Motion Control, SPS und Visualisierung in einem Gerät
Kompakte Automatisierung - große Möglichkeiten
Das neue IPC-System von KEB mit Zwei- und Vierkern-Prozessoren ist ausgelegt auf die Kombination aus Kompaktheit sowie Leistungsstärke und bietet vielfältige Softwarefunktionen. So kann es zur Motion-Control- und SPS-Ablaufsteuerung auch die Visualisierung von Maschinen übernehmen oder einen direkten Fernwartungszugang bieten. Zudem lässt sich Echtzeitkommunikation über Ethercat komfortabel auf der Hutschiene realisieren.
Bild: Karl E. Brinkmann GmbHKEB Antriebstechnik hat die Entwicklung des neuen Automatisierungssystems C6 Smart unter die Prämisse gestellt, eine kleine und leicht handhabbare Steuerungslösung zu schaffen, die von einer IPC-Plattform aus sowohl eine mehrachskoordinierte Bewegungssteuerung, als auch die klassische Ablaufsteuerung einer SPS erledigt. Mit Blick auf Usability bestand zudem ein weiteres Entwicklungsziel darin, ein System auf den Markt zu bringen, das sich leicht erweitern und anpassen lässt, unkomplizierte Fernwartungszugänge bietet und Visualisierungsmöglichkeiten genauso einschließt, wie eine vollwertige Sicherheits-SPS. Damit dieser Ansatz nicht auf Kosten sperriger Überdimensionierungen geht, hat der Hersteller die neue Gerätefamilie vor allem auf der I/O- und Safety-Ebene modular konzipiert.
Skalierbare Prozessorleistung
Die neue Generation von ARM-Prozessoren ermöglicht mit der hohen Performance leistungsstarke Motion Control und kann parallel dazu auch Ein- wie Ausgangssignale schnell erfassen und schalten. Als smarte Lösung innerhalb der weitreichenden C6-Familie von KEB sind die neuen Geräte daraus ausgerichtet, Steuerungsaufgaben mit einem hohen Anspruch an Performance und Funktionalität vor allem wirtschaftlich zu lösen. Deshalb gibt es die kompakten IPCs dreistufig skaliert, um für die jeweilige Applikation eine Steuerung einzusetzen, die funktional und preislich wirklich passt. Die Skalierbarkeit spiegelt sich wieder in den Abstufungen Basic, Pro und Advanced. Zudem gibt es unterschiedliche Prozessortypen mit zwei und vier Kernen, auf die Funktionen wie Ablaufsteuerung, Motion Control oder Visualisierung aufgeteilt sind. Bereits in der Ausbaustufe Basic erreicht die Basisausstattung aufgrund des performanten Programmkernels ein deterministisches Verhalten mit einem Jitter im s-Bereich. Für Komfort im Engineering sorgt die einfache Funktionsblockschnittstelle, mit der sich die gewünschten Bewegungen der Antriebe einfacher programmieren lassen. Sowohl Bewegungen, als auch die administrativen Aufgaben, sind mit einem Baustein bedienbar. Die Programmfunktionsblöcke sind im zyklischen oder azyklischen Kommunikationsmodus ausführbar, da die Motion-Profile innerhalb der KEB-Antriebe erstellt werden. Bibliotheken, Kommunikationstreiber sowie alle grundsätzlichen Möglichkeiten von der Entwicklungsplattform Combivis Studio 6 stehen bereits in der Basisausstattung zur Verfügung. Weil die Kommunikation zu anderen Systemen nach wie vor zu den bestimmenden Themen innerhalb der Automatisierung zählt, ist das KEB-Steuerungssystem von der Ethernet-Kommunikation bis zum etablierten Feldbus in alle Richtungen offen und flexibel gestaltet.
Bild: Karl E. Brinkmann GmbHKommunikation mit offenen Standards
Ausgestattet ist die auf dem Betriebssystem Windows Embedded Compact 7 basierende Steuerung serienmäßig mit einem Ethercat-Master, der frontseitig einen Anschluss für externe Feldbusgeräte besitzt. Zusätzlich gibt es einen parallelen seitlichen Ausgang. Hieran lassen sich die schnellen Ethercat-I/O-Module von KEB ohne weiteren Verkabelungsaufwand direkt mit der C6-Smart-Steuerung verbinden. Die Module sind mit ihrer Breite von 25mm ebenfalls darauf ausgelegt, Platz im Schaltschrank einzusparen. So beansprucht der C6 Smart mit gerade mal 47mm Baubreite in Kombination mit weiteren vier I/O-Modulen weniger als 150mm auf der Hutschiene - und dieses für ein leistungsstarkes IPC-Steuerungssystem mit immerhin 128 I/Os. Neben den analogen und digitalen I/O-Modulen gibt es innerhalb des C6-Systems ebenfalls eine vollwertige Safety-SPS mit Failsafe-over-Ethercat-Kommunikation. Sämtliche Module lassen sich selbstverständlich durch die standardisierte Kommunikation und Kontaktierung beliebig miteinander kombinieren. Das Automatisierungssystem kann über den frontseitigen Netzwerkanschluss per Ethernet TCP/IP mit anderen Ebenen und Geräten der Automatisierungswelt verbunden werden. Ein Video-Ausgang (DVI) sowie zwei USB-Schnittstellen bieten weitere Aus- und Eingabemöglichkeiten. Zusätzlich gibt es neben der Standardhardware mit vielen Schnittstellen weitere Hardware Optionen wie eine optoisolierte serielle Schnittstelle oder eine CAN-Schnittstelle, die als Master oder Slave betrieben werden kann. Die optional integrierte Visualisierung bietet die Möglichkeit die Mensch/Maschine-Schnittstelle über einen C6-Monitor in das Steuerungssystem zu integrieren und die Automatisierungsfunktionalität weiter zu vervollständigen. Flexibilität als auch Konnektivität ermöglicht die ebenfalls serienmäßig integrierte Fernwartungsfunktionalität Combivis Connect. Damit ist ein weltweiter Zugriff ohne zusätzliche Hardware bis hinunter in die Antriebsebene möglich.
Kommunikation auf allen Kanälen
Ebenfalls zur Serienausstattung bereits in der Basic-Ausbaustufe zählt der KEB Channelhandler. Das Gateway übernimmt die Rolle des Übersetzers zwischen der Ethernet-Welt und den unterschiedlichen Feldbustelegrammen. Dahinter steht das Ziel, Ethernet-basierende Steuerungen mit Feldbusgeräten einfach verbinden zu können - und zwar unabhängig von Feldbus und Topologie. Das Gateway macht dabei den Weg frei für das Routing durch zahlreiche Netzwerkschichten hindurch, um so den komfortablen Zugriff auf alle Teilnehmer einer Automation zu ermöglichen. In der weiterführenden C6-Smart-Ausbaustufe Pro überträgt das System die Bewegungsprofile aller Achsen über den deterministischen Kommunikationsbus. Dadurch ist die Zahl möglicher Profile unbegrenzt und das Profil selbst kann mit kurzer Reaktionszeit in einem Bewegungszyklus gewechselt werden. KEB bietet damit eine effiziente Lösung für aktuelle und künftige Maschinenentwicklungen. Es stehen weitere Bibliotheken zur Verfügung, womit die Projektentwicklungszeit reduziert wird. Die Achssteuerungslösungen reichen von einfachen Geschwindigkeits- oder Positionierungsmodi bis zu komplexen synchronisierten Bewegungsaufgaben wie Kurvenscheiben, elektronisches Getriebe oder Winkelsynchronlauf. Durch die Kombination aus den Sprachen der IEC61131-3 sowie integrierter Eingabehilfe kann der Programmierer einfach eine Achse hinzufügen, das Bewegungsverhalten auswählen und den Achsstatus überwachen - alles mit einem Funktionsblock. Sind in einer Applikation CNC-Funktionen gefragt, kommt die Ausbaustufe Advanced zum Einsatz. Über den Lösungsraum der Pro-Skalierung hinaus, beinhaltet Advanced CNC-Transformationsbibliotheken sowie den CNC-Sprachinterpreter nach DIN66025 (G-Code). Die CNC-Bibliothek enthält Funktionsblöcke, um intern gespeicherte NC-Dateien des Projekts zu verwenden oder externe NC-Dateien (ASCII-/.txt-Dateien) zu laden. Die Kombination aus KEB Steuerung und Advanced-Funktionalität ermöglicht die Verarbeitung komplizierter Tasks mit mehr als 30.000 ISO-Code-Prozesszeilen bei gleichzeitiger Wahrung der Standard-SPS-Flexibilität. Vorhandene grafische Templates ermöglichen zudem die Simulation von Bewegungen und ganzen Anwendungen. C6 Smart Advanced besitzt generell gesehen keine festen Leistungsgrenzen. Die limitierenden Größen sind deshalb nur die Rechen-Performance der Steuerung sowie die Übertragungsgeschwindigkeit des Bussystems.
Meilestein setzen
Basierend auf dem Betriebssystem Windows Embedded Compact 7 Pro, will C6 Smart einen Meilenstein in puncto Konnektivität, Kommunikation und Zuverlässigkeit setzen. Darüber hinaus bietet das System viele Tools zum Sichern, Wiederherstellen und Multiplizieren des Steuerungssystems. So steigert im Inneren eine Micro USV ebenfalls die Verfügbarkeit, weil C6 Smart Dateioperationen bei einem Netzausfall noch verlässlich abschließen kann. Das intelligente Speichermanagement erhöht weiterhin die Betriebssicherheit mit einem separaten Speicher für unterschiedliche Anwendungsdaten sowie einen geschützten Speicher für Betriebssystem und Funktionen wie Visualisierung, Steuerung und Fernwartung.
Das neue IPC-System von KEB mit Zwei- und Vierkern-Prozessoren ist ausgelegt auf die Kombination aus Kompaktheit sowie Leistungsstärke und bietet vielfältige Softwarefunktionen. So kann es zur Motion-Control- und SPS-Ablaufsteuerung auch die Visualisierung von Maschinen übernehmen oder einen direkten Fernwartungszugang bieten. Zudem lässt sich Echtzeitkommunikation über Ethercat komfortabel auf der Hutschiene realisieren.
Bild: Karl E. Brinkmann GmbHKEB Antriebstechnik hat die Entwicklung des neuen Automatisierungssystems C6 Smart unter die Prämisse gestellt, eine kleine und leicht handhabbare Steuerungslösung zu schaffen, die von einer IPC-Plattform aus sowohl eine mehrachskoordinierte Bewegungssteuerung, als auch die klassische Ablaufsteuerung einer SPS erledigt. Mit Blick auf Usability bestand zudem ein weiteres Entwicklungsziel darin, ein System auf den Markt zu bringen, das sich leicht erweitern und anpassen lässt, unkomplizierte Fernwartungszugänge bietet und Visualisierungsmöglichkeiten genauso einschließt, wie eine vollwertige Sicherheits-SPS. Damit dieser Ansatz nicht auf Kosten sperriger Überdimensionierungen geht, hat der Hersteller die neue Gerätefamilie vor allem auf der I/O- und Safety-Ebene modular konzipiert.
KEB Automation KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 11 2016 - 28.10.16.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
