Ultra Fast Automation mit B&Rs reAction-Technologie:
Kosten senken im µ-Sekundentakt
Markus Sandhöfner im Interview: "Mit der reAction-Technologie und Scalability+ macht B&R die Maschinenbauer fit für den globalen Wettbewerb"
B&R senkt mit der reAction-Technologie die Reaktionszeiten in der Automatisierung auf bis zu 1µs. Besonders zeitkritische Teilaufgaben lassen sich mit der neuen Technologie IEC61131-kompatibel in Standard-Hardware realisieren und ermöglichen gleichzeitig eine Kostensenkung, da die Steuerung optimal entlastet und damit sparsamer dimensioniert werden kann. Die reAction-Technologie ist daher eng verknüpft mit dem B&R-Konzept Scalability+. Beides erörterten wir im folgenden Interview mit Markus Sandhöfner.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMarkus Sandhöfner ist seit Beginn des Jahres Geschäftsführer der B&R Deutschland GmbH. Er erläuterte im Gespräch mit dem SPS-MAGAZIN, warum die aktuellen Entwicklungen, wie beispielsweise die reAction-Technologie von B&R ein wichtiger Schritt für die Wettbewerbsfähigkeit von Maschinenbauern in den globalen Märkten sind.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHKonzept und Grundlegendes zur reAction-Technologie von B&R
Mit der reAction-Technologie senkt B&R die Reaktionszeiten in der Automatisierung bis auf unter 1µs. Besonders zeitkritische Teilaufgaben lassen sich mit der neuen Technologie IEC61131-kompatibel in Standard-Hardware der X20- bzw. X67-Module realisieren. Mit der reAction-Technologie werden im Funktionsblock-Editor erstellte Programme direkt in E/A-Modulen der X20- und X67-Serie ausgeführt. Dadurch entfällt die interne und externe Datenübertragung und die Reaktionszeiten sinken auf Werte bis unter 1µs. "Der große Vorteil der reAction-Technologie besteht darin, dass wir im E/A-Modul eine Rechenleistung zur Verfügung stellen können, die um den Faktor 100 schneller ist, als das, was heute mit schnellen Ethernet-Netzwerken üblicherweise erreichbar ist", erläutert Sandhöfner. "Dieser Geschwindigkeitsgewinn kommt direkt dem Produktionsprozess zugute: Die Qualität wird gesteigert und der Ausstoß erhöht." Dazu nutzt B&R die Fähigkeit der Engineering-Umgebung Automation Studio 4 zur modulweisen Aufteilung der Software auf verteilte Hardware und die blitzschnelle Verarbeitung der Logikbausteine in den Modulen. Dort können durch dynamisches Nachladen parametrierbare Funktionsblöcke aktiviert werden. Das ermöglicht die Realisierung zeitkritischer Teilaufgaben in Standard-Hardware, erspart teure Spezialmodule und entlastet Netzwerk und Steuerung.
reAction spart Automatisierungshardware und Engineeringkosten
Mit der reAction-Technologie können Maschinenbauer sehr viel genauer auf ihre Anwendungen reagieren, erläutert Sandhöfner: "Abhängig von der jeweiligen Anforderung können sie entscheiden, ob sie eine Steuerung mit leistungsstarkem Prozessor wählen, weil die Anwendung diese hohe Rechenleistung insgesamt erfordert, oder ob es nur einige wenige Funktionen in der Maschine gibt, die eine schnelle Reaktionszeit unterhalb der 100µs-Schwelle benötigen. Diese könnten dann mit einer reAction-Scheibe realisiert werden. Die zentrale SPS käme dann mit einem weniger leistungsstarken Prozessor aus, was sich wiederum unmittelbar positiv auf die Kosten für die Automatisierungskomponenten auswirkt. Der Clou von reAction ist also, dass es die Maschine nicht nur schneller macht, sondern auch Kosten spart!"
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHSkalierbare Maschinen ohne weiteren Entwicklungsprozess
Mit diesen Eigenschaften ist die reAction-Technologie Bestandteil des Solution-Programms Scalability+, das B&R seinen Kunden anbietet: Sandhöfner dazu: "Mit Scalability+ wollen wir Maschinenbauern die Möglichkeit geben, die Technologie, die sie bisher bereits in ihren Top-Maschinen einsetzen, auch in funktional reduzierten Typen anzubieten. Aus vielen Kundengesprächen und auch aus den aktuellen Umfragen des VDMA wird deutlich, dass der Wettbewerb gerade aus Asien das Midrange-Segment erreicht hat. Wer dieses Feld besetzt, kann laut VDMA wichtige Umsatzanteile sichern. Dieses Marktsegment ist daher auch für den deutschen Maschinenbau sehr wichtig. Die reAction-Technologie stellt sicher, dass unsere Anwender kleinere CPUs in der Steuerung einsetzen können, ohne auf Geschwindigkeit in zentralen Maschineneigenschaften verzichten zu müssen. Die Integration der reAction-Technologie in Automation Studio bietet im Engineering zusätzliche Vorteile. "Wir stellen sicher, dass keine zusätzlichen Engineeringaufwände entstehen, die Margen schnell wieder zunichte machen würden." Heute liegt der Kostenanteil für die Maschinensoftware nicht selten bei 50% der GesamtAutomatisierungskosten. Ziel sei es daher, so Sandhöfner, die Software, die für die Top-Maschine entwickelt wurde und die erprobt ist, auch auf der Midrange-Maschine verwenden zu können, um diesen Software-Anteil auf einen minimalen Anpassungsaufwand zu reduzieren. "Damit erleichtern wir unseren Kunden den Einstieg in das Mid-Level-Segment und ermöglichen es ihnen, neue Märkte zu erschließen." Diese Ausrichtung ist bei B&R nicht neu, erläutert Sandhöfner. One Tool, many targets lautete bereits in den 90er-Jahren ein Slogan von B&R, der die universelle Verwendung der Entwicklungsumgebung Automation Studio für alle Automatisierungsaufgaben beschrieb. Mit Generic Motion Control hat man dieses Konzept vor vielen Jahren auch auf die Antriebstechnik ausgeweitet: "Mit einem Hardware-unabhängigen Code wird das Bewegungsprofil erstellt. Je nach Leistungsanforderung der Anwendung wird erst ganz am Ende der Entwicklung die Antriebstechnologie gewählt!"
reAction-Technologie statt
teurer Spezial-Hardware
Natürlich entfaltet die reAction-Technologie auch außerhalb des Midrange-Segmentes viele Vorteile, denn sie zielt auch auf diejenigen Anwendungen, bei denen bisher teure Spezialhardware zum Einsatz kam, oder bei denen die schnellsten Reaktionszeiten heutiger Systeme in der Zukunft nicht mehr ausreichen. "Hier gelingt es uns mit der reAction-Technologie, dem Maschinenbauer neue Möglichkeiten zu bieten und gleichzeitig noch Geld einzusparen. Das ist eine perfekte Kombination, die reAction erst möglich macht", so Sandhöfner.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHBeispiele für den effizienten Einsatz der reAction-Technologie
Beispiele hat Sandhöfner zahlreiche zur Hand: "Wenn es in der Papierverarbeitung beispielsweise darum geht, eine Papierkante mit hoher Präzision zu erkennen, dann habe ich mit reAction-Modulen die Möglichkeit, diese mit sehr hoher Genauigkeit zu erkennen." [...] "Diese schnelle Reaktion konnten wir übrigens bereits seit vielen Jahren realisieren", erklärt er, "beispielsweise über schnelle Trigger-Eingänge der Acopos-Servoantriebe. Nun verfügt nicht jede Maschine über solche Servoantriebe, denken Sie beispielsweise an Kunststoffspritzgussmaschinen: Hier werden häufig noch hydraulische Antriebe eingesetzt: Die Qualität des Spritzgießproduktes ist direkt davon abhängig, wie gut es beim Schließen der Form gelingt, von einer Geschwindigkeits-/Positionsregelung umzuschalten auf eine Druckregelung. Durch die reAction-Module kann man hier sehr preiswert eine äußerst performante Lösung herbeiführen", erläutert Sandhöfner.
Von der Idee zur Lösung in Automation Studio
Doch wie schnell ist die reAction-Technologie in der Anwendung und wie entsteht ein Programm für ein solches Modul, lautet die nächste Frage an den B&R Deutschland-Chef: "Wir benötigen pro verwendetem Funktionsblock im reAction-Modul ca. 20ns. Als Funktion stehen beispielsweise Logikfunktionen, Rechenfunktionen, Regelfunktionen usw. zur Verfügung, deren Rechenzeiten sich addieren. Damit können wir richtig viel machen, denn selbst wenn hier zehn Funktionsblöcke verwendet werden, liegen wir erst bei einer Rechenzeit von 200ns. Dazu kommt dann natürlich noch die Zeit für die Wandlung. Hier haben wir viel Entwicklungsarbeit geleistet und spezielle Filtermodule entwickelt, die die µs-Performance der reAction-Technologie erst möglich macht. In der reAction-Technologie können also auch sehr umfangreiche Funktionalitäten für Prozesse, die kürzeste Reaktionszeiten erfordern." Das reAction-System basiert auf der FPGA-Technologie. Diese ist durchaus nicht neu, auch nicht in der Automatisierungswelt. Ein wesentliches Merkmal der reAction-Technologie ist jedoch, dass sie vollständig in das Automation Studio 4 integriert wurde. Anwender finden dort ihre gewohnte Umgebung vor. Sandhöfner dazu: "Unser Ziel war von Anfang an eine einfache Programmierbarkeit in der gewohnten Entwicklungsumgebung Automation Studio 4. Wir haben die Programmierung via Funktionsblöcke umgesetzt. Man kann also IEC-kompatibel mit Funktion-Chart arbeiten. Mit Hilfe zahlreicher von B&R vorbereiteter Bausteine wird letztlich eine Lösung durch einfache Parametrierung erstellt, indem man bestehende, indem man bestehende Funktionsbausteine miteinander verbindet."
Fazit
Die reAction-Technologie bringt einen enormen Performance-Sprung in die Automatisierungstechnik. Die µ-Sekunden-Welt eröffnet den Maschinenbauern viele neue Möglichkeiten, die sie zur Optimierung ihrer Maschinen nutzen können. Sie ist aber auch Ausdruck eines klaren Trends, funktional vereinfachte Maschinen ohne zusätzlichen Engineeringaufwand für bestimmte Märkte anbieten zu können. Sandhöfner drückt das so am Ende unseres Gespräches aus: "Mit Scalability+ und der reAction-Technologie ermöglichen wir es unseren Kunden, einfach, kostengünstig und schnell Maschinen insbesondere im Midrange-Bereich zu generieren, die auf den globalen Märkten erfolgreich sind." (kbn)
Über B&R
B&R ist ein Privatunternehmen mit Hauptsitz in Österreich und Niederlassungen in der ganzen Welt. Der Automatisierungsspezialist kombiniert moderne Technologien mit fortschrittlichem Engineering. B&R stellt den Kunden verschiedenster Branchen Gesamtlösungen in der Prozessautomatisierung, Antriebs- und Steuerungstechnik, Visualisierung und integrierten Sicherheitstechnik bereit. Lösungen für die industrielle Feldbus-Kommunikation - allen voran Powerlink und der offene Standard openSafety - runden das Leistungsportfolio von B&R ab. Die Software-Entwicklungsumgebung Automation Studio steht für zukunftsgerichtetes Engineering. Mit seinen innovativen Lösungen setzt B&R immer wieder Zeichen in der Automatisierungswelt. Die Lösungen von B&R vereinfachen Prozesse und bietet eine Automatisierungsplattform für weltweit wettbewerbsfähige Anwendungen
B&R senkt mit der reAction-Technologie die Reaktionszeiten in der Automatisierung auf bis zu 1µs. Besonders zeitkritische Teilaufgaben lassen sich mit der neuen Technologie IEC61131-kompatibel in Standard-Hardware realisieren und ermöglichen gleichzeitig eine Kostensenkung, da die Steuerung optimal entlastet und damit sparsamer dimensioniert werden kann. Die reAction-Technologie ist daher eng verknüpft mit dem B&R-Konzept Scalability+. Beides erörterten wir im folgenden Interview mit Markus Sandhöfner.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMarkus Sandhöfner ist seit Beginn des Jahres Geschäftsführer der B&R Deutschland GmbH. Er erläuterte im Gespräch mit dem SPS-MAGAZIN, warum die aktuellen Entwicklungen, wie beispielsweise die reAction-Technologie von B&R ein wichtiger Schritt für die Wettbewerbsfähigkeit von Maschinenbauern in den globalen Märkten sind.
B&R Industrie-Elektronik GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 4 2014 - 19.03.14.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
