Gateway-Lösung für Profinet und CANopen
Antriebsanbindung? Yes, we CAN!
Kompakt und kostengünstig: Aus guten Gründen hat sich CANopen als Protokoll in der Antriebstechnik etabliert. Für die Integration entsprechender Komponenten in Maschinenumgebungen kann die Fokussierung auf einzelne Bussysteme allerdings hinderlich sein - z.B. wenn dort von Seiten der SPS bereits Profibus bzw. Profinet gesetzt ist. Eine praktikable Lösung stellen hier moderne Feldbuskoppler dar, z.B. die Modelle PB/CAN und PN/CAN von Helmholz. Diese Gateways haben nun auch den Schweizer Antriebsanbieter von Maxon Motor von ihren Vorteilen überzeugt.
Bild: Maxon Motor GmbHMit ihrem Portfolio an präzisen Motorsystemen ist das Unternehmen Maxon Motor aus dem Schweizer Sachseln seit 1961 auf dem Markt für Antriebs- bzw. Automatisierungstechnik erfolgreich und mittlerweile längst weltweit tätig. Einen Kompetenzbereich des Herstellers bilden bürstenlose Gleichstrommotoren, die nicht nur hochdynamisch, sondern vor allem auch sehr kompakt sind: Die kleinsten Motoren aus dem Maxon-Programm besitzen einen Durchmesser von 4mm: Das ist halb so viel wie die Körperlänge einer Stubenfliege. Damit ist das Portfolio prädestiniert für den Einsatz in Kleingeräten mit hohen antriebstechnischen Ansprüchen, etwa in der Medizintechnik. Zwei aktuelle Trends machen die Antriebslösungen von Maxon aber auch für den klassischen Maschinenbau sehr interessant: die Marktforderung nach immer kleineren Komponenten einerseits und nach einer immer höheren Dynamik und einer großen Energieeffizienz andererseits - beides mit dem Ziel, hohe Maschinendurchsätze bei möglichst niedrigem Energieverbrauch zu realisieren. Damit können spezifische Aufgabenstellungen entstehen, die sich mit konventionellen Antrieben, wie sie die Branche üblicherweise nutzt, nicht mehr umsetzen lassen.
Anbindung von Antriebs- und Steuerungstechnik
Solch kompakte Antriebslösungen, wie sie das Schweizer Unternehmen anbietet, haben aber einen - aus Sicht der Maschinenbauer - entscheidenden Nachteil: Sie arbeiten in aller Regel mit CANopen. Genauer gesagt mit dem Antriebs- und Bewegungssteuerungsprofil CiA 402 series. Technisch ausgereift, überzeugt das Protokoll nicht zuletzt auch preislich. Die Welt des Maschinenbaus setzt allerdings je nach Anwendungstyp oder eingesetzter SPS ein Bussystem wie Profinet voraus. "Das sind zwei Welten, die nicht so recht miteinander sprechen können", bringt Jürgen Wagenbach, Head of Customer Support Motion Control bei Maxon, die Situation auf den Punkt. Vor diesem Hintergrund zeigt sich ein steigender Bedarf auf, Industrial-Ethernet-basierende Automatisierungsnetze und Feldbusnetzwerke zu verbinden. Die technische Antwort auf diese Aufgabenstellung sind Gateways, auch Koppler oder Coupler genannt. Sie konvertieren Daten so, dass diese technisch einwandfrei von einem industriellen Netz in ein anderes übertragen werden können.
Gateways plus Service
Der Automatisierungsspezialist Helmholz reagiert auf den Markttrend mit einem strategischen Portfolio an Gateways, das sukzessiv ausgebaut wird. Das Lösungsangebot umfasst dabei auch Applikationsunterstützung und weitere Dienstleistungen rund um den intelligenten und effizienten Einsatz der Geräte. Nicht zuletzt hat das durchgängige Dienstleistungs- und Serviceangebot Maxon so überzeugt, dass der Hersteller bei entsprechenden Kundenanforderungen nun Helmholz als Partner empfiehlt. In aller Regel kommt es gar nicht erst zu Problemen, denn Helmholz hält im Rahmen einer umfangreichen Applikationsunterstützung für verschiedene Anwendungen schon Beispielprogramme bereit bzw. erstellt diese nach entsprechenden individuellen Vorgaben. So sind z.B. Parallelanläufe absolut präzise konfigurierbar. Damit lässt sich die Applikation vorab schon testen und eine kundenspezifische Lösung entwickeln, die sofort einsatzbereit ist.
Kommunikation zwischen CANopen und Profinet
Die konkrete technische Lösung zur Anbindung von CAN-Geräten an Profinet ist das PN/CAN-Gateway von Helmholz. Insgesamt fünf Typen sind für die verschiedenen CAN-Protokolle verfügbar, darunter auch eine Version speziell für das Profil CiA 402 series. Am Profinet-Netz ist das PN/CAN-Gateway ein Profinet-I/O-Device und unterstützt Übertragungsraten bis 100MBit Vollduplex, am CANBus wird bis zu 1 MBit/s unterstützt. Die I/O-Daten der CAN-Teilnehmer werden transparent und frei konfigurierbar in das Profinet-Netzwerk eingeblendet und können so in der SPS direkt verarbeitet werden. Die Features MRP (Medienredundanz) sowie umfangreiche Diagnosefunktionen und eine Schnittstelle zur Onlinediagnose runden die Leistungsmerkmale des PN/CAN-Gateways ab. Das Gateway kann einen vollwertigen CANopen Master darstellen. In dieser Funktion unterstützt es Netzmanagement, Sync-Telegramme, Nodeguarding/Heartbeat zur Überwachung der Teilnehmer und LSS-Dienste. Pro CANopen Slave sind bis zu 16 PDOs konfigurierbar. Ebenso ist die Parametrierung der CANopen-Teilnehmer über SDO-Telegramme und die Verwaltung von Emergency-Nachrichten möglich.
Umfassendes Gateway-Portfolio
Das PN/CAN-Gateway ist Bestandteil des aktuellen Kopplerprogramms von Helmholz. Im Zentrum steht der in Deutschland und Europa verbreitete Industrial-Ethernet-Standard Profinet. Neben dem Modell PN/CAN sind noch drei weitere Gateway-Typen verfügbar: der DP/PN Coupler zur Anbindung von Profibus-Netzwerken an Profinet, der PN/ModbusTCP-Koppler für Profinet/Modbus-Verknüpfungen und der PN/PN Coupler zur Anbindung von zwei getrennten Profinet-Netzen. Allen Helmholz-Gateways ist gemeinsam, dass sie ohne zusätzliche komplizierte Softwaretools funktionieren. Für Parametrierung, Konfiguration und Betrieb reicht ein Profibus/Profinet-Tool, das der Anwender ohnehin schon nutzt. Mit einer GSD- bzw. GSDML-Datei in den Hardwarekonfigurator eingebunden, können die Gateways dort vollständig konfiguriert werden. Weitere Softwaretools zur Parametrierung oder auch Hantierungsbausteine zur Programmierung sind nicht notwendig. Der Einsatz der Gateways ist entsprechend unkompliziert - ein für viele Kunden und Anwender wichtiges Argument. Alternativ bieten die Gateways einen Überblick über den Status und die Konfiguration des Gerätes sowie die Möglichkeit, ein Firmwareupdate durchzuführen. Als weitere Gemeinsamkeit zeichnen sich die Helmholz-Gateways durch eine klein dimensionierte Bauform aus.
Fazit
Antriebstechnische Spezialaufgaben im Maschinenbau erfordern häufig die Kommunikation zwischen einem CANopen-Netzwerk und Profinet-basierten Automatisierungsnetzen. Das Unternehmen Maxon Motor setzt dabei auf PN/CAN-Gateways von Helmholz. Den schweizerischen Hersteller hochpräziser Antriebssysteme hat dabei nicht nur die technische Zuverlässigkeit überzeugt, sondern vor allem auch die umfangreiche lösungsorientierte Applikationsunterstützung der Kunden durch Helmholz.
Kompakt und kostengünstig: Aus guten Gründen hat sich CANopen als Protokoll in der Antriebstechnik etabliert. Für die Integration entsprechender Komponenten in Maschinenumgebungen kann die Fokussierung auf einzelne Bussysteme allerdings hinderlich sein - z.B. wenn dort von Seiten der SPS bereits Profibus bzw. Profinet gesetzt ist. Eine praktikable Lösung stellen hier moderne Feldbuskoppler dar, z.B. die Modelle PB/CAN und PN/CAN von Helmholz. Diese Gateways haben nun auch den Schweizer Antriebsanbieter von Maxon Motor von ihren Vorteilen überzeugt.
Bild: Maxon Motor GmbHMit ihrem Portfolio an präzisen Motorsystemen ist das Unternehmen Maxon Motor aus dem Schweizer Sachseln seit 1961 auf dem Markt für Antriebs- bzw. Automatisierungstechnik erfolgreich und mittlerweile längst weltweit tätig. Einen Kompetenzbereich des Herstellers bilden bürstenlose Gleichstrommotoren, die nicht nur hochdynamisch, sondern vor allem auch sehr kompakt sind: Die kleinsten Motoren aus dem Maxon-Programm besitzen einen Durchmesser von 4mm: Das ist halb so viel wie die Körperlänge einer Stubenfliege. Damit ist das Portfolio prädestiniert für den Einsatz in Kleingeräten mit hohen antriebstechnischen Ansprüchen, etwa in der Medizintechnik. Zwei aktuelle Trends machen die Antriebslösungen von Maxon aber auch für den klassischen Maschinenbau sehr interessant: die Marktforderung nach immer kleineren Komponenten einerseits und nach einer immer höheren Dynamik und einer großen Energieeffizienz andererseits - beides mit dem Ziel, hohe Maschinendurchsätze bei möglichst niedrigem Energieverbrauch zu realisieren. Damit können spezifische Aufgabenstellungen entstehen, die sich mit konventionellen Antrieben, wie sie die Branche üblicherweise nutzt, nicht mehr umsetzen lassen.
Helmholz GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in INDUSTRIAL COMMUNICATION JOURNAL 1 2019 - 06.03.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
