Allerdings benötigen moderne, grafikintensive Darstellungen performante CPUs, um eine flüssige Bedienung sicherzustellen. Die mit einem leistungsstarken Intel Core i5-Prozessor ausgestatteten AIO-Geräte eignen sich deshalb besonders für ressourcenfordernde Aufgaben, die in komplexen Fertigungssystemen die Regel sind. Trotz hoch performanter CPU werden die IPC passiv gekühlt, sind also komplett lüfterlos ausgeführt, was ihr Anwendungsspektrum sowie ihre Verfügbarkeit maßgeblich erhöht.

Gigabit-fähige Kommunikation

Das durchdachte Design und Leistungsspektrum der AIO-Produktfamilie endet nicht beim Bediengerät. Auf Wunsch kann der Anwender seinen Industrie-PC um eine Tastenbox erweitern, welche die Integration von bis zu elf Tasten oder Schaltern in einer Größe von 22,5 Millimeter erlaubt.

Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel ein Not-Halt oder ein Wahlschalter direkt in das Bedienkonzept einfügen. Nicht erforderliche Durchbrüche können später genutzt werden oder bleiben unberücksichtigt. Ist die Bedienlösung inklusive Tastenbox in ein vorhandenes Profinet-Netzwerk einzubinden, steht eine Datenkommunikation über einen gigabitfähigen Switch mit Profinet- und Profisafe-Funktion zur Verfügung.

Wünscht der Anwender eine Signalsäule, kann er diese einfach in die Bedienlösung integrieren. Zudem liefert Phoenix Contact das vollständige Bedienterminal inklusive Standfuß, Tastatur, Maus und innenliegender Verdrahtung.