Antriebs-Software Verpacken in einer Sprache

Alle Zeichen stehen auf Industrie 4.0. Dennoch kämpft das produzierende Gewerbe mit Applikations-Software, deren Strukturen nicht einheitlich sind – und das sogar bei Maschinen von nur einem Hersteller. Umso anspruchsvoller gestaltet sich die nahtlose Integration in einen Fabrikverbund. Angesichts des steigenden Einsatzes übergeordneter ERP- und MES-Systeme verschärft sich das Problem zusehends. Hier schaffen Modulbaukästen Abhilfe. Getestete Software-Module können nicht nur beliebig zusammengestellt und schnell in Betrieb genommen werden, sondern ihre Inhalte lassen sich vielfältig einsetzen und wiederverwenden. Diese Entwicklung nutzt LTI Motion, um den internationalen Standard PackML (Packaging Machine Language) in allen Schichten der Maschinen-Automatisierung zu integrieren. Damit ist erstmals eine durchgängige, saubere Programmierung im OMAC-Standard vom Aktor über die Steuerung bis hin zur Leit- und MES-Ebene ohne Layer-Schnittstellen möglich. Der Ansatz, dass bei neuen Produktionsanlagen nicht nur in sich abgeschlossene Maschinen nach außen PackML sprechen können, sondern auch Teilprozesse oder einzelne Module, wird durch Forderungen auf Endkundenseite verstärkt. Dieser Standard wird in der Verpackungsindustrie bereits genutzt, der Umgang mit ihm daher beherrscht.

Durchgängigkeit

Wenn also alle Schichten der Automatisierung den Industriestandard ISA TR88.00.02 beherrschen, gestaltet sich die Integration deutlich einfacher. Beim Maschinenprojekt-Template von LTI Motion folgen deshalb alle Programmierungsschichten dem PackML-Standard: Von den Technik- über die Maschinenmodule bis hin zur eigentlichen Maschinenlösung wird ein- und dieselbe Zustands­maschine eingesetzt. So müssen Programmierer nicht mehr unterschiedliche Zustandsmaschinen und deren Schnittstellen harmonisieren, sondern arbeiten mit einer durchgängigen Automatisierung im Rahmen eines internationalen Standards. Hierbei handelt es sich um schon vor Jahren geäußerte Forderungen und Erwartungen führender Endkunden – auch von Nicht-OMAC-Mitgliedern.

Die neuen PackML-konformen Technikmodule von LTI Motion enthalten die standardisierten Software-Elemente State Machine, Event Management, Communication Interface sowie das Parameter Interface. Im ersten Schritt entwickelt der Hersteller Technikmodule für Applikationen wie Querschneider, dynamische Kurvenscheibe oder Wickler.

Reserven für mehr Dynamik

Die nachhaltige Maschinenautomatisierung nach PackML ist vollständig in das Mehrachs-Automatisierungssystem SystemOne CM integriert. Neben einer skalierbaren Maschinensteuerung setzen Antriebsachsen die unterschiedlichen Bewegungsanforderungen bis zu einem Nennstrom von 450 A um. Doppel- und Dreiachsmodule reduzieren den Einbauraum. Üblicherweise werden Regelkreise über die Steuerung geschlossen. Dabei müssen ständig die Feldbus-Taktzyklen verkürzt sowie die Buslast erhöht werden, um die erforderliche Regelgüte zu erreichen. Damit verbunden ist eine kostspielige Vergrößerung der CPU-Leistung. Sind hingegen, wie beim LTI-Motion-System, die Regelungsmodule direkt in die Antriebsachse integriert, werden die von der Steuerung erzeugten Bewegungsprofile wesentlich besser umgesetzt. So kann die Busentlastung dazu genutzt werden zusätzlichen Diagnosedaten zu übertragen oder man wählt eine kleinere, kostengünstigere Steuerung. Mittels der Offenheit von SystemOne CM sind neue Komponenten – auch die anderer Hersteller – ohne großen Aufwand in ein bestehendes Maschinenprojekt integrierbar. Zur Kommunikation nutzt LTI Motion unter anderem Ethercat.

Der Fokus bei den standardisierten Software-Lösungen liegt bei LTI Motion vor allem auf der Verpackungstechnik sowie der Werkzeugmaschinen-Branche. Weitere Einsatzgebiete finden sich im allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau, da die verfügbare Technik weit verbreitete Bewegungsfunktionen abbilden.